伊犁河谷冰葡萄最佳延遲采收時間探討*

黃 娟，顧雅文，劉紀疆，胡啟瑞，王 曼

（1.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，烏魯木齊 830002；2.中亞大氣科學研究中心，烏魯木齊 830002；3.新疆農業氣象臺，烏魯木齊 830002）

冰葡萄不同于一般釀酒葡萄，它通過延長葡萄采收期，利用霜凍對葡萄進行自然濃縮。當氣溫低于?8℃左右[1]時，將葡萄在樹枝上保持一定時間，使其自然結冰濃縮，再采摘、壓榨成冰葡萄汁。用此葡萄汁釀造的葡萄酒稱為冰酒，冰酒屬于優質高級葡萄酒中的最高級，被譽為“液體黃金”[2]，是世界公認的葡萄酒中的極品[3]。冰葡萄品質對冰葡萄酒的質量起著決定作用，而不同區域氣候條件的差異及氣候年際變化對冰葡萄品質影響極大[4?5]。在良好的氣候條件下，葡萄原料才能表現出糖酸平衡、風味、香味充分等優良品質[6]。成熟后不同的采收時間對應不同的氣象條件及果實品質，因此，冰葡萄采收時間的判定尤為重要。

關于冰葡萄的相關研究主要集中在兩個方面。一方面，關于冰葡萄成熟后品質變化規律研究。徐超亞等通過測定賀蘭山東麓產區威代爾葡萄果實的理化及感官品質，探究其后熟過程中品質的變化規律[7]；吉奇等通過建立遼寧省桓仁縣冰葡萄種植區日最低氣溫穩定通過?8℃初日模糊隸屬度函數集和多元回歸方程，預測冰葡萄適宜收獲開始日期[8]；另一方面，從長時間序列角度分析冰葡萄生長與氣候變化的關系，并提出相關管理建議。陳嘯天等從邯鄲涉縣近30a氣象條件變化特征進行分析，得出涉縣冰葡萄種植的可行性[9]；張曉煜等利用GIS技術對中國北方30a氣候資料進行分析，開展冰葡萄的生態區劃[10]；李新等綜合分析了伊犁河谷冰葡萄威代爾的生產表現與栽培技術，提出科學管理建議[11]。

現階段針對冰葡萄最佳采收期的相關研究不多[12]，現有研究主要是對成熟期不同氣候條件的分析，缺少品質變化規律與延遲采收時間關系的探討，尚且沒有針對冰葡萄品質變化與成熟后氣象條件變化一對應的相關氣候機理研究。本研究在歸納、借鑒前人研究的基礎上，利用對比分析冰葡萄品質成熟期變化規律、年際變化規律及其與氣象因子的關系，得出冰葡萄品質變化機理，并依據品質與氣象條件變化關系進行冰葡萄最佳采收時間的判定，以期為優化冰葡萄品質、合理化區域管理提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地設在七十團，位于新疆維吾爾自治區伊寧縣境內的伊犁河谷生態產區，產區屬天山山脈西部，三面環山，與生產葡萄酒的法國波爾多、生產冰酒的加拿大安大略緯度一致，極適合釀酒葡萄的種植和生長，是中國乃至世界罕見的原生態河谷葡萄產區[13?14]。

研究區為白冰葡萄產地，品種為6a生“白玉霓”，東西行向，面積6.67hm2。種植行距2m，株距0.8m，葡萄架高度為1.5m，整塊地中有一條寬約5m的田壟，將試驗地劃分為70行和90行的兩個地塊。在第40行和第110行離地面1.5m處各架設1臺HOBOware溫濕度記錄儀，記為儀器①、②，兩臺儀器直線距離140m，分別處于兩塊觀測地段中心位置，用于監測地上1.5m處（葡萄果穗位置）葡萄果穗所處的溫濕度，儀器位置分別為43°43' 32"N，81°9' 12"E和43°43' 25"N，81°9'11"E。

