2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣象條件分析及氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)

胡宏遠(yuǎn)， 張磊， 李紅英， 王靜， 楊洋， 南學(xué)軍

(中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 寧夏氣象科研所，寧夏 銀川 750002)

寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)位居賀蘭山?jīng)_積扇地區(qū)，具備土壤沙化貧瘠、引黃灌溉便利、光照資源豐富、熱量條件適宜、干旱少雨、晝夜溫差大等優(yōu)勢(shì)，是業(yè)界公認(rèn)的最適合種植釀酒葡萄和生產(chǎn)高端葡萄酒的黃金地帶之一，近年來受到廣泛關(guān)注[1]。該區(qū)域獨(dú)特的氣候資源對(duì)漿果糖酸平衡、色素及酚類物質(zhì)積累十分有利，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄酒提供了良好的基礎(chǔ)條件。但在全球氣候變化背景下，該地區(qū)晚霜凍頻繁發(fā)生，加之風(fēng)害、枝蔓抽干、根系越冬凍害等氣象災(zāi)害也時(shí)常出現(xiàn)，制約著葡萄產(chǎn)量提高和品質(zhì)提升[2]。

釀酒葡萄及葡萄酒質(zhì)量因生長季氣象條件差異而不同，通常氣候較冷凉年份出現(xiàn)熱量資源不充足、漿果成熟度不一致、生青果和紅果比率增加、漿果含糖量降低及糖酸比不平衡的現(xiàn)象。在氣候比較炎熱的年份，由于熱量資源充足，則漿果成熟過快，含糖量過高，酸度下降過快，酚類物質(zhì)積累不夠，導(dǎo)致釀酒葡萄品質(zhì)出現(xiàn)年際間差異，而該現(xiàn)象的產(chǎn)生與當(dāng)年釀酒葡萄生長季立地氣象條件密不可分。釀酒葡萄生長發(fā)育必不可少的光、熱、水、氣等氣象條件是一種極為重要的資源，更是“風(fēng)土”構(gòu)成因素的重要組成部分[3]。因此，正確認(rèn)識(shí)立地氣候資源特征規(guī)律、科學(xué)合理評(píng)價(jià)生長季氣象條件顯得尤為重要。

釀酒葡萄生長季氣象條件制約著漿果的成熟度，不僅影響漿果品質(zhì)，而且對(duì)原酒色澤、香氣、口感、陳釀潛力及市場價(jià)值等均產(chǎn)生重要的影響。近年來，圍繞釀酒葡萄生長季氣象條件已開展了大量研究。李瑞盈等[4]研究了河北昌黎地區(qū)釀酒葡萄霜霉病的發(fā)生與氣象條件之間的關(guān)系，建立了病害發(fā)生預(yù)測(cè)模型，為釀酒葡萄霜霉病的預(yù)測(cè)預(yù)警提供了技術(shù)支持；蘇占勝等[5]通過研究闡明了寧夏釀酒葡萄的產(chǎn)量與氣象條件的關(guān)系；李燕等[6]系統(tǒng)闡述了氣象條件對(duì)釀酒葡萄的生長發(fā)育及品質(zhì)的影響。有關(guān)釀酒葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)方面的研究相對(duì)較少;杜樂等[7]基于風(fēng)土環(huán)境開發(fā)釀酒葡萄產(chǎn)地評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)地名稱及對(duì)應(yīng)的氣候、地理和土壤信息等因子進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)，但針對(duì)賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄年份氣象條件分析及氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)等方面的研究鮮有報(bào)道；張曉煜等[8]基于多年的研究成果，結(jié)合賀蘭山東麓釀酒葡萄的生產(chǎn)實(shí)踐，選取賀蘭山東麓釀酒葡萄生長季的水熱值、有效積溫、日照時(shí)數(shù)、采前30 d降水量及采前30 d平均氣溫等關(guān)鍵氣象指標(biāo)，系統(tǒng)構(gòu)建了釀酒葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，形成氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià) 釀酒葡萄》，為釀酒葡萄氣候品質(zhì)提供了系統(tǒng)科學(xué)的評(píng)價(jià)方法。

