外源鈣調控對釀酒葡萄生理特性及果實品質的影響

摘要：以8年生赤霞珠為供試對象，以追施清水為對照，設置5個糖醇鈣追施濃度處理，分別為0.6 L/hm2（T1）、1.2 L/hm2（T2）、1.8 L/hm2（T3）、2.4 L/hm2（T4）、3.0 L/hm2（T5），探究外源水溶性鈣調控對釀酒葡萄生理及漿果品質的影響。結果表明，外源水溶性鈣可有效改善釀酒葡萄的生理特性及品質，提高產量。在追施濃度為 1.8 L/hm2 時，葉片的水分利用率最高，為2.85%；葡萄漿果的糖酸比、可滴定酸含量、可溶性固形物含量以及花色苷含量也在追施濃度為1.8 L/hm2時最高，糖酸比增加17.16%，花色苷增加41.63%。通過主成分分析得出，追施糖醇鈣的最佳濃度為2.4 L/hm2，在該濃度處理下葡萄葉片Pn、Gs、Tr以及葉綠素含量均最高，粒徑、穗長、百粒重、漿果Ca含量、產量、單寧含量、總酚含量也最高。

關鍵詞：糖醇鈣；釀酒葡萄；生理特性；漿果品質；品質調控

中圖分類號：S663.106" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）14-0156-05

收稿日期：2023-07-27

基金項目：寧夏科技創新領軍人才項目（編號：2022GKLRLX09）；寧夏自然科學基金（編號：2020AAC02011）。

作者簡介：劉芳燕（1999—），女，寧夏銀川，碩士研究生，從事植物營養與農業資源利用方向的研究。E-mail：1539949440@qq.com。

通信作者：王 銳，博士，教授，從事釀酒葡萄營養與施肥方向的研究。E-mail：amwangrui@126.com。

鈣是果樹生長發育不可或缺的礦物質營養元素，作為植物細胞壁和細胞間層的重要成分，在影響植物組織機械強度的同時也會影響生物和非生物脅迫的耐受性，從而影響果實品質［1-4］。葡萄對于鈣素的需求量僅次于氮素［5］，鈣素可以通過控制外部介質，促進葡萄根和葉的生長，平衡葡萄地上部分的生理特性，增強漿果風味及植株抗病能力，同時可以中和葡萄體內的有機酸，調節酸堿平衡［6］。鈣素能提高果樹的光合作用，可有效防止果樹被金屬離子毒害，從而延緩植株衰老［7］。然而，鈣在植物韌皮部中移動性較小，在葡萄轉色后，由于葡萄木質素無功能，韌皮部中鈣的遷移率低以及果實蒸騰速率低等問題，導致只有小部分鈣可以流入果實［8］，因此在果樹生長期間施用鈣肥是不可或缺的。

Kadir等發現，果實重量的增加會隨著果皮鈣的增加而增加（r=0.62）［9］。Asgharzade等研究發現，施用氯化鈣后，蘋果的干重較對照提高了5.61%，白利度較對照增加了16.43%［10］。Wang等研究得出，3.0 kg/hm2是最佳的施鈣肥濃度，在此濃度下葡萄漿果的可滴定酸、花青素含量較低，分別較對照降低了16.27%、43.13%；糖酸比及單寧含量最高，分別較對照提高了13.40%、11.10%［11］。Korkmaz等發現，葉面施用鈣肥處理下石榴的產量高于葉面施用硼肥處理，且較對照增加了17.28%［12］。王曉佳等通過對蘋果葉面噴施鈣發現蘋果的可滴定酸含量較噴施清水處理降低了 7.7%～44.1%［13］。耿增超等發現果實內鈣含量在噴施硝酸鈣處理下最高，比對照高出13.55 mg/kg［14］。齊紅巖等研究得出糖醇鈣可顯著提高植株凈光合速率，且提高了蒸騰速率和氣孔導度［15］。翟江等通過對黃瓜土壤施鈣肥得出，鈣肥能夠增加黃瓜的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率，且分別較對照提高了16.7%、21.3%、7.1%及7.3%［16］。張振興等發現，適量鈣使西瓜葉片保持較好的光合性能，同時增加西瓜果實的可溶性糖含量，降低可滴定酸含量［17］。目前國內外對鈣素的研究主要集中在施用量對果樹營養生長、果實品質及果實葉片光合特性的影響，但關于外源鈣調控對釀酒葡萄生理特性及漿果品質的影響方面的研究鮮有報道。