1.2 項目觀測

采樣方法：2018年、2019年自冰葡萄充分成熟后（10月10日）30d內，每10d在該果園選擇觀測區儀器架設點有代表性3株葡萄，在每株上部、中部和下部各選整串葡萄采樣，采樣后放入保鮮袋，裝入低溫絕熱采樣箱，當天送伊犁哈薩克自治州產品質量檢驗所，總糖含量采用斐林試劑滴定法測定[15]，總酸含量（酒石酸當量）用氫氧化鈉滴定法測定[16]，標記觀測地儀器①位置冰葡萄汁檢測結果為樣本1，儀器②位置冰葡萄汁檢測結果為樣本2。

氣象數據：溫濕度記錄儀自動記錄并存儲每小時氣溫、相對濕度數據，其他氣象數據（最低氣溫、溫差、相對濕度、日照時數等）選取氣象站點數據進行統計。

1.3 數據分析

利用SPSS統計分析軟件進行氣象因子與冰葡萄品質數據的相關分析、偏回歸分析和多元線性回歸分析，篩選顯著影響冰葡萄品質的氣象因子，并建立多元回歸方程。

2 結果與分析

2.1 延遲采收期冰葡萄總糖和總酸含量變化

由圖1線性及多項式趨勢線可見，2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內，每10d在該果園兩個地點選取的果實樣本中，總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大，總酸含量隨采收時間推遲先減后增的變化特點。具體來看，第1次采收時（10月11日）果實總糖含量為207.5g·L?1和192.2g·L?1，最后1次采收時（11月21日）總糖含量達到了244.3g·L?1和250.4g·L?1，30d內兩個樣地總糖含量分別增加了17.7%和30.3%。總酸含量隨采收時間推遲的變化過程相對復雜一些，表現出明顯的先減小、后增大的特點。具體來看，總酸含量自第1次采收起（10月11日）至10月25日，呈減小趨勢，減小幅度分別為7.7%和6.5%，11月1日略有增大，較前一次采收增幅分別為3.3%和5.2%，11月12日繼續減小至總酸最小值0.58%，較第一次采收減小幅度分別為10.8%和6.5%，11月21日總酸大幅度增加至最大值0.66%和0.71%，較第一次采收增加幅度分別為1.5%和14.5%。

圖1 2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內兩個取樣點果實總糖和總酸含量的變化過程Fig.1 Variation course of the total sugar and total acid content in two sample sites during 30 days after maturity (Oct.10) in 2018

由圖2可見，2019年葡萄成熟后（10月10日）每10d檢測的結果也顯示出與2018年相同的規律。兩組觀測樣本中，總糖含量也表現出隨采收時間推遲呈增大趨勢，總酸含量隨采收時間推遲先減小后增大的特點。從具體數據上看，兩年觀測數據間差異不大，2019年兩個檢測點總糖最小值分別是196.2g·L?1和206.2g·L?1，最后1次采收時（12月1日）總糖含量達到了231.1g·L?1和220.9g·L?1，30d內兩個地點總糖含量分別增加了17.8%和7.1%。試點1總酸含量自第1次采收起（10月10日）至10月20日，呈減小趨勢，最小值為0.53%，減小幅度為11.7%，之后呈增大趨勢，至12月1日達到最大值0.62%，增幅為17.0%；試點2總酸含量自第1次采收起（10月10日）開始減小，至11月22日達到最小值0.57%，減小幅度為17.4%，之后呈增大趨勢，至12月1日達到0.66%的次大值，增幅為15.8%。兩個樣點總酸變化趨勢均表現為先減小后增大的規律，且最后一次采摘總酸值為最大值或次大值，但總酸出現增加趨勢的轉折點不同。

圖2 2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內兩個取樣點果實總糖和總酸含量的變化過程Fig.2 Variation course of the total sugar and total acid content in two sample sites during 30 days after maturity (Oct.10) in 2019

