王 敏，麥合木提·圖如普，韓守安，謝 輝，艾爾買克·才卡斯木，丁 華，張 雯，潘明啟

(1. 新疆農業(yè)科學院園藝作物研究所/農業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學觀測試驗站，烏魯木齊 830091；2. 新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052)

【研究意義】新疆是我國最大的優(yōu)質釀酒葡萄生產基地之一[1]，至2018年新疆釀酒葡萄種植面積達2.93萬hm2，產量達35.2萬t，分別達到全國總面積和總產量的29%和32%[2]。梅鹿輒(Merlot)原產地為法國，屬于歐亞種、結實力及產量中等、抗逆性較強、喜溫暖氣候；陳釀成熟速度快于赤霞珠，果穗中等、果粒中等大小、皮果比赤霞珠薄、卵圓形、紫黑色、百粒重為180～250 g左右[3]。果實中酚類物質是與葡萄酒的顏色和口感的形成密切相關，是決定葡萄和葡萄酒品質的重要因素[4]。然而新疆釀酒葡萄產區(qū)夏季常常存在高溫干旱等極端天氣，導致葡萄成熟速度過快，糖分含量多，酚類物質積累不足等問題，對葡萄酒品質的提升造成嚴重影響[5]。因此，研究不同光質處理對梅鹿輒葡萄葉片光合特性及果實品質的影響，對優(yōu)質釀酒葡萄的生產管理具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】多酚類物質是葡萄果實生長發(fā)育過程中合成的次生代謝物質[6]，主要分布在葡萄果皮和種子中，其中果皮中酚類物質占總量30%左右，種子所占比例約70%[7]。葡萄果實中多酚類物質的組成和含量受品種[8]、產區(qū)氣候、土壤條件、栽培管理措施、果實成熟度等多種因素的共同調控[9]。光照不僅是植物碳同化作用的能量來源，也是影響植物的生長、形態(tài)建成及代謝過程[10]。有研究表明紅光、藍光、紅藍混合光均可對植物的光合作用、形態(tài)建成和生理特性產生不同影響[11]。鐘路明等[12]研究表明，8∶2比例的紅藍光組合是適合黃瓜嫁接苗嫁接口的愈合及生長。Leong等[13]研究發(fā)現(xiàn)補紅光處理的鐵角蕨(Spleniumaustralasicum)具有較高的光合速率。葡萄是喜光植物，光照強度與光合作用和物質代謝密切相關。王海波等[14]研究表明：補充紅光處理可以延遲葡萄葉片的衰老、能提高其凈光合速率和葉綠素含量。不同光質對葡萄漿果品質的影響研究也不少，Bergqvist等[15]、李紅燕等[16]研究表明，在強光條件下漿果中可滴定酸含量低，反而，強光條件下漿果中酚類物質含量高。光照中紫外線可以促進葡萄中花青素合成和積累[17]，蛇龍珠葡萄在藍色薄膜避雨棚栽培條件下，導致果實的單寧含量降低[18]。陶宇祥[19]等研究發(fā)現(xiàn)，避雨栽培導致紅地球葡萄果皮單寧含量降低，種子中單寧含量提高?！颈狙芯壳腥朦c】光是植物生命周期中不可或缺的環(huán)境因子，是驅動植物光合作用的主要因素。光合有效輻射的質量和數(shù)量可以調控植物的生長發(fā)育、觸發(fā)植物的生理和形態(tài)反應，還影響植物的次生代謝。人工調控植物生長環(huán)境是優(yōu)化植物產量和品質的常用手段。目前有關不同光質處理對釀酒葡萄葉片光合特性及果實品質的影響研究報道較少?！緮M解決的關鍵問題】本文通過不同彩旗布進行光質調控處理，研究不同光質處理對梅鹿輒葡萄葉片光合特性及果實品質和葡萄酒中酚類物質含量的影響，旨在為生產上品質調控措施的研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設計

供試品種梅鹿輒，樹齡8年，株行距為1 m×3 m。采用“廠”形樹形籬壁形整形方式進行修剪(圖1)，主蔓距地面高度設置為50 cm，葉幕層厚度設置為80 cm，留芽量為25芽/m，每檔(6 m)為小區(qū)，3次重復。

圖1 “廠”形樹形結構及籬壁形葉幕型Fig.1 ‘CHANG’ shape training structure and the fence wall canopy structure