賀蘭山東麓葡萄產區土壤鈣含量豐富，但土壤水溶性鈣在強堿性環境下含量低，有效性差。本研究旨在通過采用薄肥多施的方式追施具有水溶性好、易吸收、效果持續時間長的螯合態鈣肥，探究外源水溶性鈣對賀蘭山東麓釀酒葡萄生理調節及漿果品質的影響，希望能夠為賀蘭山東麓釀酒葡萄的營養需求規律提供參考對高品質釀酒葡萄原料生產具有較強的指導意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗區位于寧夏永寧縣閩寧鎮立蘭酒莊（105°58′20″E，38°16′38″N），平均海拔1 100～1 120 m，光照充足，年平均氣溫8.9 ℃，年日照率65%以上，土壤類型為礫質淡灰鈣土。供試材料為8年生赤霞珠，南北行向定植，樹形為“廠”字形，株行距為0.6 m×3.5 m，種植密度4 760 棵/hm2。供試肥料為水溶性糖醇鈣，鈣含量為18%。試驗區土壤不同形態鈣素含量見表1。

1.2 試驗設計

本試驗為單因素隨機區組試驗設計，設置5個鈣肥追施濃度處理，分別為0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 L/hm2，對照為追施清水，每個處理設置3個重復，共計18個小區，小區總面積為1 134 m2。分別在葡萄膨大期和轉色期以滴灌和葉面噴施2種形式進行追施糖醇鈣。滴灌灌溉定額為2 250 m3/hm2。除追施糖醇鈣外，不施用其他任何化肥，試驗期間小區灌溉、樹枝修剪及病蟲害預防、治理等管理方式保持一致。

1.3 測定方法

1.3.1 葡萄葉片光合特性

使用LI-6800光合測量儀測量葡萄葉片的凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率、水分利用效率［18］，葉片葉綠素含量用乙醇提取法測定，每個處理測定同一位置的5張葉片，算其平均值。

1.3.2 葡萄果實果形指數

葡萄成熟期隨機采取100粒釀酒葡萄，測定百粒重；釀酒葡萄的橫縱徑用游標卡尺測定；果穗長用卷尺測定；將每個小區做記號的葡萄單獨采摘測產，獲得葡萄的單株產量，依據小區面積算出每公頃的葡萄株數，得出每公頃釀酒葡萄的產量。

1.3.3 葡萄果實品質

隨機選取10串具有代表性的葡萄果穗，在每個果穗上隨機選取上部、中部、下部共30粒葡萄果實，將葡萄榨汁之后用于葡萄漿果品質的測定。葡萄可溶性固形物含量使用手持糖量計測定，使用NaOH滴定法測定可滴定酸含量［19］，使用pH值示差法測定總花色苷含量［20］，使用福林-丹尼斯法測定單寧含量，使用福林-肖卡法測定總酚含量，采集10粒葡萄果實，用原子吸收光度計測定果實全鈣含量。

1.4 數據處理方法

使用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0軟件處理、分析數據，采用Origin 2022作圖，顯著水平為α=0.05（n=5），表中數據為平均值±標準誤。

2 結果與分析

2.1 外源鈣調控對釀酒葡萄光合特性的影響

由表2可知，葡萄葉片的凈光合速率及蒸騰速率隨鈣肥濃度的增加呈先增加后降低的趨勢，在T4處理下最高，分別較CK增加了20.32%、40.18%，較其他處理分別增加了8.43%～15.24%、10.65%～29.19%。除T1處理外，葉片的氣孔導度在施用鈣肥后均增加，其中T3、T4處理較其他處理增加效果最顯著，且分別較CK增加45.45%、54.55%；葡萄葉片的胞間CO2濃度在施用鈣肥后降低，隨鈣肥濃度的升高呈先下降后升高的趨勢，在T4處理下降低最顯著，較CK降低19.86%；不同處理水分利用效率變幅為1.74%～2.85%，其中T3處理增加最顯著，較CK增加了63.79%，其他處理對水分利用率影響較小，其順序依次為T2gt;T4gt;T1gt;T5。

