葡萄果粒粒径控制研究进展

刘程宏，付 尧，吴文莹，柴丽娜，郑华魁，段罗顺，朱桢桢

(1.郑州市农林科学研究所，河南 郑州 450000；2.河南省农业科学院，河南 郑州 450000)

葡萄栽培历史悠久，品种众多，其果粒大小在不同品种及不同的栽培模式下也会出现较大差异。葡萄果粒大小通常由粒径大小作为直观判断标准，也是决定其商品价值的重要依据。为解决生产中葡萄大小粒或果粒偏小导致的商品销售价值低的问题，需对葡萄果粒的粒径进行控制。笔者对葡萄果粒的粒径控制方法进行了综述，以期为生产提供借鉴参考。

1 粒径测定方法

长期以来，葡萄的果粒大小都是其生产效益的一项重要指标，通常农户采用目测法对果粒进行分级和分类以作为生产上相关决策的判断依据，但该法要求农户具有较丰富的生产经验，且准确性较差；为获得更准确的判断结果，有的农户采用尺测等方法，测量速度慢。近年来，随着科技的发展，葡萄粒径检测方法也取得了新进展。

叶浩等[1]利用工业相机采集成穗葡萄样品图像，结合图像分割技术和图形拟合技术处理样品图片，获得葡萄果粒的尺寸信息，从而实现自动分级，较之传统的人工检测方法，检测效率、稳定性及客观性等都更具优势；李俊伟等[2]采用机器视觉技术，针对新疆‘无核白’和红提单粒葡萄的质量和果径大小进行预测和分级研究，准确率超过85%；陈英等[3]提出一种堆叠葡萄果粒尺寸检测算法，以最小二乘分段曲线拟合计算果粒直径并分级，准确率为72.7%；唐义华[4]通过数学形态学处理提取红提的中心位置，再根据中心位置分割出单颗红提果粒的边缘，再利用迭代最小中值二乘法对分割的边缘进行拟合，提取该果粒的大小参数，并建立红提大小视觉分级模型，准确率达到92.1%。

2 粒径控制应用背景

生产中由于葡萄果粒会出现粒径大小的不一致性(通常称为大小粒)，或由于无核葡萄果粒过小，需要对果粒粒径进行控制，以使其具备较高的商品价值，保证生产效益。

2.1 葡萄大小粒

葡萄大小粒是生产中常见并需要控制解决的一种问题，出现这种情况的原因通常有以下几种：

(1)品种原因。葡萄的品种不同，其发生大小粒的概率也不尽相同。通常认为，欧美种的巨峰系品种比欧亚种的品种发生严重[5]，其坐果遗传特性不良，易落花落果，具有胚囊易退化、授粉不均匀等缺陷[6]，因此常出现大小粒现象。

(2)气候影响。花芽分化不良是造成葡萄大小粒的直接原因。若开花期遭遇持续低温阴雨会造成花芽受损，影响葡萄授粉，并降低结果率；若是遇上持续高温天气，则会导致花冠不脱，最终影响葡萄授粉受精。

(3)管理失当。栽培管理的恰当与否关系着葡萄品质，影响着葡萄果粒是否均一。如冬季修剪过重，翌年春季新梢生长过旺，导致营养生长和生殖生长不协调，抑制花穗进一步分化[7]，夏季修剪不当亦会诱使出现大小粒。肥水管理中要注意控制氮肥施用量，否则会造成新梢旺长，导致无核果的形成；树体缺锌、硼也易出现大小粒；控制葡萄产量，无论过高或过低，均会造成葡萄出现大小粒[8]。开花期喷施农药会导致葡萄授粉受精不良，果粒大小不均一；另外喷洒无核剂也会造成大小粒增多。总的来说，栽培管理中未能做到精细恰当使葡萄在相对平衡的状态中生长，是造成葡萄大小粒的主要原因。

2.2 无核葡萄

无核葡萄育种始于美国，目前多以有核品种(♀)与无核品种(♂)杂交育成。近年来，随着生物技术的发展，胚和胚珠培养技术、三倍体育种技术、生长调节物质在葡萄育种和生产上应用以及基因转导等技术为培育无核品种提供了新方法和新思路[9]。但目前育成的无核葡萄品种尚少，且现有品种大多果粒小、结实率低，需进行粒径变大处理以改善其经济性状。

3 粒径控制方法研究

葡萄大小粒的发生原因较为繁杂，预防和控制中要从多方面入手。对于葡萄粒径控制的方法研究也包括管理、用药及生物学方法和其他方法。

3.1 “平衡”栽培管理

葡萄栽培管理应利用“平衡”理念根据树体长势进行合理控制，使其处于一种“平衡”状态，如枝蔓过于旺盛，需要进行及时、适当的修剪，防止多余枝条吸收养分；施肥也要适量、恰当，以避免施肥过多而造成烧树影响生长；控制葡萄产量，使营养生长与葡萄结果处于“平衡”状态，避免出现一年结果过多而影响下一年产量的情况；采用“V”型水平架式，使结果枝在架面上呈水平引缚状态以缓和生长势等。

