树形对酿酒葡萄产量和品质的影响

张洋，孙伟，房玉林,3，鞠延仑,3*

（1. 西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100；2. 利世怀来葡萄酒有限公司，河北张家口 075411；3. 合阳葡萄试验示范站，陕西合阳 715300）

早期，人们为了使葡萄果穗远离地面并方便采收，罗马、中东以及希腊等地区的葡萄园最早出现了树形培养[1]。现在人们为了使葡萄更好的适应当地环境，便于管理，增强葡萄抗逆性[2]，从而生产高品质的果实，设计和改良了许多树形。研究表明，合理的树形可适当增加叶面积，提高利用弱光和抵御强光的能力，提高植物光合速率，增加果实的初级代谢和次级代谢产物[3]。葡萄的树形与果实产量、酚类物质以及风味物质的形成关系密切。为了保持葡萄植株在地上空间合理分布，需要根据葡萄自身的生长特性，选择合理的栽培方式管理，以保持葡萄茎蔓分布合理，得到充分而均匀的光照[4]，使养分分布均匀，保证其生长发育良好，达到高产、优质、稳产的栽培目的[5-7]。根据葡萄品种、生产与加工目的和各地自然条件的不同因地制宜选择树形，研究不同树形对葡萄产量和品质的影响，具有重要意义。

本研究以河北怀来地区‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’‘黑比诺’为试材，对比研究倾斜式单干水平蔓（SS）与倾斜式单干双水平蔓（SD）树形对葡萄品质指标的影响，为确定河北地区葡萄优势树形提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在河北怀来地区进行，冬季埋土防寒30 cm左右。怀来地处中温带半干旱区，属温带大陆性季风气候，具有四季分明、光照充足、雨热同季、昼夜温差大等气候特点，年均日照时数3027 h，全年无霜期149 d。

1.2 试验材料

以‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’‘黑比诺’品种为试材，树龄3年，株行距1 m×3 m，以倾斜式单干水平蔓（SS）与倾斜式单干双水平蔓（SD）架势栽培管理。

1.3 试验方法

田间试验于2021年4—10月在河北地区进行，室内试验于2021年10—12月在西北农林科技大学葡萄栽培生理实验室进行。

采用随机区组法，每品种的每个树形作为1个处理。每个处理15株，采样时每处理取300粒果实，3次重复。

1.4 项目测定

1.4.1 基础理化指标测定方法

还原糖：用斐林试剂热滴定法测定；可溶性固形物：用手持糖量计测定；总酸：采用NaOH滴定法测定；pH：用pH计测定。总酚：葡萄总酚测定用福林-肖卡法（结果以没食子酸表示，单位mg·g-1）；总类黄酮：采用氯化铝比色法（结果以芦丁等价值表示，单位mg·g-1）；总单宁：甲基纤维素沉淀法（MCP法）（结果以儿茶素表示，单位mg·g-1）；总黄烷-3-醇：采用p-DMACA-盐酸法（结果以（+）-儿茶素计，单位mg·g-1）；果皮总花色苷含量采用pH示差法进行测定（结果以二甲花翠素表示，单位mg·g-1）。参照于丽[8]的方法测葡萄糖、果糖；参照江雨[9]的方法测定有机酸组分，并稍做改动。所有指标重复3次，计算平均值。

1.4.2 香气物质测定方法

采用HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取结合气质联用）方法测定香气物质，对王咏梅等[10]的方法稍作改动。取存于﹣80 ℃冰箱的葡萄果实50 g，用液氮冷冻并去籽去梗后加入1 g PVPP和0.5 g D-葡萄糖酸内酯，破碎至粉末状；4 ℃静置浸渍120 min；迅速在4 ℃、2000 r·min-1条件下离心10 min，收集澄清葡萄汁。

取上述上清液5 mL于15 mL样品瓶中，加入1 g NaCl、10 μL的2019 μg·L-1内标物4-甲基-2-戊醇和磁转子，将样品瓶加盖置于固相微萃取工作台上，于40 ℃、500 r·min-1平衡30 min；再将活化的萃取头插入样品萃取瓶顶部，使吸附头暴露于萃取瓶顶空蒸汽中，40 ℃条件下萃取30 min；取出萃取头插入GC-MS进样口，250 ℃热解析8 min。

