張小月,戚金生,劉曉燕,蔡軍社,呂玥昕,李學文
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學 食品科學與藥學學院,新疆 烏魯木齊 831100;2.新疆瑞峰葡萄酒莊有限責任公司,新疆 和碩 841200;3.新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所,新疆 吐魯番 838200)
新疆焉耆盆地位于北緯41°~43°,屬于典型的中溫帶荒漠氣候,少雨高熱,土壤為偏堿性礫石沙壤,具有強滲透性、導熱性和排水性,葡萄栽培總面積達16 750 hm2左右,其中釀酒葡萄面積約14 740 hm2。天山雪水含高礦化物,流經(jīng)葡萄基地,為葡萄的糖、單寧、香氣、色素的形成起到了促進作用[1]。因地處戈壁荒灘,葡萄標準化生產(chǎn)規(guī)模較小,產(chǎn)量與品質的穩(wěn)定性不高,大多數(shù)企業(yè)和農(nóng)戶沒有建立長期穩(wěn)定的利益共享機制,農(nóng)戶考慮短期利益,片面追求高產(chǎn),無法保證原料的質量[2]。
負載量直接影響葡萄的產(chǎn)量及果實品質,合理的負載量是葡萄樹獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質的重要措施。為了提高葡萄酒的風味,酒莊莊主們紛紛減輕釀酒葡萄果實的負載量[3]。調(diào)節(jié)負載量是通過調(diào)整果樹生長與結果的關系,調(diào)節(jié)物質運輸和分配,有效解決營養(yǎng)生長與生殖生長的矛盾,改善樹體通風透光條件,合理利用光能,提高果實的光合作用,增大光合同化物的來源,提高產(chǎn)量和品質[4]。通過合理的疏穗來提高葡萄品質是一種簡單易行的方式,它可不同程度的改變釀酒葡萄果實生長的微環(huán)境,使得葡萄果實具有理想的成熟度,進一步滿足目標收益率,減少營養(yǎng)消耗,進而獲得較高的可持續(xù)產(chǎn)量和果實品質[5-8]。研究表明,減少負載量對赤霞珠(Cabernet Sauvignon)、西拉(Syrah)等釀酒葡萄及葡萄酒質量都有積極影響[9-10]。在開花后8周進行疏穗是提高葡萄品質的最佳時期,過早疏穗會導致光合速率的降低,進而限制剩余漿果中糖分的積累[11]。當疏穗40%以上時,可顯著降低產(chǎn)量[12]。調(diào)整植株的‘庫-源’關系,使果穗變少,減少負載量,可提高采收期可溶性固體物質的含量[13]。葡萄果皮中的酚類物質種類豐富、結構繁雜、與葡萄酒品質密切相關[14]。目前關于負載量對釀酒葡萄品質的影響的研究結果并不完全一致[15-18],疏穗可以增加葡萄皮和葡萄酒中花青素和多酚的含量[19],改變葡萄果皮中花色苷的組成,增加乙酰化花色苷的質量分數(shù),從而提高花色苷在葡萄酒中的穩(wěn)定性[20]。巨峰葡萄的產(chǎn)量隨著單株留果量的增加而下降,改變果粒著色度,著色度變差[21]。
目前有關負載量對釀酒葡萄的研究較多,但新疆氣候、位置獨特,特別適宜釀酒葡萄的種植。然而因部分種植戶資金投入不足,管理粗放,缺苗、葡萄果實品質參差等問題比較嚴重。本研究以新疆和碩產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄赤霞珠(Cabernet Sauvignon)為研究對象,以不疏穗(>30穗/株)為對照(CK),探討不同水平的疏穗處理(單株負載量)(20穗/株(C1)、25穗/株(C2)、30穗/株(C3))對赤霞珠葡萄果實生長及品質指標的影響,并分析負載量與果實生長及品質指標之間的相關性。以期在保產(chǎn)的基礎上對開花坐果后的葡萄進行合理的疏穗處理,為和碩產(chǎn)區(qū)優(yōu)質釀酒葡萄原料的生產(chǎn)提供依據(jù),為當?shù)赝茝V節(jié)能、高效、簡單的葡萄栽培新技術提供借鑒意義。
1.1.1 試驗原材料
釀酒葡萄赤霞珠(Cabernet Sauvignon)于新疆和碩縣(86.84°E,42.23°N)瑞峰酒莊種植,定植于2001年,南北行向,株距為0.6 m,行距為3.5 m,樹形為多主蔓扇形,樹勢基本一致,土肥水管理與酒莊種植園保持一致。
