王曉玥，張國(guó)軍，任建成，閆愛(ài)玲，徐海英，孫磊

（北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/北京市落葉果樹(shù)工程技術(shù)研究中心，北京 100093）

我國(guó)鮮食葡萄的產(chǎn)量與面積位居世界第一[1]，但是日益匱乏的勞動(dòng)力資源以及消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)中高端果品需求旺盛的問(wèn)題不斷凸顯。消費(fèi)者對(duì)口感平衡、外觀漂亮、天然健康的果品需求與日俱增，優(yōu)新品種的高效省力化配套栽培技術(shù)成為近年的研究熱點(diǎn)[2-5]。北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹(shù)研究所選育的新品種‘瑞都香玉’[6]，在高接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)1個(gè)紅色芽變，最終選育出早熟新品種‘瑞都紅玉’[7]。該品種果粒脆硬，顏色艷麗，具有較濃郁玫瑰香味，分別于2014年和2020年通過(guò)北京市林木品種審定委員會(huì)和國(guó)家林草局林木品種審定委員會(huì)審定。

葡萄是一種生長(zhǎng)勢(shì)極強(qiáng)的藤蔓果樹(shù)，利用綁縛措施及整形修剪技術(shù)可將樹(shù)體培養(yǎng)成一定的形狀[8]。樹(shù)形、葉幕形與架式的關(guān)系密切，三者的合理搭配可以調(diào)控樹(shù)體供給關(guān)系，改善葡萄生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的微環(huán)境，從而促進(jìn)樹(shù)勢(shì)穩(wěn)定，增加光截留量，利于樹(shù)體養(yǎng)分積累，保障連年優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)[9-10]。葡萄植株冠層內(nèi)總?cè)~面積數(shù)量和分布決定功能葉面積，而功能葉面積影響光截流量，光截流量決定光合同化產(chǎn)物的“源”[11-12]，因此由架式帶來(lái)的葉幕結(jié)構(gòu)的改變會(huì)顯著影響葡萄果實(shí)的品質(zhì)和組分[13-15]。

順行平棚架（T形架）是集合了籬架和棚架優(yōu)點(diǎn)的一種架式，屬于高寬垂架式范疇，自上世紀(jì)七八十年代開(kāi)始在我國(guó)河南等地應(yīng)用[16]，但沒(méi)有得到大面積推廣。對(duì)于葡萄架式的研究很多，多集中于單臂籬架、跨行棚架、V形架等[4,17-18]，對(duì)順行平棚架（T形架）的研究相對(duì)很少。因此，本研究緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，在北方埋土栽培區(qū)以鮮食葡萄新品種‘瑞都紅玉’為試材，探究T形架對(duì)葡萄結(jié)果習(xí)性、葉幕特征、葉片光合特性和果實(shí)理化指標(biāo)等的影響，旨在為該品種的合理架式提供配套栽培措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于北京市平谷區(qū)馬昌營(yíng)鎮(zhèn)（40°13′N，117°12′E），屬于典型沖積平原葡萄埋土防寒區(qū)。供試品種為歐亞種鮮食葡萄‘瑞都紅玉’。2009年定植，T形架和V形架[14]，樹(shù)形均為順行水平龍干形[19]。采用簡(jiǎn)易避雨、地表覆蓋園藝地布和滴灌供水管理模式，機(jī)械埋土越冬。園區(qū)以農(nóng)業(yè)防治和物理防治病蟲(chóng)害為主，每年噴3～5次化學(xué)農(nóng)藥。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選取長(zhǎng)勢(shì)中庸且一致的3株樹(shù)，設(shè)置3個(gè)重復(fù)。2015—2017年觀察記錄各處理的萌芽期、初花期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期和新梢始熟期，計(jì)算出萌芽率、結(jié)果枝率和結(jié)果系數(shù)。使用游標(biāo)卡尺測(cè)定每株葡萄的全部新梢基部粗度；使用卷尺測(cè)量葉幕長(zhǎng)度、高度和單側(cè)葉幕厚度；2015年秋采用SPAD502葉綠素儀（Konica Minolta，Japan）測(cè)定果穗以上第4片功能葉的葉綠素含量；每株樹(shù)隨機(jī)選取4個(gè)新梢，用LC2400P葉面積儀（Regent Instruments Canada Inc.，Canada）測(cè)定全部葉面積，再根據(jù)各處理總新梢數(shù)計(jì)算葉面積指數(shù)LAI，LAI＝葉片總面積/土地面積。于2015和2016年8月晴天上午9:00—11:00，選擇果穗以上第4片功能葉，使用LI-6400便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)（Li-Cor Inc.，Lincoln NE，USA），測(cè)定凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和胞間CO2濃度（Ci），采用內(nèi)置光源，光強(qiáng)設(shè)為1600 μmol·m-2·s-1。

