植物源营养液及叶幕整形方式对梅鹿辄叶幕环境和果实品质的影响

张 雯，王 敏，韩守安，钟海霞，谢 辉，雍 菲，张付春，周晓明，潘明启

(1.新疆农业科学院园艺作物研究所/农业部新疆地区果树科学观测试验站，乌鲁木齐 830091； 2 新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】目前新疆已成为我国最大的优质酿酒葡萄原料生产基地，酿酒葡萄栽培面积已达到4.33×104hm2(65万亩)，占我国总酿酒葡萄栽培面积的50%左右[2]。叶幕管理可以通过影响叶幕微环境进而对浆果品质产生较大影响[3]，植物源营养液因富含营养物质和生物活性成分对作物生长发育和品质形成有积极的促进作用，研究完善新疆酿酒葡萄栽培管理措施,对优质葡萄酒原材料生产具有重要意义。【前人研究进展】栽培管理措施特别是叶幕整形方式能够通过改变树体叶幕结构影响叶幕群体的受光情况和光合速率，进而造成果实品质的差异[4,5]；同时叶幕型能够通过影响光强、温度、湿度等叶幕微环境指进而对生长发育和果实品质产生影响[6]。张大鹏等[7]指出由整形方式创造的叶幕微气候对植株的生理过程有着深刻的影响，进而影响糖类、酸类、酚类等物质的含量和种类[8]。植物源营养液是以天然植物组织发酵而成的酵素制剂，含有作物生长所需的营养物质、高活性的生长调节物质和抗菌物质，具有促进作物生长发育、提高作物产量与品质、增强作物抗性等多种功效[9]，可作为一种新型肥料应用于农业生产，且环境友好，具有重要的应用价值。【本研究切入点】目前针对新疆酿酒葡萄叶幕整形方式的综合研究较少；有关植物源营养液在酿酒葡萄上的应用较为缺乏。研究不同管理措施对梅鹿辄葡萄果实品质的影响程度。【拟解决的关键问题】以酿酒葡萄品种梅鹿辄为研究对象，设置不同叶幕型和植物源营养液叶面肥处理，研究其对叶幕微环境指标、植株光合生理和果实品质的影响,确定适宜厂形树形梅鹿辄葡萄的管理模式，为新疆酿酒葡萄的生产措施的改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2017年在乌鲁木齐市新疆农业科学院综合试验场葡萄示范园内进行。以7a生酿酒葡萄品种梅鹿辄为研究材料，供试树2011年定植，南北行向，株行距1 m×3 m。

采用“厂”形树形，秋季修剪时结果母枝留1～2节短截，第二年春季主蔓呈45°倾斜上架后水平绑缚至第一道铁丝，每一结果母枝留一个结果枝，结果部位保持一致，使果穗均集中至主蔓附近，呈水平带状分布。

设置篱壁式叶幕、篱壁式叶幕+植物源营养液、V形叶幕、V形叶幕+植物源营养液。于新梢快速生长期进行叶幕整形，果实膨大期开始采用植物源营养液进行处理，每隔10 d喷施1次，连续喷施3次。采用随机区组分布，1档(6 m长)为一个小区，3次重复。

1.2 方 法

1.2.1 果实不同发育时期果际温度、湿度指标的测定

于果实膨大期、转色期和成熟期，使用路格L95-4+高精度温湿度记录仪(识别率0.1℃、0.1%HR；测定精度±0.2℃，±0.2%HR)，测定不同处理果际温度、湿度的变化趋势，每个时期连续测定10 d，每隔10 min记录一次，探头高度位置与结果部位果穗外围中部高度保持一致(使用纸罩进行遮挡，避免阳光直射)，每小区安置一个温湿度记录仪。

1.2.2 叶幕群体受光情况测定

于果实转色初期期选择晴朗天气，使用便携式光合有效辐射计对叶幕层不同部位光合有效辐射的日变化情况进行测定，09:00至18:00每隔1 h测定一次，共测定3 d，其中V型叶幕1、2、3、7、8为外围测点，4、5、6、9、10、11、12为内堂测点；篱壁形叶幕1～6为外围测点，7～12为内堂测点。图1

图1 两个叶幕型形整形特点及光合有效辐射测点布置示意
Fig.1 A bridged general view of two canopy structure and the disposition of PAR measuring points

1.2.3 叶幕群体受光情况测定

于果实转色初期选择晴朗天气，使用便携式光合有效辐射计对叶幕层不同部位光合有效辐射(PAR)日变化情况进行测定，09:00至18:00每隔1 h测定一次，共测定3 d。使用同一时段各测点平均值作为该时段叶幕群体受光情况，使用各测点日平均值表示各测点受光水平。图1