本文利用15套葡萄園小氣候站生長期氣象資料，結(jié)合釀酒葡萄生物學(xué)特性，對(duì)比分析了2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)各地的年份氣象條件差異，采用氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià) 釀酒葡萄》(QX/T 557—2020)[8]的評(píng)價(jià)方法，對(duì)2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣候品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為賀蘭山東麓地區(qū)葡萄酒產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

氣象資料來源于2020年全區(qū)15套葡萄園小氣候站(因個(gè)別氣候站數(shù)據(jù)未上傳，故部分氣象要素以實(shí)況數(shù)據(jù)為主，下同)。小氣候站及編號(hào)：石嘴山產(chǎn)區(qū)SZSH01，賀蘭產(chǎn)區(qū)YCH01，銀川產(chǎn)區(qū)YCH02和YCH03，永寧產(chǎn)區(qū)YN01、YN02、YN03和YN04，青銅峽產(chǎn)區(qū)QTX01、QTX02、QTX03、QTX04，紅寺堡產(chǎn)區(qū)HSP01、HSP02和HSP03。根據(jù)逐日氣象資料，按照氣象統(tǒng)計(jì)方法，分別統(tǒng)計(jì)≥10 ℃積溫、平均氣溫、降水量、日照時(shí)間、最低溫及日較差等氣象要素。參考?xì)庀笮袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià) 釀酒葡萄》(QX/T 557—2020)，進(jìn)行氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 全生育期氣象條件

2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)釀酒全生育期≥10 ℃有效積溫1 560～1 984 ℃·d，其中，早熟品種霞多麗全生育期≥10 ℃有效積溫1 560～1 836 ℃·d，中熟品種美樂全生育期≥10 ℃有效積溫1 590～1 899 ℃·d，晚熟品種赤霞珠全生育期≥10 ℃有效積溫1 603～1 984 ℃·d。由圖1可知，全生育期各月平均氣溫呈先增后降的趨勢(shì)，7月達(dá)最高值。日平均氣溫最高為29.8 ℃，出現(xiàn)在7月底賀蘭金山試驗(yàn)示范區(qū)。圖2表明，全生育期月降水量整體呈“雙拋物線”趨勢(shì)，分別在6月和8月出現(xiàn)“雙峰”。其中，6月以石嘴山降水量最大，為36.9 mm，8月以紅寺堡降水量最大，為147.7 mm，全生育期降水量最大為228.0 mm，出現(xiàn)在紅寺堡肖家窯示范園區(qū)。圖3表明，全生育期日照時(shí)數(shù)在4—6月較大，7月永寧的日照時(shí)數(shù)最大，為353.3 h。

圖1 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)全生育期月平均氣溫變化

圖2 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)全生育期月降水量變化

圖3 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)全生育期月日照時(shí)數(shù)變化

2.2 關(guān)鍵發(fā)育期氣象條件

2.2.1 越冬休眠期氣象條件

圖4表明，2019年12月1日至2020年3月31日，賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)，越冬期間20 cm極端最低地溫在-2.7～0.6 ℃。其中，紅寺堡在-2.7～-1.1 ℃，永寧在-2.6～0 ℃，銀川在-1.4～0.6 ℃，石嘴山在-0.4 ℃左右，青銅峽在-0.4～0.1 ℃。越冬期日最低20 cm地溫低于0 ℃的時(shí)段集中在1月，紅寺堡部分地區(qū)持續(xù)到2月。

圖4 2019—2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)越冬期極端最低地溫變化

2.2.2 出土至開花前氣象條件

由圖5可知，2020年賀蘭山東麓釀酒葡萄自3月下旬陸續(xù)開始出土，直至4月25日前，有多個(gè)時(shí)段的日最低氣溫低于0 ℃，呈波動(dòng)狀況，最低氣溫達(dá)-6.7 ℃，出現(xiàn)在紅寺堡產(chǎn)區(qū)，其后各產(chǎn)區(qū)日最低氣溫均在零度以上。

