金宇寧,路文鵬※,侯淑麗
(1.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所,長春 130112;2.吉林省醫(yī)藥中等職業(yè)學校,長春130031)
葡萄(Vitis vinifera L.)是葡萄屬落葉木質藤本植物,作為分布范圍廣、栽培面積大、栽培時間早的果樹品種之一,其主要用途有鮮食、釀酒以及制干。釀酒葡萄在我國栽植較早,歐亞種葡萄的栽植始于西漢,我國的釀酒葡萄在20 世紀50、60 年代和70 年代末80 年代初得到快速發(fā)展[1]。近年來,葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,釀酒葡萄種植面積增加,種植技術得到提升,優(yōu)質產(chǎn)區(qū)得到開發(fā)與改進。
優(yōu)質葡萄果實是葡萄酒質量優(yōu)良的重要原因,釀酒葡萄品質對葡萄酒質量有決定性作用。釀酒葡萄的生長發(fā)育過程受到多種因素的調控,影響果實品質的因素有很多,如土壤條件、氣溫、光照[2]、水肥、病蟲害、激素應用[3]、管理方式等。人們對釀酒葡萄果實質量評價與葡萄酒質量評價規(guī)定了標準與體系。葡萄酒的標準體系包括葡萄原料生產(chǎn)區(qū)域、葡萄酒生產(chǎn)區(qū)域、品種、葡萄酒原料質量、單位面積產(chǎn)量、釀造工藝、年份、理化分析標準、感官質量和標簽[4]。可檢測判定果實質量的指標有外在指標,包括果穗與果粒重、顏色、緊密度和整齊度等,內在指標包括總糖、總酸、可溶性固形物、單寧、出汁率、含糖量、礦物質含量等;可判定酒質的指標有酒精度、總糖、總酚、殘?zhí)橇?、酸度、單寧、干浸出物、白藜蘆醇、顏色、香氣等。本文綜述了不同栽培模式(栽培架式、負載量、摘葉處理)、栽培區(qū)域和樹齡的釀酒葡萄植株的果實品質及酒質的差別,對目前關于這幾個方面的研究進展進行了概述,以期為實踐中生產(chǎn)優(yōu)質釀酒葡萄果實、釀造高品質葡萄酒提供理論參考,并更好地實現(xiàn)經(jīng)濟效益。
釀酒葡萄主要用于釀造葡萄酒,按其地理分布,可將釀酒葡萄大致分為歐亞種群、北美種群以及東亞種群,其中,歐亞種群分布范圍廣,主要品種有‘赤霞珠’、‘霞多麗’等[5];北美種群主要有美洲葡萄、河岸葡萄和沙地葡萄等;東亞種群主要有山葡萄、刺葡萄、毛葡萄和秋葡萄等。按品種可分為紅葡萄品種、白葡萄品種、黑葡萄品種等。紅葡萄品種主要有‘赤霞珠’(Cabernet sauvignon)、‘黑皮諾’(Pinot noir)、‘西拉’(Shiraz)、‘梅鹿輒’(Merlot)、‘佳美’(Gamay)、‘品麗珠’(Cabernet franc)、‘小維多’(Petit verdot)等;白葡萄品種主要有‘霞多麗’(Chardonnay)、‘霞多麗’(Chardonnay)、‘賽美容’(Semillon)、‘灰比諾’(Pinot gris)、‘意斯林’(Italian riesling)等。此外,野生葡萄的主要分布區(qū)域為東亞和北美[6],在我國用于釀酒的野生葡萄品種主要有山葡萄、毛葡萄、刺葡萄等,其中,山葡萄主要分布在我國東北地區(qū),主要品種有‘雙慶’、‘左山一’、‘左山二’、‘雙紅’、‘雙優(yōu)’、‘雙豐’、‘左優(yōu)紅’、‘北冰紅’、‘雪蘭紅’、‘公釀一號’等;刺葡萄主要分布于我國南方各省,主要有‘紫秋’、‘白果’、‘塘尾’葡萄等品種;毛葡萄主要分布于陜西、廣西等省份,主要有‘野釀1 號’、‘野釀 2 號’、‘水源 1 號’等品種。