1.2.4 叶片光合能力及叶片质量测定

于果实膨大期，选择晴朗天气，10:00～12:00，使用TPS-2光合测定系统，采用人工光源(强度1 000 μmol/(m2·s))对叶幕内堂和外围叶片(选择有代表性叶片，采用巡回测定重复测定3次)净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度等光合指标进行。采集响应部位叶片立即放入冰盒带回实验室，擦拭干净后，液氮速冻，放入-40℃冰箱保存，采用考马斯亮蓝比色法测定叶片可溶性蛋白含量、浸提比色法测定叶绿素各组分含量。

1.2.5 浆果品质指标测定

果实成熟期，每小区随机采摘5个果穗与相同处理组成混合样本，对品质指标进行测定。其中果穗实际体积采用排水法测定，估算体积通过测定穗长、穗宽后采用圆锥体计算公式进行计算，果穗松散度=估算体积/实际体积；穗重、粒重使用电子天平测定(精度0.01 g)，每处理随机选择测定果穗15穗、果粒150粒(每穗随机选10粒)；在测定粒重的基础上分别测定果皮和种子重量，统计种子粒数，计算皮果比和籽粒/粒重等指标；可溶性固形物使用ATAGO手持数显折光仪(分辨率Brix0.1%；精度±Brix0.2%)测定，各小区5粒为一组，随机测定5组；可滴定酸采用NaOH滴定法(以酒石酸计)测定；总黄酮采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠比色法测定，总多酚采用福林-酚比色法测定。

1.3 数据处理

Excel 2010和SAS数理统计软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同叶幕型结构群体受光情况差异

研究表明,叶幕整形方式对叶幕群体受光日变化趋势存在较大影响，特别是采用V形叶幕整形后内堂光照条件改善日均值达到自然光强的72.27%，较篱壁形提高167.5%；由叶幕开张造成V形叶幕型外围叶幕群体受光强度降低，日均值为自然光强度的38.21%，较篱壁形降低32.3%；V形叶幕型整体受光情况优于篱壁形，日均值为自然光条件的52.39%，较篱壁形提高13.5%。图2

图2 两个叶幕型群体PAR日变化趋势差异
Fig. 2 Effect of canopy type on PAR daily change tendency of canopy apparent

2.2 不同叶幕型对果域温度、湿度指标的影响

研究表明,叶幕型对梅鹿辄浆果不同发育阶段果域温度、湿度指标存在一定影响，果实膨大期、转色期和成熟期两个叶幕型果域日均温差异不大，但是日差值存在较大差异，与篱壁形叶幕型相比V形叶幕型三个果实发育阶段果际温度日最高值均不同程度增大，其中以浆果膨大期差异最明显。三个果实发育阶段V形叶幕型果际湿度日均值和最高值较篱壁形均有不同程度的提高。表1

表1 果实不同发育阶段叶幕型处理下果域温度和湿度变化
Table 1 Effect of canopy type on temperature, humidity around berry at various fruit development stages

指标Index时期Period叶幕型Canopy type日均值Day mean value日最高值Day max value日最低值Day min value日差值Day d-value温度Tempe-rature(℃)膨大期转色期成熟期V形25.4834.0517.4616.58篱壁形25.3632.6417.5615.09V形26.2136.0917.0619.03篱壁形26.0835.3817.0618.32V形17.3528.358.2320.12篱壁形17.6928.168.3719.79湿度Humidity(%)膨大期转色期成熟期V形55.1884.5826.7957.80篱壁形53.9783.5926.9756.62V形50.1081.0322.9658.07篱壁形48.9680.2422.4957.76V形50.7579.0021.7057.30篱壁形50.1378.8020.4758.33

注：图中同系列数据不同大写字母表示T在0.01水平上有差异(P<0.01)

Note:Different capital letters in the same column mean significant difference among treatments atP<0.01

图2 叶幕型和植物源营养液处理下叶幕层不同部位叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量变化
Fig. 2 Effect of canopy type and plant-derived nutrient solution on leaf chlorophyll and soluble protein content at different parts of canopy

2.3 不同叶幕型和植物源营养液处理对叶幕层不同部位叶片质量和光合能力的影响

研究表明，叶幕型和植物源营养液处理对梅鹿辄叶幕不同部位叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量存在较大影响。喷施植物源营养液后各叶幕型处理不同部位叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均有不同程度的提高，其中可溶性蛋白含量除篱壁形外围处理与不处理间不存在极显著性差异，其余均达到极显著水平。与篱壁形相比V形叶幕内堂叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量明显提高，差异均达到极显著水平。图2