可見，兩年不同觀測點的試驗數據說明，葡萄成熟后推遲采收，果實中總糖含量明顯增加，總酸含量會劇烈波動變化。

2.2 冰葡萄延遲采收期間氣象條件變化

由圖3可見，2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內，果園相對濕度整體上表現為隨采收時間推遲呈雙峰分布的變化特點。具體來看，10月17日、11月12日相對濕度出現兩個峰值，分別為95%、92%，對應葡萄果實總酸的谷值，10月28日出現相對濕度谷值，為38%，對應總酸的峰值。可見，果園相對濕度與果實總酸含量呈負反饋機制，具體表現為相對濕度峰值出現的時間對應總酸谷值的出現，相對濕度谷值出現的時間對應總酸峰值的出現。

圖3 2018年葡萄成熟后（10月10日）30d內兩個取樣點果實總酸含量和空氣相對濕度的變化過程Fig.3 Variation course of the total acid content and relative humidity(RH) in two sample sites during 30 days after maturity(Oct.10) in 2018

由圖4可見，2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內，果園相對濕度整體上表現為隨采收時間推遲呈劇烈波動的變化特點。具體來看，10月10?12日出現第一次峰值，11月6?7日出現第二次峰值，11月24?25日出現第三次峰值；10月28日、11月17日出現谷值，最后一次采收（12月1日）后又出現下降趨勢。

圖4 2019年葡萄成熟后（10月10日）30d內兩個取樣點果實總酸含量和相對濕度的變化過程Fig.4 Variation course of the total acid content and relative humidity(RH) in two sample sites during 30 days after maturity(Oct.10) in 2019

由表1可知，2018年10月17日、11月12日出現大于10mm降雪，對應相對濕度峰值與總酸的谷值，2019年10月12日、11月6?7日出現5mm以上降雪，對應相對濕度峰值。降雪量與相對濕度變化趨勢一致，降雪天氣頻繁，溫度降低，相對濕度增大，葡萄果實內部分酒石酸結晶，總酸含量降低，符合實際情況。

表1 2018年和2019年10月、11月降雪情況Table 1 Snowfall during October and November in 2018 and 2019

2.3 冰葡萄品質年際變化規律

圖5為2011?2017年伊寧縣觀測區的冰葡萄品質變化情況。由圖可見，2011?2017年伊寧縣冰葡萄汁糖度與酸度的整體變化趨勢基本一致，均表現為隨年份增加呈雙峰曲線分布的特點。具體來看，2011年冰葡萄汁糖度和酸度含量分別為365g·L?1和0.87%，2013年糖度和酸度含量分別達到了375g·L?1和0.9%的峰值，相比2011年分別增加了2.7%和3.4%；2014年冰葡萄汁糖度和酸度含量分別達到364g·L?1和0.87%的谷值，相比2013年分別減少了2.9%和3.3%；2015年糖度和酸度含量分別達到了370g·L?1和0.92%的又一峰值，相比2014年分別增加了1.6%和5.7%；2017年酸度達到最小值，為0.82%，糖度略有增加。

圖5 2011?2017年伊寧縣冰葡萄品質檢測結果Fig.5 Quality test results of ice grape in Yining county from 2011 to 2017

2.4 延遲采收期氣象因子與冰葡萄總糖及總酸的關系

對不同采收日期對應的采收前10～120d氣象因子與冰葡萄品質因子做相關分析，通過0.05顯著性水平檢驗的模擬結果列于表2。由表中樣點1、樣點2的分析結果共性可見，影響冰葡萄總糖含量的氣象因子主要有采摘前120d平均氣溫（T120）、采摘前120d平均最低氣溫（Tmin120）和采摘前30d平均氣溫日較差（ΔT30）。樣點1和樣點2中，T120與糖分均呈線性負相關關系，T120越大，糖分越低；Tmin120、ΔT30與糖分均呈二次曲線關系。樣點1中，隨Tmin120的增大，糖分先減小，后增大，當Tmin120達到14.5℃時，糖分達到最小值，為205.9g·L?1；隨ΔT30的增大，糖分先減小，后增大，當ΔT30達到15.3℃時，糖分達到最小值，為232.7g·L?1；由于實際研究區域ΔT30的值均小于15.3℃，所以實際研究區域的糖分隨ΔT30的增大呈減小趨勢。樣點2中，隨Tmin120的增大，糖分先減小后增大，當Tmin120達到14.1℃時，糖分達到最小值，為203.4g·L?1；隨ΔT30的增大，糖分先減小后增大，當ΔT30達到15.7℃時，糖分達到最小值，為226.7g·L?1；由于實際研究區域ΔT30的值均小于15.7℃，故實際研究區域的糖分隨ΔT30的增大呈減小趨勢。

