新郁葡萄顺架龙干式(V+水平)叶幕对果穗微域环境和品质及效益的影响

白世践，户金鸽，蔡军社

(新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意义】新疆吐鲁番地区葡萄栽培面积超过3.33×104hm2(50×104亩)，目前主栽鲜食葡萄品种有无核白、无核白鸡心、火焰无核、新郁、红地球等。新郁葡萄是以红地球杂交后代为母本，里扎马特为父本育成的大粒、鲜食葡萄品种，品质佳，适应性较强，挂果时间长，是优良鲜食葡萄品种[1]，目前在新疆库尔勒、石河子、昌吉、伊犁均有栽培。吐鲁番地区露地鲜食葡萄多采用倾斜式小棚架或水平棚架结合独龙干、双龙干或多龙干整形方式栽培，传统的栽培方式存在操作不便、果穗环境郁闭、病虫害发生严重、果实品质良莠不齐等问题，优良鲜食葡萄品种及合理配套栽培措施的研究对优化本地区鲜食葡萄品种结构和提升葡萄品质有重要意义。【前人研究进展】良好的栽培架式能够通过构建合理叶幕型创造良好的果实微域光照和温、湿度条件，调节树体营养生长与生殖生长，充分挖掘葡萄优良品质、达到优质高效[2-4]。刘笑宏等[5]研究认为，在山东泰安地区葡萄采用棚架水平叶幕栽培相比直立叶幕能够显著降低了6～9月的果实表面温度、35℃以上高温比例和光合有效辐射，增大果穗微域环境的湿度；杨君等[6]研究认为，在山西临汾地区酿酒葡萄采用V 形叶幕栽培能够降低果实表面的平均最高温度均和最大湿度、日平均湿度。近年来顺架龙干式整形栽培方式在火焰无核[7]、红地球[8]、克瑞森无核[9]葡萄上逐渐被应用，取得了良好的应用效果。【本研究切入点】新疆吐鲁番产区优良鲜食葡萄品种及相应配套的优质高效栽培技术还有欠缺。目前在吐鲁番地区特殊生态条件下，采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培模式，对鲜食葡萄品种新郁果实发育期果穗微域环境和采收期果实品质、白粉病发生及经济效益的系统研究尚未见报道。需研究顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培模式对吐鲁番地区鲜食葡萄果穗微域环境、果实品质、白粉病发生情况及经济效益的影响。【拟解决的关键问题】以新疆吐鲁番鲜食葡萄品种新郁为试材，采用顺架龙干式(V+水平)叶幕模式栽培，以传统小棚架栽培模式为对照，比较2种栽培模式下果实发育期果穗微域环境和采收期果实品质、白粉病发生情况及经济效益差异，为吐鲁番地区鲜食葡萄标准化、优质高效生产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2019年在新疆鄯善县新疆葡萄瓜果研究所试验基地进行。海拔 419 m，年降雨量 25.3 mm，年蒸发量 2 751 mm；全年日照时数为 3 122.8 h，10℃以上有效积温 4 525℃以上，年均气温 11.3℃，无霜期 192 d，属于典型的大陆性暖温带荒漠气候，降雨稀少，蒸发强烈，夏季极端高温、干旱，土壤质地为碱性砾石砂壤土，pH 8.0左右。

供试品种为鲜食葡萄品种新郁，设顺架龙干式和传统小棚架 2种栽培模式处理。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

顺架龙干式栽培整形方式为倾斜式顺架龙干式(inclined dragon trunk shaping, IDTS)，叶幕形为V+水平叶幕(V+ horizontal leaf curtain, V+HLC)，株行距为2.0×4.0(m)，东西行向。在距离地面1.5 m处拉一道钢丝用于固定结果臂，主干基部与地面保持45°以下夹角倾斜上架，主蔓连接形成长龙。于第一道铁丝上方30 cm处设置横梁，衡量端部各拉一道铁丝，用于固定并引缚新梢上架，形成V形架面，夹角为90°，水平架面南、北两侧各拉3道钢丝，钢丝间距50 cm，用于固定新梢，完成V+水平叶幕的构建。以传统小棚架为对照，2种栽培模式水肥及病虫害管理等同常规。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 果穗微域环境

果实膨大期至成熟期(5月15日～8月31日)在各结果高度果穗处分别安装温湿度记录仪(LASCAR，EL-USB-2)，实时监测果实表面温湿度，顺架龙干式栽培温湿度记录仪安装于葡萄结果带处，小棚架栽培温湿度记录仪安装于架面中部位置；果实转色期(7月中旬)选择晴天采用光合有效辐射仪(SPECTRUM，3415F)测定果穗处的光合有效辐射日变化，每 2 h测定1次，测定位置与温湿度记录仪相同，传感器水平向上测定透过叶幕后剩余的有效辐射为叶幕透射辐射(PARtran)，传感器水平向下测定土壤向上反射的有效辐射为土壤反射辐射(PARsoil)。通过温湿度记录仪统计2019年5月15日～8月31日不同结果高度果实超过 35℃的温差总和(高于 35℃的温度减去 35℃之后相加得温差总和)和极温差(最高温与最低温之差)；计算≥ 35℃的高温时长及日温差；统计不同结果高度果实表面月平均湿度。