圖5 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)出土至開花前日最低氣溫變化

2.2.3 開花至漿果膨大期氣象條件分析

賀蘭山東麓釀酒葡萄于5月中旬陸續(xù)進(jìn)入開花期。圖6可知，不同熟性品種(早熟品種霞多麗，中熟品種美樂，晚熟品種赤霞珠)開花至漿果膨大期，日均氣溫分別為22.1～22.8、22.5～23.1和22.4～23.1 ℃，≥10 ℃有效積溫分別為712～755、726～808和696～820 ℃·d。

圖6 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)開花至漿果膨大期不同品種≥10 ℃有效積溫變化

圖7可知，在漿果膨大期出現(xiàn)多次降水過程，且主要集中在6月中旬至7月下旬。其中，石嘴山產(chǎn)區(qū)累計(jì)降水量為43.7 mm，賀蘭產(chǎn)區(qū)為41.1 mm，銀川產(chǎn)區(qū)為36.6～55.3 mm，永寧產(chǎn)區(qū)為9.5～54.4 mm，青銅峽產(chǎn)區(qū)為49.1～57.5 mm，紅寺堡產(chǎn)區(qū)為14.3～33.4 mm。

圖7 賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)開花至漿果膨大期降水量變化

2.2.4 轉(zhuǎn)色至成熟期氣象條件分析

圖8可知，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)采收前30 d產(chǎn)區(qū)間降水量差異較大，其中，紅寺堡產(chǎn)區(qū)降水量最多(126.2 mm)，其次為永寧、石嘴山、銀川和賀蘭產(chǎn)區(qū)，青銅峽產(chǎn)區(qū)降水量最少。采收前30 d降水量在區(qū)域和品種間差異都較大。其中，霞多麗葡萄最多，最大值出現(xiàn)在紅寺堡；其次為美樂，最大值出現(xiàn)在紅寺堡；赤霞珠葡萄最少，最大值出現(xiàn)在銀川產(chǎn)區(qū)。

圖8 釀酒葡萄成熟采收前30 d累計(jì)降水

2.3 年份氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)

按照氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià) 釀酒葡萄》(QX/T 557—2020)，選取2020年賀蘭山東麓釀酒葡萄生長季水熱值、有效積溫、日照時(shí)數(shù)、采前30 d降水量及采前30 d平均氣溫等關(guān)鍵氣象指標(biāo)，采用釀酒葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，分別計(jì)算本年度各產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)。將氣候品質(zhì)劃分為特優(yōu)、優(yōu)、良、一般4個(gè)等級(jí)(表1)。從產(chǎn)區(qū)來看，石嘴山產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)均為良，賀蘭產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，銀川產(chǎn)區(qū)為良→優(yōu)，永寧產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，青銅峽產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，紅寺堡產(chǎn)區(qū)為一般→優(yōu)等級(jí)。從品種來看，霞多麗葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為一般→特優(yōu)，且以良→優(yōu)為主；美樂葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為一般→特優(yōu)，且以良→特優(yōu)為主；赤霞珠葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為良→特優(yōu)，且以優(yōu)→特優(yōu)等級(jí)為主。

表1 2020年賀蘭山東麓釀酒葡萄氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)

3 討論

越冬根系及冬芽凍害是賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄產(chǎn)量下降及品質(zhì)提升的主要限制因子，也是葡萄及葡萄酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展中面臨的最大自然災(zāi)害之一。通常歐亞種葡萄成熟芽眼可耐受-15 ℃左右的低溫，該溫度也是埋土防寒區(qū)枝蔓安全越冬的臨界溫度[9]。賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)上栽培的葡萄品種絕大多數(shù)為歐亞種，根系在-3～-5 ℃時(shí)即可受凍，因此，越冬凍害主要表現(xiàn)在根系受凍[10]。20 cm土層內(nèi)葡萄根系極易受到傷害，而40 cm以下土壤溫度，無論是平均地溫還是最低地溫，對(duì)葡萄根系越冬都是安全的[11]。2020年賀蘭山東麓各產(chǎn)區(qū)20 cm極端最低地溫均在-3 ℃以上，未達(dá)到根系越冬受凍指標(biāo)，表明釀酒葡萄越冬休眠期間氣象條件較好，各園區(qū)釀酒葡萄均能安全越冬。