表2 不同時段氣象因子與冰葡萄品質因子的相關關系Table 2 Correlation between meteorological factors and quality factors of ice grape in different periods

影響冰葡萄總酸含量的氣象因子主要有采摘前120d平均氣溫（T120）、采摘前120天平均最低氣溫（Tmin120）、采摘前120d平均相對濕度（RH120）、采摘前60d平均相對濕度（RH60）。樣點1和樣點2中，T120與總酸均呈線性負相關關系，T120越大，總酸越低；Tmin120、RH120、RH60與總酸均呈二次曲線關系。樣點1中，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大，當Tmin120達到13.3℃時，總酸達到最小值，為5.7g·L?1；隨RH120的增大，總酸先增大后減小，當RH120達到73.6%時，總酸達到最大值，為10.5g·L?1；由于實際研究區域RH120的值均小于73.6%，故實際研究區域的總酸隨RH120的增大呈增大趨勢。隨RH60的增大，總酸先增大后減小，當RH60達到1.2%時，總酸達到最大值，為?1.2g·L?1；由于實際研究區域RH60的值均大于1.2%，故實際研究區域的總酸隨RH120的增大呈減小趨勢，均小于最大值?1.2g·L?1，不符合生產實際，此項舍去。樣點2中，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大，當Tmin120達到12.8℃時，總酸達到最小值，為5.8g·L?1；隨RH120的增大，總酸先增大后減小，當RH120達到66.6%時，總酸達到最大值，為7.9g·L?1；隨RH60的增大，總酸先增大后減小，當RH60達到138%時，總酸達到最大值，為14.6g·L?1；由于實際研究區域RH60的值遠遠小于138%，所以實際研究區域的總酸隨RH60的增大呈增大趨勢，均小于最大值14.6g·L?1。

綜合對比樣點1和樣點2，冰葡萄糖分含量與T120呈線性負相關關系，T120越大，糖分越低；與Tmin120呈二次曲線關系，隨Tmin120的增大，糖分先減小后增大；當ΔT30小于15.3時，隨ΔT30的增大呈減小趨勢。冰葡萄總酸含量與T120呈線性負相關關系，T120越大，總酸越低；與Tmin120呈二次曲線關系，隨Tmin120的增大，總酸先減小后增大；與RH120呈二次曲線關系，隨RH120的增大，總酸先增大后減小。

2.5 冰葡萄最佳采收時間的判定

2.5.1 優質冰酒對原料冰葡萄的品質要求

為保證產品糖、酒、酸的平衡性，結合消費者的飲食習慣，中國冰酒標準規定根據葡萄汁的含糖量，可適當降低含糖量、含酸量的指標值，即酒度7.0%～14.0%，糖度不低于120g·L?1，酸度不低于6.5g·L?1。李華等研究表明，釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10g·L?1，否則葡萄酒會出現乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬[17]。酸度分析中，結合中國冰酒標準規定“酸度不低于6.5g·L?1”，及“采用釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10g·L?1之間”，綜合二者要求酸度滿足“6.5≤X≤10.0g·L?1”。糖酸比太高和太低不易釀造出好的葡萄酒，合適的糖酸比應為32左右，最好在35～45。根據2018年、2019年品質變化規律，糖分變化均滿足要求，均大于120g·L?1；酸度滿足“6.5≤X≤10.0g·L?1”的是第一次采摘（10月11日）及最后一次采摘（11月21日）；糖酸比滿足“35～45”的是第三次（10月25日）及之后幾次采摘。綜合糖度、酸度、糖酸比均能滿足優質冰酒要求的最佳采收時間為最后一次采摘，即2018年最佳采收時間為11月21日，2019年最佳采收時間為12月1日。

