潘越，杨璐，杜林峰，刘珩，王宝庆,4，郭靖，韩政伟，张浩，王永涛

（1 新疆林业科学院，乌鲁木齐830000）（2 新疆佳木果树学国家长期科研基地）（3 昌吉州林业技术推广中心）（4 阿克苏森林生态系统国家定位观测研究站）（5 陕西省林木种苗与退耕还林工程管理中心）

葡萄冬季冻害是一种复合型冻害[1]，通常绝对温度在-15 ℃以下时，造成葡萄叶芽发育不全或畸形，严重的造成不发芽，呈现僵芽、干瘪状；枝条由表皮至木质部失水严重，皮层腐烂干枯等[2-3]。埋土防寒是预防冻害的常规措施[4-5]，但新疆维吾尔自治区阿克苏地区历史最低气温达-27.4 ℃，远低于埋土防寒的极限，埋土出土不但人工成本高，且易造成葡萄枝蔓折断、冬芽损伤。近年来，北方寒冷地区葡萄采用覆盖物防寒已成为趋势，草帘造价成本低，且可以秸秆还田，增加土壤碳、氮和有机物含量。王进等[6]研究发现，覆盖草帘的防寒方式较之塑料膜，保温效果更佳，且兼具保墒的作用。曹锦贤等[7]在吐鲁番地区，通过稻草外包麻袋覆盖葡萄的方式越冬，树势发育良好。

目前，已有大量学者围绕不同覆盖物对葡萄翌年萌芽率的影响[5,8-9]、土壤温湿度与覆盖物间的相关性[10-11]和不同覆盖材料对葡萄抗寒生理指标的影响[12-13]等方面开展研究，但简易覆盖对山葡萄果实品质影响方面的研究仍未见报道。为此，本研究以新疆阿克苏地区田间生长表现良好的山葡萄品种北冰红为试材，以2021 年山葡萄上架调查的萌芽率为基础数据，测定不同防寒覆盖物处理下的22 项果实品质指标，以明确北冰红葡萄最佳的覆盖物种类和萌芽率对果实品质的影响程度，为进一步筛选适合北冰红葡萄的越冬措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料和设计

试验地点位于新疆阿克苏地区温宿县佳木镇新疆林业科学院果树学国家长期科研基地，以山葡萄品种北冰红为试验对象，树龄4 年，南北行向，单蔓倾斜龙干形（“厂”形架式），常规栽培管理。

采用单因素随机区组设计，共设计单层草帘＋单层彩条布（T1）、单层草帘（T2）、单层彩条布（T3）3 个处理，每个处理设计3 次重复。冬剪后将山葡萄枝蔓捆扎、盘压好放入沟内，顺沟铺设覆盖物，沟两侧及沟沿处覆土压实。2021 年3 月18日，日平均气温＞10 ℃时出土上架，收取覆盖物后灌足萌芽水。2021 年10 月10 日，北冰红葡萄进入果实成熟期，每个处理随机选择15 株树（3 次重复），每株树摘取上、中、下方各3 穗果穗，每穗随机摘取10 粒果粒，充分混匀后测量单粒重、单果体积等外观品质指标，其余果粒混合均匀后带回实验室，带皮压榨成汁，冰箱内保存。

1.2 测定指标和方法

1.2.1 萌芽率的测定

2021 年3 月葡萄上架后，对地表以上所有枝条的芽眼总数和萌芽数进行统计，以破鳞露白为标志。

萌芽率（%）＝（萌动芽眼总数/调查芽眼总数）×100[14]

1.2.2 外观品质指标的测定

单穗重和单粒重用千分之一天平称量；果粒纵径、横径采用游标卡尺测量，果形指数为果实最大纵径与横径的比值[15]；单果体积采用排水法测定[16]。测定结果取其平均值。

1.2.3 果实理化指标、酚类物质及矿质元素含量的测定

（1）果实理化指标的测定。总糖含量的测定参考葡萄酒果酒通用分析法中的斐林试剂滴定法（GB/T 15038—2006），总酸含量的测定参考葡萄酒果酒通用分析法中的氢氧化钠滴定法（GB/T 15038—2006），糖酸比是总糖含量与总酸含量的比值，可溶性固形物含量的测定参照水果、蔬菜制品—可溶性固形物含量的测定—折射仪法（GB/T 12295—1990），固酸比为可溶性固形物含量与总酸含量的比值，果汁的pH 值采用pH 计测定[17]。

（2）果实酚类物质的测定。白藜芦醇含量的测定参照郑先波等[18]的方法，原花青素含量的测定参照王新伟等[19]的方法，花色苷含量的测定参照李倩等[20]的方法，均采用HPLC 液相色谱仪测定。总黄酮含量的测定参考Peinado等[21]的方法。

