不同灌水定额对赤霞珠葡萄土壤水势和果实品质的影响

沈甜+许泽华+陈卫平+牛锐敏

摘要： 以15年生赤霞珠葡萄为试材，研究6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2这4种灌水定额对赤霞珠花前、果实膨大期、果实转色期土壤水势变化和果实品质的影响。结果表明，不同葡萄生育期，不同灌水定额对土壤水势的变化明显，降低灌水定额，能有效提升土壤吸水力，并提高土壤水分利用率；适度减少灌水定额，可有效提高枝条茎流量，显著提高果实可溶性固形物、花色素、单宁含量，极显著提高总酚含量，显著降低可滴定酸含量；4种灌水定额处理中以 5 250 m3/hm2 处理的为最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果实膨大期、果实转色期、冬灌的灌水量分别为900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果实膨大期、果实转色期分2次灌溉，灌水时间间隔为15～18 d，期间如遇降水，应适度延长灌水时间间隔。

关键词： 灌水定额；葡萄；土壤水势；果实品质；赤霞珠；水分利用率

中图分类号： S663.107 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）22-0136-04

水分是影响葡萄和葡萄酒品质及经济效益的重要因素，果实大小和含糖量是衡量果实品质的2个重要指标，而果实大小和含糖量的多寡是由很多因素决定的，其中水分是影响果实大小和含糖量诸多因素中最重要的因素[1]。葡萄关键物候期水分状况的变化，会影响植株营养生长、产量、叶幕层、微气候及果实代谢，进而影响葡萄成分和品质[2-6]。适度调节葡萄生长的水分状况可达到调节葡萄果实代谢、改善果实品质的目的[7-8]。

酿酒葡萄是宁夏回族自治区的优势特色产业，宁夏贺兰山东麓已成为国内最大的酿酒葡萄产区。但是，由于贺兰山东麓土壤肥力差异较大，农户葡萄园的水肥管理主要凭经验进行，“大水大肥”现象较为普遍，葡萄产量虽然较高，但原料质量相对较差，提升空间很大。调亏灌溉是近些年果园水分管理的一种科学方法，能有效提高水分利用率，且通过適度的水分胁迫可提高果实品质。本研究通过控制灌溉用水，分析不同灌溉用水量对酿酒葡萄土壤水势、茎流及果实品质等的影响，为优质原料生产提供技术依据，对提高贺兰山东麓葡萄园的水分利用效率和葡萄果实品质有着切实的意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在宁夏回族自治区银川市西夏区宁夏农林科学院枸杞研究所芦花台葡萄基地进行，该试验地土壤类型为灌淤潮土，pH值为8.1～8.3，全盐、有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为 0.7～1.6、4.92～8.26、0.32～0.58、0.48～0.51、18.6～19.5 g/kg，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为85～175、45～58、145～240 mg/kg。

1.2 试验材料

供试材料为15年生赤霞珠葡萄，采用直立独龙干整形，冬剪以短梢修剪为主。

1.3 试验方法

试验于2015年4月14日至2016年11月18日进行，在酿酒葡萄2个生长季实施。试验设4个处理，全部生育期灌水定额分别为6 750、6 000、5 250、4 500 m3/hm2，处理编号分别为CK（对照）、T1、T2、T3。在葡萄抽枝期、花前、果实转色期，每一处理灌水量分别比对照梯度减少150 m3/hm2；在葡萄果实膨大期，每一处理灌水量比对照梯度减少 300 m3/hm2；在葡萄萌芽期和冬灌时，所有处理灌水量相同，分别为900、1 500 m3/hm2。采用滴灌，在葡萄果实膨大期和果实转色期分2次灌水，其他栽培管理措施一致，葡萄产量控制在12 000 kg/hm2左右。

1.4 测定内容

1.4.1 枝条茎流量和土壤水势 枝条茎流量在果实成熟期利用FLOW32包裹式植物茎流计测定，将传感器包裹于距离地面1.5 m、直径10 mm的枝条中间部位，连续测定10 d；在抽枝期直至果实成熟采收，利用EM50数据采集器长期监测土壤水势，将土壤水势传感器MPS-6埋于距离葡萄主干 20 cm、距离地表深30 cm（葡萄根系集中分布区域）处，每隔 1 h 记录1次。