研究表明，叶幕型对梅鹿辄葡萄叶幕层不同部位叶片光合生理指标存在较大影响，与篱壁形叶幕相比采用V形叶幕型后内堂叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度提高，二者差异均达到显著水平；与篱壁形相比采用V形叶幕型后内堂叶片胞间二氧化碳浓度降低，但差异未达到显著性水平。光合参数的差异主要存在于叶幕型和叶片所处部位之间，是否使用营养液处理间差异较小均为达到显著性水平，采用V形叶幕型能有效提高内堂叶片的光合能力。表2

表2 叶幕型和植物源营养液处理下叶幕层不同部位叶片光合能力变化
Table 2 Effect of canopy type and plant-derived nutrient solution on leaf photosynthetic capacity at different parts of canopy

处理Treatment净光合速率Pn(μmol/(m2·s))蒸腾系数Er(mmol/(m2·s))胞间二氧化碳浓度CI(μL/L)气孔导度Gs(mmol/(m2·s))V形叶幕 +营养液V canopy type + nutrient solution外围19.80±1.67a6.89±0.83a239.33±36.61c256.67±43.91a内部17.23±2.46a8.53±0.57a292.00±8.29abc310.00±36.08aV形叶幕V canopy type 外围19.20±2.36a7.94±2.01a248.67±36.53bc274.33±16.98a内部16.57±1.23a8.04±0.69a268.67±5.44abc262.00±19.10a篱壁形叶幕+营养液Fence canopy type + nutrient solution外围18.43±1.33a7.60±1.45a241.33±35.42c242.00±77.26ab内部6.17±1.11b4.20±0.10b302.00±15.58ab104.33±1.25c篱壁形叶幕Fence canopy type外围17.07±2.72a8.83±.75a297.33±8.99abc311.33±52.8a内部3.33±1.74b4.31±1.66b327.00±24.47a121.00±55.16bc

注：表中同系列数据不同小写字母表示T在0.05水平上有差异(P<0.05)

Note:Different little letters in the same column mean significant difference among treatments atP<0.01

2.4 不同叶幕型和植物源营养液处理对梅鹿辄葡萄果实品质的影响

研究表明，叶幕型和植物源营养液处理对梅鹿辄部分果实品质指标存在较大影响。其中叶幕型和营养液处理对穗重均有一定影响，V形叶幕型果实穗重较篱壁形增大，同时喷施营养液后穗重也增大，V形叶幕+营养液处理与其他处理的差异达到极显著水平；与篱壁形叶幕相比采用V形叶幕整形后果穗变得更松散，差异达到极显著水平，不同叶幕型喷施营养液处理较不喷施处理松散度有一定程度提高，但差异均未达到显著性水平；V形叶幕型较篱壁型叶幕处理单粒重有一定程度的提高，V形+营养液处理与篱壁形叶幕2处理差异达到极显著水平；V形叶幕皮果比轻微下降，但各处理间差异均未达到显著性水平；各处理籽粒数间无显著差异。营养液处理对穗重影响较大；果穗松散度、粒重受叶幕型影响较大，采用V形叶幕处理后果穗变松散、果粒变大。表3

研究表明，叶幕型和植物源营养液处理对赤霞珠果实不同发育阶段可溶性固形物和可滴定酸含量存在一定影响。果实转色期至成熟期可溶性固形物含量不断增加，可滴定酸含量不断降低。相同条件下V形叶幕型成熟期可溶性固形物略高于篱壁形叶幕型，但分析认为营养液处理对可溶性固形物含量影响更大，与不喷施营养液相比V形和篱壁叶幕喷施后成熟期可溶性固形物分别提高了10.95%和4.5%；可滴定酸含量主要受叶幕型影响，与篱壁形叶幕相比V型叶幕喷施和不喷施营养液处理成熟期可滴定酸分别提高了31.88%和27.96%，其中各叶幕型营养液处理成熟期可滴定酸下降幅度均高于不处理。图3

表3 叶幕型和植物源营养液处理下果实品质变化
Table 3 Effect of canopy type and plant-derived nutrient solution on fruit quality

