王 珍，刘迪迪，吴佳颖，梁 攀，张振文,2

(1西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；2陕西省葡萄与葡萄酒工程中心，陕西 杨凌 712100)

研究表明，葡萄品质会受到自身遗传特性、生态气候条件[1-2]、栽培管理措施[3-4]、土壤肥水管理[5-6]等诸因素的影响。叶幕管理涉及叶幕结构、大小、密度等方面，是保证葡萄品质最为关键的栽培管理措施之一，管理方式对葡萄可溶性固形物、总酸、花色苷、香气物质含量等重要指标具有不同程度的影响[7-8]。目前，法国等国家已基本实现了标准化、精细化的叶幕机械管理[9]，拥有较为完善的叶幕管理制度，并正向自动化和智能化方向发展。我国葡萄种植机械化管理起步较晚，宁夏、新疆等地虽实现了半机械化管理，但技术尚不完善。国外叶幕机械修剪相关的研究指出，适量减小叶幕大小能够减缓可溶性固形物积累，增加可滴定酸含量，总体上延迟葡萄成熟，并影响总花色苷含量[10-11]。但由于生态条件的差异，国内无法照搬国外的管理制度，需要探索出适宜本国风土的最佳管理模式。为此，本试验采用叶幕修剪机设定不同的叶幕修剪厚度，研究不同叶幕厚度下葡萄果实的品质差异，旨在筛选出能够最大程度发挥葡萄生产潜力，提高果实综合品质的叶幕管理方式，为试验地葡萄的叶幕管理提供理论依据，同时为国内相似生态气候产区的叶幕机械修剪提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验材料 供试葡萄品种为4年生赤霞珠，嫁接砧木为5BB，平地南北行向种植，株行距1.0 m×3.0 m，整形方式为斜拉“厂”字型单篱架，园地统一采用半机械化管理方式。

试验处理于2016年6月在山西襄汾地区尧京酒庄葡萄种植基地进行，该基地地处半干旱、半湿润季风气候区，年平均日照时数为1748.4～2512.6 h，年平均气温9.0～12.9 ℃，降水量420.1～550.6 mm，无霜期147～180 d。

1.1.2 仪器设备 主要仪器有UV-1800型紫外可见分光光度计、CentriVap离心浓缩仪、5804R型低温冷冻离心机、1100系列LC/MSD Trap-VL液相色谱-离子阱质谱联用仪。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计 于葡萄花后(2016-06-10)采用叶幕修剪机每10 d修剪1次植株叶幕，高度统一为2 m，试验设以下4个处理：叶幕厚度85 cm+人工除副梢(H85+C)及叶幕厚度70 cm(H70)、85 cm(H85)、100 cm(H100)。每个处理50株，重复3次，共600株。

1.2.2 果实品质指标测定 葡萄成熟后，于2016-09-28随机采集(兼顾阴阳面)20穗果实，带回实验室，采用刻度尺测量果穗长度、宽度，并用电子天平称质量后剪粒备用。果粒横纵径采用游标卡尺测量；百粒质量采用电子天平称量；还原糖、总酸、总酚采用国标方法[12]测定；单宁采用甲基纤维素沉淀法[13]测定；总花色素采用pH示差法[14]测定。

1.2.3 果皮单体花色苷测定 称取0.500 g葡萄皮干粉，用甲酸甲醇溶液(甲酸体积分数2%)定容至10 mL，超声波萃取10 min，振荡30 min，8 000 r/min离心5 min，收集上清液。重复萃取3次，合并上清液，用离心浓缩仪浓缩后用流动相定容至10 mL，备用。取样,进行高效液相色谱-质谱检测,洗脱及定性、定量分析参照刘笑宏等[15]的方法进行。

1.2.4 果皮单体酚测定 称取2.000 g葡萄皮干粉，加入5 mL蒸馏水和45 mL乙酸乙酯，避光振荡30 min，收集上清液。重复操作4次，合并上清液并浓缩至干，色谱甲醇定容至2 mL，备用。取样,进行高效液相色谱-质谱检测,测定条件及定性、定量分析参照谢沙等[16]的方法进行。

1.3 数据处理

所有数据采用Excel 2010整理，用SPSS 20.0进行描述量统计及数据的标准化，ANOVA进行差异分析，用Origin 2015做图，并参照唐永红等[17]的方法对品质指标进行主成分分析及综合评价。

