許澤華，牛銳敏，沈甜，黃小晶，徐美隆，陳衛(wèi)平

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所，寧夏銀川 750002）

賀蘭山東麓光熱充足，干燥少雨，晝夜溫差大，已成為我國(guó)葡萄酒最佳產(chǎn)區(qū)之一，近年來(lái)很多產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外評(píng)比中獲得了大獎(jiǎng)[1-3]。葡萄酒的品質(zhì)主要取決于品種特性，以及土壤和氣象等風(fēng)土條件，各地風(fēng)土條件的差異與葡萄果實(shí)中糖、酸、總酚、單寧均有密切關(guān)系[4-5]。其中，氣候條件是釀酒葡萄品質(zhì)最主要的影響因子之一，特別是成熟期的氣象指標(biāo)對(duì)葡萄品質(zhì)有決定性影響[6-9]；同時(shí)，地形地貌、土壤質(zhì)地及養(yǎng)分狀況等對(duì)優(yōu)質(zhì)葡萄生產(chǎn)均有顯著影響[10-11]。優(yōu)良的葡萄品種，在適宜的氣候、土壤條件下生長(zhǎng)，并配合科學(xué)的田間管理，生產(chǎn)出品質(zhì)良好的葡萄原料是生產(chǎn)高質(zhì)量葡萄酒的前提[12-15]。氣象條件和土壤質(zhì)地等自然條件是很難改變的，對(duì)優(yōu)質(zhì)葡萄和葡萄酒的生產(chǎn)起到了決定性作用[16-19]。

針對(duì)賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)土壤狀況與葡萄品質(zhì)相關(guān)性的研究較多，但將氣象和土壤條件綜合起來(lái)探索葡萄及葡萄酒品質(zhì)的相關(guān)性研究較少。本文針對(duì)賀蘭山東麓5個(gè)種植區(qū)釀酒葡萄‘美樂(lè)’和‘赤霞珠’品質(zhì)及葡萄酒風(fēng)格差異較大的問(wèn)題，通過(guò)連續(xù)兩年對(duì)其所在區(qū)域氣象資料收集、土壤理化指標(biāo)檢測(cè)以及葡萄品質(zhì)的比較，運(yùn)用相關(guān)性分析明確了不同種植區(qū)葡萄品質(zhì)與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系，找出了品質(zhì)差異化的主要影響因子，以期為該區(qū)域葡萄產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展提供建議，同時(shí)為葡萄品種與酒種區(qū)域化提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

寧夏為典型的中溫帶干旱氣候，年均降水量較低，保持在200 mm左右；光照能源較為充足，日照時(shí)數(shù)2880 h；全年平均氣溫9.5 ℃，4—10月≥10 ℃的有效積溫為3300 ℃以上，晝夜溫差大，為10～15 ℃。試驗(yàn)地點(diǎn)分別位于寧夏賀蘭山東麓的金沙林場(chǎng)葡萄園（金沙）、玉泉營(yíng)產(chǎn)區(qū)葡萄園（玉泉營(yíng)南大灘和東大灘）、青銅峽產(chǎn)區(qū)葡萄園（御馬葡萄酒廠）、賀蘭山沿山產(chǎn)區(qū)金山葡萄園（觀蘭酒莊）、蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)葡萄園（園林場(chǎng)）。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為15年生健壯‘赤霞珠’和‘美樂(lè)’葡萄品種，采用水平“廠”形整形，南北行向，株行距為0.8～1.0 m×3.0 m，短梢修剪為主。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)管理方式基本一致。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 土壤理化指標(biāo)的測(cè)定和氣象數(shù)據(jù)收集

2018年9月，對(duì)所選小區(qū)進(jìn)行“S”形布點(diǎn)采集土樣，采樣深度為0～60 cm，分別取0～20、20～40、40～60 cm土層土壤，采集5點(diǎn)，四分法進(jìn)行留樣，帶回實(shí)驗(yàn)室立即自然風(fēng)干，除雜過(guò)篩，送樣分析土壤pH、全鹽、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀?；纠砘笜?biāo)的測(cè)定方法：土壤pH、電導(dǎo)率、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀分別按照《森林土壤pH值的測(cè)定》（LY/T1239—1999）、《森林土壤水溶性鹽分分析》（LY/T1251—1999）、《森林土壤氮的測(cè)定》（LY/T1228—2015）、《森林土壤磷的測(cè)定》（LY/T1232—2015）和《森林土壤鉀的測(cè)定》（LY/T1234—2015）等林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定；有機(jī)質(zhì)按照農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》（NY/T1121.6—2006）進(jìn)行測(cè)定。所用主要儀器有FE20型pH計(jì)、DDS-307型電導(dǎo)率儀、2300全自動(dòng)定氮儀、722S可見(jiàn)分光光度計(jì)、410火焰光度計(jì)。

