不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄光合特性和果實品質的影響

李棟梅，李春陽，王世平，王振平

(1.寧夏大學 農學院，銀川 750021； 2.上海交通大學 農業與生物學院，上海 200240)

葡萄是全球重要的經濟類果樹作物之一，被廣泛用于釀酒、鮮食、制汁與制干，其產品深受消費者喜愛[1]。近幾年，中國葡萄產業發展迅速，特別是釀酒葡萄栽培面積增長迅速。寧夏賀蘭山東麓地區因其獨特的土質及氣候條件，被國內外專家確定為世界釀酒葡萄最佳產區之一[2]。寧夏釀酒葡萄栽植主要集中在干旱、半干旱的沙質土壤地區，良好的風土條件使葡萄具有含糖量高、色素形成良好、品質較佳等優勢，同時也存在一定的局限性，由于該地區冬季嚴寒，風速較大，時有葡萄根系凍害和枝條抽干發生，部分植株受凍死亡，果農通過加大種植密度，預防因部分植株死亡而導致密度變小，單產下降的風險。在栽培過程中發現，密植不僅影響土壤的生態平衡，而且影響樹體的營養生長和生殖生長，同時降低果實品質[3]。針對這一問題，本研究主要探討寧夏賀蘭山東麓沙質土壤下不同栽植密度對葡萄的光合特性及品質和產量的影響，從而找出適合寧夏賀蘭山東麓地區釀酒葡萄栽植的最佳種植密度，對于獲得香氣濃郁、口感平衡的優質葡萄酒具有重要意義，為賀蘭山東麓葡萄與葡萄酒產業健康發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2014-2015年連續2 a在寧夏農墾集團暖泉農場試驗地進行。供試材料為5 a生‘霞多麗’葡萄，南北行向定植，統一采用V型架式，設4個處理，在原定植密度30 cm×300 cm的基礎上，采用間伐方式獲得處理1(30 cm×300 cm，T1)、處理2(60 cm×300 cm，T2)、處理3(90 cm×300 cm，T3)和處理4(120 cm×300 cm，T4)，每處理20株葡萄，設3次重復，每個處理隨機確定10株葡萄作為測量對象，并對確定測定的葉、果穗進行掛牌標記。特別要強調的是對葡萄葉片的測量，1株上共確定3個枝條，每個枝條上確定2片葉，分別是該枝條已標記果穗對面著生的葉片和以這片葉為開端向枝梢方向上數第4片葉子。測定標記葉片葉綠素含量及其光合特性指標。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 葡萄葉片葉綠素SPAD值 用SPAD-502測定葉片葉綠素，從花后10 d(6月3日)開始，每10 d 測定1次，每片葉子取不同的位置測量5個值，求其平均值。

1.2.2 葡萄光合特性指標 選擇晴天，用PP-system公司生產的CIRAS-1便攜式光合儀分別在6月17日、7月23日9:00-10:00測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2摩爾分數(Ci)等指標，測定位置為已標記好的葉片，每個處理重復3次[4]。

1.2.3 葡萄果穗長度 從花后10 d(6月3日)開始，利用已標記好的果穗測量果穗長度。每隔10 d測定1次。

1.2.4 葡萄品質 分別在花后88 d(8月21日)、98 d(9月1日)、108 d(9月11日)采樣，測定可溶性固形物質量分數和可滴定酸質量濃度。用手持糖度計測定可溶性固形物質量分數[5]；采用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸質量濃度，酸以酒石酸計[6]。

1.2.5 葡萄產量 成熟采收期利用計數法和稱量法測定百粒質量、單穗質量、單株平均掛果數，同時計算666.7 m2產量，666.7 m2產量=單穗質量×單株平均掛果數×株數。

1.3 數據分析

使用Microsoft Excel 2003，SPSS 17.0軟件進行數據的處理與分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄葉片葉綠素SPAD的影響

葉綠素含量高低直接決定果樹將光能轉化為有機物的多少，也決定著葡萄中有價值的化合物合成量的多少。由圖1可知，從花后10～80 d葡萄葉片中的葉綠素SPAD整體呈增加趨勢，花后80 d各處理葉綠素SPAD達到最大值，花后80 d后葡萄葉片中葉綠素SPAD呈下降趨勢，說明后期葉片老化，葉綠素降解。T2處理栽植密度葡萄葉片葉綠素SPAD最高，達到50.2 ，說明該栽植密度條件下有利于葡萄果實進行光合作用和有機物的積累；T1處理栽植密度葡萄葉片葉綠素SPAD最低，為47.8，說明高密度栽植有降低葉片葉綠素SPAD的趨勢；T3和T4處理栽植密度SPAD居中，分別為50和49。

圖1 ‘霞多麗’不同栽植密度對其葉片葉綠素SPAD的影響Fig.1 Effect of different planting density on chlorophyll SPAD in ‘Chardonnay’ leaf

2.2 不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄光合指標的影響

由表1可以看出，無論在花后25 d還是在花后60 d，在9:00-10:00，隨著栽植密度的減小，Pn呈逐漸上升的趨勢，其中，T2處理比T1處理平均提高71.75%。但從花后25 d到60 d，在一定栽植密度范圍內，Pn隨著密度的減小而上升，超過該范圍，Pn則下降，其中T2處理栽植密度條件下Pn增長的最快，增長量為1.6 μmol/(m2·s)。

表1 ‘霞多麗’不同栽植密度對其光合作用的影響Table 1 Effects of different planting densities on chardonnay grape photosynthesis

注：不同小寫字母表示 LSD檢驗差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different lowercase letters indicate significant difference under LSD in the table(P<0.05).The same below.