2 结果与分析

2.1 叶幕厚度对赤霞珠果实物理指标的影响

葡萄果实物理指标的测定结果见表1。由表1可见，叶幕处理方式对赤霞珠葡萄果实穗长、穗宽及果粒纵径、横径影响不显著，穗长在11.77～12.78 cm，穗宽在7.22～8.03 cm，果粒纵径在12.43～13.11 mm，横径在12.35～12.85 mm。H85处理单穗质量最高，较H100处理显著提高了43.23 g/穗，其百粒质量也最高，显著高于其余处理。上述结果在一定程度上说明，适当增加叶幕厚度能够提高果实产量，但叶幕过厚反而会降低果实产量。

表1 叶幕厚度对赤霞珠葡萄果实物理指标的影响Table 1 Effect of different canopy treatments on berry quality of Cabernet Sauvignon

注：同列数据后标不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下表同。

Note:Different lowercase letters in each column mean significant difference atP<0.05.The same below.

2.2 叶幕厚度对赤霞珠果实化学指标的影响

2.2.1 还原糖和总酸 图1为4种叶幕处理下赤霞珠果实还原糖和总酸含量的变化情况。由图1可见，4种处理还原糖含量由高到低依次为H85+C>H70>H85>H100，处理间差异显著，其中H85+C和H70处理还原糖含量较H100处理分别提高了13.8%和12.5%；总酸含量依次为H100>H70>H85>H85+C，H85+C和H70处理的总酸含量较H100处理分别降低了15.8%和10.6%。结果表明，去副梢处理能够增糖降酸，在保留副梢的基础上随叶幕厚度的增加，还原糖含量呈降低趋势，总酸含量总体呈上升趋势。

同一指标相比，柱上标不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下图同Different lowercase letters mean significant difference at P<0.05.The same below图1 叶幕厚度对赤霞珠果实还原糖及总酸含量的影响Fig.1 Effect of different canopy treatments on reducing sugar and total acid contents of Cabernet Sauvignon

2.2.2 总酚、单宁及总花色素 图2为4种叶幕管理方式下赤霞珠果实的总酚、单宁、总花色素含量。由图2可见，4种处理葡萄果实总酚含量表现为H85+C>H100>H85>H70，其中H85+C处理较H100处理增加了8.3%，H70处理较H100处理降低了4.3%。单宁含量表现为H100>H85>H85+C>H70，其中H85+C和H70处理较H100处理分别降低了17.6%和27.7%。总花色素含量表现为H85+C>H70>H85>H100，其中H85+C和H70处理较H100处理分别增加了29.3%和9.3%。整体来看，人工去副梢能增加葡萄果实的总酚、总花色素含量，降低单宁含量；未去副梢情况下，随着叶幕厚度的增加，葡萄果实总酚、单宁含量逐渐提升，但总花色素含量有所降低。

图2 叶幕厚度对赤霞珠果实总酚、单宁和总花色素含量的影响Fig.2 Effect of different canopy treatments on total phenol, tannin and anthocyanin contents of Cabernet Sauvignon

2.3 叶幕厚度对赤霞珠果皮单体花色苷组成的影响

葡萄果皮单体花色苷的种类及数量决定了果皮呈现的颜色，也是葡萄酒重要的呈色物质[18]。在4种不同叶幕处理方式下赤霞珠葡萄果皮中共检测到非酰化、乙酰化、香豆酰化和咖啡酰化4类共16种花色苷酚类物质，其中非酰化花色苷、乙酰化花色苷、香豆酰化花色苷各5种，咖啡酰化花色苷1种。从图3可以看出，非酰化花色苷及香豆酰化花色苷含量的变化趋势均表现为H85+C>H70>H85>H100，乙酰化及咖啡酰化花色苷含量的变化趋势不明显。4种叶幕处理下果皮非酰化花色苷含量均最高，占总量的50%以上，其次是乙酰化及香豆酰化花色苷，咖啡酰化花色苷含量最低。H85+C和H70处理可提升葡萄果际光照强度，更有利于花色苷组分积累，单体花色苷总量较H100分别提高39.70%和28.85%。人工去副梢对单体花色苷含量影响较大，相较于H85，H85+C能够增加果皮单体花色苷总量，促进果皮着色，从而有利于葡萄酒品质的提升。

图3 叶幕厚度对赤霞珠果皮各类花色苷含量的影响Fig.3 Effect of different canopy treatments on total anthocyanin content of each component of Cabernet Sauvignon