2.5.2 冰葡萄達到優質品質對應的最佳采收時間判定

品質數據與氣象因子相關關系顯示，糖分分析中，二次曲線最小值全部大于120g·L?1，即葡萄成熟后糖分變化一直滿足葡萄酒品質要求。結合樣點一和樣點二氣象因子與品質要素的關系式，得到滿足葡萄酒糖度、酸度及糖酸比要求的各氣象因子適宜區間為7.5≤T120≤18.3℃，4.8≤Tmin120≤9.6℃，48%≤RH60≤70%，52.3%≤RH120≤64.8%，當前期氣象條件滿足上述范圍時，葡萄達到最佳采收時間。未來可據此判定指標，自成熟當日起（10月10日），單日遞推，求得不同延遲采摘期對應的氣象因子數值，若滿足上述適宜區間，則為當年冰葡萄最佳采收時間。另外，根據氣象條件的變化規律，可以預測未來最佳采收時間。

2.5.3 2020年伊寧縣冰葡萄最佳采收期驗證

取2020年伊寧縣氣象因子進行驗證，當年滿足7.5℃≤T120≤18.3℃的采收日期在10月31日?12月20日，滿足4.8℃≤Tmin120≤9.6℃的采收日期在11月18日?12月10日，滿足48%≤RH60≤70%的采收日期在10月10日?12月21日，滿足52.3%≤RH120≤64.8%的采收日期在11月25日?12月31日，綜合4個氣象要素后得到葡萄最佳采收日期為11月25日?12月10日。伊寧縣11月28日降雪8.9mm，29日降雪7.9mm，降雪對冰葡萄品質有影響，故取11月27日為2020年伊寧縣冰葡萄最佳采收期，與實際情況相符。

3 結論與討論

3.1 討論

陳仁偉等的研究結果表明，隨著采收時間的推后，葡萄各項品質指標均有一定程度的波動，可見，采收時間對葡萄果實品質指標有顯著影響[18]。本研究結果與之相符，隨著采收時間的推遲，2018年及2019年伊寧縣冰葡萄總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大，總酸含量隨采收時間推遲先減后增。丁琦等的研究中，運用聚類分析和主成分分析方法篩選出pH、糖酸比、固酸比、可溶性糖、可溶性固形物、果總酚、果單寧作為影響釀酒葡萄采收期的主要因子[19]。本研究選取糖度、酸度、糖酸比，表征冰葡萄本身的品質指標及釀造過程中需要考慮的品質指標，并得到其與氣象因子一一對應的關系，能夠說明糖度、酸度、糖酸比是影響采收期的重要因子，與前人研究結果一致[20]。

一方面，劉怡萱等[21]現有大多數采收期研究中，多運用主成分分析等方法進行品質數據分析，得出當年的品質最優采收期，此研究方法需要測量每年的品質數據，且只針對當年采收期進行判定。本研究方法則不同，只需根據當年的氣象數據，代入品質與氣象數據一一對應關系式，即可求得當年最佳葡萄品質對應的最佳采收時間，且可以根據氣象條件變化規律，預測未來最佳采收期，此研究方法具有延續性和預測性。但本研究時間序列短，未結合土壤差異、年際間人工管理差異等分析，具有一定的局限性，未來可結合多方面因素進行探究。

3.2 結論

通過分析冰葡萄品質成熟期變化規律、年際變化規律及其與氣象因子的關系，可以有效判定冰葡萄最佳采收時間。2018年及2019年隨著冰葡萄成熟后采收時間的推遲，伊寧縣冰葡萄總糖和總酸含量的整體變化趨勢基本一致，均表現為總糖含量隨采收時間推遲逐漸增大、總酸含量隨采收時間推遲先減后增的變化特點。

當前期氣象條件滿足7.5℃≤T120≤18.3℃，4.8℃≤Tmin120≤9.6℃，48%≤RH60≤70%，52.3%≤RH120≤64.8%時，冰葡萄達到最佳采收時間。2018年伊寧縣冰葡萄最佳采收時間為11月21日，2019年最佳采收時間為12月1日，2020年最佳采收時間為11月27日。