1.4.2 果实品质 果实成熟期，随机采集6穗葡萄果穗（600粒以上），测定单穗质量、果实百粒质量及可溶性固形物、还原糖、可滴定酸、花色素、总酚、单宁含量[9-11]。

1.5 数据分析

采用Excel软件对数据进行统计作图，采用DPS 7.5软件对数据进行方差分析，差异显著分析采用新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对枝条茎流量日变化的影响

由图1可知，在葡萄果实成熟期，减少灌水定额能有效提高葡萄枝条的茎流量；枝条茎流量日变化呈明显的单峰曲线，T1、T2、T3处理的枝条茎流量明显高于对照；枝条茎流量在08：00—10：00时上升较快，13：00—14：00时达到峰值，18：00后迅速下降；CK的枝条茎流量全天处于最低；T2处理的枝条茎流量在10：00—14：00之间明显高于其他处理，14：00后迅速下降。

2.2 不同处理对葡萄不同生育期土壤水势的影响

2.2.1 花前 由图2可见，灌水后1周，T2处理的土壤水势回落最快，其他处理回落较为平缓；灌水后8～9 d，由于降雨（降水量为2.79 mm），致使土壤水势回升；灌水后9 d，CK、T1、T3处理的土壤水势较为接近，随时间的进一步推移，T2处理的土壤水势回落迅速，其他处理回落较为平缓；灌水后15 d，T3处理的土壤水势回落差高于CK、T1处理。

2.2.2 果实膨大期 由图3可知，在葡萄果实膨大前期，灌水后1～3 d， T2处理的土壤水势回升速度快于其他处理， T3

处理的土壤水势回升至最大值-227.44 kPa后又迅速回落；灌水后8～11 d由于降雨（降水量28.17 mm），致使所有处理的土壤水势回升；灌水后15～20 d，各处理土壤水势以不同基数相似速率回落；T1处理的土壤水势远高于其他处理，T3处理的土壤水势低至-627.91 kPa。由图4可知，在葡萄果实膨大后期，灌水后1～2 d，T3处理的土壤水势迅速回升，CK、T1、T3处理的土壤水势值相近；灌水后3 d，各处理土壤水势回升至最高，后又缓慢下降；灌水后8～15 d，各处理土壤水势差值逐渐拉大，T3处理的土壤水势相对最低，T1处理土壤的水势相对最高。

2.2.3 葡萄果实转色期 由图5可见，在葡萄果实转色前期，灌水后1～3 d，各处理的土壤水势回升至最高值，T2处理的土壤水势回升相对较为迅速；灌水后4 d，各处理的土壤水势相近，后缓慢下降；灌水后8～15 d，各处理的土壤水势差值逐渐拉大，T3处理的土壤水势相对最低，CK和T2处理的土壤水势差相对较小，T1处理的土壤水势相对最高。由图6可见，在葡萄果实转色后期，灌水后1～3 d，各处理的土壤水势回升至最高值，后又逐渐回落；T1处理的土壤水势相对最高，

CK、T2、T3处理的土壤水势差相对较小。

2.3 不同处理对葡萄果穗质量和百粒质量的影响

由图7可知，与对照相比，减少灌水定额不同程度降低了单穗质量、百粒质量，T3处理的单穗质量和百粒质量相对最小。

2.4 不同处理对葡萄果实品质的影响

由表1可知， 与对照相比，减少灌水定额，葡萄果实的可

溶性固形物、单宁含量有显著提高（P<0.05），总酚含量有极显著提高（P<0.01），可滴定酸含量有显著降低（P<0.05）；与对照相比，T3处理的可溶性固形物含量达到极显著水平（P<0.01），T2、T3处理的还原糖含量有极显著提高、可滴定酸含量有极显著降低（P<0.01），T2处理的花色素含量有极显著提高（P<0.01）。

