孙恩虹 张凯 韩旭 武强 叶坤 张建平

摘要：在以重慶为代表的夏季高温高湿地区，研究避雨栽培对葡萄关键生育期的生长微环境及果实可溶性固形物含量的影响，以期为科学布局葡萄产业发展、合理制定果园管理措施、增强其生产能力提供理论依据。试验监测了2016—2017年葡萄果实成熟期的温度、湿度、日照等气象因子及葡萄可溶性固形物含量。结果表明，与露地栽培相比，避雨栽培可提供更适宜的湿度环境，葡萄叶片湿度为256～275。避雨栽培的最高温度28℃（雨天）～38℃（晴天）远低于露地栽培最高温度32℃（雨天）～42℃（晴天）。避雨栽培的光照强度显著低于露地栽培，避雨棚遮光率26.5%～37.8%。避雨栽培下，‘夏黑、‘红富士、‘维多利亚、‘户太八号等4个葡萄品种的可溶性固形物含量均高于露地栽培。避雨栽培可以减少湿度大幅变化，以及高温、强光所带来的不利影响，更有利于葡萄可溶性固形物的形成和积累，适合重庆等夏季高温多雨地区葡萄产业发展。

关键词：葡萄;避雨栽培;微环境;可溶性固形物;气象因子

中图分类号：S162.5+4文献标志码：A论文编号：cjas2020-0227

Effect of Rain-shelter Cultivation on Grapevine Canopy Microclimate and Soluble Solid Content of Grape

SUN Enhong1，2，ZHANG Kai1，HAN Xu1，WU Qiang3，YE Kun1，ZHANG Jianping3

（1Jiangjin Modern Agrometeorology Experimental Station，Chongqing 402260，China;

2Jiangjin Meteorological Bureau，Chongqing 402260，China;

3 Chongqing Institute of Meteorological Sciences，Chongqing 401147，China）

Abstract：Taking Chongqing as the study area in consideration of its hot and humid climate in summer，the study aims to clarify the influence of rain- shelter cultivation on grapevine canopy microclimate and soluble solid content of grape，and provide a theoretical basis for the scientific layout，sustainable management and production capacity enhancement of grape industry. The climate factors were monitored continuously from 2016 to 2017，such as wetness，temperature，and light intensive. Grape soluble solid content was also measured in rain-shelter cultivation and outdoor cultivation during grape maturity. The results showed that the rain-shelter cultivation could provide a more suitable humidity environment for grape compared with the outdoor cultivation. The humidity of grape leaves ranged from 256 to 275. The highest temperature of grape leaves was 28℃（rainy day）- 38℃（sunny day）in rain- shelter cultivation less than 32℃（rainy day）- 42℃（sunny day）in outdoor cultivation. Light intensive in the rain- shelter cultivation was significantly less than that in outdoor cultivation. The shading rate was 26.5%- 37.8%. ‘Xiahei，‘Red Fuji，‘Victoriaand ‘Hutaibahaohad higher soluble solid content in rain- shelter cultivation than in outdoor cultivation. The main climate factors ofrain- shelter cultivation，such as humidity，temperature and light intensity，were better for the formation and accumulation of soluble solid in grape. The rain- shelter cultivation was more suitable for the development of grape industry in Chongqing and similar areas with high temperature and more rain in summer.

Keywords：Grape;Rain-shelter Cultivation;Micro-environment;Soluble Solid;Climate Factors

0引言

重庆地处中国西南部地区，是典型的亚热带季风气候区，其独特的生态气候环境使得所产葡萄上市较早，且香气浓郁，具有一定的市场竞争力。然而，该区夏季气候炎热、降水频繁，葡萄关键生长期常为高温、高湿、强光天气，易出现果实着色差[1]、病害严重[2-4]、日灼[5-6]等问题，限制重庆葡萄产业发展。近年来，葡萄避雨栽培模式的推广有效改善了葡萄生长的微环境，重庆已经可以大面积种植优质安全高品质的葡萄。避雨栽培技术在改善微气候的同时，对葡萄果实品质也产生了一定的影响。因此从气象角度，研究避雨栽培对葡萄生长微环境的影响及果实品质变化对于调整葡萄产业布局、改进管理措施、增强生产能力具有重要意义。