1.2.2.2 果实品质

参照《葡萄种质资源描述规范和数据标准》[10]对采收期果实果穗紧密度、果粒着色一致性、果粉厚度和口感中的果皮厚度、涩味、肉质、进行描述评价，记录果实颜色种类及评价甜味程度。随机选取10个果穗用电子天平称重，取平均值为果穗质量，统计果穗整齐度，果穗整齐度=(1-果穗质量变异系数)×100%；从果穗上、中、下部位随机取果粒，共30粒用于统计整齐度，果粒整齐度=(1-果穗果粒质量变异系数)×100%，5次重复；再从果穗上、中、下部位随机取果粒混合均匀，用常规方法测定果粒质量、纵径、横径、果柄直径指标；鲜果硬度采用GY-4型水果硬度计测量；果柄耐拉力采用数显式推拉力计(HP-50，HANDPI)测定；可溶性固形物含量采用手持式折光仪测量；总酸酸含量采用NaOH滴定法[11]测定，以酒石酸含量计；VC含量采用钼蓝比色法[12]测定；固酸比为可溶性固形物含量与总酸含量的比值。

根据Hunter Lab表示系统，其中L值表示系统的亮度，L越大，样品表面越亮；a表示系统的红绿值，-a为绿，a越小样品越绿，+a为红，a越大，样品越红；b表示系统的黄蓝值，-b为蓝，值越小样品越蓝，+b为黄，值越大，样品越黄；C表示样品的彩度，值越大，表示所测的颜色越纯。

果皮叶绿素、花色苷含量的测定：剥取果皮测定叶绿素和花色苷含量，叶绿素含量的测定参照Arnon[14]的方法，采用丙酮浸提，分光光度计测定；花色苷含量的测定参照杨夫臣等[15]的方法，采用吸光值法(A530)测定。

1.2.3 叶片病害

于果实采收期(8月25日)调查叶片白粉病发病情况，随机选取主蔓两侧各5个纸条统计所有叶片的发病情况。按照病斑面积占叶面无病斑，0～5%，6～25%，26～50%，51～75%，75%以上至枯死分为0 级，1级，3级，5级，7级，9级。发病率(%)=(病叶数/调查总叶数)×100，病情指数=∑(病级数值×该病级叶片数)/(最高级数值×调查总叶片数)×100。

1.2.4 成本收益

采收前统计单(667 m2)果穗数，单产=果穗数×平均果穗质量；调查记录商品率、售价、生产成本，计算效益。

1.3 数据处理

利用 Excel 2010 和DPS 7.05版数据处理软件进行数据统计与分析，LSD法进行差异显著性检验，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 对果穗微域环境的影响

2.1.1 果实发育期不同栽培模式新郁葡萄果实表面温度、湿度差异

研究表明，新郁葡萄果实发育期2种栽培模式果实表面温度、湿度存在明显差异。顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培模式下果实发育期极高温明显高于小棚架，增幅1～4.5℃，而极低温顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培略低于小棚架，二者差异较小，增幅在0～0.5℃，极温差变化情况与极高温一致，增幅在1～5℃，极高温、极低温、极温差差异均随果实发育而减小；顺架龙干形(V+水平)叶幕栽培平均温度、平均温差明显高于小棚架，平均温度5月中旬、6月、7月增幅分别为0.58、1.13和0.73℃，而8月差异仅为0.27℃，平均温差5月中旬、6月、7月增幅分别为2.92、2.61和0.73℃，而8月差异仅为0.82℃；顺架龙干形(V+水平)叶幕栽培超过35℃温差总和、≥35℃高温时长明显高于小棚架，超过35℃温差总和5月下旬、6月、7月增幅均超过37℃，而8月增幅仅为16℃，≥35℃高温时长6月、7月超过70 h，8月仅为17 h。果实发育期顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培果实表面平均湿度低于小棚架，5月下旬、6月、7月、8月减幅分别为2.05%、3.64%、2.47%和2.12%，顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培果实表面湿度60%～80%、≥80%比例为47.66%和9.35%，而小棚架则为51.40%和10.28%，比小棚架减小7.28%和9.05%；顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培果实发育期平均极高温、平均极温差、平均温度和平均温差较小棚架提高3、3.37、0.68和2.37℃，而平均极低温降低0.38℃，月平均超过35℃温差总和、月平均≥35℃高温时长增加39.75℃和50.12 h，平均湿度降低2.82%。顺架龙干式+(V+水平)叶幕栽培新郁葡萄果实表面温度水平在葡萄膨大、转色至成熟期(5月下旬至7月底)明显高于小棚架，而果实成熟后与小棚架差异不大，而湿度则全生育期小于小棚架。图1-3、表1

