氣象條件對釀酒葡萄品質因子的影響

摘要 利用2009—2018年烏海市氣象局逐日氣溫、日照、降水等氣象要素數據與漢森釀酒葡萄試驗數據，分析釀酒葡萄糖酸比與各生育期氣象因子的相關性，構建氣象因子與糖酸比的統計模型。結果表明：釀酒葡萄生長期間的氣象條件對葡萄成熟后的糖酸比均有一定的影響，果實形成期至采摘期間氣象條件的影響最為顯著。9月平均最低氣溫、整個開花期至采摘期≥10 ℃積溫、轉色期—成熟期的日照時數、7月下旬—8月上旬水熱系數對糖酸比的影響大，相關系數在0.6～0.8，并且都通過了α=0.05顯著性檢驗。綜合考慮溫度、水熱、日照等因子，建立了氣象因子與糖酸比統計模型，擬合效果良好，為釀酒葡萄田間管理與品質提高提供依據。

關鍵詞 氣象條件；釀酒葡萄；品質因子；糖酸比；模型

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）15-0208-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.044

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Meteorological Conditions on Quality Factors of Wine Grapes

YANG Hong-zi1， ZHANG Li-ping1， MA Wei2 et al

（1. Wuhai Meteorological Bureau， Wuhai， Inner Mongolia 016000;2. Dalate Meteorological Bureau， Ordos， Inner Mongolia 014300）

Abstract Using the daily temperature， sunshine， precipitation and other meteorological element data from the Wuhai Meteorological Bureau from 2009 to 2018， as well as the Hansen wine grape experiment data， the correlation between the sugar-acid ratio of wine grapes and the meteorological factors in each growth period was analyzed， and a fitting model between the meteorological factors and the sugar-acid ratio was established. The results showed that the meteorological conditions during the growth of wine grapes had certain effects on the sugar-acid ratio after grapes matured， and the meteorological conditions from fruit formation to picking were most significant. The average minimum temperature in September，≥10 ℃ accumulated temperature from the entire flowering period to the picking period， sunshine hours from the color transition period to the maturity period， and hydrothermal coefficient from late July to early August had a significant impact on the sugar-acid ratio， with correlation coefficients ranging from 0.6 to 0.8， and all had passed the test α= 0.05 significance test.A statistical model for meteorological factors and sugar-acid ratio was established by comprehensively considering factors such as temperature， water and heat， and sunlight. The fitting effect was good， providing a basis for field management and quality improvement of wine grapes.

Key words Meteorological conditions;Wine grapes;Quality factor;Sugar-acid ratio;Model

烏海市位于賀蘭山北麓，處于烏蘭布和沙漠與庫布齊沙漠的交匯處，光熱資源豐富，晝夜溫差大，無霜期長，病蟲害極少，不用打農藥，引用黃河水灌溉，特別適合優質葡萄的生長。烏海市種植葡萄始于20世紀60年代，在中國葡萄栽培區中，烏海地區屬于第三區（中溫區）一個獨立的栽培區。所產葡萄含糖量高，酸度適中，色澤鮮艷，香氣濃郁，病蟲害少，無農藥污染，品質極佳，曾多次榮獲國家和自治區獎［1］。2018年烏海葡萄品牌價值達10.44億元，葡萄種植面積0.213萬hm2，葡萄品種100多個，主栽品種有無核白、赤霞珠、森田尼、巨峰、馬奶、龍眼等［2］。

葡萄酒的質量主要取決于釀酒葡萄的品質，而影響葡萄品質的因素有很多，如氣象條件、土壤特性、品種特性和栽培技術等，這些因素之間又相互影響，其中氣象因素對葡萄酒廠生產方向（酒型、酒質）起主導作用，土壤對葡萄品質也有著不可忽視的作用，但通常屬于從屬地位，因此，氣象條件是影響葡萄品質與葡萄酒廠生產方向的主要因素之一。每年的氣象條件不同，對當年的葡萄品質帶來的影響也不同，因此一些名貴的葡萄酒會根據每年的葡萄質量進行售價的調整［3-5］。

品質是產品的一種特征，反映葡萄品質的主要理化指標有總糖、總酸、pH和酚類物質等。糖酸比（S/A）反映釀酒葡萄糖和酸的平衡，是綜合反映釀酒葡萄品質的重要指標之一，糖酸比太高或太低均不易釀造出好的葡萄酒，在評價釀酒葡萄品質時，糖酸比這一綜合指標比單一要素指標更科學、更適用。所以該研究利用氣溫、降水、相對濕度、日照等氣象要素，主要對氣象因子和糖酸比進行相關分析，并建立評價模型，得出影響烏海葡萄品質的氣候因子以及預報模型，以期為開展葡萄氣候品質認證提供基礎，也為烏海葡萄種植以及葡萄市價調整提供參考依據［6-7］。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

烏海市地處大陸深處，是顯著的大陸性氣候，年平均氣溫9.8 ℃，年降水量158.6 mm，年平均相對濕度僅有43%；年日照時數為3 097.3 h，年無霜期158 d，對葡萄的種植極為有利。