葡萄作為藤本植物的一種,具有可塑性,葡萄種植的架式結合造型與修剪可對其生長發(fā)育造成影響。架式的不同會導致釀酒葡萄植株的葉面積總量、枝蔓光照利用率、結果部位、病蟲害敏感度有所不同[7]。由于架式的不同形成的不同葉幕結構也會導致葡萄樹的通風性、透光性、光照面積、光合速率有所不同,進而影響葡萄果實中糖、酸等物質的含量以及果實的產(chǎn)量與質量[8-10]。
釀酒葡萄的基本架式有籬架(單籬架、雙籬架)、棚架(水平棚架、傾斜式棚架、棚籬架、屋脊式棚架)、十字形架、雙十字形架、T 字形架、廠字形架等。
在歐亞種釀酒葡萄的研究中,有關‘赤霞珠’不同架式的研究較為全面。沈甜等[11-12]以寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)的‘赤霞珠’為試驗材料,對比獨龍蔓架式與廠字架式發(fā)現(xiàn),廠字架式相比于獨龍蔓架式優(yōu)勢明顯,且當其葉幕高度為120 cm 時,‘赤霞珠’的果實品質最佳。文旭等[13]對比新疆伊犁地區(qū)的傳統(tǒng)籬架和V 形架發(fā)現(xiàn),V形架可增加2 年生‘赤霞珠’中可溶性固形物、總酚及總花色素的含量,提升有效光合葉面積與結果量,增加單穗重與產(chǎn)量,果質更佳。王蛟龍[14]對新疆石河子地區(qū)的雙廠U 形架、籬架與廠形架進行比較,結果發(fā)現(xiàn),雙廠U 形架和廠形架對于‘赤霞珠’釀酒葡萄在光合作用、單穗重、總酚、單寧等方面有更好的表現(xiàn),更適合用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。張軍賢[15]以山東龍口市12 年樹齡的‘赤霞珠’為試驗材料發(fā)現(xiàn),不同的架式(包括單籬架與V 形架)使其釀制的葡萄酒中單寧含量、總酚含量差異顯著。架式的不同與‘赤霞珠’釀酒葡萄品種的葉片發(fā)育、冠層分布、葉綠素含量、光合作用指標、果實的發(fā)育及其果實品質的優(yōu)良均有一定關聯(lián),
陳彥珍等[16]研究發(fā)現(xiàn),就‘梅鹿輒’釀酒葡萄品種而言,直立架式比廠字形架式的果實品質更高,還原糖、單寧、花色素和總酚含量優(yōu)勢明顯,且廠字形架式操作管理更為簡便。針對‘霞多麗’和‘威代爾’(Vidal Blanc)2 個釀酒葡萄品種,李玉鼎等[17]對龍干形與斜干水平形2 種架式進行試驗(位于寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)),結果發(fā)現(xiàn),龍干形栽培架式更適合密植。趙新節(jié)[18]對山東平度大澤山的7 年生‘玫瑰香(Midknight Beauty)’葡萄棚架和籬架2 種架式進行了研究,結果發(fā)現(xiàn),棚架‘玫瑰香’葡萄的含酸量明顯高于籬架;棚架中揮發(fā)性香氣物質的含量多于籬架,且香氣物質含量隨采摘時間不同發(fā)生改變。南立軍[19]以埋土防寒區(qū)的歐亞種‘愛格麗’(通過歐亞種內輪回選育法選育)品種為試驗材料,結果發(fā)現(xiàn),單爬地龍架式與獨龍干形架式各有特點,單爬地龍架式可以使生態(tài)環(huán)境更為穩(wěn)定,以及有更強的抵抗干旱脅迫能力,2 種架式有各自的適合采收時期,以利于葡萄酒的香氣與風味物質的形成。