图1 不同栽培模式下新郁葡萄果实表面温度差异Fig.1 Differences of the temperature around xinyu grape fruit with different cultivation modes

图2 不同栽培模式下新郁葡萄果实表面湿度差异Fig.2 Differences of the humidity around xinyu grape fruit with different cultivation mode

图3 不同栽培模式下新郁葡萄果实表面温差差异Fig.3 Differences of the temperature difference around xinyu grape fruit with different cultivation modes

表1 高温月份不同栽培模式新郁葡萄果实表面温度与湿度变化Table 1 The temperature and humidity of around xinyu grape fruit with different cultivation modes of high temperature months

2.1.2 不同栽培模式新郁葡萄果实表面光合有效辐射日变化

研究表明，2种栽培模式下新郁葡萄果实表面光合有效辐射早晚均较低，且差异较小，白天光合有效辐射均较高，且差异较大，2种栽培模式下土壤反射辐射均大于叶幕透射辐射；顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培日均叶幕透射辐射、日均土壤反射辐射、日均总辐射分别是小棚架的1.76倍、1.31倍和1.47倍。顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培能够明显增加果实表面光合有效辐射量、促进果实转色成熟。表2，图4

图4 不同栽培模式新郁葡萄果实表面光合有效辐射日变化Fig.4 Daily changes of photosynthetic effective radiation of around xinyu grape fruit of xinyu grape with different cultivation modes

表2 不同栽培模式新郁葡萄果实表面光合有效辐射差异Table 2 Comparison of photosynthetic effective radiation of around Xinyu grape fruit with different cultivation modes

2.2 对葡萄果实品质的影响

2.2.1 新郁葡萄果实外观品质对比

研究表明，新郁葡萄采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培相比小棚架栽培果粒质量显著增大，增幅为32.09%，而二者果穗质量无显著差异，果穗整齐度和果粒整齐度显著提高，增幅分别为13.62%和21.54%；采用顺架龙干式栽培的新郁葡萄果实着色为鲜红至紫红色、成熟一致性好、果穗紧密度适中、果粉厚，综合品质较高，成熟期提前10 d，采收期较小棚架栽培短，果实成熟相对集中、成熟一致性较好。而小棚架栽培成熟期较晚，管理不当易造成着色困难。表3

表3 不同栽培模式新郁葡萄果实外观品质对比Table 3 Comparison of fruit appearance quality of xinyu grape with different cultivation modes

2.2.2 新郁葡萄果实内在品质对比

研究表明，新郁葡萄采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培相比小棚架栽培果柄直径、果柄耐拉力和鲜果硬度均显著增大，增幅为分别为31.87%、43.55%和36.52%，可溶固形物含量和固酸比值亦显著增大，增幅分别为31.04%和28.06%；而采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培和小棚架栽培可滴定酸含量和VC含量无显著差异。口感上小棚架栽培的葡萄表现出寡甜、皮薄无涩味、肉软，而采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的葡萄表现出甜、脆、果皮中厚、无涩味的特点。表4

表4 不同栽培模式新郁葡萄果实内在品质对比Table 4 Comparison of the internal quality of xinyu grape fruit under different cultivation modes

2.2.3 新郁葡萄果实着色对比

研究表明，采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄果实L(果实亮度)、b值显著低于小棚架；而a值、C值显著大于小棚架，顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄果实较红，颜色更纯；采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄果实色泽指数(GIRG)显著大于小棚架栽培，增幅达58.69%，果实颜色为红色，而小棚架栽培的新郁葡萄果实颜色为粉红色。采用顺架龙干形(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄果皮叶绿素含量显著低于小棚架，降幅达71.43%，花色苷含量显著高于小棚架，增幅达171.43%，是传统小棚架的2.59倍，而2种模式栽培的葡萄果皮中类胡萝卜素含量无差异。表5

表5 不同栽培模式新郁葡萄果实着色对比Table 5 Comparison of Fruit coloring of xinyu grape with different cultivation models

2.3 对葡萄叶片白粉病的影响

研究表明，采收期顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄叶片白粉病发病率和病情指数均显著低于小棚架栽培，降幅分别为59.49 %和60.85 %。采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培改善了架面通风透光条件，有效抑制了病害发生。表6

表6 不同栽培模式葡萄叶片白粉病发病对比Table 6 Comparison of the incidence of grape leaf powdery mildew in different cultivation modes

