安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bull.2018,24(22)调亏灌溉酿酒葡萄根活力及浆果品质的影响
马婷慧1李磊1路洁1周丽娜1王锐2
(1宁夏农林科学院,宁夏银川750002;2宁夏大学农学院,宁夏银川750021)
摘要:针对贺兰山东麓降雨资源匮乏、蒸发量大等问题,以5年生的“赤霞珠”为供试材料,分别设定CK(灌水定额5250m2·hm-2)的90%、80%、70%、60%、50%这5个调亏灌溉程度梯度,研究调亏灌溉对酿酒葡萄根活力以及品质的影响。结果表明:适宜的调亏灌溉会增加酿酒葡萄的根活力,提高酿酒葡萄的品质;过度的水
分亏缺灌溉,则不利于根系活力的增强和品质的提升。建议在现有灌溉定额的基础上,调减20%灌溉定额以
达到生产优质酿酒葡萄原料的目的。
关键词:酿酒葡萄;调亏灌溉;根活力;品质
中图分类号S66文献标识码A文章编号1007-7731(2018)22-0040-03
宁夏贺兰山东麓地候干旱少雨多风,蒸发强烈、日照长[1]。地带性土壤为淡灰钙土和沙土等土壤质地粗,富含石砾,容重大,土壤结构性差,水资源短缺的现象逐渐严峻[2]。因此,如何促进宁夏贺兰山东麓地区酿酒葡萄的可持续发展尤为重要。调亏灌溉是从节水的角度出发,利用作物本身对水分胁迫的生理生化作用,即当作物在某阶段处于适宜的水分亏缺范围内,在重新开始灌溉后可以产生生理和产量上的补偿效应,从而达到提高经济产量、减少水分无效消耗、提高水分利用率的目的[3-5]。李红燕[6]研究表明,随着灌溉调亏程度的加强,葡萄的可溶性固形物和还原性糖含量呈现增加的趋势,可滴定酸含量则呈降低趋势。刘素华等[7]研究认为,调亏灌溉配合合理密植是旱区棉花节水增产的有效栽培途径之一;丁端锋[8]研究表明,适宜的调亏灌溉可以提高产量,不同程度的调亏灌溉还可以改善果实品质[9]。不同程度的调亏灌溉之间葡萄酒与葡萄果实中的酚类物质含量变化存在差异,80%常规滴灌量处理降低了葡萄酒中的总酚和单宁含量,而其余调亏灌溉处理均提高了葡萄酒中的总酚和单宁含量;所有调亏处理均提高了葡萄酒中的总类黄酮和总黄烷醇含量。主成分分析结果表明,70%常规滴灌量时,玫瑰香葡萄和葡萄酒品质均为最好[10-12]。鞠延仑等[13]研究表明,适当调亏灌溉可以有效控制葡萄产量,改善果实糖酸比,增加葡萄籽酚类物质含量,提高果实品质。
调亏灌溉是一种主动利用水分胁迫正面效应的节水灌溉新技术[14,15],既可以节水,也可以增加葡萄的产量,改善葡萄的品质。为此,本研究以5年生的“赤霞珠”为供试材料,分别设定CK(灌水定额5250m2·hm-2)的90%、80%、70%、60%、50%这5个调亏灌溉程度梯度,探索调亏灌溉
对酿酒葡萄根活力以及品质的影响,以期为贺兰山东麓酿酒葡萄产业的可持续发展提供理论依据和技术支持。1材料与方法
1.1研究区概况试验地位于宁夏贺兰山东麓玉泉营农场,属中温带干旱气候区,大陆性气候特征十分明显。属于典型的温带大陆型气候,年平均气温在8.3~9.7℃,≥10℃的活动积温在3300℃左右,昼夜温差一般在10~15℃,最大温差可以达到20℃左右,为葡萄生长提供了合
适的热量;年降雨量193.4mm,降雨量少,保证了葡萄的高品质,便利的灌溉条件保证了该地区葡萄的正常生长和各种物质的平衡[16,17]。试验区成土母质以洪积物为主,土壤类型为淡灰钙土,土质疏松,土壤呈碱性,pH8.0~8.5,有机质含量较低,基本保持在2~3g·kg-1,局地地下水位较高,表层全盐含量达到0.3g·kg-1以上,为非盐化地区,碱解氮为6级水平,属于极缺状态,有效磷基本保持在中等3级水平,速效钾为稍缺4级水平。葡萄根系主要分布在15~40cm。1.2试验设计供试葡萄为5年生的“赤霞珠(Cabernet Sauvignon)”,单篱架模式,南北行向定植,试验小区行长为50m,行距为3m,两两株距为0.6m。本试验采用单因素随机区组设计,小区面积150m2。根据前人在该地区研究结果,以灌水定额为5250m3·hm-2为试验对照(CK),分别设定CK的90%、80%、70%、60%、50%这5个调亏灌溉程度梯度;施肥、修剪以及病虫防治统一进行。