1.1.2 化學試劑
蘆丁標準品(純度≥95%):上海奧克化學有限公司;一水合沒食子酸標準品(純度≥98%):湖北倍思電子材料有限公司;福林酚(純度≥98%):西亞化學科技(山東)有限公司;4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(純度≥99%):北京酷爾化學科技;次甲基藍、甲基紅、酚酞(均為指示劑):山東德彥化工有限公司;甲醇、無水乙醇、無水碳酸鈉、十水合碳酸鈉、單寧酸、磷酸、氫氧化鈉、氯化鉀、濃鹽酸(均為分析純):南京化學試劑股份有限公司;抗壞血酸、三氯乙酸、無水葡萄糖、鎢酸鈉(均為分析純):天津市致遠化學試劑有限公司;磷鉬酸、亞硝酸鈉、三氯化鋁、冰合醋酸鈉(均為分析純):廣州市恒欣化工有限公司;草酸(分析純):河南桐旭化工產(chǎn)品有限公司;三氯化鐵(分析純):江蘇亞泰聯(lián)合化工耗材;無水硫酸銅(分析純):上海鼓臣生物技術有限公司;酒石酸鉀鈉(分析純):寶雞市國康生物科技有限公司。
WVT手持糖度折光儀:上海滬粵明科學儀器有限公司;S210-B pH計、PL303型電子天平:梅特勒-托利多儀器有限公司;SF-GL-16A型高速冷凍離心機:上海棱譜儀器儀表有限公司;TU-1810型紫外分光光度計:北京普析通用儀器有限責任公司;KO-100B型超聲波清洗器:上海江萊生物科技有限公司。
1.3.1 試驗設計
負載量以單株保留果穗表示。選取生長發(fā)育相同的葡萄樹,開花坐果后通過手工疏穗處理,使植株達到4種不同單株負載量:20穗/株(C1)、25穗/株(C2)、30穗/株(C3)、不進行疏穗為對照(CK)(>30穗/株)。每個處理18株,重復3次,共計216株。
1.3.2 取樣方法
果實于7月13日開始轉色,7月29日轉色完全并進入果實成熟期,于8月18日完全成熟并采收。采樣時間開始于轉色期開始一周后,間隔7 d。采樣于早晨7:00開始,均隨機采收帶梗葡萄300粒,包含樹體陰、陽面,樹體上、中、下部位,果粒用于果實生長指標(縱橫徑、體積及表面積)、理化指標(單粒質量、總產(chǎn)量、還原糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、可溶性固形物含量)的測定,其余葡萄用液氮速凍后保存,用于酚類物質(總酚、單寧、花色苷及類黃酮)含量的測定。
1.3.3 分析檢測
(1)果實生長指標
果實縱橫徑的測定:隨機選取100粒葡萄果實,采用游標卡尺測定其縱徑和橫徑(100 粒),單位:mm;并計算果實體積和表面積[22]。
一種文化形式的轉變必然受到多種因素的影響,它反映了不同的建造技術和文化觀念,不同的價值選擇和生活經(jīng)驗等。山面入口到檐面入口的面向轉變不是一蹴而就的,它是經(jīng)過幾千年的適應性選擇,最終檐面入口被認為是較合理的方式而被人們所采用,山面入口形式依然在今天云南傣族和海南黎族等少數(shù)民族民居中可見,但卻不是中國傳統(tǒng)建筑的主流選擇。本節(jié)將從建造技術、聚居建筑和禮制、宗教文化等角度來詮釋中國傳統(tǒng)建筑入口面向轉變的內(nèi)在邏輯。
(2)果實理化指標
果實平均單粒質量的測定:采用電子天平測定;葡萄總產(chǎn)量的測定:葡萄采收時每個處理標記葡萄的總產(chǎn)量;可溶性固形物的測定:采用手持糖度計法;還原糖含量的測定:采用斐林試劑滴定法[23];可滴定酸含量的測定:采用氫氧化鈉滴定法[23];pH值的測定:采用pH計測定;維生素C(vitamin C,VC)含量的測定:參照曹建康等[24]的方法。果實酚類物質含量測定果皮多酚物質的提取參照孟江飛[25]的方法;總酚含量的測定:采用福林酚(Folin-Ciocalteau)法[26]測定,結果以沒食子酸當量(gallic acid equivalent,GAE)表示;單寧含量的測定:采用福林丹尼斯法[27],結果以單寧酸當量(tannic acid equivalent,TAE)表示;花色苷含量的測定:采用pH示差法[28];類黃酮含量的測定:參考PEINADO J等[29]的方法,結果以蘆丁當量(rutin equivalent,RE)表示。
1.3.4 數(shù)據(jù)處理