氣象數(shù)據(jù)整理分析：氣象數(shù)據(jù)通過(guò)寧夏氣象局2018和2019年的數(shù)據(jù)庫(kù)收集獲得，并通過(guò)計(jì)算得出平均溫度、年有效積溫、平均濕度、降水量、日照時(shí)數(shù)等。

1.3.2 果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定

‘美樂(lè)’‘赤霞珠’分別于9月20日和10月2日采收，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每小區(qū)隨機(jī)采100粒果，分析果實(shí)理化指標(biāo)。還原糖測(cè)定采用斐林試劑滴定法（以葡萄糖計(jì)）[20]；可滴定酸測(cè)定采用NaOH滴定法（以酒石酸計(jì)）[21]；果皮總酚測(cè)定采用福林-肖卡法（以沒(méi)食子酸計(jì)）[22]；單寧測(cè)定采用福林-丹尼斯法（以單寧酸計(jì)）[23]；花色苷測(cè)定采用pH示差法（以二甲基花翠素-3-葡萄糖苷計(jì)）[24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013和SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；使用Origin 9.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 5個(gè)種植區(qū)土壤性狀分析

由表1可以看出：5個(gè)種植區(qū)土壤pH均大于8，屬于堿性土壤；而金沙林場(chǎng)pH在各層次均高于8.5，屬于強(qiáng)堿性土壤，且隨著土層加深表現(xiàn)為逐漸增加趨勢(shì)；觀蘭酒莊、玉泉營(yíng)0～20 cm及園林場(chǎng)40～60 cm鹽分超過(guò)1 g·kg-1，有輕度鹽化現(xiàn)象；金沙林場(chǎng)有機(jī)質(zhì)水平不超過(guò)1 g·kg-1，屬于極度貧瘠狀態(tài)，園林場(chǎng)種植區(qū)有機(jī)質(zhì)相對(duì)較高，0～20 cm有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到11.9 g·kg-1，處于四級(jí)水平；速效氮含量均處于5級(jí)缺乏水平或以下，園林場(chǎng)3個(gè)土層間變化不大，其他種植區(qū)均存在隨土層加深逐漸驟減的趨勢(shì)；速效磷含量豐富，各種植區(qū)0～20 cm及20～40 cm含量超過(guò)20 mg·kg-1，處于2級(jí)水平以上，達(dá)到豐富及極豐富水平；速效鉀含量在觀蘭酒莊與玉泉營(yíng)表現(xiàn)為相對(duì)缺乏狀態(tài)，而20 cm以下表現(xiàn)為5級(jí)缺乏水平，速效鉀含量變異較大。所有采樣點(diǎn)的土壤容重以園林場(chǎng)和御馬基地較高，不利于植株根系生長(zhǎng)和下扎；觀蘭酒莊和玉泉營(yíng)的土壤容重低于1.5 g·cm-3，屬適度狀態(tài)。

土壤質(zhì)地是土壤穩(wěn)定的自然屬性之一，園林場(chǎng)種植區(qū)土壤質(zhì)地屬于砂質(zhì)粘壤土；金沙林場(chǎng)種植區(qū)質(zhì)地屬于粗砂土類型；玉泉營(yíng)屬于砂質(zhì)壤土；御馬種植區(qū)屬于壤質(zhì)粘土；觀蘭酒莊土壤質(zhì)地屬于粗骨灰鈣土粗砂土類型。