（3）果实矿质元素含量的测定。Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu 等矿质元素含量采用原子吸收光谱仪测定[15]。

1.3 数据处理分析

参照山葡萄酒中的山葡萄原材料筛选规范（GB/T 27586—2011）要求，经咨询同行专家[22]，确定了以果实外观品质（单粒重、单穗重、单果体积、果形指数、果粒横径、果粒纵径）、果实理化品质（总糖含量、总酸含量、可溶性固形物含量、糖酸比、pH 值）、酚类物质品质（总酚、总黄酮、白藜芦醇、原花青素、花色苷含量）和矿质元素品质（Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu 含量）4 个维度的22 项果实品质指标，对3 种简易覆盖越冬方式下北冰红葡萄的果实品质进行研究。

1.3.1 评价指标的标准化处理

评价体系中各项指标数量纲未统一，使得评价对象不具备可比性，为此在层次分析前进行归一化处理，消除不同单位、不同维度对评价结果造成的误差。按照指标性质不同，指标Xin越大品质越好，采用公式（1）；指标Xin越小品质越好，采用公式（2）[23]。

式中，Xin指第n个样本第i个指标的原始测定值，Ximin和Ximax为第i个指标的最小值和最大值，Uin、U’in分别为第n个样本第i个指标转化后的隶属函数值。

1.3.2 判断矩阵及权重

将同一层次的各因素与相邻层次的各因素重要性进行两两比较，采用层次分析软件（AHP）对所构建的判断矩阵进行一致性检验，计算权重值Wi。一致性检验CI的计算方法见公式（3）。

式中，λmax为判断矩阵最大特征值，n为阶数。当CI≤0.1 时，意为判断矩阵的一致性在合理分析范围；当CI＞0.1 时，意为判断矩阵的一致性偏差过大，需重新调整其相对重要值。

一致性比率CR的计算方法见公式（4）。

式中，RI为平均随机一致性指标，当CR＜0.1时，判断矩阵的一致性是可以被接受的，否则应对判断矩阵进行调整。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖方式对北冰红葡萄萌芽率及果实品质的影响

从表1 可以看出，T1、T2 处理的萌芽率差异不大，分别较T3 处理高出29.45、30.18 个百分点。根据变异系数对萌芽率及果实品质指标的变异程度进行划分，其中白藜芦醇含量、单穗重、花色苷含量和Ca、Fe、Cu 含量的变异程度较高，均超过30%，果粒横径、果粒纵径、果形指数、可溶性固形物含量、总酸含量、pH 值和总黄酮含量的变异程度较低，均未超过10%。

表1 不同覆盖方式对北冰红葡萄萌芽率及果实品质的影响

2.2 不同覆盖方式北冰红葡萄果实品质的层次分析

2.2.1 层次模型的构建

受限于各果实品质指标的单位不统一，在进行层次分析前，采用隶属函数法统一数量纲。根据新疆酿造葡萄收购要求，可溶性固形物含量、白藜芦醇含量、原花青素含量、花色苷含量、总黄酮含量、总糖含量、总酚含量、矿质元素含量、果粒纵径、果粒横径、单粒重、单果体积、糖酸比均为越高越好，总酸含量为越低越好，果形指数越接近于1 越好，pH 值越接近于3.6 越好。

将果实品质指标根据4 个维度进行分解，采用层次分析法原理构建阶梯式评价模型，自上而下依次是：第一层为根据酿造葡萄品质分级要求确定的适宜本地简易防寒方式的目标层A；第二层是不同简易防寒覆盖处理下，北冰红葡萄果实品质的4 个约束层，即果实外观品质C1、果实理化品质C2、酚类物质品质C3、矿质元素品质C4；第三层通过查阅借鉴国内外学者开展酿造葡萄果实评价成果确定的评价指标标准层P；第四层为待评价的简易防寒覆盖方式（图1）。

图1 北冰红葡萄不同简易覆盖方式果实品质综合评价模型

2.2.2 约束层判断矩阵、权重值及一致性检验

约束层C 判断矩阵见表2。约束层C 的平均权重依次是WC1＝0.150 9，WC2＝0.390 8，WC3＝0.390 8，WC4＝0.067 5，即在综合评价果实品质时，北冰红葡萄果实理化品质和酚类物质品质是首要指标；其次是果实外观品质指标，由于矿质元素在葡萄营养生长和生殖生长过程中起协同作用，且多数元素在不同简易防寒处理间差异不大，因此重要性较小。况且，约束层C 的判断矩阵一致性比率CR＜0.1，通过了一致性检验。