3.2 合理选用药剂

生产上合理选用恰当药剂可以有效增大葡萄粒径，防止出现大小粒。最常用的是赤霉素，南立军[10]以新疆‘无核白’葡萄为试材，对比奇宝、玉米素和赤霉素等生长调节剂的处理效果，发现赤霉素处理的果粒直径最大；张溃珍等[11]用1、5、10 mg·L-13种浓度的赤霉素喷洒‘摩尔多瓦’葡萄，发现处理后的葡萄花序长度、葡萄果粒的纵横径和单果重都高于对照，且以10 mg·L-1处理的效果最好。

除了赤霉素，还有一些其他药剂可以起到调节果粒大小的作用。潘建春[12]用0.03～0.06 mg·L-1的芸苔素内酯可溶液剂(0.01%)处理葡萄，大小粒指数降低了15.9～26.4个百分点；刘博洁[13]使用促控剂PBO处理‘巨峰’旺树，座果率明显提高，大小粒显著减少；徐树新[14]选用靠山多霸在葡萄出窖上架前灌根并于展叶后至坐果前叶面喷施，解决了大小粒问题，膨大期后至采收前继续使用2～3次还可预防来年大小粒的发生，在生产应用中已取得良好效果。

在无核葡萄的果粒调控中，通常采用多种药剂混合处理的方法。吕中伟等[15]对‘阳光玫瑰’无核化处理中，分别于盛花后3～5 d和10～15 d使用两次药剂处理，第一次使用25 mg·kg-1赤霉素+3 mg·kg-1吡效隆+200 mg·kg-1链霉素浸蘸花序以起到无核保果的作用，第二次用25 mg·kg-1赤霉酸+3 mg·kg-1吡效隆以膨大葡萄果粒，效果良好。

3.3 生物学方法

(1)利用微生物制剂。利用特定微生物制剂可以达到预防品种退化的效果[14]，主要原理包括：①利用产品中的微生物来激活细胞中的老化基因，维持和增强细胞活性、减缓衰退以避免因品种退化而引起的葡萄大小粒；②活化小粒葡萄中的蛋白质，促使其产生大量催化酶并加快细胞分裂，从而增大体积；③活化土壤成分，使土壤结构更加稳定，最终促进根部的发育，防止因生长过旺而造成的果粒不均；④微生物制剂可使葡萄更好地抵御外界病毒的入侵，增强其御寒抗风的能力。

(2)基因技术研究探索。葡萄的遗传背景复杂，育种周期长，常规育种方法较难实现品种改良，而采用转基因技术可在不改变其他优良性状的前提下定向改良某些特定性状，为葡萄的育种改良提供了一条新途径。芦琳琳[16]采用电子克隆策略，以番茄已知果实大小控制基因ORFX(GenBank登录号：AF261775)为信息探针，依托葡萄EST数据库和基因组信息，采用生物信息学方法，通过同源筛选，结合RT-PCR技术克隆了控制葡萄果实大小的候选基因(EX)；构建了过量表达载体和抑制表达载体，并进行了初步的遗传转化研究，得到的一个完整的CDS，暂时命名为EX。

控制果粒大小的基因技术研究还处于探索阶段，但如果粒径大小可以从基因层面控制，可以预见其在生产管理及市场推广上将发挥巨大价值。

3.4 其他方法

除了以上方法，生产上还有一些其他调控果粒大小的辅助方法。卢伟红等[17]研究发现，环剥和拧枝处理可以显著增加‘巨峰’葡萄的单穗重并减少小粒数，但对增加葡萄粒数的效果不显著；贝达/‘夏黑’、101-14M/‘藤稔’的砧穗组合在果粒大小上表现优良[18]；缓释钾处理能使‘赤霞珠’葡萄的果粒增大增重明显[19]；黄毅[20]分别使用膨特(天然植物调节剂)和氯吡脲(化学激素)处理‘夏黑’，结果发现二者均能膨大幼果，但膨特不会出现葡萄大小粒，且没有推迟成熟的副作用；曹锰[21]通过研究避雨栽培对葡萄生长小气候及果实品质的影响，发现避雨栽培不会对果粒的纵横径及重量造成显著影响，但会使各生长进程显著区别于对照。

生产上常用疏果方式调节产量和负载量，同时增加果粒大小和粒重，杨哲等[22]的实验结果表明疏穗(花序或果穗)处理后，果粒有增大的趋势；但刘胜[23]研究发现，疏粒处理只有在成熟初期之前起到暂时增加果粒大小和粒重的效果，在完全成熟期时果粒大小和粒重反而更小。

4 问题与展望

葡萄果实大小是与产量和市场需求密切相关的重要农艺性状。大粒葡萄通常具有较高的商业价值，是鲜食葡萄的主要育种目标之一，生产中出现的大小粒及无核葡萄中果粒偏小的现象的确会降低葡萄的销售价值，可选用适宜方法进行粒径控制。但也不可盲目增大粒径，一味追求大果粒。李超等[24]以‘红地球’葡萄为试材，设置多个频率用以研究果粒横径对其一系列电学参数(复阻抗相角、复阻抗、并联等效电感、等)的影响，结果表明，葡萄的品质与其果粒的大小并不直接相关，并非果粒越大品质越佳，不能盲目使用膨大剂增大葡萄果粒。

因此，在葡萄的生产管理中，应“平衡”栽培管理、合理使用药剂、综合利用各种方法，合理控制葡萄果粒粒径大小，促使葡萄产业健康稳步发展。