由表2可知，在所有花色苷中二甲花翠素类花色苷含量较高，花色苷的甲基化能够加深葡萄与葡萄酒的红色色调，因此二甲花翠素类花色苷是葡萄与葡萄酒颜色的主要决定物质。H85+C和H70处理二甲花翠素类花色苷含量整体较高，因此葡萄着色较深；H85处理增加了二甲花翠素乙酰化葡萄糖苷的含量，这也有利于增加葡萄酒颜色的深度。酰化花色苷能提升葡萄酒颜色的稳定性，本研究4种叶幕处理的酰化花色苷含量均低于45%，未显著提升酰化花色苷含量，因此对葡萄酒颜色的稳定性也未表现出促进作用。H85+C和H70处理单体花色苷含量较H100处理分别提高于39.7%和28.8%

表2 不同叶幕处理下赤霞珠果皮单体花色苷的组成与含量Table 2 Category and content of mono-anthocyanin of Cabernet Sauvignon under different canopy treatments

表2(续) Continued table 2

注：同行数据后标不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)；“tr”代表痕量。下同。

Note:Different lowercase letters mean significant difference among treatments atP<0.05;“tr” means trace.The same below.

2.4 叶幕厚度对赤霞珠果皮单体酚组成的影响

在4种不同叶幕处理方式下赤霞珠葡萄果皮中共检测到黄烷醇类、黄酮醇类和羟基苯甲酸类等3类25种单体酚，其中黄烷醇类7种，黄酮醇类15种，羟基苯甲酸类3种。图4所示为不同叶幕处理下葡萄果皮黄烷醇类、黄酮醇类及羟基苯甲酸类单体酚总量的比较。由图4可知，H85处理果实中黄烷醇类物质含量显著高于其余处理，H85+C处理最低；H70处理黄酮醇类物质含量显著高于其余处理，H100及H85+C处理对黄酮醇类单体酚含量有显著的降低作用。羟基苯甲酸类物质含量以H70处理最高，随叶幕厚度的增加羟基苯甲酸类单体酚含量显著降低。整体来看，副梢处理不利于单体酚类物质的积累，且叶幕厚度增加也会降低葡萄单体酚类物质的含量。

图4 不同叶幕处理下赤霞珠果皮各类单体酚含量的比较Fig.4 Comparison of total non-anthocyanin content of each component of Cabernet Sauvignon under different canopy treatments

从表3可知，未除副梢的H70、H85、H100处理中H70的单体酚总量最多，随着叶幕厚度的增加，单体酚总量逐渐降低；人工除副梢的H85+C处理单体酚较未除副梢的H85处理含量低。人工除副梢的H85+C处理主要降低了原花色素B1、儿茶素、表儿茶素等单体酚的含量；未除副梢的处理，随着叶幕厚度的增加杨梅酮-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、鼠李糖素-3-O-葡萄糖苷等物质含量逐渐降低。

2.5 不同叶幕处理赤霞珠果实品质的综合评价

采用SPSS按照累积贡献率大于85%的原则对还原糖、总酸、总酚、单宁等7个品质指标进行主成分分析，抽提出y1、y22个主成分，累积贡献率达94.97%，能够全面反映不同处理葡萄的综合品质。参考唐永红等[17]的方法,利用2个主成分各因子载荷量、贡献率(表4)建立主成分及综合得分模型为：

y1=0.974X1-0.984X2+0.229X3-0.893X4+0.754X5+0.784X6+0.973X7，

y2=0.114X1+0.055X2+0.946X3+0.288X4+0.657X5-0.617X6+0.233X7，

Y=0.677 4y1+0.272 3y2。

式中：X1～X7分别表示葡萄果实还原糖、总酸、总酚、单宁、总花色素含量及单体酚、单体花色苷总量经SPSS 20.0标准化后的数据，Y为综合品质得分。

对综合得分进行排序，得分越高表示葡萄综合品质越好。表5显示，H85+C处理果实的综合品质得分最高，其次为H70、H85、H100，说明H85+C及H70更有利于葡萄综合品质的提升。

表3 不同叶幕处理下赤霞珠葡萄果皮的单体酚种类及含量Table 3 Category and content of non-anthocyanin phenolic compounds of Cabernet Sauvignon under different canopy treatments