2.4 经济效益对比

研究表明，顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄商品率大幅提升，单产虽然较传统栽培低，但成熟期提前，果实品质提高，商品率大幅提高，高达95.00 %以上；平均售价较传统栽培提高32.00 %；病虫害发生率明显减轻，生产成本中人工、农药投入较小棚架栽培减少15.55 %；总体经济效益较传统小棚架栽培提高86.50 %。表7

表7 不同栽培模式新郁葡萄经济效益对比Table 7 Comparison of economic benefits of xinyu grapes with different cultivation modes

3 讨 论

不同葡萄栽培架式可以调节葡萄生育期果际和叶际水、热、光、温度等诸多气象因子，形成特殊的微区气候[16]，适宜的温、湿度及光照条件可以保障果品产量及质量水平[5-6,17]。新疆吐鲁番地区生态条件特殊，葡萄生长季节极端高温、干旱、光照强烈，葡萄受干热风危害严重，传统小棚架具有防风效果好、用材较少、能够有效降低果实表面温度和强光照等特点，但存在过度遮光、架下湿度过高、架面低矮，不便于管理和采收等缺陷，贾杨等[18]研究指出吐鲁番目前主要采用的水平棚架虽然叶幕内部各部位微环境较均匀、PAR及温度高，但LAI低对产量及品质的形成不利，小棚架叶幕内部 PAR及温度较低, 且湿度较高，尤其架中及架根部位较为明显，叶幕内部各部位微环境不均匀，品质难于统一。研究中，顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培相比小棚架栽培提高了新郁葡萄果实发育期微域环境的光、热水平，平均温差增大2.37℃，日均总辐射是小棚架的1.47倍，减小了果实表面湿度及高湿度比例，改善了果穗微域环境，较高的光热水平及温差更加有利于了葡萄的着色成熟及品质提高，但值得注意的是相比小棚架栽培顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培果实发育期平均极高温提高3℃，月平均超过35℃温差总和、月平均≥35℃高温时长增加39.75℃和50.12 h，可能与过度修剪造成架下透光率过高有关，栽培过程中幼果期应采取新稍适当延长自然下垂的管理措施来遮光降温，避免果实表面持续高温发生日灼。

栽培架式通过调节叶幕分布结构来影响植株光合效率和果实微域环境，进一步影响果实品质[2-6,18-19]。潘明启、张付春等[9,20]研究认为，在天山北麓产区采用顺沟高厂+水平叶幕栽培能够显著提高光能截获量，叶片光合能力和光能利用率优于棚架栽培，采用顺沟高厂+水平叶幕栽培的果实可溶性固形物含量、VC含量、显著提高，枝条成熟节位显著增多、髓茎比显著降低，果实商品率得于显著提高；何娟等[8]研究认为，新疆北疆地区采用倾斜顺架龙式栽培可促进红地球葡萄成熟，果实成熟一致性好，综合品质、商品率均得到提高，且管理难度与成本均降低。张国军等[21]研究认采用在北京平原区采用顺行水平龙干式栽培的欧亚种葡萄品种具备稳生产均一性高、果品优质且稳产的树体结构特征。研究结果表明，吐鲁番地区新郁采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培相比传统小棚架栽培，果粒质量显著增大，果穗整齐度和果粒整齐度均显著提高，果实成熟、着色一致性好、果穗紧密度适中、果粉厚，果实色泽指数(CIRG)和果皮花色苷含量较高，可溶性固形物含量和固酸比也均显著增大，综合品质较高，成熟期明显提前，与前人研究结果一致。而果穗质量无显著差异，与果穗质量的控制有关，要求通过疏果措施控制果穗质量800 g左右。

研究还发现，采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的新郁葡萄果柄直径明显增大，鲜果硬度也较传统小棚架显著提高，果皮中厚，肉质脆而不软，不仅提升了口感，耐贮运性能也得到明显提高，可能与采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培的叶幕光能截获量、叶片光合能力和光能利用率优于小棚架栽培有关[9]。顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培特殊的叶幕结构创造了良好的通风透光条件，显著降低了葡萄白粉病的发病率和病情指数，与蔡军社等[7]在火焰无核葡萄上的研究结果一致。顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培栽培虽降低了葡萄产量，但商品率、售价显著提高，管理难度简化，降低生产成本投入，综合经济效益显著提高。

4 结 论

新疆吐鲁番地区新郁葡萄采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培较传统小棚架栽培果实生育期果穗微域环境显著改善，果实成熟期(采收期)明显提前，果实成熟一致，果实品质、商品率明显提高，简便高效的栽培模式减少了生产成本中的人工、农药投入，便于机械化操作，生产成本明显降低，亩经济效益明显提高。采用顺架龙干式(V+水平)叶幕栽培为新疆吐鲁番地区鲜食葡萄标准化、优质高效栽培。