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怀来产区气候条件对酿酒葡萄适应性的评估

2022-08-20于庆泉于海森

酿酒科技 2022年8期
关键词:晚熟成熟期产区

武 慧,于庆泉,于海森,勾 健,石 琳

(1.中粮长城桑干酒庄(怀来)有限公司,河北怀来 075400;2.农业农村部酿酒葡萄加工重点实验室,河北怀来 075400;3.张家口市酒庄葡萄与葡萄酒技术创新中心,河北怀来 075400)

怀来位于北纬40 度、东经115 度,地处河北省西北部,东临北京,西接晋、蒙,属温带大陆性季风气候,平均海拔高度495 m,四周群山环抱,桑干河、洋河、妫水河横贯其中,汇入官厅水库,形成了独特的怀来盆地和区域小气候,近三十年平均年较差可达31.8 ℃,是我国葡萄与葡萄酒产业的优秀产区。怀来葡萄栽培有1000~1200 年的历史,目前是全国主要葡萄酒生产基地之一。酿酒葡萄的品质对葡萄酒的生产起决定作用,优良葡萄品种只有在与之相适应的气候条件下,结合合理的栽培技术才能充分表现其优良特性。一般认为,气象因素在生产方面(酒的产量、类型和品质)起着主导作用,是决定酿酒葡萄与葡萄酒生产的主要因素之一。

对葡萄与气候关系已有多名研究者做了深入的研究,马延庆、李明旺等对葡萄产量与气象因素的相关性进行分析;白智生等提出不同成熟期的品种对活动积温的要求及生长天数是不同的;吴光林的研究表明,长日照有利于葡萄果实大小、色泽发育和内含物等品质的提高;法国学者Branas综合温度和光照两个因素,提出了不同成熟期品种对光热系数的要求。

目前,还未见针对怀来产区的葡萄种植适宜性研究,本研究在前人理论的基础上,收集了怀来产区近十五年的气象资料,结合葡萄生育期的气象指标,对怀来产区主栽品种的物候期和果实品质进行了调查分析。通过分析、验证怀来产区种植酿酒葡萄的气候条件的适宜度,为怀来产区酿酒葡萄品种科学化、产业化的选择和种植提供依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源与分析方法

酿酒葡萄资料由桑干酒庄种植基地提供,活动积温、有效积温、空气温度、降雨量、日照时数、风速等数据,来自怀来县气象局与桑干酒庄气象站,资料为2006—2021 年期间记载数据(表1)。利用气候的平均值,进行数理统计与气候分析、水热系数分析等。

表1 怀来产区气象资料统计表

水热系数指降水量与同期可蒸发量之比,反映降雨与温度的关系,计算公式如下:

式中,∑R温度为>10 ℃时期中的降雨量,∑T为温度>10 ℃时期中的活动积温。K 值表示水分条件满足葡萄需要的程度,K 值越大,环境越湿润。葡萄生长季K<0.5 时,需要灌溉;0.5≤K≤1.0时,湿润不足;1.0<K≤2.0 时,湿润足够;K>2 时,湿润过度。

光热系数反映葡萄生长期热量和光照的组合情况,计算公式如下:

其中,∑TE 为葡萄生育期日平均气温≥10 ℃期间的有效积温(℃),∑H 为同时期的光照持续时数之和(h)。在生长季日光能系数(I)>4.5 的情况下,可满足不同类型葡萄的光能需要。

生长期活动积温指生长期≥10 ℃的温度之和,计算公式为T=∑(tn≥10),式中,T 为活动积温,tn为≥10 ℃的日平均温度。

日照百分率是指实际日照时间与可能日照时间(全天无云时应有的日照时数)之比。

1.2 物候期和果实品质调查

在怀来产区分别选择2019—2021 年,白品种:霞多丽、雷司令、琼瑶浆、赛美蓉,红品种:西拉、赤霞珠、梅鹿辄、品丽珠、马瑟兰,进行品种物候期和果实品质调查。

果实品质测定方法:总糖用斐林试剂法,总酸用酸碱滴定法。

2 结果与分析

怀来产区土壤因素相对稳定,气候因素成为诸多影响因素中最活跃和最重要的因素。温度、空气湿度、日照、降水等气象条件对酿酒葡萄的产品和品质起到决定性作用。怀来产区年平均气温10.5 ℃,生育期平均气温16 ℃,年降雨量444.9 mm,生育期日照时数1878.7 h,年有效积温不超过4000 ℃,成熟期K<1,气候条件符合酿酒葡萄的生长条件要求。

2.1 气候条件

2.1.1 温度

葡萄属于暖温带作物,温度对葡萄生长、结果的进程有重要影响。葡萄栽培过程中,萌芽、凋落均以10 ℃为基准,称为生物学零度。怀来产区(见表2)萌芽期在4 月下旬,期间平均温度为13.3 ℃,除2010 年偏低外,该时期适合葡萄萌芽所需的温度。