表4 不同叶幕处理赤霞珠葡萄品质因子载荷量及贡献率Table 4 Factor load capacity and contribution of Cabernet Sauvignon under different treatments

表5 不同叶幕处理赤霞珠葡萄品质的综合评价Table 5 Principal component scores and comprehensive evaluation of Cabernet Sauvignon under different treatments

3 讨论与结论

葡萄品种、环境因素以及园地管理是影响葡萄果实品质的主要因素，一定地域内的生态环境，如光照、温度、通风条件等一般不能人为改变，但叶幕管理技术能够改变叶幕密度、高度、厚度、开张度等，过滤并修饰自然环境，调节葡萄叶幕层表面、内部及果实周围的微气候条件，使气候因子符合葡萄生长发育要求，提前或推迟葡萄成熟以避免不利天气的影响，进而影响葡萄植株生长及果实品质[8,19]。Kurtural[20]指出，机械化叶幕管理在大量节省人力成本的同时能够提高葡萄的品质。

研究表明，葡萄果粒大小取决于果实发育时期细胞的分裂与细胞体积的增大程度，主要受到种子自身分泌或外源添加的各种生物激素，如细胞分裂素、赤霉素的调节[21]；架式、叶幕型及副梢留叶量等叶幕修剪方式对果穗数量、质量及单果质量无显著影响[22]，这与本研究结果一致，说明虽然机械修剪预留的叶幕厚度能够改变叶幕微气候，但对果实物理特性的影响并不显著。Parker等[11]发现，适量减小叶幕大小能够减缓黑比诺葡萄可溶性固形物积累，增加可滴定酸含量，总体上推迟葡萄成熟期，但在本研究条件下结果正好相反，相对较小的叶幕能够增强内部叶片的光照强度，提高光合速率，从而增加糖含量，降低酸含量，这与史祥宾等[23]研究结果相似，可能与葡萄品种、修剪时间不同及立地生态条件差异过大有关。

酚类物质是葡萄果实中重要的次级代谢产物，不仅是葡萄、葡萄酒品质及其保健功能的重要贡献因子[24-25]，而且能抵御病原真菌的侵染，对果实起到保护作用[26]。花色素通常存在于果皮中，从浆果转色期开始积累；单宁在种子和果皮中均有分布，其中以种子内分布较多[27]。本试验发现，纯机械化叶幕管理方式下，果实单宁含量随叶幕厚度的增加而逐渐升高，但浆果成熟度较差，单宁含量不高。葡萄的颜色特性主要取决于果皮中花色素的种类及其平衡状态，而且受品种影响较大[28-29]。Pascual等[30]研究显示，用成熟度较好的葡萄果实所酿葡萄酒的花色苷浓度及多酚物质聚合度均较高，葡萄酒色度高。本研究表明，不同叶幕管理方式下成熟度高的葡萄果实单体花色苷及单体酚类物质含量均较高，有利于葡萄酒颜色的稳定。其中，非酰化花色苷含量高于酰化花色苷，花翠素类(红色)及二甲花翠素类(蓝色)物质含量在H85+C和H70 2个处理中均较高，葡萄颜色更深，但相比野生葡萄颜色[31]仍较浅。这与这2个处理果实接受光照强度相对较高有关[32]，并且与摘叶处理作用[33]具有相似性。黄烷醇等酚类物质在葡萄酒苦味感、收敛性、结构及稳定性方面都有关键作用[34]。有研究表明，光照强度同样能够促进黄烷醇类、黄酮醇等单体酚类物质的积累[35]，这与本试验结果一致。在葡萄酒陈酿过程中，黄酮醇类物质能够与花色苷发生辅色作用从而增强葡萄酒色泽的稳定性，从这一角度而言本试验H70处理表现出更多优势。

本研究表明，H85+C处理及H70处理均能促进果实还原糖、总酚、总花色素的积累，降低果实总酸和单宁含量。酚类物质种类不受叶幕厚度的影响，但适当减小叶幕厚度可以增加果实花色苷单体及非花色苷单体酚类物质含量。利用主成分分析综合评价不同处理葡萄品质，结果也显示H85+C处理果实品质最好，其次是H70处理。H85和H100处理葡萄整体表现均较差，生产中不宜采用。由于试验设备及试验地条件的限制，本试验仅考虑到叶幕厚度对葡萄品质的影响，并未涉及叶幕高度，因此有关机械修剪叶幕高度与果实品质的关系还有待进一步探讨。