釀酒葡萄出土萌芽后對(duì)外界低溫敏感度開始增加，通常絨球期和未萌動(dòng)嫩梢可忍耐-1.9 ℃低溫，而處于綠尖期時(shí)可忍耐-0.7 ℃低溫，花器官在0 ℃以下時(shí)普遍遭遇凍害損傷[12]。已萌發(fā)的主芽受凍后萎蔫，新梢花序受凍后，前期表現(xiàn)為水漬狀萎蔫，后期出現(xiàn)褐變，下垂折斷直至干枯死亡，不僅影響植株生長、發(fā)育狀況，對(duì)產(chǎn)量及品質(zhì)造成影響，而且對(duì)樹體養(yǎng)分儲(chǔ)藏、安全越冬及翌年生長狀況產(chǎn)生重要影響。4月1日以來，寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)霜凍過程頻繁，低溫強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長，影響范圍廣，累計(jì)發(fā)生4次霜凍天氣過程，分別為4月2—3日、10—12日、16—17日及20—25日，共計(jì)13個(gè)霜凍日。其中，前2次霜凍過程，大部分基地釀酒葡萄處于出土階段，部分出土的還未萌芽，并未造成危害。4月16—17日霜凍過程大部分釀酒葡萄種植基地最低氣溫在0 ℃以上，個(gè)別處于低洼或沿山風(fēng)口區(qū)域的釀酒葡萄遭遇輕至中度受凍。而4月20—25日霜凍過程中，以24日最為嚴(yán)重，極端日最低氣溫達(dá)到-6.7～-4.0 ℃，局地田間實(shí)測(cè)最低氣溫達(dá)-7～-8 ℃，致使處于絨球期至展葉期的釀酒葡萄遭受中至重度凍害，部分地區(qū)輕度受凍，個(gè)別地區(qū)一年生枝條也遭遇受凍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，此次霜凍天氣全區(qū)釀酒葡萄受災(zāi)程度較重，面積達(dá)1.67萬hm2，占釀酒葡萄種植總面積的46%左右。其中，吳忠市為0.84萬hm2，銀川市為0.53萬hm2左右，農(nóng)墾集團(tuán)為0.27萬hm2左右，受凍區(qū)域預(yù)計(jì)減產(chǎn)幅度在30%～60%[13]。

釀酒葡萄膨大期，細(xì)胞體積和數(shù)目開始增加，此階段溫度、日照時(shí)間及降水量對(duì)漿果膨大、根系生長及花芽分化等均有重要影響。研究表明，膨大期降水量在80～150 mm[14]，3 a生赤霞珠葡萄每株灌水233.31 L，有助于漿果品質(zhì)提升，而干旱則顯著降低產(chǎn)量[15]。漿果成熟期雨水過多，營養(yǎng)生長過旺，出現(xiàn)漿果果粒偏大、著色差、紅果率增加、糖酸比失衡、風(fēng)味變淡、pH增加等現(xiàn)象。此外，過多雨水還會(huì)導(dǎo)致裂果增加，病蟲害流行[16-17]。而采前20 d降水量是造成地區(qū)間含糖量、糖酸比差異的主要?dú)庀笠蛩兀汕?5 d降水量是造成含酸量差異的主要原因[18]。2020年賀蘭山東麓各葡萄產(chǎn)區(qū)6月出現(xiàn)多次降水過程，持續(xù)時(shí)間長，有效補(bǔ)充了土壤水分，減少了產(chǎn)區(qū)灌溉量，促進(jìn)了漿果膨大。整體上開花至果實(shí)膨大期，陰雨天氣多，日照偏少，花期出現(xiàn)大風(fēng)天氣，對(duì)釀酒葡萄開花坐果有不利影響。賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)采收前30 d降水量超過30 mm，對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)形成有不利影響。2020年銀川以北產(chǎn)區(qū)，赤霞珠葡萄采前30 d降水量超過30 mm，美樂葡萄大部分產(chǎn)區(qū)超過30 mm，霞多麗葡萄大部分產(chǎn)區(qū)超過30 mm，紅寺堡產(chǎn)區(qū)最大降水量達(dá)126.2 mm，對(duì)釀酒葡萄優(yōu)質(zhì)品質(zhì)形成極其不利。不同品種間收獲期降水量差異較大，其中，影響最大的為霞多麗，其次為美樂，而赤霞珠最小。由此可知，2020年釀酒葡萄收獲期降水量主要集中在8—9月，10月降水量對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)影響有限，為后期適當(dāng)晚采提供了基本氣象保障。