在气象条件对葡萄品质影响研究方面，郑广芬等[10]研究表明，葡萄含糖量积累与光热因子均呈正相关，与水分因子呈负相关。张晓煜等[11]通过主成分分析方法和因子分析法发现，酿酒葡萄综合品质主要受果实着色期、全生育期和7—8月的降水量和水热系数的影响。刘玉兰[12]分析了北方酿酒葡萄主产区，影响酿酒葡萄主要品质的气象因子和影响时段，得出果实着色期的气温日较差和全生育期平均相对湿度对酿酒葡萄综合品质的形成有重要影响，果实着色期的最低气温影响相对较小。在避雨栽培对葡萄品质影响方面，王学娟[7]研究认为，避雨栽培条件有利于糖分的积累、有机酸的分解及多酚物质的形成，但避雨棚对光照的影响不利于花色昔的形成。王凯[8]对比露地栽培‘户太八号葡萄品质变化，得出避雨栽培可提高糖质量浓度，同时pH及总酸极显著低于露地栽培葡萄;曹锰[9]研究发现，避雨栽培下，‘金手指葡萄香气物质组分增加，可滴定酸含量明显下降。避雨栽培影响了葡萄生长微环境，对葡萄果实品质也产生一定的影响。笔者以‘夏黑、‘红富士、‘维多利亚、‘户太八号葡萄为试材，以避雨栽培为处理，露地栽培为对照，分析果实成熟期避雨栽培对葡萄叶幕微环境及果实可溶性固形物含量的影响，以期为葡萄避雨栽培的环境调控提供理论指导。

1试验与方法

1.1研究区概况

试验于2016—2017年在重庆市江津现代农业气象试验站（106°09′15″E，29°08′44″N）进行，该站位于重庆市江津区龙华镇（图1），属于亚热带季风性湿润气候区，海拔262.0 m，年降水1001.2 mm，年平均气温18.4℃。

1.2试验设计

葡萄采用避雨栽培（处理）和露地栽培（对照）2种栽培模式。避雨葡萄采用H型棚架栽培，株行距1m×3 m，钢架大棚2座，8栋连棚建设为1座，单栋跨度6m，长度28 m，棚高3.7 m，表面用大棚薄膜覆盖固定，离地2.2m设钢丝网供葡萄枝蔓攀爬。露地葡萄采用单臂篱架栽培，株行距1m×3m。处理与对照下葡萄品种均为重庆地区大面积推广种植的‘夏黑、‘维多利亚、‘红富士、‘户太八号等4个葡萄主栽品种，植株为5 年生成年树，树势中等，其田间土肥水及病虫害防治等管理水平相对一致。果实膨大期，处理和对照每个品种各选5株长势基本一致的葡萄植株，分别标记长势相近的果穗20个。于成熟期取样，作为品质检测样本，兼顾阴阳面、叶幕层内外中间果穗及每穗肩、中、顶部分随机取果实40粒，取样时间10：00，处理和对照下每个品种重复取样3次。

1.3测定方法

1.3.1葡萄生长微环境因子的测定植物生理生态设备架设于‘夏黑葡萄植株，设有叶片湿度和冠层温度传感器，设备开展固定长期监测。叶片湿度采用Decagon公司生产的高分辨率电介质式叶片湿度传感器测量[13-16]。传感器主要监测叶片表面约1 cm范围内的介电常数，干环境中（空气）测量的值是最低值，环境湿度增大后其输出值也会变大[17]。将传感器固定在葡萄叶片，朝向与叶片相同，处理与对照下均选择高度与朝向基本一致叶片。连续的监测葡萄冠层温度状况，并用数据采集器进行自动记录，记录间隔为1 h。