對于東亞種釀酒葡萄類別,蘇聰聰?shù)萚20]、廖凱強[21]以湖南地區(qū)的刺葡萄為試驗材料,對比水平棚架、雙十字V 形架、籬棚一體架3 種不同的架式發(fā)現(xiàn),水平架式刺葡萄具有更高的產(chǎn)量且質量優(yōu)勢明顯,萌芽率、坐果率、結果系數(shù)、葉綠素總含量高于其余2 種,其受光條件、糖酸含量與花青素含量也優(yōu)于其余2 種架式,總體來看,水平架式刺葡萄的果實品質更優(yōu)。陸貴鋒等[22]以南方濕熱地區(qū)種植釀酒葡萄‘凌豐’(兩性花毛葡萄雜交后代)為試驗材料,比較2 種栽培架式V 形籬架和T形架發(fā)現(xiàn),V形籬架枝葉分布均勻,對其產(chǎn)量與果質有利。
綜合來看,架式的不同對釀酒葡萄的果實品質影響顯著,對酒質的影響仍需進一步深入研究。不同地區(qū)的不同品種有其自身的最適架式,目前,對于‘赤霞珠’等歐亞釀酒葡萄品種架式方面的研究較多,其余品種仍需深入比較。
葡萄枝葉生長過于繁茂會影響其通風性與透光性,摘葉處理可明顯改善葡萄樹的光照條件和光合效能,并有益于其葉幕中的微氣候。摘心留葉程度的不同,可使葡萄植株的葉、果比不同,并影響植株的生長發(fā)育、葉綠素含量、光合作用以及營養(yǎng)分配,進而影響釀酒葡萄的果實品質與產(chǎn)量[23-24],不同品質的葡萄在釀酒后酒質也有所差別。
姬利潔[25]在對6 年生‘赤霞珠’研究時發(fā)現(xiàn),不同的摘葉時期(花后30、45、60、75、90 d)可對其果實品質產(chǎn)生影響,其中花后75 d 與花后60 d 效果最佳。郝燕等[26]在進行摘葉與不摘葉2 種處理對‘貴人香’和‘霞多麗’釀酒葡萄的品質影響研究發(fā)現(xiàn),摘葉均可提高其總糖和單寧等成分的含量。另外,對于葡萄副梢的不同處理也會對葡萄的果質造成一定影響。董婕等[27]研究表明,對‘蛇龍珠’釀酒葡萄副梢進行不同的處理,會對其生長指標和果實品質造成一定的影響,其中,副梢保留3 片葉處理(相比于全留葉、留1 片葉和留2 片葉)的效果最好。
李曉紅等[28]以吉林省‘北冰紅’為對象,研究不同留葉數(shù)對坐果率、產(chǎn)量、果穗大小、含糖量、出汁率與總酸的影響發(fā)現(xiàn),在結果枝最前端花序前留葉數(shù)為4~5片時較為合適。黃鳳珠等[29]在對‘凌豐’葡萄的研究中發(fā)現(xiàn),不同摘心時期以及摘心留葉數(shù)與果質、產(chǎn)量關系密切,每株留取結果枝數(shù)量為15 時,結果枝留6 片葉摘心效果最佳。
綜合來看,摘葉處理對釀酒葡萄應是積極的影響,在不同地區(qū)、對于不同品種而言,其最佳處理時間、最佳留葉數(shù)量會有一定的區(qū)別,摘葉處理對于葡萄果實品質的研究較多,最終對酒質的影響程度需要進一步探究。
負載量一般是指樹體的單位主干橫截面積的留果量,負載量大小與果實的產(chǎn)量與品質、樹勢等有關。釀酒葡萄果實的負載量過大,會導致果實的成熟期被推遲,且對可溶性固形物、可滴定酸等指標造成影響,適當控制植株的負載量可促進成熟并能提高果實成分含量[30-32]。過大的負載量會削弱植株的營養(yǎng)生長,可能造成樹體發(fā)育受損并對果實品質造成影響,調節(jié)負載量即是調節(jié)葡萄樹體的營養(yǎng)生長與生殖生長之間的平衡,有利于果實的發(fā)育[33]。
