葡萄果粒粒徑控制研究進展

劉程宏，付 堯，吳文瑩，柴麗娜，鄭華魁，段羅順，朱楨楨

(1.鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所，河南 鄭州 450000；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 鄭州 450000)

葡萄栽培歷史悠久，品種眾多，其果粒大小在不同品種及不同的栽培模式下也會出現(xiàn)較大差異。葡萄果粒大小通常由粒徑大小作為直觀判斷標(biāo)準，也是決定其商品價值的重要依據(jù)。為解決生產(chǎn)中葡萄大小?；蚬Ｆ?dǎo)致的商品銷售價值低的問題，需對葡萄果粒的粒徑進行控制。筆者對葡萄果粒的粒徑控制方法進行了綜述，以期為生產(chǎn)提供借鑒參考。

1 粒徑測定方法

長期以來，葡萄的果粒大小都是其生產(chǎn)效益的一項重要指標(biāo)，通常農(nóng)戶采用目測法對果粒進行分級和分類以作為生產(chǎn)上相關(guān)決策的判斷依據(jù)，但該法要求農(nóng)戶具有較豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，且準確性較差；為獲得更準確的判斷結(jié)果，有的農(nóng)戶采用尺測等方法，測量速度慢。近年來，隨著科技的發(fā)展，葡萄粒徑檢測方法也取得了新進展。

葉浩等[1]利用工業(yè)相機采集成穗葡萄樣品圖像，結(jié)合圖像分割技術(shù)和圖形擬合技術(shù)處理樣品圖片，獲得葡萄果粒的尺寸信息，從而實現(xiàn)自動分級，較之傳統(tǒng)的人工檢測方法，檢測效率、穩(wěn)定性及客觀性等都更具優(yōu)勢；李俊偉等[2]采用機器視覺技術(shù)，針對新疆‘無核白’和紅提單粒葡萄的質(zhì)量和果徑大小進行預(yù)測和分級研究，準確率超過85%；陳英等[3]提出一種堆疊葡萄果粒尺寸檢測算法，以最小二乘分段曲線擬合計算果粒直徑并分級，準確率為72.7%；唐義華[4]通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理提取紅提的中心位置，再根據(jù)中心位置分割出單顆紅提果粒的邊緣，再利用迭代最小中值二乘法對分割的邊緣進行擬合，提取該果粒的大小參數(shù)，并建立紅提大小視覺分級模型，準確率達到92.1%。

2 粒徑控制應(yīng)用背景

生產(chǎn)中由于葡萄果粒會出現(xiàn)粒徑大小的不一致性(通常稱為大小粒)，或由于無核葡萄果粒過小，需要對果粒粒徑進行控制，以使其具備較高的商品價值，保證生產(chǎn)效益。

2.1 葡萄大小粒

葡萄大小粒是生產(chǎn)中常見并需要控制解決的一種問題，出現(xiàn)這種情況的原因通常有以下幾種：

(1)品種原因。葡萄的品種不同，其發(fā)生大小粒的概率也不盡相同。通常認為，歐美種的巨峰系品種比歐亞種的品種發(fā)生嚴重[5]，其坐果遺傳特性不良，易落花落果，具有胚囊易退化、授粉不均勻等缺陷[6]，因此常出現(xiàn)大小?，F(xiàn)象。

(2)氣候影響?；ㄑ糠只涣际窃斐善咸汛笮×５闹苯釉?。若開花期遭遇持續(xù)低溫陰雨會造成花芽受損，影響葡萄授粉，并降低結(jié)果率；若是遇上持續(xù)高溫天氣，則會導(dǎo)致花冠不脫，最終影響葡萄授粉受精。

(3)管理失當(dāng)。栽培管理的恰當(dāng)與否關(guān)系著葡萄品質(zhì)，影響著葡萄果粒是否均一。如冬季修剪過重，翌年春季新梢生長過旺，導(dǎo)致營養(yǎng)生長和生殖生長不協(xié)調(diào)，抑制花穗進一步分化[7]，夏季修剪不當(dāng)亦會誘使出現(xiàn)大小粒。肥水管理中要注意控制氮肥施用量，否則會造成新梢旺長，導(dǎo)致無核果的形成；樹體缺鋅、硼也易出現(xiàn)大小粒；控制葡萄產(chǎn)量，無論過高或過低，均會造成葡萄出現(xiàn)大小粒[8]。開花期噴施農(nóng)藥會導(dǎo)致葡萄授粉受精不良，果粒大小不均一；另外噴灑無核劑也會造成大小粒增多?？偟膩碚f，栽培管理中未能做到精細恰當(dāng)使葡萄在相對平衡的狀態(tài)中生長，是造成葡萄大小粒的主要原因。