冠层温度采用Apogee公司生产的SI-111红外温度传感器测量。传感器固定于金属三脚架上且与地面呈45°，位置统一朝南。传感器通过感知叶片表面释放的红外线辐射，连续监测处理与对照的冠层温度状况，并用数据采集器进行自动记录，记录间隔为1 h，数据用于分析避雨环境对葡萄可溶性固形物形成的适宜性。

光照强度使用DT-1308型自动换挡数字式照度计测定。处理与对照选择相同朝向，同时监测冠层上方10 cm处光照强度;测定时间为11：00，处理与对照重复测定3次。

1.3.2可溶性固形物含量的测定采用阿贝折射仪测定葡萄样品的可溶性固形物含量。测定前首先用标准试样校对折射仪，然后分析测定样品可溶性固形物含量。将鲜榨的葡萄汁用干净滴管滴加在折射棱镜表面，盖上进光棱镜后锁紧手轮，打开遮光板，合上反射镜，调节目镜使十字线成像清晰，此时旋转手轮使明镜视野中的明暗分界线清晰，微调手轮，使分界线位于十字线的中心即可读出被测定样品的可溶性固形物含量。

1.4数据处理

处理与对照下的葡萄品质指标值均为3次重复的算术平均值士标准误。采用SAS v8.0软件对光照、适宜温度持续时期、可溶性固形物含量进行t检验。选取1.3.1测定数据中，7月果实成熟阶段内连晴高温与连阴雨天气下的温度、湿度与日照观测资料，运用Excel得到绘图结果。

2结果与分析

2.1避雨栽培對光照的影响

避雨栽培对葡萄生长微环境的主要影响在于改变了避雨棚内的光照强度。由表1可见，由于避雨棚遮光作用，棚内光照强度显著低于棚外（P<0.05），且雨天光照强度差异更显著。遮光率也因天气状况的不同而有差异，在雨天时最大遮光率可达37.8%，在晴天时遮光率在26.6%左右。果实成熟期日照不足会影响光合作用，但重庆葡萄成熟期（7—8月）正值炎热高温时节，晴天避雨棚内光照强度7.8×10⁴lx，葡萄光饱和点2.7×10⁴～6.1×10⁴lx[18]，遮光后依然处于高光照带，可以满足葡萄生长和光合产物积累，而且可以避免强光直射带来的日灼，因而避雨栽培更好地保障了葡萄的品质。

2.2避雨栽培对温度的影响

避雨栽培减少光照强度的同时带来叶幕和果穗温度的变化。对不同年份避雨和露地栽培下，最适宜可溶性固形物积累的温度持续时间做方差分析。由表2 可见，避雨栽培下，适宜葡萄糖分积累的温度时间段均略高于露地栽培，除2016年晴天外，其余均未达到显著差异（P>0.05）。由图2～5可见，晴天8：00—15：00避雨栽培条件下冠层温度低于露地栽培2～4℃，雨天避雨栽培温度略高于露天栽培。避雨栽培的最高温度28℃（雨天）～38℃（晴天）远低于露地栽培的最高温度32℃（雨天）～42℃（晴天）。重庆夏季多晴热高温天气，江津2016年、2017年7—8月，≥37℃高温日数分别为28、46天;≥40七高温日数分别为7、15天（图7～8）。避雨栽培可降低葡萄生长环境温度，更有利于葡萄可溶性固形物积累。此外，2种栽培模式下夜间温度均较高，呼吸作用强，光合产物消耗多。避雨栽培环境下日较差变化幅度小于露地栽培。晴天，避雨栽培的日较差（12.25℃）略低于露地栽培（12.49℃）;雨天，避雨栽培日较差（2.97℃）明显低于露地栽培（4.16℃）。因此，最高温度可能是造成重庆避雨栽培可溶性固形物含量差异的一个关键因素。