温度不仅影响葡萄的生长、发育和产量,还影响葡萄可溶性固形物、含酸量和果实综合品质。葡萄新梢生长期(5 月份),为提高光合效率,昼温不得超过30 ℃,白天温度在25~28 ℃之间,夜间以13~15 ℃为宜,平均温度15~25 ℃为宜,怀来产区5 月(见表2)的日平均温度为18.5 ℃,日最高气温平均为24.9 ℃,日最低气温平均为9.4 ℃,符合高品质葡萄对该时段的温度需求。

怀来产区7 月、8 月、9 月的平均气温为22 ℃,未成熟果实有机酸合成适温为20~25 ℃,因此怀来产区有利于形成较高的酸度。成熟前(即8 月中旬)怀来产区气温温差为7.9 ℃,优质葡萄品质形成的适宜温差为6.3~6.8 ℃,气温凉爽,葡萄成熟过程缓慢,怀来产区属于偏高状态,不利于葡萄转色和糖分积累。怀来产区1 月份平均温度为-5.9 ℃,极端低温为-23.7 ℃,一般酿酒葡萄品种枝蔓冬季可抗温度为-14 ℃到-17 ℃,在我国冬季埋土防寒区域划分的气候指标以多年平均极端最低温-15 ℃为界限,怀来产区低于埋土防寒的温度指标,冬季必须进行埋土防寒越冬。

葡萄生育期气温日较差以>10 ℃为宜,怀来产区全年平均日较差为13.8 ℃,葡萄生育期的平均日较差为14.5 ℃,生育期各月日较差均>10 ℃,日较差处于一个较高的水平,有利于种植高品质酿酒葡萄品种(见表2)。

表2 怀来产区平均每月空气温度统计表

2.1.2 积温

葡萄生长的活动积温与浆果的含糖量密切相关,在一定范围内,活动积温越高,含糖量越高,葡萄的品质越好。酿酒葡萄的生育期从萌芽至浆果成熟可以用日平均气温≥10 ℃的活动积温来反映酿酒葡萄生长发育与温度条件的总体关系。根据表1 计算得出,怀来地区日平均气温≥10 ℃的活动积温年均3700 ℃,生育期有效积温1867.5 ℃,根据不同成熟期葡萄品种对生长天数和活动积温的要求,怀来产区可以满足各种成熟期葡萄生长对热量的需求,为生产优质酿酒葡萄提供有力的保证。

2.1.3 日照

葡萄是喜光植物,光照是酿酒葡萄物质合成的能量来源,光照充足,可合成更多的光合产物,枝叶生长健壮,果实品质和产量提高,色、香、味增进,适宜的年日照时数在2000 h 以上,生长期(4—10月)的日照时数不低于1250 h。根据表1 计算得出,怀来产区平均年日照时数为2878.38 h,日照百分率为68.6 %,可满足不同类型葡萄生长的光能需要。

怀来产区整个生育期的光照时数为1878.7 h,日照百分率为66.6%,光热系数为4.7,各个生育期的日照时数基本可以满足其生长需要(见表3)。

表3 怀来产区葡萄各生育期各阶段需求光照与实际日照时数对比表

2.1.4 降水量

葡萄的生长需要一定的水分供应和合理的水分分布,降水量过多或过少,均不利于果实生长,夏季降雨量是确定高质量酿酒葡萄栽培以及生产成本高低的限制性因子。怀来产区年均降水量为444.9 mm,远低于1000 mm 的上限,整体分布均匀,6—8 月的降雨量占全年降水量的53.7%(如图1);病害高发季节7—9 月的平均湿度为69.3%,其中7月份平均降雨量109.8 mm,8—9月平均降水量89.2 mm。

图1 2006—2021年怀来产区多年平均降雨量

根据贺普超的《葡萄学》中水热系数理论,成熟期的K<1.5 是世界上著名葡萄酒产区的特点。酿酒葡萄的主要气象指标为果实成熟期月降雨不超过100 mm 或旬降雨不超过30 mm。怀来产区成熟期在8 月下旬的酿酒葡萄,采收前一个月的降雨量平均值为88.1 mm,水热系数为0.8;成熟期在9 月上中旬和9 月下旬的酿酒葡萄品种,采收前一个月的降雨量平均值分别为98.7 mm、90.2 mm,水热系数为1.5、1.6;成熟期在10 月上中旬的酿酒葡萄品种,采收前一个月的降雨量平均值为41.4 mm,水热系数为0.9;9 月降水适宜,水热系数<2,8 月下旬和10 月上中旬成熟的酿酒葡萄,水热系数均<1,更加具备生产出品质优良的酿酒葡萄所需的气候条件。因此,怀来产区应该以发展早熟和中晚熟酿酒葡萄品种为主,晚熟品种更有优势。