使用Excel 2016對數(shù)據(jù)進行初步計算,運用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行方差分析,采用Origin 8.5進行繪圖。
2.1.1 不同單株負載量對赤霞珠果實橫縱徑的影響
葡萄果粒大小通常由粒徑大小作為直觀判斷標準,也是決定其商品價值的重要依據(jù)[30-31]。不同單株負載量對赤霞珠果實橫縱徑的影響見圖1。
圖1 不同單株負載量對赤霞珠果實橫(a)、縱(b)徑的影響Fig.1 Effects of different single plant loading capacity on vertical (a)and horizontal (b) diameters of Cabernet Sauvignon fruit
由圖1可知,不同處理下的赤霞珠葡萄果實橫、縱徑變化一致。自轉色期7 d開始,C2處理的果實橫徑大于CK、C1、C3處理(11.31>10.72>10.43>9.96 mm),C2處理的果實縱徑大于CK、C1、C3處理(11.19>10.56>10.44>10.09 mm)。隨著果實生長,各處理均有快速生長后生長變緩的現(xiàn)象,整個生長過程呈現(xiàn)出快-慢的動態(tài)上升曲線,這與以往的研究結果一致[32-33]。在葡萄成熟采收時的3個處理中,C3處理的果實橫縱徑最?。?0.93 mm、10.70 mm),均低于其他處理組,C2處理的果實橫縱徑最大(12.39 mm、12.09 mm);因此,C2處理相較于其他處理,有助于果實橫縱徑的增長。
由圖2可知,赤霞珠果實體積和表面積的變化呈動態(tài)上升的趨勢,C2處理的果實體積與表面積在轉色-成熟期21 d內(nèi)均快速膨大,并于轉色-成熟期21 d達到最大值(體積為231.57 mm3,表面積為63.66 mm2),其余處理的果實體積與表面積僅在果實轉色期開始第二周內(nèi)出現(xiàn)快速增大的趨勢,而后直至果實成熟,曲線表現(xiàn)為平緩變化的趨勢。葡萄成熟采收時C2處理的果實體積與表面積均高于CK處理,分別增加10.34%、15.98%。該結果與赤霞珠果實橫縱徑結果一致。C2處理的果實橫縱徑、體積、表面積顯著高于其余各處理(P<0.05),可能是坐果后再疏穗,這時細胞分裂加速,使果粒生長膨大,且因為疏穗處理給葡萄果實膨大留有足夠的空間。因此,C2處理相較于其他處理,有助于果實體積和表面積的增長。
圖2 不同單株負載量對赤霞珠果實體積(a)和表面積(b)的影響Fig.2 Effects of different single plant loading capacity on volume (a)and surface area (b) of Cabernet Sauvignon fruit
不同單株負載量對赤霞珠果實的還原糖含量、可滴定酸含量以及糖酸比(總糖與總酸含量比值)的影響見圖3。
由圖3(a)可知,在赤霞珠果實成熟過程中,各處理還原糖含量的變化規(guī)律基本一致。自轉色期一周開始,C2處理的還原糖含量最高(157.71 g/L)。隨著葡萄的成熟,C2處理始終緩慢積累還原糖含量,其余處理均在轉色-成熟期21 d前急劇積累還原糖含量,之后平緩積累還原糖含量。成熟采收時還原糖含量從高到低的處理依次為C2>C1>CK>C3。C1、C2處理使果實還原糖含量增加,采收時還原糖含量分別為245.15 g/L、241.54 g/L,說明適當?shù)厥杷雽ζ咸阎羞€原糖的積累有促進作用。
圖3 不同單株負載量對赤霞珠果實生長過程中的還原糖含量(a)、可滴定酸含量(b)以及糖酸比(c)的影響Fig.3 Effects of different single plant loading capacity on reducing sugar content (a),titratable acid content (b),sugar and acid ratio (c) of Cabernet Sauvignon fruit during growth process
