顺行平棚架对‘瑞都红玉’葡萄栽培性状和果实品质的影响

王晓玥，张国军，任建成，闫爱玲，徐海英，孙磊

（北京市农林科学院林业果树研究所/农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室/北京市落叶果树工程技术研究中心，北京 100093）

我国鲜食葡萄的产量与面积位居世界第一[1]，但是日益匮乏的劳动力资源以及消费市场对中高端果品需求旺盛的问题不断凸显。消费者对口感平衡、外观漂亮、天然健康的果品需求与日俱增，优新品种的高效省力化配套栽培技术成为近年的研究热点[2-5]。北京市农林科学院林业果树研究所选育的新品种‘瑞都香玉’[6]，在高接过程中发现1个红色芽变，最终选育出早熟新品种‘瑞都红玉’[7]。该品种果粒脆硬，颜色艳丽，具有较浓郁玫瑰香味，分别于2014年和2020年通过北京市林木品种审定委员会和国家林草局林木品种审定委员会审定。

葡萄是一种生长势极强的藤蔓果树，利用绑缚措施及整形修剪技术可将树体培养成一定的形状[8]。树形、叶幕形与架式的关系密切，三者的合理搭配可以调控树体供给关系，改善葡萄生长发育过程中的微环境，从而促进树势稳定，增加光截留量，利于树体养分积累，保障连年优质稳产[9-10]。葡萄植株冠层内总叶面积数量和分布决定功能叶面积，而功能叶面积影响光截流量，光截流量决定光合同化产物的“源”[11-12]，因此由架式带来的叶幕结构的改变会显著影响葡萄果实的品质和组分[13-15]。

顺行平棚架（T形架）是集合了篱架和棚架优点的一种架式，属于高宽垂架式范畴，自上世纪七八十年代开始在我国河南等地应用[16]，但没有得到大面积推广。对于葡萄架式的研究很多，多集中于单臂篱架、跨行棚架、V形架等[4,17-18]，对顺行平棚架（T形架）的研究相对很少。因此，本研究紧密结合生产实践，在北方埋土栽培区以鲜食葡萄新品种‘瑞都红玉’为试材，探究T形架对葡萄结果习性、叶幕特征、叶片光合特性和果实理化指标等的影响，旨在为该品种的合理架式提供配套栽培措施。

1 材料与方法

1.1 试验区概况及试验材料

试验地位于北京市平谷区马昌营镇（40°13′N，117°12′E），属于典型冲积平原葡萄埋土防寒区。供试品种为欧亚种鲜食葡萄‘瑞都红玉’。2009年定植，T形架和V形架[14]，树形均为顺行水平龙干形[19]。采用简易避雨、地表覆盖园艺地布和滴灌供水管理模式，机械埋土越冬。园区以农业防治和物理防治病虫害为主，每年喷3～5次化学农药。

1.2 测定项目与方法

随机区组设计，选取长势中庸且一致的3株树，设置3个重复。2015—2017年观察记录各处理的萌芽期、初花期、果实转色期和新梢始熟期，计算出萌芽率、结果枝率和结果系数。使用游标卡尺测定每株葡萄的全部新梢基部粗度；使用卷尺测量叶幕长度、高度和单侧叶幕厚度；2015年秋采用SPAD502叶绿素仪（Konica Minolta，Japan）测定果穗以上第4片功能叶的叶绿素含量；每株树随机选取4个新梢，用LC2400P叶面积仪（Regent Instruments Canada Inc.，Canada）测定全部叶面积，再根据各处理总新梢数计算叶面积指数LAI，LAI＝叶片总面积/土地面积。于2015和2016年8月晴天上午9:00—11:00，选择果穗以上第4片功能叶，使用LI-6400便携式光合测定系统（Li-Cor Inc.，Lincoln NE，USA），测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci），采用内置光源，光强设为1600 μmol·m-2·s-1。

为保证两种架式果实品质的可比性，均控产在1400 kg左右。每个处理于树体各部位随机采取6穗果实带回实验室进行基本理化指标的测定；统计每穗葡萄的病果粒数（酸腐病、灰霉病、白粉病等），除以总果粒数得到病果率；采用手持糖度计（Atago Co., Ltd., Japan）测定可溶性固形物（TSS）；采用0.1 mol·L-1NaOH滴定法测定可滴定酸（TA）。2017年将剩余的果实样品用液氮速冻后放入超低温冰箱（﹣80 ℃）保存，随后使用微量分光光度计P330（Implen，Westlake Village，USA）测定花色苷[20]、原花色素[21]和类黄酮[22]。

1.3 数据处理与统计分析

整理和统计数据使用Microsoft Excel 2007软件；数据统计分析利用软件Sigma Plot 12.0，采用Student-Newman-Keuls多重比较进行显著性方差分析；使用GraphPad Prism V 8.0进行绘图；主成分分析采用MetaboAnalyst 4.0。

2 结果与分析

2.1 两种架式对植株生长的影响

通过3年连续调查（表1）发现，‘瑞都红玉’在两种架式下的物候期基本一致，最多相差1～2 d。由表2可知，2015和2016年T形架的萌芽率显著高于V形架；2017年T形架的结果枝率显著高于V形架，均值达90%以上；两种架式在结果系数上无显著差异，为1.2～1.7。