為保證兩種架式果實(shí)品質(zhì)的可比性，均控產(chǎn)在1400 kg左右。每個(gè)處理于樹(shù)體各部位隨機(jī)采取6穗果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基本理化指標(biāo)的測(cè)定；統(tǒng)計(jì)每穗葡萄的病果粒數(shù)（酸腐病、灰霉病、白粉病等），除以總果粒數(shù)得到病果率；采用手持糖度計(jì)（Atago Co., Ltd., Japan）測(cè)定可溶性固形物（TSS）；采用0.1 mol·L-1NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸（TA）。2017年將剩余的果實(shí)樣品用液氮速凍后放入超低溫冰箱（﹣80 ℃）保存，隨后使用微量分光光度計(jì)P330（Implen，Westlake Village，USA）測(cè)定花色苷[20]、原花色素[21]和類黃酮[22]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

整理和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007軟件；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析利用軟件Sigma Plot 12.0，采用Student-Newman-Keuls多重比較進(jìn)行顯著性方差分析；使用GraphPad Prism V 8.0進(jìn)行繪圖；主成分分析采用MetaboAnalyst 4.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種架式對(duì)植株生長(zhǎng)的影響

通過(guò)3年連續(xù)調(diào)查（表1）發(fā)現(xiàn)，‘瑞都紅玉’在兩種架式下的物候期基本一致，最多相差1～2 d。由表2可知，2015和2016年T形架的萌芽率顯著高于V形架；2017年T形架的結(jié)果枝率顯著高于V形架，均值達(dá)90%以上；兩種架式在結(jié)果系數(shù)上無(wú)顯著差異，為1.2～1.7。

表1 2015—2017年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的物候期Table 1 Phenological stages of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

表2 2015—2017年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的結(jié)果習(xí)性Table 2 Fruiting habit of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015—2017

2.2 兩種架式對(duì)葉幕和葉片特征的影響

由表3可見(jiàn)，新梢的平均粗度在11～12 mm，二者無(wú)顯著差異，且標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.3，表現(xiàn)出了較好的一致性。兩種架式在葉幕高度上無(wú)顯著差異；T形架的葉幕長(zhǎng)度大于V形架，但未達(dá)到顯著水平；T形架的葉幕厚度較V形架小，但也未達(dá)顯著水平。V形架的LAI均值為1.62，顯著高于T形架的0.92。二者在葉片葉綠素含量上未表現(xiàn)出差異。

表3 2015年兩種架式下‘瑞都紅玉’的葉幕和葉片特征比較Table 3 Leaf and canopy characteristics of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

2.3 兩種架式對(duì)葉片光合參數(shù)的影響

如圖1所示，在2015和2016年P(guān)n均表現(xiàn)為T形架顯著高于V形架；Gs和Tr也表現(xiàn)為T形架高于V形架，其中在2016年達(dá)到顯著水平；Ci表現(xiàn)為V形架更高，其中2016年達(dá)到顯著水平。

圖1 2015—2016年‘瑞都紅玉’在兩種架式下的葉片光合參數(shù)比較Figure 1 Photosynthetic parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems from 2015-2016

2.4 兩種架式對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由表4可知，T形架的穗質(zhì)量連續(xù)3年高于V形架，但未達(dá)顯著水平；2015年V形架粒質(zhì)量高于T形架，2016年差異不大，2017年T形架高于V形架。試驗(yàn)園區(qū)管理水平較高，病果率整體不高，T形架不到1%，低于V形架，其中2016和2017年達(dá)到顯著水平。T形架的TSS連續(xù)3年高于V形架，平均值在19%以上，其中2015和2017年達(dá)到顯著水平。兩種架式的TA差異不顯著。

表4 兩種架式對(duì)‘瑞都紅玉’果實(shí)基本理化指標(biāo)的影響Table 4 Fruit physio-chemical parameters of 'Ruidu Hongyu' in two trellis systems

由圖2可知，‘瑞都紅玉’T形架的果實(shí)總花色苷含量顯著高于V形架；兩種架式的果實(shí)原花色素含量在3.45 mg·g-1左右，類黃酮含量在3.89 mg·g-1左右，差異均不顯著。