2.2 無核葡萄

無核葡萄育種始于美國，目前多以有核品種(♀)與無核品種(♂)雜交育成。近年來，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，胚和胚珠培養(yǎng)技術(shù)、三倍體育種技術(shù)、生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在葡萄育種和生產(chǎn)上應(yīng)用以及基因轉(zhuǎn)導(dǎo)等技術(shù)為培育無核品種提供了新方法和新思路[9]。但目前育成的無核葡萄品種尚少，且現(xiàn)有品種大多果粒小、結(jié)實率低，需進行粒徑變大處理以改善其經(jīng)濟性狀。

3 粒徑控制方法研究

葡萄大小粒的發(fā)生原因較為繁雜，預(yù)防和控制中要從多方面入手。對于葡萄粒徑控制的方法研究也包括管理、用藥及生物學(xué)方法和其他方法。

3.1 “平衡”栽培管理

葡萄栽培管理應(yīng)利用“平衡”理念根據(jù)樹體長勢進行合理控制，使其處于一種“平衡”狀態(tài)，如枝蔓過于旺盛，需要進行及時、適當(dāng)?shù)男藜簦乐苟嘤嘀l吸收養(yǎng)分；施肥也要適量、恰當(dāng)，以避免施肥過多而造成燒樹影響生長；控制葡萄產(chǎn)量，使?fàn)I養(yǎng)生長與葡萄結(jié)果處于“平衡”狀態(tài)，避免出現(xiàn)一年結(jié)果過多而影響下一年產(chǎn)量的情況；采用“V”型水平架式，使結(jié)果枝在架面上呈水平引縛狀態(tài)以緩和生長勢等。

3.2 合理選用藥劑

生產(chǎn)上合理選用恰當(dāng)藥劑可以有效增大葡萄粒徑，防止出現(xiàn)大小粒。最常用的是赤霉素，南立軍[10]以新疆‘無核白’葡萄為試材，對比奇寶、玉米素和赤霉素等生長調(diào)節(jié)劑的處理效果，發(fā)現(xiàn)赤霉素處理的果粒直徑最大；張潰珍等[11]用1、5、10 mg·L-13種濃度的赤霉素噴灑‘摩爾多瓦’葡萄，發(fā)現(xiàn)處理后的葡萄花序長度、葡萄果粒的縱橫徑和單果重都高于對照，且以10 mg·L-1處理的效果最好。

除了赤霉素，還有一些其他藥劑可以起到調(diào)節(jié)果粒大小的作用。潘建春[12]用0.03～0.06 mg·L-1的蕓苔素內(nèi)酯可溶液劑(0.01%)處理葡萄，大小粒指數(shù)降低了15.9～26.4個百分點；劉博潔[13]使用促控劑PBO處理‘巨峰’旺樹，座果率明顯提高，大小粒顯著減少；徐樹新[14]選用靠山多霸在葡萄出窖上架前灌根并于展葉后至坐果前葉面噴施，解決了大小粒問題，膨大期后至采收前繼續(xù)使用2～3次還可預(yù)防來年大小粒的發(fā)生，在生產(chǎn)應(yīng)用中已取得良好效果。

在無核葡萄的果粒調(diào)控中，通常采用多種藥劑混合處理的方法。呂中偉等[15]對‘陽光玫瑰’無核化處理中，分別于盛花后3～5 d和10～15 d使用兩次藥劑處理，第一次使用25 mg·kg-1赤霉素+3 mg·kg-1吡效隆+200 mg·kg-1鏈霉素浸蘸花序以起到無核保果的作用，第二次用25 mg·kg-1赤霉酸+3 mg·kg-1吡效隆以膨大葡萄果粒，效果良好。