烏海市國家一般氣象站位于飛機場（39.8°N，106.8°E），選取距離烏海飛機場1 000 m的漢森葡萄基地種植的釀酒葡萄作為試驗田地，株行距為0.5 m×3.0 m，雙籬架型。漢森葡萄基地位于烏海機場路東，擁有0.67萬hm2有機葡萄種植基地；引進法國優質釀酒葡萄苗木，利用以色列滴灌技術和黃河水資源，建成了國家級“標準化釀酒葡萄種植示范基地”。目前，漢森酒業的年生產能力為2.0×107 kg，為內蒙古最大的葡萄酒生產企業［8］。

漢森葡萄基地最主要的釀酒葡萄有赤霞珠、品麗珠、蛇龍珠等品種，其中赤霞珠原產于法國，是全世界范圍內最為廣泛種植的紅葡萄品種，也是烏海釀酒葡萄種植范圍最廣的葡萄品種［9］。該研究選擇了種植最廣泛、適種性強且樹齡在8年以上的赤霞珠為研究對象。經過調研、收集化驗數據得到釀酒葡萄的生育期數據、品質因子數據。

研究表明，含糖量與葡萄酒質量成正比，含糖量達到170 g/L以上才能釀造出高品質的葡萄酒，含糖量高的果實釀出的葡萄酒醇厚豐滿；芳香物質的形成也與含糖量有關；釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10 g/L，否則會使葡萄酒出現乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬；pH主要作用是在葡萄酒釀造過程中控制其不穩定性，pH在3.3～3.5最好；糖酸比（S/A）太高和太低不易釀造出好的葡萄酒，合適的糖酸比應為35～45［10-12］。烏海葡萄酒的糖酸比一般在38～45，品質為優到特優等級。

1.2 數據來源

2009—2018年漢森葡萄基地的釀酒葡萄采收后含糖量（Sg）、可滴定酸（Ac）等化驗數據、釀酒葡萄各生育期數據；2009—2018年逐日氣溫、日照時數、降水量、相對濕度等氣象要素數據。

1.3 研究方法

利用SPSS軟件，計算糖酸比與各氣象因子之間的相關關系，通過分析得出影響烏海地區釀酒葡萄品質的關鍵氣象因子和關鍵時期，建立釀酒葡萄各品質因子與氣象條件回歸方程。

（1）水熱系數計算公式：

K=10×R/T（1）

式中：R為時段降水量（mm）；T為≥10 ℃活動積溫（℃·d）。

（2）糖酸比（S/A）計算公式：

S/A=Sg/Ac（2）

（3）使用皮爾遜（pearson）相關系數（r）分析相關性，并進行雙側t檢驗。

r=ni=1（xi-）（yi-）

ni=1（xi-）2ni=1（yi-）2

（3）

t=-

δ2x+δ2y-2rδxδyn-1

（4）

式中：、分別為x、y樣本的平均值；r為2個樣本的相關系數；δ2x、δ2y分別為x、y樣本方差。

（4）采用線性回歸方法建立釀酒葡萄品質因子的預報方程。設y為因變量，x1，x2，…，xn為自變量，并且自變量與因變量之間為線性關系時，則多元線性回歸模型為：

y=b0+b1x1+…+bnxn+e（5）

式中：b0為常數項；b1，b2，…，bn為回歸系數；e為誤差平方。

1.4 葡萄關鍵生育期選擇

烏海釀酒葡萄各生育期時間如下：萌芽—開花期為4月下旬—5月下旬，開花期為5月中旬—6月上旬，開花—果實形成期為6月上旬—7月下旬，漿果形成期為7月下旬—8月中旬，轉色—完熟期為8月上旬—8月中旬，完熟—成熟期為8月下旬—9月下旬，轉色—成熟期為8月上旬—9月下旬，果實形成—成熟期為7月上旬—9月下旬，萌芽—采摘期為4月下旬—9月下旬，采摘期為9月下旬。

2 結果與分析

2.1 氣象因子與糖酸比的相關性分析

2.1.1 氣溫與糖酸比。氣溫對糖酸比在不同時段上都有一定影響，計算了釀酒葡萄全生育期期間平均氣溫、平均最低氣溫、≥10 ℃活動積溫等氣溫因子與糖酸比的相關系數，結果顯示（表1），通過α=0.05顯著性檢驗的氣溫因子有3個，相關系數-0.662～0.604，相關程度排序為9月平均最低氣溫（Tmin1）＞9月中旬至下旬平均最低氣溫（Tmin2）＞4月下旬至9月下旬≥10 ℃活動積溫（T4-9月），其他因子均未通過顯著性檢驗，又因為Tmin1和Tmin2這2個因子相互不獨立，故選擇相關性高的Tmin1和T4-9月這2個因子建立模型。

2.1.2

降水量與糖酸比。從表1可以看出，降水量對糖酸比的影響表現為正效應，主要影響時段是生長中后期的果實形成—成熟期（7—8月），未通過α=0.05顯著性檢驗。又因為烏海市臨近黃河，為灌溉區，降水量的不足可以得到彌補，故不選降水量因子建立綜合模型。