圖2 2017年兩種架式下果實(shí)多酚類物質(zhì)比較Figure 2 Comparison on berry total anthocyanins, flavonoid and proanthocyanidin of fruits in two trellis systems

2.5 兩種架式下葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)的主成分分析

由圖3可知，16項(xiàng)指標(biāo)的前2個(gè)主成分貢獻(xiàn)率分別為：67.3%（PC1）和20.6%（PC2），總計(jì)87.9%，反映了所有指標(biāo)的絕大部分信息。根據(jù)兩個(gè)主成分可以把V形架和T形架進(jìn)行很好的區(qū)分。由表5可知，決定第1主成分PC1的指標(biāo)是病果率，決定第2主成分PC2的指標(biāo)有Pn、Gs、Tr和LAI，決定第3主成分PC3的是果穗質(zhì)量，決定第4主成分PC4的是結(jié)果習(xí)性相關(guān)的3個(gè)指標(biāo)。由于前2個(gè)主成分反映了絕大部分信息，因此兩種架式主要影響了‘瑞都紅玉’葡萄的病果率、葉片光合作用和葉面積指數(shù)。

表5 4個(gè)主成分的成分載荷矩陣Table 5 Component load matrices of four principle components

圖3 兩種架式下葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)的主成分分析Figure 3 Principal analysis of characteristics of vine growth and fruit quality under two trellis systems

3 討論與結(jié)論

由于T形架和V形架在葉幕高度和開(kāi)張角度上的不同，結(jié)果帶高度也不同，導(dǎo)致光能截流量、葉幕光合利用效率以及果際微環(huán)境不同，從而進(jìn)一步影響了葡萄的結(jié)果習(xí)性、新梢生長(zhǎng)狀況、葉片光合作用和果實(shí)品質(zhì)。前人研究表明，T形架的葉片光合利用效率高于V形架[18,23]，本研究通過(guò)測(cè)定‘瑞都紅玉’生長(zhǎng)季后期的葉片光合參數(shù)，發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果。生長(zhǎng)季后期葉片功能的完好有利于保證光合產(chǎn)物的同化能力，從而促進(jìn)樹(shù)體養(yǎng)分回流，保證翌年葡萄樹(shù)體生長(zhǎng)周期物質(zhì)與能量的供應(yīng)。李建華等[24]比較了單籬架、V形架和T形架對(duì)‘紫秋’葡萄栽培性狀的影響，發(fā)現(xiàn)T形架對(duì)夏芽萌發(fā)和副梢徒長(zhǎng)有很強(qiáng)的抑制作用，且T形架的穗質(zhì)量和單位面積產(chǎn)量最高。但本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，架式對(duì)穗質(zhì)量的影響并不顯著。Smart認(rèn)為，當(dāng)LAI超過(guò)1.5時(shí)，葉幕會(huì)趨于郁閉[25]。本研究發(fā)現(xiàn)了相似的現(xiàn)象，V形架的葉面積指數(shù)顯著高于T形架，架面整體通透性能較差，果實(shí)病害發(fā)生情況嚴(yán)重，與前人研究結(jié)果一致[26-28]。

本研究中兩個(gè)年份的可溶性固形物表現(xiàn)為T形架顯著高于V形架，已有類似的研究報(bào)道[29-30]。此外，葉幕郁閉會(huì)對(duì)葡萄果實(shí)的花色苷合成和積累造成負(fù)面影響[11]。劉笑宏等對(duì)‘摩爾多瓦’的研究發(fā)現(xiàn)，棚架水平葉幕顯著降低了果實(shí)周圍環(huán)境的溫濕度波動(dòng)幅度及高溫比例，提升了成熟期的果實(shí)品質(zhì)，其中還原糖質(zhì)量和花色苷含量比籬架分別提高了5.09%和27.11%[31]，與本研究結(jié)果相似。

綜上所述，在北方埋土栽培區(qū)，由于順行平棚架（T形架）本身的架式特性，加上試驗(yàn)地對(duì)樹(shù)勢(shì)的有效調(diào)控，‘瑞都紅玉’植株的極性生長(zhǎng)得到了有效抑制，頂端優(yōu)勢(shì)被削弱，結(jié)果帶通透性增加，光能截流量和葉片光合利用效率得到提高，葉幕環(huán)境得到了改善，在節(jié)省用工的同時(shí)減少了病害的發(fā)生，提高了果實(shí)品質(zhì)，在生產(chǎn)中有推廣價(jià)值。