表2 约束层判断矩阵、权重及一致性检验

2.2.3 不同简易覆盖处理的综合评价

在每一种防寒处理方式各项标准层计算评分的基础上，按照权重值计算综合得分，计算公式：Y＝ΣWi×Xi，式中，Wi为各指标的权重，Xi为各指标的评分值。

由表3 可以看出，综合得分由大到小依次是T1（2.680 0）＞T2（1.868 9）＞T3（1.073 2）。

表3 3 种简易覆盖处理北冰红葡萄果实品质的综合评价结果

2.3 北冰红葡萄简易覆盖处理萌芽率与果实品质相关因子分析

萌芽率为抗寒能力强弱的依据。翌年春季，田间调查不同简易覆盖处理下北冰红葡萄的萌芽率，并对其22 项果实品质指标进行相关性分析。由表4可知，萌芽率与单粒重、单果体积、单穗重、果粒纵径、果粒横径、果形指数、总糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比、pH 值、原花青素含量、花色苷含量、总酚含量，以及Ca、Mg、Mn、Cu 元素含量均呈正相关，其中与糖酸比和总糖含量呈极显著或显著正相关，可见北冰红葡萄含糖量受越冬低温影响极为显著；萌芽率与总酸含量、白藜芦醇含量、总黄酮含量以及Fe、Zn 元素含量均呈负相关，其中与白藜芦醇、总黄酮含量和Fe 元素含量均呈显著负相关，其相关系数R的大小排序为白藜芦醇含量 ＞Fe 元素含量＞总黄酮含量。

表4 北冰红葡萄果实品质的相关因子分析

3 结论与讨论

本试验基于层次分析法进行综合评定，3 种简易覆盖处理下，果实品质综合得分由高到低依次是单层草帘＋单层彩条布、单层草帘和单层彩条布。其中单层草帘＋单层彩条布处理效果最佳，得分最高，在兼顾产量的同时糖酸比、花色苷含量等指标最高，果汁既可用以酿造葡萄酒，亦可用作抗氧化剂或调色剂。单层彩条布处理下，果实外观品质指标和理化品质指标普遍较低，但酚类物质中的白藜芦醇含量和总黄酮含量最高，营养价值最佳。

层次分析法作为一种兼具定性分析和定量分析的系统评价方法，很大程度地提高了评价对象的客观性、可行性及灵活性，尤其适用于对象难以量化且评价体系较复杂的情况，已在多个领域广泛运用[24-25]。郭靖等[26]基于层次分析法，针对13 个加工型苹果，从生长结果习性、经济性状、加工性能和抗逆性4 个方面进行了综合评价。高贵宾等[27]采用层次分析法，从光合参数和叶绿素荧光参数2 个方面，综合评价了混生地被竹对新环境的适应情况，从中筛选出3 种适应性好的高光效竹种。本试验采用造价成本相对较低的草帘和彩条布作为覆盖材料，首先考虑到南疆地区昼夜温差大，日照时间长，果实糖酸比及可溶性固形物含量较高；其次考虑到山葡萄营养物质含量高于其他酿造葡萄品种，种类更加丰富，营养价值更高；最后考虑到南疆地区冬季寒冷干燥，冻害发生频率高，易对翌年果实生长发育及产量造成影响。基于这3 点考虑，将22 项果实品质指标按照果实品质类型及用途区分为4 个约束层，采取定性与定量相结合的方法，建立多指标评价体系，并运用层次分析法评价与计算。结果表明，上述4 个约束层其重要性大小依次是果实理化品质＝酚类物质品质＞果实外观品质＞矿质元素品质。

吕银录等[28]在甘肃省武威市研究发现，采用草帘越冬覆盖，保温、保湿效果良好，葡萄枝蔓未受机械损伤，且萌芽较为整齐。本试验发现，单层草帘处理下，北冰红葡萄平均萌芽率达79.25%，果个较大，果形最为匀称，接近正圆，同时果实中可溶性固形物含量、原花青素含量和总酚含量等理化指标及酚类物质指标最高。彩条布覆盖作为一种简洁实用的保护措施，具有防冻增温的效果，在生产上已被广泛运用[29]。单层彩条布处理下，枝条翌年萌芽率远低于单层草帘＋单层彩条布处理和单层草帘处理，同时果个较小、单穗重较轻，糖酸比最低，说明低温直接影响到果实的生长发育及糖分积累。单层草帘＋单层彩条布处理下，果实的总糖含量、花色苷含量、单穗重及大多矿质元素含量均高于其他处理，但大多酚类物质指标低于单层彩条布处理，外观品质指标大多低于单层草帘处理，这可能主要与枝蔓所处的环境温度有关，具体原因有待进一步验证。生产中宜考虑葡萄果汁用途，有选择地进行简易覆盖防寒。