果實膨大期至采收期，在葉幕兩側使用白色、紫色、藍色、綠色、黃色和紅色彩旗布對結果部位進行遮擋，以不遮擋為對照。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 光響應曲線的測定 在果實成熟期，每個處理選擇生長勢均勻的梅鹿輒葡萄5株，每株上各選取3片功能葉，采用Li-6400XT便攜式光合作用測定儀(LiCor，Lincoln，NE，USA)，設置光強(紅藍光源)梯度依次為2500、2200、2000、1800、1500、1300、1000、800、500、200、100、50、20、0 μmol/(m2·s)，測定光響應曲線[20]。采用非直角雙曲線模型來進行擬合，并計算得到光合特征參數(shù)[21]。

1.2.2 漿果品質指標測定 外觀指標：使用電子天平(精度0.01 g)測定穗重、粒重、果皮重量和種子重量；并統(tǒng)計種子粒數(shù)，計算果皮重量/果重和籽重/果重等指標；果穗緊實度=實際體積/估算體積果。漿果理化指標的測定參照張雯等[22]的測定方法。

1.2.3 小樣酒釀造和品質指標測定 小樣酒釀造：各小區(qū)隨機采集漿果10 kg，各處理共采集30 kg樣品，混合后脫梗、破碎、后用于小樣酒的釀造。

酒樣采集及保存：發(fā)酵終止后，各處理取酒樣100 mL，至于密閉玻璃容器中，4 ℃冰箱中保存2個月后用于酚類物質含量測定。測定方法與果皮理化指標測定方法一致。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19數(shù)理統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和光響應曲線進行擬合，并采用Excel 2010繪制圖標。

2 結果與分析

2.1 不同光質處理對梅鹿輒葡萄光響應特征的影響

由圖2可知，在光合有效輻射(PAR)較弱(PAR<500 μmol/(m2·s))時，各處理凈光合速率(Pn)隨著PAR的增加而迅速增大。光照較弱的時候，CK和藍色處理的Pn對光照最為敏感，隨著PAR的升高，表現(xiàn)出瞬速升高的趨勢，當PAR為500～2000 μmol/(m2·s)，CK的Pn緩慢升高，當PAR為2200左右時，CK的最大凈光合速率(Pn max)為14.92 μmol/(m2·s)，然后處于平臺期；其次為藍色處理，PAR為500～1000 μmol/(m2·s)時，藍色處理的Pn緩慢升高，PAR為1200 μmol/(m2·s)左右時出現(xiàn)藍色處理的Pn max為11.91 μmol/(m2·s)，然后達到一個平臺期，隨著PAR升高，其Pn不再升高；第三個是白色處理，PAR500～800 μmol/(m2·s)時，白色處理凈光合速率隨著PAR的升高緩慢升高，當PAR為1000 μmol/(m2·s)時達到其最大凈光合速率，為9.10 μmol/(m2·s)，然后處于平穩(wěn)狀態(tài)。CK、藍色及白色處理的Pn明顯高于其他處理，紫色、綠色、黃色及紅色處理的凈光合速率之間沒有明顯的差異，當PAR為600 μmol/(m2·s)時，它們的Pn均處于平穩(wěn)狀態(tài)，隨著PAR的升高Pn不再升高。

圖2 不同光質處理下梅鹿輒葡萄光響應曲線Fig.2 The light response curve of Merlot grape under the different light quality treatments

光響應參數(shù)如表1所示，模型的決定系數(shù)(R2)均高于0.90，說明非直角雙曲線模型可以很好的擬合梅鹿輒葡萄光響應過程。Pn max表現(xiàn)為CK>藍色>白色>黃色>紫色>紅色>綠色，藍色和白色處理的Pn max明顯高于其他處理，綠色處理Pn max僅為5.46 μmol/(m2·s)，比CK綠色處理的Pn max降低了173%；6種不同光質處理下梅鹿輒葡萄表觀量子效率(AQY)為0.015～0.045 μmol/(m2·s)，各處理間差異較小，其中CK的AQY為最大，達到0.045，其次為藍色處理(0.040)，黃色處理的AQY較CK降低了200%；綠色處理對梅鹿輒葡萄的光飽和點(LSP)的影響最大、綠色處理下梅鹿輒葡萄LSP降低的最明顯，只為1473.82 μmol/(m2·s)，白色處理對LSP的影響為小，白色處理下梅鹿輒葡萄LSP為1950.28 μmol/(m2·s)；藍色處理對梅鹿輒葡萄的光補償點(LCP)的影響最明顯，藍色處理下梅鹿輒葡萄LCP僅為2.65 μmol/(m2·s)，紅色、黃色處理對LCP的影響不大，較CK紅色、黃色處理的LCP分別降低了1.05%、5.25%；藍色及紫色處理下梅鹿輒葡萄暗呼吸速率(Rd)明顯降低了，分別降為0.10、0.08 μmol/(m2·s)。