2.1.5 风速

对于葡萄种植,风也是自然因素中的一个重要因素,是一把双刃剑,适时适度的出现会给酿酒葡萄生长带来很多好处。如图2 所示,怀来产区平均年风速为2.04 m/s,最大风速10.8 m/s,生育期的平均风速为1.79 m/s,每月风速较为平均,5 月出现全年最大风速。1—3 月风速较大,因怀来产区埋土防寒的作业特点,避免了风对酿酒葡萄支柱的影响,在生育期时,开花期、坐果期风速相对较大,可有效的实现自然疏花疏果,有利于产出高品质的酿酒葡萄。

图2 2014—2021年怀来产区多年平均风速

2.2 酿酒葡萄物候期分析

从表4 可以看出,怀来产区所栽植品种以中晚熟品种为主,一般酿酒葡萄品种转色期出现在7 月下旬至8 月初之间。白葡萄品种成熟期较早,最早的是赛美蓉,其次是霞多丽,雷司令相对较晚,一般集中在8 月底或9月上旬成熟;红品种成熟期较晚,西拉、马瑟兰集中在9 月下旬或9 月底成熟,赤霞珠、梅鹿辄、品丽珠集中在10 月上旬或10 月中旬成熟,琼瑶浆为极晚熟品种,成熟期一般在10 月中下旬。怀来产区大部分品种基本都可以避开7—8 月的集中降雨期,以及9 月的水热系数>1且<2 的潮湿环境,有利于病虫害的防治和果实品质的形成。

表4 怀来产区主栽品种物候期

2.3 果实品质分析

在一定范围内,含糖量及糖酸比是酿酒葡萄成熟的重要标志,一般而言,含糖量应超过170 g/L,适宜的糖酸比为32 左右。从表5 可以看出,以桑干酒庄2019—2021年检测结果为例,怀来产区所有主栽品种均能充分成熟,达到理想的成熟指标,表现出特有的品种特性。赛美蓉、霞多丽属于早熟品种,平均糖度可达189.02 g/L,糖酸比在20 以上;雷司令属于中熟品种,平均糖度可达189.03 g/L,糖酸比在23 以上;西拉、马瑟兰属于中晚熟品种,平均糖度可达251.75 g/L,平均糖酸比52.12,为理想的成熟指标;赤霞珠、梅鹿辄、品丽珠属于晚熟品种,平均糖度可达241.90 g/L,糖酸比在41 以上,符合高品质酿酒葡萄成熟指标,其中晚熟品种赤霞珠酸度最高;极晚熟品种琼瑶浆在怀来产区表现优异,既可以充分成熟,还表现出高糖、高酸的特性,平均糖度可以达到256.83 g/L。西拉、琼瑶浆是近几年怀来产区有潜力的酿酒葡萄品种。

表5 2019—2021年怀来产区主栽品种成熟期品质分析

3 讨论

通过怀来产区近十五年的气象资料,选用活动积温、年均气温、降水量、日照时数、风速的表现进行验证,结果表明:怀来产区温度和光照充足,可以满足各酿酒葡萄品种各个生育期对温度和光照的要求;在出土萌芽期、埋土期须注意低温、霜冻的影响;开花、坐果期的风力影响,可以达到自然疏花疏果,保证果穗松散;产区成熟前温差较高,气温凉爽,成熟过程缓慢,有利于形成高品质酿酒葡萄。

怀来产区大部分时段降水量适宜,7 月平均降水量偏多,影响葡萄酒石酸、苹果酸的形成,以至于含酸量偏低,降低酒质和风味,因此7 月要适时做好控水和排水工作,减少因水分过多造成不利影响;降水量自8 月上旬开始明显减少,空气湿度小,根据水热系数理论,怀来产区符合优质酿酒葡萄产区的特点,应该以发展中晚熟酿酒葡萄品种为主,晚熟品种更具优势。

根据怀来产区主栽品种的物候期以及品质特性的调查发现,怀来产区酿酒葡萄品质优良,具有酿出高品质葡萄酒的资质,一些早熟、晚熟、极晚熟品种在该地区有较好的发展潜力,这一结果与气候条件分析的结论一致,进一步验证了气候适宜度分析结果。霞多丽、西拉、琼瑶浆具有较好的发展潜力,本研究可以为怀来产区酿酒葡萄品种的选择和种植提供参考依据。

怀来产区温度和光照充足,可以满足各酿酒葡萄品种各个生育期对温度和光照的要求,但在出土萌芽期、埋土期须注意低温、霜冻的影响。怀来产区7 月平均降水量偏多,要适时做好控水和排水工作。根据酿酒葡萄品种的物候期,结合怀来产区气候条件,霞多丽、西拉、琼瑶浆等早熟、晚熟、极晚熟品种具有较好的发展潜力。

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