2.3 不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄果穗長度的影響

葡萄果穗長度反應果實著生的緊密程度，果穗疏松是生產優質釀酒葡萄的重要指標之一。不同栽植密度對果穗長度的影響如圖2所示。觀察整個葡萄果穗生長過程可以發現，T2處理果穗生長趨勢呈雙S曲線，其余3個處理均表現為緩慢線性增長；T2處理以花后30 d為生長轉折點，其果穗長度顯著高于其他3個處理，各處理間葡萄果穗長度次序為T2>T3>T4>T1，說明果穗長度與栽植密度有關，密度過大或過小都不利于果穗長度的生長。T2處理(60 cm×300 cm)栽培密度有利于‘霞多麗’葡萄果穗生長。

2.4 不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄品質的影響

表2揭示了不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄品質的影響。由表2可知，在葡萄成熟過程中，4個處理的可溶性固形物質量分數整體呈上升趨勢，

圖2 ‘霞多麗’不同栽植密度對其果穗長度的影響Fig.2 Effects of different planting densities on ‘Chardonnay’ grain length

可滴定酸整體呈下降趨勢?；ê?8 d、98 d和108 d各時間點中T2處理下糖酸比最高，說明該栽植密度下釀酒葡萄品質最佳。隨著栽植密度的減小，平均可溶性固形物質量分數逐漸升高，到成熟采收前達到最高，分別為23.1%、23.2%、23.8%、24.4%。4個處理之間的可溶性固形物差異不顯著，說明不同栽植密度對可溶性固形物質量分數的影響不大。

2.5 成熟采收期不同栽植密度對‘霞多麗’葡萄產量的影響

栽植密度對園藝作物產量有較大影響[7]，通常在單位面積內，栽植密度越大產量越高，但單株產量逐漸減少。由表3可見，葡萄果實單穗質量隨栽植密度的減小而上升，且各處理間差異顯著；百粒質量在不同栽植密度條件下存在差異，T2、T3、T4顯著高于T1，說明栽植密度過大會降低百粒質量；單株平均掛果數隨栽植密度的減小呈先上升后下降的趨勢，各處理間差異不顯著，說明栽植密度對單株平均掛果數影響不大；葡萄單產隨栽植密度的增大而提高，T1栽植密度條件下單產最高，為1 078 kg/666.7 m2，單產由高到低依次為T1>T2>T3>T4。綜合表3發現，T1栽植密度下雖然單產量高，但品質較差，不宜釀酒，相較之下唯有T2栽植密度最合適，既有較高的產量同時品質較佳。

表2 ‘霞多麗’不同栽植密度對其品質的影響Table 2 Effects of different planting densities on ‘Chardonnay’ quality

表3 成熟采收期‘霞多麗’不同栽植密度對其產量的影響Table 3 Effects of different planting densities on ‘Chardonnay’ yield at maturation stage

3 結論與討論

種植密度是作物栽培的一項重要指標，密度既影響產量，又影響品質。栽培密度對植物生長發育的影響主要是由于改變了植株的受光狀況、通風狀況以及養分分配狀況而使植株葉片的解剖結構和外部形態特征發生了相應的變化[8]。

葉綠素是高等植物葉綠體內重要的光合色素，直接關系著作物的光合同化效率。曹之富等[9]研究表明，植物葉片光合機能的大小與葉綠素含量關系密切，栽培密度對葉片凈光合作用有顯著的影響。本試驗結果表明，葉綠素含量隨著栽植密度的減小呈現先上升后下降的趨勢，其中處理2(60 cm×300 cm)栽植密度條件下葡萄葉片葉綠素SPAD最高，達到50.2；Pn隨著栽植密度的減小，呈逐漸增加的趨勢，可能是栽植密度較大，植株間通風透光較差，CO2摩爾分數降低，從而影響光合作用，致使Pn下降。另外，也可能是由于植株間競爭營養，導致氮、鎂、鐵等礦質元素缺乏，最終影響葉綠素的合成[10]。黃春艷等[11]和李玉萍等[12]分別發現隨著魚腥草和石蒜栽培密度的增加，葉片中葉綠素含量呈先下降后上升的趨勢，與本研究結果完全相反，這可能是這2種草本植物與藤本植物葉片葉綠素合成之間的差異，其機理有待進一步研究。陳秀娟等[10]研究發現草莓葉片Pn隨著密度的減少呈逐漸增加的趨勢，栽培密度對葉片凈光合作用有顯著的影響，其研究結果與本研究結果一致，說明隨著栽培密度的降低，有利于植物葉片在自然空間合理分布，接受有效光照，也有利于葉片葉綠素的合成，栽植密度對作物的光合作用起重要作用。

葡萄果實中糖分和有機酸含量是評價釀酒葡萄品質的重要指標[13]。Bhella[14]研究表明，栽培密度對甜瓜的產量和品質有顯著的影響。本試驗中，各處理間葡萄單產次序為T1>T2>T3>T4，但在T2栽植密度條件下，可獲得較高的產量和最佳品質。劉來馨等[15]研究發現：隨著栽植密度的增加，赤霞珠葡萄產量增加，但致使糖度下降，因而導致釀酒葡萄品質下降，這與本研究結果一致。

本試驗結果表明：在寧夏賀蘭山東麓地區，‘霞多麗’葡萄采用60 cm×300 cm栽植密度，有利于葡萄單產量、品質的提升，因此，‘霞多麗’葡萄在該產區應采用該定植密度。

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