表1 不同光質處理對梅鹿輒葡萄光響應參數(shù)的影響

2.2 光質處理對梅鹿輒葡萄外觀品質的影響

從表2可知，不同處理與CK之間存較大差異。CK穗重平均值為164.80 g，除了綠色處理穗重大于CK外，其它處理均小于CK。CK的果穗緊實度為1.32，除紅色和綠色處理低于CK外，其它處理較CK均不同程度地提高，其中黃色和紫色處理與CK的差異達到顯著水平。CK粒重為0.98 g，紫色、綠色和紅色處理的穗重均高于CK，分別達到1.30、1.13和1.49 g。白色處理的籽粒數(shù)為最大，達到2.13粒；紅色處理的籽粒數(shù)為最小，只為1.27粒，與CK相比降低了23.95%。CK的皮重/果重比值為0.139，與CK相比，紫色和紅色處理的皮重/果重比值降低，分別降低0.10和0.113。CK籽粒重/果重比值為0.068，與CK相比白色、綠色和黃色處理的籽粒重/果重比值提高；紅色處理的籽粒重/果重比值為最小，只為0.035，比CK相比降低了48.52%。

表2 不同光質處理對梅鹿輒葡萄外觀品質的影響

2.3 不同光質處理對梅鹿輒葡萄理化品質的影響

2.3.1 光質處理對果實可溶性固形物和總酸含量的影響 由圖3可知，CK的可溶性固形物含量為23.50%，與CK相比白色和藍色處理的可溶性固形物含量有所升高，分別達到24.02%和24.23%，但差異均未達到顯著水平。紫色、綠色、紅色和黃色處理下可溶性固形物均出現(xiàn)下降趨勢，其中紫色、綠色和黃色處理與CK的差異均達到顯著水平，并且各處理可溶性固形物含量均高于20%。不同光質處理對果實總酸含量沒有明顯的影響，紫色處理下總酸含量為最高，達到0.67%。在黃色處理下總酸含量為最低，只為0.57%，其他處理與CK的差異均未達到顯著水平。

相同字母表示各處理間無顯著差異，不同小寫字母表示各處理間有顯著差異(P<0.05)，下同The same letter indicate no significant different among the different treatments,the different small letter indicate significant different at 0.05 level among the different treatments,the same as below圖3 不同光質處理對梅鹿輒葡萄果實可溶性固形物和總酸含量的影響Fig.3 Effects of different light quality treatments on the content of SSC and total acid in Merlot grape

2.3.2 光質處理對梅鹿輒葡萄果皮中酚類物質含量的影響 受測定方法限制，未能較好的體現(xiàn)酚類物質各組份與總物質之間總分關系，但表現(xiàn)出類似的趨勢，可作為同一類物質的評判依據(jù)進行對比分析。由表3可知，CK總酚含量為17.93 mg/g，顯著高于各處理組的總酚含量，綠色處理的總酚含量為最低，只為9.43 mg/g，與CK相比降低了47.41%。葡萄果皮中黃酮類物質含量較低，CK含量為1.18 mg/g，各處理的黃銅含量均低于CK。不同光質處理后葡萄果皮中類黃酮的含量出現(xiàn)下降趨勢，白色至紅色處理降幅依次達到7.81%、7.31%、27.32%、52.68%、62.28%和68.78%，其中綠色、黃色和紅測處理與CK的差異達到顯著水平。梅鹿輒葡萄果皮中黃烷醇含量較高，CK黃烷醇含量為12.85 mg/g，與CK相比各處理的黃烷醇含量均有下降，白色至紅色處理降幅依次達到6.46%、15.95%、16.34%、22.88%、36.81%和48.17%，其中綠色、黃色和紅色處理與CK的差異達到顯著水平。白色處理的原花青素含量為最高，達到13.35 mg/g，較CK提高了31.66%；紫色、綠色、黃色和紅色處理分別較CK降低13.22%、19.82%、38.16%和54.24%，其中綠色、黃色和紅色與CK的差異均達到顯著水平。綜合分析果域不同色澤彩旗布遮擋基本都導致梅鹿輒葡萄果皮中酚類物質含量的下降，白色、紫色和藍色處理影響程度較小，綠色、黃色和紅色處理影響程度較大。