2.2 外源鈣調控對釀酒葡萄葉綠素含量的影響

由表3可知，植株葉片中葉綠素a的含量普遍高于葉綠色素b的含量，葡萄葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量隨著鈣肥濃度的升高呈先升高后減少的趨勢，在T4處理下達到最大值，分別為13.67、2.90、17.91 mg/g，較CK分別提高30.07%、44.28%、29.03%。其次為T3處理，分別較CK提高了22.74%、35.82%、25.43%。其余追施鈣肥處理大小順序依次為T5gt;T2gt;T1。因此可知，追施一定量的鈣肥可以增加葡萄葉綠素含量，若是過量地追施鈣肥會降低釀酒葡萄葉綠素的含量。

2.3 外源鈣調控對釀酒葡萄鈣含量及果形指數的影響

由表4可知， 施鈣肥處理會提高釀酒葡萄漿果

中Ca含量，葡萄漿果的Ca含量隨著施鈣肥濃度的增加呈現先增加后減少的趨勢。在T4處理下，葡萄漿果的Ca含量最高，較CK提高59.91%。其次是T5和T3處理，較CK分別提高40.72%、37.33%。所有噴施鈣肥處理葡萄穗長均較CK顯著提高，尤其T3處理穗長最長，極大地拉伸了果實生長空間和著色面，施用鈣肥后葡萄果實的橫徑和縱徑均有所增加，T3和T4處理下橫徑和縱徑均顯著高于CK。受縱橫徑的影響，漿果百粒重最高的為T4處理，較CK顯著提高了32.73%，較其他處理提高了5.44%～22.50%；其次為T3處理，較CK提高了25.89%。因此T4產量最高，為8 585.67 kg/hm2，較CK提高27.44%；其次為T3處理，較CK提高22.26%。

2.4 外源鈣調控對釀酒葡萄品質的影響

由表5可知，施用鈣肥后葡萄可溶性固形物含量增加，但對可滴定酸含量無顯著影響，漿果中可溶性固形物含量大小排序依次為：T3gt;T4gt;T5gt;T2gt;T1，當鈣肥追施濃度為1.8 L/hm2時含量最高，達27.51%，較CK提高25.40%，因此T3處理下糖酸比最高，較CK提高17.16%；T4、T3、T2、T1處理漿果單寧含量較CK顯著提高，其中T4處理漿果單寧含量最高，達到11.60 mg/g，較CK提高了62.69%；在T3、T4處理下果實花色苷含量均顯著提高，分別為3.30、3.27 mg/g，分別較CK提高41.63%、40.34%；總酚含量大小依次為T4gt;T3gt;T2gt;T5gt;T1，較CK分別提高69.97%、53.53%、50.80%、26.06%、19.61%。

2.5 外源鈣調控與釀酒葡萄生理及品質關系分析

用主成分分析（PCA）來表示各處理之間的差異，能夠更精準地選出最優的試驗處理。由圖1可知，追施糖醇鈣對釀酒葡萄生理調節及產量品質的提升效果顯著。對于不同的鈣肥處理，PC1解釋81.8%的方差，PC2解釋9.7%的方差，占所有方差的91.5%；除T5處理外，其余追施鈣肥處理和CK對葡萄生理調節及品質產量的影響在置信區間區分明顯，T2和T3在一個置信區間，T1、T4分別在其他2個置信區間。 T4、 T3、 T2處理下大部分釀酒葡萄的生理特性、產量及品質均有所提高。T1處理與葡萄葉片胞間CO2濃度相關性最強。由于PC1解釋81.8%的方差，因此以PC1得出各追施鈣肥處理綜合排名，依次為T4＞T3＞T2＞T5＞T1＞CK，結果表明T4處理對葡萄光合、產量以及品質的提高效果最優。