陳青[34]以賀蘭山東麓的5 年生‘赤霞珠’、‘梅鹿輒’為試驗材料,研究不同負載量對葉片和果實生長發(fā)育、葉片光合作用及其相關酶活性、果實及葉片中糖分代謝相關酶活性的影響,研究發(fā)現(xiàn),選用0.5 kg/cm2的負載量較為合適。岳海英等[35]以‘赤霞珠’、‘梅鹿輒’和‘蛇龍珠’為試驗材料,對果實的果粒直徑和重量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量進行測試,結果發(fā)現(xiàn),60%留果量組的處理效果好于80%留果量組和不進行產(chǎn)量調控組。張家榮[33]以煙臺種植的釀酒葡萄‘赤霞珠’為試驗材料,以自然生長為對照,進行疏花、疏粒、疏穗控制負荷3 種處理發(fā)現(xiàn),3 種處理均能夠顯著提高葡萄果皮中總花色苷的含量,對葡萄果皮中5 種基本花色苷單體含量的提升程度有所差別。此外,鮑民胡[36]以寧夏賀蘭山東麓‘赤霞珠’為試驗材料,采用廠字形架式,根據(jù)負載量的不同,對其光合作用以及部分理化指標等進行測試發(fā)現(xiàn),0.5 kg/cm2的負載量為其適宜負載量。豆一玲等[37]研究白葡萄品種‘霞多麗’的負載量與果實生長發(fā)育、釀酒品質的關系,通過4 組處理(留果數(shù)分別為 10、15、20 穗/株,CK 組為> 20 穗/株)發(fā)現(xiàn),10~15 穗/株是‘霞多麗’釀酒葡萄適合負載量,果實的優(yōu)勢較為明顯,酒質理化性質變化不明顯,但感官質量較好。林玉友等[38]以‘威代爾’釀酒葡萄為試材,通過分析測試果實品質胞間CO2 濃度和氣孔導度、凈光合速率和蒸騰速率、葉綠素含量、糖酸含量以及2-苯乙醇含量等,建議生產(chǎn)期‘威代爾’適宜產(chǎn)量為15 000~22 500 kg/hm2。
劉迎雪等[39]對‘北冰紅’(整形方式為傾斜水平龍干、株距為1 m)負載量研究發(fā)現(xiàn),‘北冰紅’釀酒山葡萄保留9 個結果枝時效果較好。
總體而言,釀酒葡萄的栽培技術中,整形架式與管理修剪是十分重要的環(huán)節(jié),合理的栽培模式對葡萄生長、發(fā)育、產(chǎn)量、品質皆意義重大。
不同區(qū)域的氣候條件、地勢、土壤條件等存在差別,在世界范圍內人們對釀酒葡萄的栽培區(qū)域劃分是一個逐漸科學化與細致化的過程。Winkler 等[40]以在葡萄生長季(4~10 月)溫度高于10 ℃時的有效積溫為指標,將加州葡萄產(chǎn)區(qū)分為5 個。Huglin[41]基于前人研究的基礎上又添加了生長季月均溫,在世界范圍內進行劃分,分別為冷涼、溫和、溫熱、熱和高熱5 個釀酒葡萄栽植區(qū)。Coombe[42]對澳大利亞的葡萄栽培區(qū)進行區(qū)劃,以最熱月平均氣溫和活動積溫為標準分為5 個區(qū)域。
在我國,釀酒葡萄的種植區(qū)域較廣泛,我國釀酒葡萄種植有幾大優(yōu)勢區(qū),分別為新疆維吾爾自治區(qū)、河北省、東北地區(qū)、寧夏回族自治區(qū)、甘肅省、膠東半島、山西省、云南省、天津市、黃河故道產(chǎn)區(qū)[43],其中,大部分釀酒葡萄栽培區(qū)域需要在冬季進行埋土防寒。我國對于釀酒葡萄氣候區(qū)劃的研究逐漸系統(tǒng)化,采用數(shù)學統(tǒng)計方法和GIS 軟件規(guī)劃更為直觀。王珊等[44]、李華等[45]、火興三[46]提出以無霜期、干燥度、年極端最低平均溫度這3 級指標劃分我國葡萄栽培的12 區(qū),并提出(主要針對歐亞種釀酒葡萄)目前所用水分指標有水熱系數(shù)和直觀降水量,所用熱量指標主要為活動積溫。