由圖3(b)可知,在赤霞珠果實成熟過程中,可滴定酸含量呈下降趨勢。自轉色期一周開始,C1處理的可滴定酸含量最高(23.88 g/L),CK處理可滴定酸含量最低(16.34 g/L)。在轉色-成熟期14 d內(nèi),各處理的可滴定酸含量降幅最大,之后降幅放緩。成熟采收時不同處理的可滴定酸含量相對于CK均有不同程度的降低,分別比CK低了0.47 g/L、0.65 g/L、1.77 g/L。在葡萄成熟采收時C3處理的可滴定酸含量最高,C2處理可滴定酸含量最低,C1與CK含量則沒有明顯差異。
由圖3(c)可知,隨著葡萄果實成熟,糖酸比變化呈逐漸增加的趨勢。自轉色期一周開始,各處理的糖酸比無明顯區(qū)別,在轉色-成熟期28 d前糖酸比呈快速增長趨勢,至葡萄果實成熟時,糖酸比差異顯著,CK處理的糖酸比為34.61,比C1處理低0.93%,比C2處理低1.12%,比C3處理高0.84%。在整個葡萄成熟過程中,糖酸比從高到低的處理依次為C2>C1>CK>C3,說明適當?shù)厥杷霑龠M葡萄果實的成熟。
綜合赤霞珠果實成熟過程還原糖含量、可滴定酸含量以及糖酸比變化來看,C2處理效果更佳。李華等[34]認為優(yōu)質產(chǎn)區(qū)葡萄的糖酸比可達35,C1、C2處理糖酸比>35,同時C2處理葡萄還原糖含量較高。
不同單株負載量對成熟期赤霞珠果實理化指標的影響結果見表1。
表1 不同單株負載量對成熟果實中基礎理化指標的影響Table 1 Effects of different single plant loading capacity on the basic physical and chemical indexes of ripe fruit
由表1可知,隨著單株負載量的增加,平均單粒質量和總產(chǎn)量并不呈增加趨勢,C2處理的平均單粒質量顯著大于C1、CK處理(P<0.05),C2處理和CK處理總產(chǎn)量均為80.83kg,顯著大于C1和C3處理(P<0.05),說明留穗量多少對果實產(chǎn)量有較大影響。C2、CK處理果實橫徑均為12.40 mm且顯著大于C1、C3處理(P<0.05);C2處理果實縱徑最大,說明果穗的多少對果實的縱徑有很大的影響。VC含量由高到低的處理依次是C1>C3>CK>C2。隨著單株負載量的增加,還原糖含量呈現(xiàn)先增加后下降再增加的趨勢,可能是負載量對葡萄含糖量的影響并非線性關系[35]。留在樹體上的果穗因負載量的減少,同化糖類等有機物質的能力得到提升,提高含糖量的同時對葉片進行反饋,在后期減緩光合作用。張國濤等[36]研究成果與此類似;可滴定酸含量呈逐漸增大后下降的趨勢,這與以往的結果一致[37-38],原因可能是不同負載量促進了葡萄成熟過程中呼吸作用對酸的消耗,同時因為采收時果實體積大小不同,對總酸起到了不同程度的稀釋作用。隨著單株負載量的增加,pH值呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢。C1、C2、C3處理可溶性固形物含量較CK處理有明顯的增大,可能是降低負載量后葉果比高,增強了果實中碳水化合物的供給引起的。
從成熟期赤霞珠葡萄理化指標來看,C2處理較好。C1處理雖VC含量較高、還原糖含量、可滴定酸含量適中,果粒較小且產(chǎn)量下降明顯;C2處理的果粒較大,在不減產(chǎn)的情況下還原糖含量高達245.15 g/L,可滴定酸含量與pH值適中,在此條件下更有利于葡萄果實中糖和酸的積累。
不同單株負載量對葡萄生長過程中果皮總酚、單寧、花色苷、類黃酮含量的影響見圖4。
圖4 不同單株負載量對生長過程中葡萄果皮總酚(a)、單寧(b)、花色苷(c)及類黃酮(d)含量的影響Fig.4 Effects of different single plant loading capacity on the contents of total phenols (a),tannins (b),anthocyanins (c) and flavonoids (d) of grape peel during growth process