3 结论与讨论

3.1 水分调控对土壤水势的影响

土壤水势过高或过低均会影响果树生理指标的变化，土壤水势过低，果树叶片光合速率、气孔导度和蒸腾强度降低[12-14]。适度降低土壤水势，会增加果实中的果糖、葡萄糖和总糖含量[1，15-16]。不同生育期果实生长对水分胁迫的敏感性不同[15]，有研究表明，在葡萄浆果成熟期，土壤水势达到一定值时， 果粒直径开始减小，果实中以果糖、葡萄糖为主的可溶性糖开始快速积累[1]。通过研究土壤水势与葡萄园气象因素及葡萄产量、品质的关系，得出“土壤-植物-大气连续体”（SPAC系统）的一定规律[12，17]，由土壤到葡萄植株再到大气，各要素水势逐步下降，随灌溉定额的增加，相邻界面水势差增大[12]。

本试验通过比较葡萄花前、果实膨大期、转色期灌水后15～20 d的土壤水势得出，降低灌水定额，随灌水后天数的延长，土壤水势下降速率加快，再次灌水，土壤水势回升速率会加快， 即灌水定额降低， 提升了土壤的吸水力和水分利用效率，有效节约了水资源。试验结果显示，灌水定额为 6 000 m3/hm2 时土壤水势明显高于其他处理，可能与样地土质的不均质性有关。

3.2 水分调控对果实品质的影响

研究结果表明，适度降低灌水定额，葡萄单穗质量和百粒质量降低，果实中可溶性固形物、还原糖含量增加，总酚、单宁、花色素含量提高，果实中可滴定酸含量随灌水定额的减少而降低。通过对不同处理原酒的品尝，单宁的细致程度也随水量的减少得到改善。调亏灌溉对葡萄果粒大小及产量有一定影响，大量研究认为，调亏灌溉会使葡萄产量降低[2]。有研究表明，葡萄漿果快速膨大的早期是决定果实细胞数量的细胞分裂期，此时干旱胁迫对果粒体积生长的影响最大，而水分胁迫使果实最终体积发生不可逆的缩小[18]。在葡萄果实成熟期，灌溉过多虽然能提高产量，但果实质量却大大降低，尤其是酿酒葡萄，相反，水分亏缺对葡萄浆果成分有显著影响，果实色泽、风味和香气的增加可提高葡萄酒质量[19]。适度水分调亏可有效减少光合产物向茎、叶等营养器官的分配比例，降低无效水分的损耗，促使生殖器官良好生长，在不减产的基础上改善果实的品质[20]。有研究发现，调亏灌溉促进酚类化合物、可溶性固形物及花青素的合成[2]，并通过调节糖代谢和花色素代谢相关基因的表达来影响果实中糖分和花色素含量，土壤的水分含量也影响果实中的可滴定酸含量[21-27]。房玉林等研究水分亏缺对非灌溉葡萄的有利影响发现，适度的水分亏缺对葡萄酒的色泽、风味、酒香等品质因子有直接的促进作用[2]。

通过测定比较分析葡萄花前、果实膨大期、果实转色期距葡萄主干20 cm、距地表深30 cm处的土壤水势得出，在葡萄不同生育期，不同灌水定额处理的土壤水势变化明显，降低灌水定额，能有效提升土壤的吸水力，提高土壤水分利用率；适度减少灌水定额有效提高了葡萄枝条茎流量，果实可溶性固形物、花色素、单宁含量有显著提高（P<0.05），总酚含量有极显著提高（P<0.01），可滴定酸含量有显著降低（P<0.05）。葡萄全年生育期以灌水定额5 250 m3/hm2处理为最好，葡萄萌芽期、抽枝期、花前、果实膨大期、果实转色期、冬灌的灌水量分别为900、450、600、1 200、600、1 500 m3/hm2，其中葡萄果实膨大期、果实转色期分2次灌溉，以土壤水势-600 kPa 为灌水临界值，灌水时间间隔为15～18 d，期间如遇降水，应适度延长灌水时间间隔。

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