2.2 5個(gè)種植區(qū)氣象數(shù)據(jù)的分析

從表2數(shù)據(jù)來(lái)看，2019年降水量整體較低，御馬和金沙的降水量不足200 mm，御馬基地僅117.3 mm；2018年降水量明顯比2019年高，普遍在300～650 mm，觀蘭酒莊在7—8月份有幾次暴雨強(qiáng)降水，所以降水量達(dá)到了651.3 mm。平均相對(duì)濕度也是2018年比2019年高，都在50%～65%，御馬和金沙林場(chǎng)的相對(duì)濕度較低，觀蘭酒莊在賀蘭山下，相對(duì)濕度較大。3—10月份的平均溫度都在17 ℃左右，相差不明顯，玉泉營(yíng)和金沙林場(chǎng)的平均溫度最高，其次是園林場(chǎng)，御馬和觀蘭酒莊較低。不同種植區(qū)兩年的有效積溫在3500～3900 ℃，御馬和金沙林場(chǎng)有效積溫較高，其次是園林場(chǎng)和玉泉營(yíng)，觀蘭酒莊最低。由此可以看出，有效積溫年際之間的差異明顯，各個(gè)地區(qū)不同年份也有所變化。不同種植區(qū)3—10月份的日照時(shí)數(shù)都在2100 h左右，從兩年的數(shù)據(jù)比較看御馬和金沙林場(chǎng)日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)，其次是玉泉營(yíng)和園林場(chǎng)，觀蘭酒莊最低。

表2 種植區(qū)葡萄生長(zhǎng)季（3—10月）的氣象數(shù)據(jù)比較Table 2 Comparison of meteorological data of grape growing seasons (March to October) in five regions

2.3 5個(gè)種植區(qū)兩品種果實(shí)品質(zhì)的比較

由表3和表4得出，5個(gè)種植區(qū)‘美樂(lè)’和‘赤霞珠’葡萄的果實(shí)理化指標(biāo)有顯著差異。對(duì)于‘美樂(lè)’，園林場(chǎng)和觀蘭酒莊的果實(shí)穗質(zhì)量和粒質(zhì)量顯著高于其它種植區(qū)，觀蘭酒莊的可溶性固形物和還原糖最高，其次是御馬和金沙林場(chǎng)，園林場(chǎng)和玉泉營(yíng)的較低；園林場(chǎng)和玉泉營(yíng)的可滴定酸較高，其次是御馬酒莊；園林場(chǎng)和玉泉營(yíng)的葡萄總酚、花色苷、單寧含量均較低，御馬酒莊的糖酸比適中，總酚、花色苷、單寧含量最高，品質(zhì)最優(yōu)。對(duì)于‘赤霞珠’葡萄來(lái)說(shuō)，觀蘭酒莊的穗質(zhì)量顯著高于其它種植區(qū)，御馬和玉泉營(yíng)的葡萄粒質(zhì)量顯著高于其它種植區(qū)；‘赤霞珠’葡萄的可溶性固形物、還原糖、可滴定酸在5個(gè)種植區(qū)之間的差異與‘美樂(lè)’葡萄的表現(xiàn)較為相似；玉泉營(yíng)葡萄的總酚、花色苷和單寧含量均較低，而御馬基地和金沙林場(chǎng)葡萄的總酚和單寧則較高。總體而言，御馬酒莊的‘美樂(lè)’和‘赤霞珠’葡萄糖酸適中，總酚、花色苷、單寧含量較高，品質(zhì)較優(yōu)，其次是金沙林場(chǎng)和觀蘭酒莊，玉泉營(yíng)和園林場(chǎng)較差。

表3 5個(gè)種植區(qū)‘美樂(lè)’葡萄果實(shí)的理化指標(biāo)Table 3 Physicochemical indexes of 'Merlot' in five regions

表4 5個(gè)種植區(qū)‘赤霞珠’果實(shí)的理化指標(biāo)Table 4 Physicochemical parameters of 'Cabernet Sauvignon' in five regions

2.4 葡萄品質(zhì)與環(huán)境因子的相關(guān)性分析

將代表葡萄果實(shí)品質(zhì)的理化指標(biāo)（x1-穗質(zhì)量；x2-粒質(zhì)量；x3-可溶性固形物；x4-還原糖；x5-可滴定酸；x6-總酚；x7-花色苷；x8-單寧）和土壤指標(biāo)（y1-pH；y2-全鹽；y3-有機(jī)質(zhì)；y4-速效氮；y5-速效磷；y6-速效鉀；y7-容重；y8-含水量；y9-孔隙度；y10-飽和含水量；y11-田間持水量）及3—10月的氣象指標(biāo)（z1-降水量；z2-均溫；z3-最低溫；z4-相對(duì)濕度；z5-有效積溫；z6-日照時(shí)數(shù)）進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表5、表6。