2.1.3 水熱系數（K）與糖酸比。從表1可以看出，水熱系數對糖酸比的影響既受溫度控制，又受降水量的干擾，其變化規律總體上對生長后期（7—8月）的糖酸比影響明顯，以漿果形成期（7月下旬—8月上旬）最為顯著。7月下旬至8月上旬水熱系數（K1）通過了α= 0.01顯著性檢驗，相關系數為0.778，其他時段水熱系數的相關系數均較小，故僅選K1建立模型。

2.1.4

日照時數與糖酸比。從表1可以看出，8—9月的日照時數對糖酸比的影響較為明顯，通過α=0.05顯著性檢驗的日照因子有4個，相關系數為0.572～0.692，相關程度排序為8月上旬至9月下旬日照時數（S1）＞8月至9月日照時數（S2）＞9月日照時數（S3）＞9月中旬至下旬日照時數（S4）。S1、S2和S3這3個因子不獨立，故選擇相關性最高的S1建立模型。

2.2 氣象因子與糖酸比的回歸模型分析

建立糖酸比（S/A）與平均最低氣溫、≥10 ℃活動積溫、水熱系數、日照時數的線性回歸模型。模型總體顯示（表2），模型均通過了α=0.05顯著性檢驗，擬合效果均較好。影響時段主要集中在生長后期，其次是果實形成期，入選綜合模型的因子包括9月平均最低氣溫（Tmin1）、4月下旬至9月下旬≥10 ℃活動積溫（T4-9月）、7月下旬至8月上旬水熱系數（K1）、8月上旬至9月下旬日照時數（S1）建立綜合因子模型，方程也通過了α≤0.05顯著性檢驗。

從圖1可以看出，釀酒葡萄糖酸比與氣象綜合因子的預報方程誤差呈波狀變化，除了2017 年誤差大于3外，其他年份誤差均較小，在±3以內，整體離散程度較低。

3 討論

對葡萄的品質而言，起主導作用的氣象條件主要是溫度、降水、日照等。分析氣象條件和葡萄品質的關系，評價葡萄品質的等級，對今后烏海市提升葡萄酒地區品牌效應、拓展葡萄酒銷售市場、增強市場競爭力、提高經濟效益有重要意義。例如，浙江省開展龍井茶葉、楊梅等農產品的氣候品質認證，黑龍江、陜西、新疆等省（區）陸續對大米、蘋果、大棗等開展氣候品質認證，這些通過氣候品質認證的農產品其銷售價格都有大幅提高［13-16］。

孫麗華等［17］、徐德源等［18］研究表明釀酒葡萄全生育期均與氣象條件密切相關，光、溫、水匹配的好壞直接影響其產量和品質，氣象條件對釀酒葡萄的生長、結果、轉色、采收及葡萄酒品質的優劣起主導作用，一年四季的氣象條件均能對釀酒葡萄產生影響，只是影響程度不同；張曉煜等［7］研究表明釀酒葡萄綜合品質主要受果實著色期、全生育期和7—8月的降水量和水熱系數的影響，其中降水量起主導作用；與該研究的結果基本一致。張磊等［19］還研究了最適宜釀酒葡萄糖分積累的平均氣溫、最高氣溫、日照時數和溫濕比的極值。

氣象因子只是影響釀酒葡萄品質糖酸比的一個重要因素，還有其他因子影響，如病蟲害、栽培技術等不確定因素的影響，且在不同的地區影響程度不同。釀酒葡萄含糖量、可滴定酸等化驗數據可能因為儀器的更換、化驗技術的改進存在誤差。釀酒葡萄品質數據的獲取渠道有限，建模數據年限短，模型可能存在不穩定性，需要進一步積累釀酒葡萄糖酸比資料。

4 結論

（1）釀酒葡萄生育期的氣象條件對葡萄成熟后的品質有一定影響，果實形成期至采摘期間氣象條件的影響最為顯著。

（2）烏海釀酒葡萄9月平均最低氣溫對葡萄品質因子糖酸比的影響最大，呈負反饋，相關系數為-0.662，且通過了α=0.05顯著性檢驗；整個開花期至采摘期≥10 ℃活動積溫對葡萄糖酸比的影響較大，相關系數為0.604，且通過了α=0.05顯著性檢驗；葡萄轉色期—成熟期的日照時數對糖酸比的影響表現為正反饋，相關系數為0.692，且通過了α=0.05顯著性檢驗。

（3）烏海屬于灌溉區，可以彌補降水量不足的影響；降水量過大造成洪澇災害時，則會對葡萄產量有損失。7月下旬至8月上旬水熱系數對糖酸比影響明顯，相關系數達到0.778。

（4）通過分析氣象條件對葡萄糖酸比的影響，綜合考慮溫度、水熱、日照等因子，建立了糖酸比的預報模型，且通過了α=0.05顯著性檢驗，擬合效果良好。

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