色谱柱为DB-wax色谱柱（30 m×250 μm×0.25 μm）。载气为高纯氦气，流速控制1 mL·min-1；进样口温度为250 ℃，不分流进样模式，解析时间8 min；升温程序为50 ℃保持1 min，然后以3 ℃·min-1升温至220 ℃，保持5 min。质谱电离方式为EI，离子源温度230 ℃，电力能为70 V，四级杆温度为150 ℃，质谱接口温度为280 ℃，质量扫描范围为30～350 u。

用GC-MS分析软件进行香气图谱分析，通过与相同色谱条件下标准品的保留时间、保留指数和质谱信息比较，进行样品定性，采用内标法进行半定量分析。

1.5 数据统计与分析

每组数据重复3次，用SPSS 22.0软件对试验数据进行显著性分析（P＜0.05）；利用Origin 9.0软件对数据进行做图。

2 结果与分析

2.1 树形对果实基础理化指标的影响

2.1.1 树形对果实产量及理化指标的影响

由表1可得，4个品种中SD树形的株产均显著高于SS树形。对于‘马瑟兰’‘西拉’两个品种而言，SS树形的可溶性固形物和还原糖含量高于SD树形，而可滴定酸含量显著低于SD树形，说明SS树形对上述两品种糖分积累有促进作用；对于‘黑比诺’品种来说，SD树形更利于糖分的积累；‘美乐’葡萄的表现则是SS树形均对糖酸有促进作用。因此，两种树形对4个品种的糖酸含量影响不同。

表1 不同树形的果实产量及糖酸指标含量的影响Table 1 Effects of different tree fruits on yield and contents of sugar and acid index

2.1.2 树形对主要糖酸种类的影响

不同树形葡萄的葡萄糖、果糖、有机酸含量在果实成熟期展现出不同的变化模式。由表2可知，两种树形对4个品种的葡萄糖、果糖含量的影响差异显著，且趋势基本一致。‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’品种SS树形的葡萄糖、果糖含量高于SD树形；‘黑比诺’SS树形的葡萄糖、果糖含量显著低于SD树形；4个品种树形处理对有机酸含量的影响差异显著，‘美乐’‘西拉’SS树形苹果酸含量显著高于SD树形；‘马瑟兰’‘黑比诺’SS树形苹果酸含量显著低于SD树形；‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’SS树形酒石酸含量显著低于SD树形；‘黑比诺’SS树形酒石酸含量显著高于SD树形。

表2 不同树形葡萄果实糖酸种类含量Table 2 The content of sugar and acid kinds of different shape fruits

2.2 树形对葡萄果实酚类物质含量的影响

酚类物质是葡萄中重要的次级代谢产物，与葡萄的抗病能力、采收后的贮藏以及葡萄酒的色泽和风味密切相关。如图1所示，‘美乐’SS树形总酚含量为60.35 mg·g-1，显著低于SD树形，单宁含量显著高于SD树形；‘美乐’‘西拉’‘黑比诺’SS树形总花色苷含量显著低于SD树形，其中差异最大的为‘黑比诺’，SD树形处理比SS树形高64.32%；‘西拉’‘黑比诺’SS树形总类黄酮含量显著高于SD树形，差异最大的为‘马瑟兰’，SD树形比SS树形高51.87%；‘马瑟兰’‘西拉’SS树形总黄烷三醇含量显著低于SD树形；‘黑比诺’SS树形总黄烷三醇含量显著高于SD树形；‘马瑟兰’SS树形单宁含量显著低于SD树形。综上所述，‘美乐’‘马瑟兰’SD树形总酚、类黄酮、黄烷三醇、单宁、总花色苷等物质总含量高于SS树形，‘西拉’‘黑比诺’SD树形的总酚、类黄酮、黄烷三醇、单宁、总花色苷等物质总含量低于SS树形。对于不同品种，两种树形对酚类物质影响呈现差异化，SD树形更有利于‘美乐’‘马瑟兰’酚类物质积累。

图1 不同树形葡萄果实酚类物质的含量Figure 1 Contents of phenolic substances in grape fruits of different tree shapes

2.3 不同树形处理对果实香气含量的影响

表3为不同品种葡萄果实中香气物质含量，检测出的物质主要有醇、醛、酯、酚、酸、酮六大类。由表3可知，‘美乐’SD树形检测出香气物质总含量为3154 μg·L-1，比SS树形高出68.95%。SS树形醇类物质和酚类物质含量最高，占香气物质总含量的78.10%；而SD树形醇类物质和酯类物质含量最高，占香气物质总含量的80.23%。其中差异最大的物质为乙酸乙酯，SD树形含量为1302.42 μg·L-1远高于SS树形的33.73 μg·L-1。