表1 2015—2017年‘瑞都红玉’在两种架式下的物候期Table 1 Phenological stages of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

表2 2015—2017年‘瑞都红玉’在两种架式下的结果习性Table 2 Fruiting habit of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

2.2 两种架式对叶幕和叶片特征的影响

由表3可见，新梢的平均粗度在11～12 mm，二者无显著差异，且标准误差为0.3，表现出了较好的一致性。两种架式在叶幕高度上无显著差异；T形架的叶幕长度大于V形架，但未达到显著水平；T形架的叶幕厚度较V形架小，但也未达显著水平。V形架的LAI均值为1.62，显著高于T形架的0.92。二者在叶片叶绿素含量上未表现出差异。

表3 2015年两种架式下‘瑞都红玉’的叶幕和叶片特征比较Table 3 Leaf and canopy characteristics of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

2.3 两种架式对叶片光合参数的影响

如图1所示，在2015和2016年Pn均表现为T形架显著高于V形架；Gs和Tr也表现为T形架高于V形架，其中在2016年达到显著水平；Ci表现为V形架更高，其中2016年达到显著水平。

图1 2015—2016年‘瑞都红玉’在两种架式下的叶片光合参数比较Figure 1 Photosynthetic parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015-2016

2.4 两种架式对果实品质的影响

由表4可知，T形架的穗质量连续3年高于V形架，但未达显著水平；2015年V形架粒质量高于T形架，2016年差异不大，2017年T形架高于V形架。试验园区管理水平较高，病果率整体不高，T形架不到1%，低于V形架，其中2016和2017年达到显著水平。T形架的TSS连续3年高于V形架，平均值在19%以上，其中2015和2017年达到显著水平。两种架式的TA差异不显著。

表4 两种架式对‘瑞都红玉’果实基本理化指标的影响Table 4 Fruit physio-chemical parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

由图2可知，‘瑞都红玉’T形架的果实总花色苷含量显著高于V形架；两种架式的果实原花色素含量在3.45 mg·g-1左右，类黄酮含量在3.89 mg·g-1左右，差异均不显著。

图2 2017年两种架式下果实多酚类物质比较Figure 2 Comparison on berry total anthocyanins, flavonoid and proanthocyanidin of fruits in two trellis systems

2.5 两种架式下葡萄生长指标和果实品质的主成分分析

由图3可知，16项指标的前2个主成分贡献率分别为：67.3%（PC1）和20.6%（PC2），总计87.9%，反映了所有指标的绝大部分信息。根据两个主成分可以把V形架和T形架进行很好的区分。由表5可知，决定第1主成分PC1的指标是病果率，决定第2主成分PC2的指标有Pn、Gs、Tr和LAI，决定第3主成分PC3的是果穗质量，决定第4主成分PC4的是结果习性相关的3个指标。由于前2个主成分反映了绝大部分信息，因此两种架式主要影响了‘瑞都红玉’葡萄的病果率、叶片光合作用和叶面积指数。

表5 4个主成分的成分载荷矩阵Table 5 Component load matrices of four principle components

图3 两种架式下葡萄生长指标和果实品质的主成分分析Figure 3 Principal analysis of characteristics of vine growth and fruit quality under two trellis systems

3 讨论与结论

由于T形架和V形架在叶幕高度和开张角度上的不同，结果带高度也不同，导致光能截流量、叶幕光合利用效率以及果际微环境不同，从而进一步影响了葡萄的结果习性、新梢生长状况、叶片光合作用和果实品质。前人研究表明，T形架的叶片光合利用效率高于V形架[18,23]，本研究通过测定‘瑞都红玉’生长季后期的叶片光合参数，发现了相似的结果。生长季后期叶片功能的完好有利于保证光合产物的同化能力，从而促进树体养分回流，保证翌年葡萄树体生长周期物质与能量的供应。李建华等[24]比较了单篱架、V形架和T形架对‘紫秋’葡萄栽培性状的影响，发现T形架对夏芽萌发和副梢徒长有很强的抑制作用，且T形架的穗质量和单位面积产量最高。但本研究结果发现，架式对穗质量的影响并不显著。Smart认为，当LAI超过1.5时，叶幕会趋于郁闭[25]。本研究发现了相似的现象，V形架的叶面积指数显著高于T形架，架面整体通透性能较差，果实病害发生情况严重，与前人研究结果一致[26-28]。

本研究中两个年份的可溶性固形物表现为T形架显著高于V形架，已有类似的研究报道[29-30]。此外，叶幕郁闭会对葡萄果实的花色苷合成和积累造成负面影响[11]。刘笑宏等对‘摩尔多瓦’的研究发现，棚架水平叶幕显著降低了果实周围环境的温湿度波动幅度及高温比例，提升了成熟期的果实品质，其中还原糖质量和花色苷含量比篱架分别提高了5.09%和27.11%[31]，与本研究结果相似。

综上所述，在北方埋土栽培区，由于顺行平棚架（T形架）本身的架式特性，加上试验地对树势的有效调控，‘瑞都红玉’植株的极性生长得到了有效抑制，顶端优势被削弱，结果带通透性增加，光能截流量和叶片光合利用效率得到提高，叶幕环境得到了改善，在节省用工的同时减少了病害的发生，提高了果实品质，在生产中有推广价值。