由圖4(a)可知,在葡萄成熟過程中,葡萄果皮總酚含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢,C1處理在轉色-成熟期14 d時總酚含量下降到最低值(849.78 mgGAE/L),其余處理總酚含量均在轉色-成熟期21 d時達到最低值,C2、C3、CK處理總酚含量分別為848.31 mgGAE/L、660.28 mgGAE/L、689.74 mgGAE/L,之后呈快速上升趨勢直至成熟。在轉色-成熟期35 d時,隨著單株負載量的減少,各處理果皮總酚含量均大于CK處理,各處理的果皮總酚含量分別比對照高出7.87%、30.64%、18.39%,其中C2處理的總酚含量(1 364.75 mgGAE/L)顯著高于CK(1 044.67 mgGAE/L)(P<0.05)。說明適當降低葡萄果實的負載量可以顯著提高果皮總酚含量,可能是合理的降低負載量后,在優(yōu)先滿足糖分積累的前提下,過剩的光合產(chǎn)物會向次生代謝的底物合成轉變,使得總酚含量上升。
由圖4(b)可知,在葡萄成熟過程中,單寧含量整體呈先增加后下降再上升趨勢。轉色-成熟期21 d前C1、C2處理單寧含量不斷聚積,C3、CK處理在轉色-成熟期14 d前單寧含量不斷聚積。之后單寧含量開始下降,到轉色-成熟期35 d成熟采收時其含量相對升高。成熟采收時相比CK處理(285.13 mgTAE/L)單寧含量,C2(353.73 mgTAE/L)、C3處理(418.05 mgTAE/L)分別提高了24.06%、46.60%。在C1、C2、C3處理,單寧含量隨負載量降低出現(xiàn)明顯的下降趨勢,負載量可能在影響果實中單寧含量方面發(fā)揮重要作用,但其機制尚不明確。
由圖4(c)可知,在轉色-成熟期7 d時,各處理的花色苷含量均為最低值,花色苷含量分別為69.8 mg/L、72.22 mg/L、44.53 mg/L、44.18 mg/L;隨后花色苷含量明顯增加,隨著成熟期的進行呈波動變化的趨勢。成熟時C2、CK處理的花色苷含量達到最大值(296.92 mg/L、265.61 mg/L),C2處理較CK處理增加12.20%,C1、C3處理的總花色苷含量比CK處理分別降低16.71%、4.34%。大量研究與實踐表明,疏穗處理可能改善了植株的庫源關系以及漿果的微環(huán)境,從而有利于花色苷的合成和積累[39]。而果皮中花色苷的積累受多種因素的影響,由負載量和土壤、降雨等不相同導致出現(xiàn)以上差異。
由圖4(d)可知,在葡萄成熟過程中,類黃酮含量的變化與單寧含量的變化趨勢基本一致。轉色期一周時C2、C3處理的類黃酮含量為整個成熟期的最低值(267.23 mgRE/L、272.05 mgRE/L),轉色-成熟期14 d時,C2處理的類黃酮含量增加22.19%、C3處理增長率為21.79%,且增幅較大。成熟采收時C1、C2、C3處理的類黃酮含量達到最大值,且較CK處理葡萄果皮類黃酮含量顯著增加(P<0.05),各處理排序依次為:C2>C1>C3>CK,其類黃酮含量分別為357.73 mgRE/L、352.88 mgRE/L、346.88 mgRE/L、307.09 mgRE/L。說明降低負載量有助于葡萄果皮類黃酮含量的積累。
從赤霞珠葡萄生長過程中果皮總酚、單寧、花色苷、類黃酮含量變化來看,C1處理單寧與花色苷含量有所降低,使葡萄品質下降;C2處理葡萄果皮總酚、花色苷、類黃酮含量相較于CK處理均有較大提升;C3處理單寧含量較高,總酚、類黃酮含量也有所提升。因此,C2、C3處理相對較好。
結果表明,不同負載量對霞珠葡萄生長、品質指標的影響有顯著差異(P<0.05),赤霞珠葡萄負載量以每株保留25穗果時,各指標表現(xiàn)最佳。該處理果粒較大:單粒質量(1.04 g)、果實橫縱徑(12.40 mm、12.40 mm)、體積(309.24 mm3)、表面積(77.13mm2),且產(chǎn)量(80.83kg)與CK處理一致;果實成熟度較好:還原糖含量(245.15 g/L)、可滴定酸含量(6.68 g/L)、糖酸比(40.63)、可溶性固形物含量(26.00%)、總酚含量(1 364.75 mgGAE/L)、單寧含量(353.73 mgTAE/L)、花色苷含量(298.02 mg/L)、類黃酮含量(357.73 mgRE/L)均顯著高于對照處理(P<0.05)。綜上,在開花坐果后適當?shù)厥杷肟勺鳛樘嵘嘞贾槠咸哑焚|的有效手段,可應用于優(yōu)質葡萄的實際生產(chǎn)中。