氣候變化對我國釀酒葡萄栽培區(qū)域造成一定影響,其中無霜期的影響較大[47],無霜期對釀酒葡萄的生長發(fā)育、養(yǎng)分積累與植株的安全越冬具有重要的影響[48]。王蕾[49]在前人研究的基礎上,將我國釀酒葡萄氣候區(qū)劃及品種區(qū)域化更加細致地歸類劃分,以生長季活動積溫、干燥度、無霜期、年極端低溫、埋土防寒線等作為指標,其中,以生長季活動積溫劃分的5 個區(qū)域包括AAT <2500℃為冷涼區(qū)不適宜種植葡萄、2500℃≤AAT≤2 700 ℃為溫涼區(qū)適合極早熟和早熟釀酒葡萄品種、2 700 ℃<AAT≤3 200 ℃為中溫區(qū)適合中熟品種葡萄、3 200 <AAT≤3 500 ℃為暖溫區(qū)適合晚熟品種葡萄、AAT >3 500 ℃為暖熱區(qū)適合極晚熟品種葡萄;以干燥度(DI)劃分的 8 個區(qū)域為 DI < 0.6、0.6≤DI<1.0、1.0≤DI≤1.6、1.6 <DI≤3.5、3.5 <DI≤10、10 <DI≤20、20 <DI≤60、DI > 60;以無霜期(FFP)劃分為 FFP < 160 d、160 d≤FFP≤180 d、180 d <FFP≤200 d、FFP > 200 d、FFP > 220 d,并將適宜栽培區(qū)劃分為山葡萄栽培區(qū)、歐亞種栽培區(qū)、歐美雜種栽培區(qū)和避雨栽培區(qū)4 個大區(qū)以及12 個亞區(qū)。張曉煜等[50]對我國北方釀酒葡萄的種植區(qū)域進行劃分,分為最優(yōu)區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)和不適宜區(qū),但研究是以‘赤霞珠’為試材得出區(qū)域劃分的結論,山葡萄等具有抗性的品種對環(huán)境的可適應程度未加入考慮。
不同品種的釀酒葡萄有其適合的栽培土質、水分、溫度、光照條件等,都有其相對適宜栽植的區(qū)域范圍。岳泰新[51]在山東蓬萊、新疆瑪納斯、云南德欽3 個地區(qū)比較‘霞多麗’、‘赤霞珠’、‘梅鹿輒’3 種釀酒葡萄的品質與葡萄酒的品質,對3 個地區(qū)的活動積溫、日平均溫度、日均溫差、降雨量、土壤(有機質、pH等)、空氣濕度進行調查,并對釀酒葡萄果實品質指標進行測試發(fā)現(xiàn),不同生態(tài)區(qū)釀酒葡萄品質特征有所不同,總體來看,蓬萊地區(qū)釀酒葡萄皮薄粒重、還原糖低、單寧高;瑪納斯地區(qū)的釀酒葡萄具有皮厚粒輕、還原糖高、單寧低的特點;德欽皮厚粒重、還原糖、單寧、總酚等含量相對高。王蘭改[52]在對寧夏釀酒葡萄品種進行區(qū)域性規(guī)劃后發(fā)現(xiàn),在麻黃山、海原地區(qū)適宜栽培‘白品諾’、‘灰品諾’、‘灰品諾’等品種,在石炭井、中衛(wèi)、韋州地區(qū)適宜栽培‘雷司令’、‘黑品諾’、‘梅鹿輒’、‘霞多麗’等品種,石嘴山、賀蘭、吳忠等地區(qū)適合栽培‘白品諾’、‘霞多麗’和‘貴人香’等品種。
束廷廷等[53]以‘媚麗’釀酒葡萄(西北農(nóng)林科技大學采用“歐亞種內輪回選擇法”選育而成)為試驗材料,通過調查死株率、抗寒性、生長結果習性、抗病情況,測試花色苷含量、單寧含量及含糖量等,比較其在陜西楊凌、白鹿原、河南民權、陜西合陽、山西夏縣、內蒙古烏海市這6 個地區(qū)的適應性及葡萄品質,以楊凌為對照,發(fā)現(xiàn),‘媚麗’釀酒葡萄在烏海適應性最好,在民權適應性最差。