表3 同光質處理對梅鹿輒葡萄果皮中酚類物質含量的影響

2.3.3 光質處理對梅鹿輒葡萄種子中酚類物質含量的影響 由圖4可知，紫色處理的總黃酮含量為最高，達到22.12 mg/g，其次為藍色處理，其他處理的總黃酮含量與CK沒有顯著差異。紫色處理下種子中類黃酮類物質含量為13.06 mg/g，與CK相比提高了8.36%，且之間的差異達到顯著水平；白色、藍色、綠色、黃色和紅色處理與CK相比均不同程度降低，降幅分別達到15.72%、52.92%、36.20%、54.68%、和41.30%，其中藍色、黃色和紅色處理與CK的差異達到顯著水平。不同光質處理后種子中黃烷酮含量有所提高，與CK相比，白色至紅色處理分別增加108.53%、90.51%、116.78%、58.84%、6.22%和80.49%，各處理與CK的差異均達到顯著水平。白色處理下種子原花青素含量為最高，達到20.34 mg/g，與CK相比增加了49.18%，其它處理與CK的差異均未達到顯著水平。綜合分析，不同光質處理對梅鹿輒葡萄種子種酚類物質含量影響不同，其中紫色處理能夠顯著提高種子中黃酮、類黃酮和黃烷醇類物質的含量，白色處理可以顯著提高梅鹿輒種子中黃烷醇和原花青素類物質含量。

圖4 不同光質處理對梅鹿輒葡萄種子內酚類物質含量的影響Fig.4 Effects of different light quality treatments on the content of phenolic substances in Merlot grape seeds

2.4 不同光質處理對梅鹿輒葡萄酒中酚類物質的影響

由表4可知，白色處理下酒體中總酚含量為最高，達到1394.16 mg/L，與CK相比提高了7.48%，但與CK的差異未達到顯著水平；綠色處理下酒體中總酚含量為最低，只為574.56 mg/L。另外，酒體總黃酮和單寧的含量也在白色處理下最高，分別為214.89、2565.71 mg/L，與CK相比分別增高22.88%、2.92%。光質處理后酒體中黃烷酮類物質含量均有下降，各處理下酒體中黃烷酮含量都低于CK，其中降福最小的是白色和黃色處理，降低了11.78%、8.73%，并且與CK的差異沒達到顯著水平。CK中原花青素含量為189.84 mg/L，與CK相比各處理均不同程度降低，白色至紅色處理降幅依次達到28.90%、51.01%、43.96%、56.35%、23.80%和53.19%，且差異均達到顯著水平。CK酒體中花色苷含量為最大，達到5.78 mg/L，其次是黃色和紫色處理，分別是4.86、5.46 mg/L，綠色處理下酒體中花色苷含量為小，只為2.24 mg/L。

表4 不同光質處理對梅鹿輒葡萄酒中酚類物質含量的影響

3 討 論

光合作用是植物生長發(fā)育過程中有機物積累的基礎，決定了植物的生長能力[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，6種不同光質處理對梅鹿輒葡萄的光合作用均有影響，雖然隨著PAR的升高，各處理下的梅鹿輒葡萄的Pn均出現(xiàn)不同程度的升高，但它們的升高速度及達到平臺期的光照強度不一樣，較CK，各處理的Pn都有不同程度的降低，這可能是因為葉幕遮光降低了光合有效輻射所致，這與Shahak等[24]研究結果相似?？聦W等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在光照強度相同的情況下，用紅膜與藍膜進行不同光質處理后煙草(Nicotianatabacum)的Pn升高，但是，張瑞華等[26]對生姜(Zingiberofficinale)不同光質處理后發(fā)現(xiàn)，綠光能提高生姜的Pn。本研究結果表明，CK的Pn及Pn max為最大，其次為藍色和白色，并且白色和藍色處理下梅鹿輒葡萄的Pn和Pn max值明顯高于其他處理，綠色處理的Pn和Pn max為最小，這說明藍色葉幕明顯抑制了梅鹿輒葡萄的光合作用，可能是因為梅鹿輒葡萄的光合能力對藍光較敏感，藍色處理下透過旗布的藍光減少了，這進而導致了光合作用的降低。植物具有較高光飽和點(LSP)、較低光補償點(LCP)和較低暗呼吸速率(Rd)，表明其對環(huán)境生長環(huán)境的適應性越強[27]。本研究中，白色處理下梅鹿輒葡萄的LSP為最高、但白色處理對梅鹿輒葡萄的LCP的影響不太大，藍色處理下梅鹿輒葡萄的LSP高、LCP、Rd為最低，說明藍色處理下梅鹿輒葡萄能利用的有效光合輻射范圍寬，晚上光合產物的消耗量少。這與王海波等[14]和徐超華等[28]分別在葡萄和草莓上研究發(fā)現(xiàn)補充藍光能提高葡萄、草莓光合能力的研究結果一致。