指标IndexV形叶幕+营养液V canopy type + nutrient solutionV形叶幕V canopy type篱壁形叶幕+营养液Fence canopy type + nutrient solution篱壁形叶幕Fence canopy type穗重 The weight of clusters(g)206.84±43.68A132.54±18.13B132.79±22.36B106.20±10.02B果穗松散度 The loose degrees of clusters1.97±0.11A1.92±0.29AB1.64±0.04BC1.54±0.22C粒重 The weight of single berry(g)1.59±0.33A1.36±0.07AB1.09±0.06B1.10±0.03B皮果比 Pericarp weight/berry weight0.16±0.04AB0.17±0.01A0.19±0.01A0.18±0.01A种子数The number of seed(粒)2.40±0.66A2.23±0.61A2.20±0.51A2.13±0.41A

注：表中同行数据后不同大写字母表示T在0.01水平上有差异(P<0.01)

Note:Different capital letters in the same line mean significant difference among treatments atP<0.01

图3 叶幕型和植物源营养液处理下浆果不同发育阶段可溶性固形物和可滴定酸含量变化
Fig. 3 Effect of canopy type and plant-derived nutrient solution on SSC and titrable acid content at different berry developmental stage

3 讨 论

3.1 叶幕型对梅鹿辄葡萄果实品质的影响

整形方式通过改变叶幕形状和枝叶的空间分布影响叶幕微生态条件，进一步对整个植株的生理过程和果实品质产生重要的影响。可溶性糖的含量一方面决定浆果品质，另一方面是葡萄酒发酵的基质，是酿酒葡萄重要的果实品质之一[10]。张大鹏等[11]光热水平较高的叶幕微环境有利于光合作用和浆果成熟，进而利于糖分在果实中的积累[12]。研究获得了与前人一致的研究结果，V形叶幕型叶幕群体受光条件更佳，内堂叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量提高，叶幕整体光合能力明显改善；同时汤兆星等[13]研究认为日温差较大的环境有利于糖类物质的积累，研究结果与前人相符，相较篱壁形叶幕V形叶幕果际日温差更大，分析是其果实可溶性固形物含量提高的重要影响因素之一。

酸类物质是葡萄酒的骨架物质，直接影响葡萄酒的风味，是酿酒葡萄的重要品质因素之一[14]。葡萄中有机酸主要是由酒石酸和苹果酸组成，其中酒石酸较稳定，苹果酸伴随成熟进程快速下降，研究结果表明，各处理浆果转色期至成熟期可滴定酸含量均呈下降趋势，但不同处理下降幅度不同；有研究发现果实中的有机酸含量受果际光热环境影响，叶幕内曝光条件越好，热量越丰富，果实中酸含量越低。研究结果表明，与篱壁形相比成熟期V形叶幕处理果实可滴定酸含量较高，与前人研究结果不同。造成这一现象的原因可能与酸类物质组成差异和光合产物的分配有关，有待于后期进一步研究。

3.2 喷施植物源营养液对赤霞珠葡萄生长及果实品质的影响及原因

植物源营养液含有氨基酸、蛋白质、葡萄糖、各种维生素和微量元素等大量作物所需的营养物质，同时植物源营养液在发酵过程中形成了庞大的有益微生物群体，并富含微生物代谢产生的酶、有机酸、生物激素类物质等多种生理活性物[9]。前人研究表明[15,16]叶面喷施植物源营养液能够改善叶片质量提高植株的光合能力。研究结果表明，梅鹿辄葡萄喷施植物源营养液后叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均提高。前人[15-17]研究结果表明，喷施植物源营养液后果实可溶性固形物含量增加，研究结果与前人相符，喷施植物源营养液后2个叶幕型处理浆果可溶性固形物含量均提高。同时营养液处理降低了果实中可滴定酸的含量，主要是果实成熟后期酸类物质下降幅度较大造成的，分析认为可能与营养液处理造成酸类物质组成差异有关，有待于进一步研究。

4 结 论

与篱壁形叶幕相比采用V形叶幕型改善了梅鹿辄葡萄的群体受光情况特别是内堂的受光情况，受光指数分别较篱壁形提高了13.5%和176.5%；提高浆果不同发育阶段的果际日温差，其中果实膨大期日温差差异最大，达到9.87%；提高了叶片特别是内堂叶片的质量和光合能力，其中V形叶幕型内堂叶片chla、chlb、chla+b、可溶性蛋白含量和净光合速率分别较篱壁形内堂叶片提高了76.67%、82.36%、78.72%、115.49%和355.79%；同时采用V形叶幕型处理，果穗更为松散，浆果可溶性固形物、可滴定酸含量提高，较篱壁形叶幕处理依次提高122.33%、6.25%和4.80%。喷施植物源营养液能不同程度的改善叶质量和光合能力，但差异均未达到显著性水平。