宋潤剛等[54]以‘左山一’、‘左山二’、‘雙豐’、‘雙優(yōu)’和‘雙紅山’山葡萄品種為試材,在選定的3 個地區(qū)(干旱地區(qū)、中等濕度地區(qū)和高溫高濕度地區(qū))進行試驗,結果發(fā)現(xiàn),這幾種釀酒山葡萄最適宜栽培區(qū)的氣候條件為干燥、降雨量少、陽光充沛、晝夜溫差大。
不同樹齡的釀酒葡萄果實成熟度表現(xiàn)存在差別,并對釀造的葡萄酒造成影響。酵母菌群影響酒精發(fā)酵,進而影響葡萄酒品質。常亞維[55]針對2 年、3 年、5 年生的西拉釀酒葡萄以及2 年、7 年、17 年生的‘赤霞珠’釀酒葡萄的研究結果表明,酵母菌種類與數(shù)量隨釀酒葡萄樹齡的不同而發(fā)生變化。王凱等[56]在新疆昌吉州瑪納斯地區(qū)以 1、3、4、6、7、12、13 樹齡的‘赤霞珠’葡萄為試驗材料發(fā)現(xiàn),‘赤霞珠’葡萄植株根系的分布與樹齡有關,在這7 種樹齡中,4 年樹齡以下根系延伸幅度較大,根據(jù)根系分布的特點,改良栽培管理技術,可有效提高葡萄質量。土壤微生物群落數(shù)量和種類影響著土壤養(yǎng)分與肥力,進而影響葡萄品質。欒麗英等[57]對8 年生與4 年生‘赤霞珠’在陜西楊凌地區(qū)的栽培情況進行比較,并對微生物數(shù)量進行研究,發(fā)現(xiàn),8 年生‘赤霞珠’(相比于4 年生)土壤中放線菌、無機磷細菌和自生固氮菌更多,鉀細菌更少。
目前,針對樹齡與釀酒葡萄果實質量、釀酒質量關系的研究較少.馬麗娟等[58-59]以樹齡為 3、5、7、10 年的釀酒葡萄‘蛇龍珠’為材料,在寧夏大學玉泉營進行試驗,測試單果重、果穗長、葉綠素含量、果形指數(shù)、總酚含量、花色苷含量、凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率等指標,在其他栽培管理方式相同的情況下,其樹齡與果實的指標品質、光合作用有一定關聯(lián),樹齡為3 年時單寧與總酚含量較高;樹齡為10 年時可溶性固形物、糖酸比最高。姜文廣等[60]比較樹齡為3、5、6 年的‘蛇龍珠’發(fā)現(xiàn),果實品質最好的是6年生的‘蛇龍珠’葡萄。
綜上,對釀酒葡萄的研究發(fā)現(xiàn),一些種類的釀酒葡萄,其樹齡大小與其果實品質、酒質之間存在一定關聯(lián)性,可對其規(guī)律進行深入地探究,以利于生產(chǎn)實踐應用。
近年來,世界上葡萄酒行業(yè)發(fā)展較成熟的國家對我國的出口份額增多[61],我國對釀酒葡萄的栽植管理技術、葡萄酒行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化與區(qū)域化日益重視。不同的釀酒葡萄品種有其最佳的栽培管理模式,針對不同品種栽培管理模式的研究對果實品質和酒品質均意義重大。全球氣候變化對釀酒葡萄的栽培和葡萄酒行業(yè)帶來影響[62],我國氣候變暖使現(xiàn)有栽培地區(qū)的對應栽培品種發(fā)生改變,但也使北方的適宜種植區(qū)變大,可能有新的優(yōu)質釀酒葡萄栽培區(qū)被發(fā)現(xiàn)[63]。不同樹齡釀酒葡萄與所釀造的酒的品質、風味特色之間的關聯(lián)性也極具研究價值。
我國關于釀酒葡萄的栽培區(qū)域規(guī)劃的探究以及對不同栽培模式與樹齡對各釀酒葡萄品種的影響探究,主要是對‘赤霞珠’等歐亞種釀酒葡萄的研究更細致,對于山葡萄、毛葡萄等釀酒葡萄品種需要進一步細致深入地研究。而在釀酒葡萄的栽培區(qū)域規(guī)劃、栽培模式與樹齡的研究中,對葡萄果實品質差異性的研究較多,而對酒質進行檢測的研究較少,建議今后在該方面應進行深入研究。