1.3测定方法详见表1。
表1测定方法
序号
1
2
3
4
5
6
7
测定项目
根活力
可溶性固形物
可滴定酸
可溶性糖
单宁
总酚
花苷
测定方法
氯化三苯基四氮唑TTC法[18]
手持糖量计[19]
NaOH滴定法[19]
蒽酮法[19]
福林-丹尼斯法[20]
福林-肖卡法[20]
pH示差法[20]
基金项目:宁夏农业科技自主创新专项-科技创新引导项目(NKYJ-17-25)和国家自然基金项目(31460552)。
作者简介:马婷慧(1987—),女,硕士,研究实习员,研究方向:干旱区农业资源高效利用。收稿日期:2018-09-10 40
24卷22期
1.4数据统计试验数据以Excel2003处理,采用SAS 8.1统计分析,用LSD法进行显著性检验,显著性水平p<0.05(n=3)。
2结果与分析
2.1调亏灌溉对酿酒葡萄根系活力的影响从图1可以看出:同一土层中随着调亏灌溉程度的增加,根活
力表现为先增加后减少的趋势,在80%CK处理下达到最大;0~20cm土层中100%、90%CK和80%CK处理没有显著性差异,这表明灌溉程度减少至20%对0~20cm土层的根活力没有显著影响,随调亏灌溉程度的增加,该土层根活力显著减少,70%CK的根活力与80%CK相比显著减少23%,当灌溉程度在50%CK和60%CK时酿酒葡萄的根活力最小,且与其他处理有显著性差异;20~40cm土层中随调亏灌溉程度的增加,根活力在80%CK处理下达到最大,且与100%CK相比,显著增加了35%,调亏灌溉程度在90% CK至70%CK时,各处理之间没有显著性差异,70%CK处理与100%CK相比没有显著差异,这表明灌溉程度减少至30%时对于20~40cm土层的根活力没有显著性差异,随调亏灌溉程度的持续增加,根活力显著减少,50%CK 处理与80%CK相比显著减少49%;40~60cm土层中随调亏灌溉程度的增加,根活力在80%CK处理下达到最大,且与100%CK相比,显著增加了22%,70%CK处理与100%CK相比没有显著差异,但与80%CK处理和90%CK相比显著减少18%、25%,这表明对于40~60cm 土层的根活力而言,调亏灌溉程度可以减少到20%,且适当的调亏灌溉可以增加该土层的根活力,随调亏灌溉程度的持续增加,根活力显著减少,50%CK处理与80% CK相比显著减少45%;所有土层的根活在60%CK处理和50%CK处理均达到最低显著水平,说明重度的调亏灌溉处理会严重影响酿酒葡萄的根活力,因为植株在重度缺水条件下根系或植物体内会有大量的氧化物与氧自由基形成,这些氧化物与氧自由基会破坏细胞膜结构,从而降低植株的根活力。从不同土层酿酒葡萄根活力的角度考虑,酿酒葡萄调亏灌溉程度为在灌溉定额的基础上减少20%。
0~20cm
20~40cm
40~60cm
图1调亏灌溉对酿酒葡萄根系活力的影响
2.2调亏灌溉对酿酒葡萄浆果品质的影响从表2可以
看出,调亏灌溉程度会影响酿酒葡萄的品质。随调亏灌
溉程度的增加,可溶性固形物呈现先增加后减少的趋势,
在80%CK处理时达到最大,与100%CK处理相比显著
增加了5%,随调亏灌溉程度的增加,可溶性固形物显著
减少,在50%CK处理时达到最低显著水平,与100%CK
相比没有显著差异;100%CK处于最低显著水平,可溶性
糖在80%CK处理下达到最大,与100%CK相比显著增加
了11%,50%CK处理与100%CK相比没有显著差异;调亏
灌溉程度越大可滴定酸含量越小,80%CK处理与100% CK处理没有显著性差异,50%CK处理与100%CK处理相比显著减少了22%;80%CK处理比50%CK处理总酚含量
提高了23%,与100%CK处理相比总酚含量增加了2%,这
表明适当的调亏灌溉可以有效的提高总酚含量,酿酒葡
萄的芳香味浓郁,过分的调亏会影响酿酒葡萄总酚含量
的变化;CK处理的单宁含量相比80%CK增加了3%,两者
之间没有显著性差异,80%CK处理相比50%CK增加了26%,其中70%CK处理单宁含量最低,降低了涩味;70% CK处理含量最高,较CK处理增加了3%,与其他处理间均存在显著性差异,说明适宜的调亏灌溉能有效提高酿酒葡萄果实中花苷含量,优化泽。