3 討論

施用鈣肥能夠增加植物葉片的葉綠素含量以及光合特性。李成忠等研究發現，施用鈣肥能夠調控植物葉片氣孔的關和閉，讓植物葉片的氣孔導度維持在比較高的水平，并且適量施用鈣肥，能夠有效防止葉綠素降解，還能顯著地提高葉綠素含量［21］。Hochmal等的研究表明，樹木上施用鈣肥能夠使其葉綠素含量提高，進而增加光能的利用，本研究結果與之相似［22］。本研究得出追施適量鈣肥可顯著提高葉片的光合特性，葡萄葉片的凈光合速率及蒸騰速率隨鈣肥濃度的增加呈先增加后降低的趨勢，葉片的氣孔導度在施用鈣肥后均增加，葉片的胞間CO2濃度在施用鈣肥后降低，在追施糖醇鈣濃度為1.8、2.4 L/hm2下效果最顯著，這表明噴鈣后可提高了氣孔導度、蒸騰速率及水分利用率，改善了葉片CO2供應，提高了葉片和水分的交換速率，這與李成忠等的研究結果［21，23］相似。

施用適量鈣肥可提高穗重及單株結果數，進而提高產量［12］。本研究得出追施鈣肥后葡萄漿果穗長及百粒重較對照明顯增加，各處理分別比對照增加了1.48%～30.43%、8.36%～32.73%，這與Wang等的研究結果［11］相似。關軍鋒的研究結果表明，試驗小區施用鈣肥后，果實的橫徑、縱徑、單粒重明顯提高，提高了釀酒葡萄的產量和品質［24］。本試驗得出相似結論，追施鈣肥后，葡萄的橫縱徑和產量顯著提高，橫徑、縱徑及產量的增幅分別達17.40%～32.41%、14.66%～26.00%、9.30%～27.44%，說明追施鈣肥能夠提高釀酒葡萄的產量。追施糖醇鈣濃度為2.4 L/hm2時產量最為顯著，追施糖醇鈣濃度為3.0 L/hm2時的產量較追施 2.4 L/hm2 時有所降低，其原因可能為高濃度的糖醇鈣會引起抑制作用，降低產量。本研究發現葡萄漿果的Ca含量隨著施鈣肥濃度的增加呈現先增加后減少的趨勢，在追施糖醇鈣濃度為2.4 L/hm2時，葡萄漿果的Ca含量最高，較對照提高59.91%，這與李華東、董彩霞及管雪強等的研究結果［25-27］相似，但與Wang等的研究結果［11］有所不同，這可能是由于施鈣肥的方式不同，Wang等研究中的鈣肥施用方式為滴施，而本研究中的鈣肥施用方式為滴灌和葉面噴施。

適當的糖酸含量及比例是決定葡萄成熟度的重要參考指標，也是影響葡萄酒性質的基本因素。黃艷等的研究表明，外源噴施鈣肥可提高葡萄可溶性糖的含量，降低可滴定酸的含量，可溶性糖含量相比對照增加38.66%［28］。本研究與之有相似的結果，追施鈣肥后釀酒葡萄的可溶性固形物含量提升，其中追施糖醇鈣濃度為1.8 L/hm2時效果最顯著，較其他處理增加了1.74%～11.15%。本研究發現追施糖醇鈣對可滴定酸的含量也有提升效果，但增加效果不顯著，這與黃艷等的研究結果［28］相反，與陳秀文等的研究結果［29］相似。評價釀酒葡萄果實品質的重要指標是花色苷、單寧和總酚等含量的高低，本試驗研究結果表明，花色苷、單寧和總酚含量隨鈣肥濃度的升高呈先升高后減少的趨勢，單寧和總酚在追施糖醇鈣濃度為2.4 L/hm2時含量最高，分別達到11.60、19.24 mg/g；果實花色苷含量在追施糖醇鈣濃度為1.8、2.4 L/hm2時均顯著提高，分別為3.30、3.27 mg/g。因此，施用適量的糖醇鈣能提高葡萄漿果單寧、花色苷以及總酚的含量，這與徐興林、施明等的研究結果［30-31］相符。

4 結論

在釀酒葡萄轉色期及膨大期追施糖醇鈣是提高產量和品質的有效途徑。追施糖醇鈣會提高葡萄漿果的鈣含量，提升葉片的葉綠素含量及光合特性，增加果實中的糖酸比，在提高葡萄產量的同時有效地提升漿果品質。對追施不同濃度糖醇鈣處理的各種指標進行PCA，得出糖醇鈣濃度為 2.4 L/hm2 是追施鈣肥的最佳用量。

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