表6 ‘赤霞珠’葡萄品質(zhì)與土壤、氣候因子的相關(guān)性Table 6 Correlation between 'Cabernet Sauvignon' grape quality and soil and climate factors

由表5和表6相關(guān)性分析可知，‘美樂(lè)’葡萄的可溶性固形物與相對(duì)濕度、月均最低溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，與3—10月平均溫度、有效積溫、日照時(shí)數(shù)及土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著正相關(guān)，說(shuō)明月均最低溫降低、日照時(shí)數(shù)增加、土壤有機(jī)質(zhì)含量提高同樣有利于‘美樂(lè)’葡萄糖分的積累；‘赤霞珠’葡萄生長(zhǎng)季節(jié)（3—10月）平均溫度與穗質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，有效積溫和粒質(zhì)量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，說(shuō)明平均溫度提升有利于‘赤霞珠’葡萄果粒的膨大及干物質(zhì)的積累。兩個(gè)品種果實(shí)總酚、花色苷、單寧與土壤pH呈負(fù)相關(guān)，與有效積溫、日照時(shí)數(shù)、土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀呈顯著正相關(guān)；可滴定酸與土壤含水量、速效氮、全鹽含量呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明降低土壤pH、增加日照時(shí)數(shù)、提高土壤有機(jī)質(zhì)及速效鉀含量同樣有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成和積累。

2.5 環(huán)境因子對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響的主成分分析

分別對(duì)5個(gè)種植區(qū)‘美樂(lè)’和‘赤霞珠’葡萄的土壤、氣候因子進(jìn)行主成分分析，各提取2個(gè)主成分。由載荷圖（圖1左）可知，土壤因子、氣候因子的主成分1和主成分2分別為46.59%和31.93%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為78.52%。由得分圖（圖1右）可知，5個(gè)種植區(qū)可以實(shí)現(xiàn)比較好的產(chǎn)區(qū)分布，且不同土壤因子、氣候因子對(duì)不同地區(qū)葡萄的貢獻(xiàn)有所不同。

由圖1可知，園林場(chǎng)、御馬種植區(qū)位于第一象限，土壤速效磷、速效氮、容重及含水量在這兩個(gè)種植區(qū)的貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著；金沙產(chǎn)區(qū)位于第二象限，土壤pH、速效鉀及均溫、最低溫、有效積溫、日照時(shí)數(shù)對(duì)該種植區(qū)的貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著；玉泉營(yíng)種植區(qū)位于第三象限，降水量對(duì)該產(chǎn)區(qū)的貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著；觀蘭種植區(qū)位于第四象限，土壤全鹽、田間持水量及空氣相對(duì)濕度對(duì)該種植區(qū)的貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著。

2.6 不同種植區(qū)葡萄果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

分別對(duì)5個(gè)種植區(qū)的‘美樂(lè)’和‘赤霞珠’葡萄品質(zhì)進(jìn)行主成分分析，分別提取2個(gè)主成分。由荷載圖（圖2）可知，葡萄品質(zhì)的主成分1和主成分2分別為43.47%和31.07%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為74.54%；由得分圖可知，5個(gè)區(qū)域的‘美樂(lè)’‘赤霞珠’葡萄可以實(shí)現(xiàn)比較好的產(chǎn)區(qū)分布。

圖2 葡萄品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析因子載荷圖（左）和得分圖（右）Figure 2 Principal component analysis factor loading diagram (left) and score graph (right) for quality index

由圖2可知，觀蘭、御馬產(chǎn)區(qū)的‘赤霞珠’均位于第一象限，可溶性固形物、總酚、單寧對(duì)這兩個(gè)產(chǎn)區(qū)的‘赤霞珠’貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著；御馬、觀蘭、金沙產(chǎn)區(qū)的‘美樂(lè)’位于第二象限，穗質(zhì)量、粒質(zhì)量、還原糖、花色苷對(duì)這3個(gè)產(chǎn)區(qū)的‘美樂(lè)’貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著；金沙、玉泉營(yíng)、園林場(chǎng)地區(qū)的‘赤霞珠’位于第四象限，可滴定酸對(duì)這3個(gè)產(chǎn)區(qū)的‘赤霞珠’貢獻(xiàn)較其他產(chǎn)區(qū)顯著。