表3 不同树形果实香气物质含量Table 3 Aroma substance content of different tree fruits

‘马瑟兰’SS树形检测出香气物质总含量为5181.01 μg·L-1，比SD树形高25.61%，SS树形醇类物质和酯类物质含量最高，占香气物质总含量的61.55%；而SD树形醇类物质和酚类物质含量最高，占香气物质总含量的56.73%。其中差异最大的物质为乙酸乙酯，SD树形含量为522.47 μg·L-1，低于SS树形的1422.19 μg·L-1。

‘西拉’S S 树形检测出香气物质总含量为5338.76 μg·L-1，SS树形比SD树形含量3438.28 μg·L-1高55.27%，SS树形醇类物质和醛类物质含量最高，占香气物质总含量的67.38%；而SD组醇类物质和醛类物质含量最高，占香气物质总含量的76.51%。其中差异最大的物质为乙酸乙酯，SD树形含量为164.97 μg·L-1，低于SS组的1066.16 μg·L-1。

‘黑比诺’SS树形检测出香气物质总含量为2274.51 μg·L-1，SD树形含量为4384.1 μg·L-1，比SS树形高92.75%，SS树形醇类物质和酚类物质含量最高，占香气物质总含量的74.88%，SD树形醇类物质和酯类物质含量最高，占香气物质总含量的84.60%。其中差异最大的物质为正己醇，SD树形含量为1853.1 μg·L-1，高于SS树形的804.36 μg·L-1。

3 讨论与结论

在葡萄的栽培生产中，采用合理的树形和配套的整形修剪技术是获得高产优质的重要技术保证[11]。以往的研究表明，树形会影响葡萄的产量和品质[12-18]，与本研究结果倾斜式单干双水平蔓产量显著高于倾斜式单干单水平蔓结果一致，受结果枝数量所影响。张晓荣等[19]对直立龙干和水平龙干两种整形方式‘赤霞珠’与‘美乐’果实中糖酸含量作了比较发现：水平龙干整形显著降低‘赤霞珠’果实中总糖的含量，却显著提高了‘美乐’果实中总糖的含量，在本研究中也体现出树形对不同酿酒葡萄的影响不一致，这可能是由于品种原因所导致。

有研究表明，“厂”形树形可以增加透光条件，有利于植物的光合作用，促进新陈代谢，提高果实的质量[20]；在极端干旱地区，该树形能显著提高‘赤霞珠’果实的总酚含量，提高果实品质和促进成熟[21]。此外，该树形可以通过改变叶幕结构或调整负载量[22]来影响树的长势，进而影响果实中酚类物质的积累。本研究结果表明，果实中酚类物质含量的差异性不仅与树形有关，而且与品种有关。香气是影响葡萄和葡萄酒品质的重要感官指标，树形可以通过影响叶面积指数[23]和透光率来影响葡萄果实香气物质成分与含量。冀晓昊等[24]发现，香气总含量、醛类、醇类和萜烯类物质含量与树形显著性相关。而本研究结果表明，‘美乐’与‘黑比诺’斜干水平蔓香气物质总含量均低于斜干双水平蔓；‘马瑟兰’与‘西拉’葡萄斜干水平蔓香气物质含量均高于斜干双水平蔓，这表明香气物质含量不仅与树形有关，还受品种影响。

河北怀来地区是我国酿酒葡萄的主要产区，确定怀来地区酿酒葡萄合适树形对提高葡萄果实及葡萄酒品质具有重大意义。斜干树形适合怀来地区冬季埋土防寒要求，而本研究中的两种树形，倾斜式单干水平蔓可以通过合理选择和保留结果枝，控制产量，促进营养生长与结果平衡，提高果实品质，倾斜式单干双水平蔓可以充分利用怀来的光照条件，同时显著提高酿酒葡萄产量，增加种植收入。

通过对‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’‘黑比诺’4个酿酒葡萄品种果实产量、基础理化指标、酚类物质以及香气物质的测定，为了解不同树形之间果实品质的差异提供理论依据，为河北怀来地区葡萄品种选择、农艺措施效果评价和质量控制提供一些参考。