2.3避雨栽培对湿度的影响

在高温多雨地区，避雨栽培有效改善了葡萄生长的湿度环境。由图8～11可见，避雨栽培下，葡萄成熟期叶片湿度变化比较稳定在256～275，不会因为湿度过高或过低而影响果实的生长发育。晴天，由于避雨棚遮挡光，降低棚内温度，减少了水分蒸发，避雨葡萄的叶片湿度略高于露地，为露地栽培的120%～ 240%。露地栽培下，葡萄叶片易受天气状况的影响，葡萄叶面常因降雨而长时间存在水膜，湿度长时间为315～509，不利于葡萄可溶性固形物积累。由于避雨棚遮挡雨水，避雨栽培下湿度低于露地栽培，平均为露地栽培的50%～78%。重庆夏季多降水频繁、连晴高温天气等极端天气，江津2016年7—8月降水量154.4 mm，雨日19天;2017年7—8月降水量181.1 mm（图12），雨日13天，部分地区发生干旱，避雨栽培可以有效缓解降水过多或连晴高温导致湿度大幅变化的不良影响。

2.4避雨栽培对葡萄果实可溶性固形物含量的影响

由表3可见，避雨栽培环境下的葡萄可溶性固形物含量高于露地栽培下同一葡萄品种可溶性固形物含量。2016年，避雨栽培的‘夏黑、‘维多利亚显著高于露地栽培下相同品种的可溶性固形物含量。2017 年，避雨栽培的‘夏黑、‘户太八号、‘红富士、‘维多利亚4个品种可溶性固形物含量均显著高于露地栽培环境下相同品种的可溶性固形物含量。

3结论与讨论

本研究基于不同葡萄栽培模式，开展长期连续的气象环境监测，分析植株生长微环境差异并分析其对于果实品质形成的影响。提供可靠的避雨栽培对葡萄生长微环境的影响主要在于改善棚内的光照强度。避雨栽培可以使棚下的光照强度不断降低，晴天遮光率大约为26.6%，雨天最大能够达到37.8%;重庆葡萄成熟期为7—8月，连晴高温天气较多。光照过强会影響植物光合作用而且可能产生日灼伤害，严重影响葡萄品质。避雨栽培葡萄由于棚膜遮挡，有效降低了棚内的光照强度，且遮光后的光照强度依然大于光饱和点2.7×10⁴～6.1×10⁴lx，可以满足葡萄生长和光合产物积累。

有关研究表明，采前1个月内的气温在一定范围内，温度越低果实中的可溶性固形物含量越高[19-25]。本研究中，避雨栽培对温度有调节作用，让避雨葡萄的冠层温度低于露地葡萄，避雨栽培下植株冠层最高温度28～38℃远低于露地栽培的最高温度32～42工。2种栽培模式下夜间温度均比较高，避雨栽培下气温日较差小于露地栽培。因此，最高温度可能是造成避雨葡萄可溶性固形物含量差异的一个重要因素。

避雨栽培提供了更适宜的湿度环境。有研究表明，降水量对葡萄可溶性固形物含量的增加起一定阻碍作用[26]。本研究中，避雨栽培能避开降水并快速排水，特别是在多雨季节，叶片湿度（256～275）小于露地栽培（300～501）;同时避雨栽培采用滴灌方式灌溉，即使在高温干旱时段也保障土壤湿度适宜满足葡萄正常生长，又不至于造成葡萄生长环境湿度过大。因此，棚内叶片湿度变化不受连续降水或干旱天气影响，避免了湿度过高或过低，降低了连续阴雨天由于湿度过大对果实发育的不利影响。

本研究中，避雨栽培葡萄可溶性固形物的积累明显高于露地栽培。避雨栽培下果实可溶性固形物含量迅速增加，说明避雨栽培避开了高温、多雨、强光的环境条件，更适合果实可溶性固形物含量的积累。笔者主要研究了不同栽培模式下温度、湿度、日照等环境要素差异，但没有测定不同模式下葡萄生理生化指标的情况，后期可深入研究避雨模式下葡萄植株光合性能、叶绿素含量和关键酶活性差异及其对葡萄多项品质指标的影响。

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