表2调亏灌溉对酿酒葡萄品质的影响
处理
(%)
100
90
80
70
60
50
可溶性固
形物(%)
24.5c
25.6ab
25.8a
25.4b
25.4b
25.0c
可溶性
糖(%)
13.6c
13.3c
15.1a
14.7ab
14.3b
13.8c
可滴定
酸(%)
0.79a
0.70b
0.74ab
0.69bc
0.67c
0.62c
总酚
(mg/g)
17.8b
17.6b
18.2a
16.8bc
15.7c
14.8c
单宁
(mg/g)
18.2a
16.8b
17.8ab
13.1c
15.9b
14.1b
花苷
(mg/g)
5.8c
5.2c
6.5b
7.0a
6.8b
5.9c 3结论
研究表明,在贺兰山东麓酿酒葡萄上,适宜的调亏灌
溉会增加酿酒葡萄的根活力,提高酿酒葡萄的品质;但是
过度的水分亏缺灌溉则不利于根系活力的增强和品质的
提升。建议在现有灌溉定额的基础上,调减20%灌溉定
额以达到生产优质酿酒葡萄原料的目的。
参考文献
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马婷慧等调亏灌溉对酿酒葡萄根活力及浆果品质的影响41
安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bull.2018,24(22)表5主要农作物常规肥料运筹方案
施肥时期基肥分蘖肥穗肥肥料名称
N
P2O5
K2O酿酒葡萄
N
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
武运粳30号
施肥比例(%)
40
50
50
30
20
20
30
30
30
施肥名称
基肥
平衡肥
苔花肥
肥料名称
N
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
秦油10号
施肥比例(%)
40
50
50
20
20
20
40
30
30
施肥名称
基肥
分蘖肥
拔节肥
肥料名称
N
P2O5
K2O
N
K2O
N
P2O5
K2O
扬麦20号
施肥比例(%)
40
60
50
20
20
40
40
30
3.5种植绿肥可利用冬闲田种植绿肥,绿肥鲜草含有机质12%~15%、含N0.3%~0.6%;豆科植物共生固N,可增加土壤N素与有机物质;绿肥根系发达,集中耕层、深层养分,茎叶覆盖地面,减少养分损失,富集土壤中的养分;改善土壤理化性状,改良低产土壤。
选择沟系配套的田块,杂交中稻茬在9月中下旬播种,晚稻茬在10月上旬播种,一般在水稻割前20d左右播种。播后在田间开“十”字沟和四周围沟,做到沟沟相通,切忌积水超过24h以上。在12月上中旬施
用磷肥,施300kg/hm2左右,第2年3月上旬施N肥75~150kg/hm2。一般水田要在插秧前10d翻压绿肥,每hm2施用鲜草15000~22500kg较为适宜。翻压深度15~20cm,翻压后要及时灌
水,并保水15~20d。
3.6轮作休耕在休耕区域倡导粮绿轮作、粮豆轮作、粮油轮作、粮饲轮作,实行用地与养地相结合。其中绿肥品种以肥饲兼用、肥菜结合的经济绿肥(如蚕豆、豌豆、苜蓿)为主,或以培肥地力为主的传统绿肥(如紫云英、苕子等)为主。对绿肥种子缺乏的地区,冬季可种植肥田为主的油菜(不收油菜籽),压青耕翻入田。
根据实际情况在休耕区域实施冬耕晒垡,重点解决
耕作层浅、土壤紧实、作物根系下扎困难、土壤有毒有害物质积累等问题,耕作深度不小于20cm。倡导在休耕区域增施适量畜禽粪便、沼渣、沼液以及商品有机肥等,要求粮食作物和蔬菜作物每hm2施用商品有机肥数量分别不少于3000kg和6000kg。
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(责编:徐世红)
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(责编:张宏民)
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