糖含量是判斷釀酒葡萄成熟的重要指標，糖含量的高低一方面影響葡萄酒發(fā)酵后的酒精度，同時也對葡萄酒的風味產生影響[29]。前人研究結果表明，糖含量在合適的范圍內才能保證葡萄酒的品質而并非越高越好，只有糖含量與其他物質處于平衡狀態(tài)時，才能釀造出高質量的葡萄酒[15]。李華[30]指出，優(yōu)質釀酒葡萄含糖量不應低于170 g/L。本研究表明，不同光質處理對梅鹿輒葡萄果實可溶性固形物影響不同，其中白色和藍色處理下梅鹿輒葡萄果實可溶性固形物含量小幅度提高，這與魏志峰等[31]研究結果：果袋顏色對陽光玫瑰葡萄的品質有一定的影響，綠色果袋能夠提高果實可溶性固形物含量，藍色果袋降低了固酸比保持一致。

有機酸含量的高低對葡萄、葡萄酒風味、及葡萄酒色澤和色澤的穩(wěn)定性均有較大影響[32]。本文研究結果表明，不同光質處理對梅鹿輒葡萄有機酸含量影響不同，其中白色、紫色和藍色光質處理下有機酸含量不同程度提高，綠色、黃色和紅色處理均不同程度降低。田丹等[33]研究不同顏色濾光膜果袋對‘巨玫瑰葡萄’果實品質的影響結果表明，不同色澤濾光膜均能提高‘巨玫瑰葡萄’果實總酸含量，與本文研究結果存在一定差異，分析認為造成這一差異的原因受品種特性和環(huán)境因素共同影響。

酚類物質包括類黃酮和非類黃酮兩類，它們對葡萄酒的口感、顏色、風味等感官質量至關重要，但在新疆葡萄成熟期溫度過高、光照輻射強，這會導致葡萄中酚類物質積累的不足，進而影響葡萄酒的口感、顏色及香氣。本研究中，不同光質處理下梅鹿輒葡萄果皮、種子及葡萄酒中酚類物質含量均有不同程度的升高趨勢，其中白色和紅色旗布遮陽處理下梅鹿輒葡萄酚類物質含量明顯高于其他處理和CK。這與Pagay等[34]研究發(fā)現(xiàn)的遮陽處理提高了‘Cabernet Franc葡萄’果實中酚類物質含量結果一致。研究[35]表明，遮陽網(wǎng)能調節(jié)微氣候的作用，即遮陽網(wǎng)能降低光照輻射強度、溫度、增加濕度來提高葡萄酚類物質的積累，但其機理有待進一步研究。韓敏琪等[36]以三葉崖爬藤(Tetrastigmahemsleyanum)為試材，研究發(fā)現(xiàn)，黃膜處理下三葉崖爬藤葉片中的總黃酮含量極顯著高于其他光質處理。與本文研究結果存在一定差異，分析認為不同植物對不同顏色葉幕的響應有所差異的。

4 結 論

研究結果表明，不同光質處理對梅鹿輒葡萄光合能力、果皮、種子和酒體中酚類化合物含量均有較大的影響。在不同光質處理條件下梅鹿輒葡萄的最大凈光合速率(Pn max)表現(xiàn)為CK>藍色>白色>黃色>紫色>紅色>綠色，藍色和白色處理的Pn max降福為最小、明顯高于其他處理，綠色處理Pn max僅為5.46 μmol/(m2·s)，比CK綠色處理的Pn max降低了173%。綠色處理下穗重為最大，達到166.22 g；紫色處理下籽粒重為最大，達到1.3 g，并且與CK的差異顯著。白色和藍色處理果實可溶性固形物含量小幅度提高，分別升到24%、25%。與CK總酚含量相比各處理的總酚含量均不同程度降低，白色和紅色處理下降幅為最小，分別是36.64%、34.52%。紫色處理條件下種子中總黃酮和類黃酮含量較CK分別增加114.49%、8.36%；白色處理下種子中黃烷醇及原花青素含量較CK分別升高108.53%、49.18%，并且與CK的差異達到顯著水平。白色處理下酒體中總酚、總黃酮、黃烷醇、單寧、花色苷含量均增加，分別為升高為1391.16、214.89、1826.21、2565.71和4.86 mg/L。綜合分析得出，果實膨大期至成熟期采用白色葉幕遮光進行遮光處理，能夠保持梅鹿輒葡萄較大的光合能力，并同時提高果皮和酒體中酚類物質含量，能提高其漿果品質。