3.3 生物學(xué)方法

(1)利用微生物制劑。利用特定微生物制劑可以達到預(yù)防品種退化的效果[14]，主要原理包括：①利用產(chǎn)品中的微生物來激活細胞中的老化基因，維持和增強細胞活性、減緩衰退以避免因品種退化而引起的葡萄大小粒；②活化小粒葡萄中的蛋白質(zhì)，促使其產(chǎn)生大量催化酶并加快細胞分裂，從而增大體積；③活化土壤成分，使土壤結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，最終促進根部的發(fā)育，防止因生長過旺而造成的果粒不均；④微生物制劑可使葡萄更好地抵御外界病毒的入侵，增強其御寒抗風(fēng)的能力。

(2)基因技術(shù)研究探索。葡萄的遺傳背景復(fù)雜，育種周期長，常規(guī)育種方法較難實現(xiàn)品種改良，而采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可在不改變其他優(yōu)良性狀的前提下定向改良某些特定性狀，為葡萄的育種改良提供了一條新途徑。蘆琳琳[16]采用電子克隆策略，以番茄已知果實大小控制基因ORFX(GenBank登錄號：AF261775)為信息探針，依托葡萄EST數(shù)據(jù)庫和基因組信息，采用生物信息學(xué)方法，通過同源篩選，結(jié)合RT-PCR技術(shù)克隆了控制葡萄果實大小的候選基因(EX)；構(gòu)建了過量表達載體和抑制表達載體，并進行了初步的遺傳轉(zhuǎn)化研究，得到的一個完整的CDS，暫時命名為EX。

控制果粒大小的基因技術(shù)研究還處于探索階段，但如果粒徑大小可以從基因?qū)用婵刂?，可以預(yù)見其在生產(chǎn)管理及市場推廣上將發(fā)揮巨大價值。

3.4 其他方法

除了以上方法，生產(chǎn)上還有一些其他調(diào)控果粒大小的輔助方法。盧偉紅等[17]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)剝和擰枝處理可以顯著增加‘巨峰’葡萄的單穗重并減少小粒數(shù)，但對增加葡萄粒數(shù)的效果不顯著；貝達/‘夏黑’、101-14M/‘藤稔’的砧穗組合在果粒大小上表現(xiàn)優(yōu)良[18]；緩釋鉀處理能使‘赤霞珠’葡萄的果粒增大增重明顯[19]；黃毅[20]分別使用膨特(天然植物調(diào)節(jié)劑)和氯吡脲(化學(xué)激素)處理‘夏黑’，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者均能膨大幼果，但膨特不會出現(xiàn)葡萄大小粒，且沒有推遲成熟的副作用；曹錳[21]通過研究避雨栽培對葡萄生長小氣候及果實品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)避雨栽培不會對果粒的縱橫徑及重量造成顯著影響，但會使各生長進程顯著區(qū)別于對照。

生產(chǎn)上常用疏果方式調(diào)節(jié)產(chǎn)量和負載量，同時增加果粒大小和粒重，楊哲等[22]的實驗結(jié)果表明疏穗(花序或果穗)處理后，果粒有增大的趨勢；但劉勝[23]研究發(fā)現(xiàn)，疏粒處理只有在成熟初期之前起到暫時增加果粒大小和粒重的效果，在完全成熟期時果粒大小和粒重反而更小。

4 問題與展望

葡萄果實大小是與產(chǎn)量和市場需求密切相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀。大粒葡萄通常具有較高的商業(yè)價值，是鮮食葡萄的主要育種目標(biāo)之一，生產(chǎn)中出現(xiàn)的大小粒及無核葡萄中果粒偏小的現(xiàn)象的確會降低葡萄的銷售價值，可選用適宜方法進行粒徑控制。但也不可盲目增大粒徑，一味追求大果粒。李超等[24]以‘紅地球’葡萄為試材，設(shè)置多個頻率用以研究果粒橫徑對其一系列電學(xué)參數(shù)(復(fù)阻抗相角、復(fù)阻抗、并聯(lián)等效電感、等)的影響，結(jié)果表明，葡萄的品質(zhì)與其果粒的大小并不直接相關(guān)，并非果粒越大品質(zhì)越佳，不能盲目使用膨大劑增大葡萄果粒。

因此，在葡萄的生產(chǎn)管理中，應(yīng)“平衡”栽培管理、合理使用藥劑、綜合利用各種方法，合理控制葡萄果粒粒徑大小，促使葡萄產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。