主成分F1和F2從不同方面反映了不同地區(qū)‘美樂(lè)’‘赤霞珠’葡萄的品質(zhì)，用F1和F2的方差貢獻(xiàn)率做權(quán)重?cái)?shù)，計(jì)算每個(gè)處理總成分Q的得分函數(shù)，以對(duì)不同地區(qū)‘美樂(lè)’‘赤霞珠’葡萄的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。按照不同處理綜合得分值的大小，得出不同地區(qū)‘美樂(lè)’‘赤霞珠’葡萄品質(zhì)排名（表7）。綜合得分越高，排名越靠前，葡萄綜合品質(zhì)就越好。通過(guò)對(duì)葡萄樣品基本理化指標(biāo)、多酚指標(biāo)的研究可知，‘美樂(lè)’‘赤霞珠’兩品種在5個(gè)種植地表現(xiàn)出相同的結(jié)果，均在御馬采樣點(diǎn)的品質(zhì)最好，優(yōu)于其它種植地，而園林場(chǎng)的品質(zhì)最差。

表7 葡萄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)Table 7 Comprehensive evaluation of grape berry

3 討論與結(jié)論

葡萄品質(zhì)很大程度上決定了葡萄酒品質(zhì)，且品質(zhì)高低與氣象條件關(guān)系密切[25-26]。馬力文等[27]運(yùn)用釀酒葡萄品質(zhì)氣象評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)了葡萄品質(zhì)形成的氣象評(píng)級(jí)和氣象指標(biāo)的相關(guān)性，認(rèn)為葡萄品質(zhì)的優(yōu)良與平均溫度、有效積溫、日照時(shí)數(shù)、降水量等關(guān)系密切，氣候變率也會(huì)導(dǎo)致葡萄風(fēng)味年際間差異明顯。葡萄的成熟早晚和品質(zhì)的優(yōu)良與土壤的類型關(guān)系密切，灰鈣土產(chǎn)的葡萄成熟期適中，香氣較好，酸度偏低，單寧和酚類等風(fēng)味物質(zhì)較為適宜，品質(zhì)最優(yōu)；風(fēng)沙土葡萄成熟期較早，糖酸適宜，果皮顏色物質(zhì)含量較高，可促進(jìn)葡萄酒色度和芳香物質(zhì)的形成，品質(zhì)居中；灌淤土葡萄果實(shí)酸度最高，但葡萄品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均最低[28-30]。綜合而言，粗砂粒和細(xì)砂粒輕壤土對(duì)提高葡萄品質(zhì)有利，而土壤顆粒越黏重對(duì)葡萄品質(zhì)越不利，灰鈣土所產(chǎn)葡萄果皮總花色苷、總酚和單寧含量顯著高于灌淤土。

本研究認(rèn)為，幾種典型土壤的葡萄品質(zhì)優(yōu)劣順序?yàn)榈意}土＞灰鈣土＞風(fēng)沙土＞灌淤土。果實(shí)品質(zhì)比較表明，園林場(chǎng)和玉泉營(yíng)的葡萄糖酸適中，但風(fēng)味物質(zhì)顯著低于其它3個(gè)地方，金沙林場(chǎng)和觀蘭酒莊品質(zhì)居中，御馬的葡萄糖酸適中，總酚、花色苷、單寧含量顯著高于其他地區(qū)，品質(zhì)最優(yōu)。相關(guān)性分析表明，可溶性固形物、還原糖與土壤有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)；總酚、花色苷、單寧與土壤pH呈負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀呈正相關(guān)；可滴定酸與全鹽、速效氮含量正相關(guān)，結(jié)果與前人研究結(jié)論較為一致[31-34]。主成分分析表明，不同種植區(qū)受土壤因子和氣象因子影響，其葡萄品質(zhì)差異顯著。在生長(zhǎng)季影響釀酒葡萄品質(zhì)差異的氣象影響因子為：日照時(shí)數(shù)、有效積溫、3—10月平均溫度、月均最低溫度；土壤因子為：有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效鉀、土壤pH、全鹽、土壤含水量。由于賀蘭山東麓釀酒葡萄種植區(qū)均為灌區(qū)，土壤富磷，所以降水量和速效磷等不是影響葡萄品質(zhì)的主要因子。在賀蘭山東麓要縮小葡萄品質(zhì)差異，進(jìn)一步提高葡萄品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)措施是增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮，降低土壤pH及全鹽含量，以及通過(guò)微氣候調(diào)節(jié)來(lái)提高平均溫度和有效積溫。