釀酒葡萄品質(zhì)形成與光、溫、水、氣等氣象條件密不可分且相互影響，生育期內(nèi)單一氣象要素變化不能更好地說明整體年份氣象情況，因此，科學(xué)合理的綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)體系顯得極其重要。李燕等[6]認(rèn)為，7—8月的降水量和水熱系數(shù)對(duì)西北地區(qū)釀酒葡萄糖分積累的影響最大，Gouveia等[19]用葡萄牙春夏季最高氣溫、降水量和霜日建立了年份酒氣候評(píng)價(jià)方法，從氣象角度科學(xué)全面評(píng)價(jià)了年份酒質(zhì)優(yōu)劣；馬力文等[20]采用總糖、總酸、糖酸比和單寧建立了賀蘭山東麓赤霞珠葡萄品質(zhì)氣象評(píng)價(jià)指標(biāo)和模型，為評(píng)價(jià)賀蘭山東麓釀酒葡萄品質(zhì)提供了一套可行的方法。

4 小結(jié)

2020年賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)未發(fā)生越冬凍害，各產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄均能安全越冬。萌芽至開花期霜凍過程頻繁，低溫強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長，影響范圍廣，造成多數(shù)地區(qū)釀酒葡萄受凍減產(chǎn)，漿果膨大期陰雨天氣多、日照偏少，開花期出現(xiàn)了大風(fēng)天氣，對(duì)釀酒葡萄開花坐果產(chǎn)生不利影響。本文采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評(píng)價(jià) 釀酒葡萄》(QX/T 557—2020)，選取生長季水熱值、有效積溫、日照時(shí)數(shù)、采收前30 d降水量及采收前3 d平均氣溫等關(guān)鍵氣象指標(biāo)，利用氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)模型對(duì)2020年賀蘭山東麓各產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣候品質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，從產(chǎn)區(qū)來看，石嘴山產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)均為良，賀蘭產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，銀川產(chǎn)區(qū)為良→優(yōu)，永寧產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，青銅峽產(chǎn)區(qū)為良→特優(yōu)，紅寺堡產(chǎn)區(qū)為一般→優(yōu)等級(jí)。從品種來看，霞多麗葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為一般→特優(yōu)，且以良→優(yōu)為主；美樂葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為一般→特優(yōu)，且以良→特優(yōu)為主；赤霞珠葡萄氣候品質(zhì)等級(jí)為良→特優(yōu)，且以優(yōu)→特優(yōu)等級(jí)為主。

氣象因子是決定葡萄品質(zhì)和葡萄酒生產(chǎn)的主要影響因素之一，釀酒葡萄生理生態(tài)過程、發(fā)育節(jié)律、品質(zhì)優(yōu)劣與產(chǎn)地氣候息息相關(guān)，尤其是在全球氣候變暖的大背景條件下，氣候的不確定性增加，對(duì)作物的生長環(huán)境產(chǎn)生明顯擾動(dòng)，霜凍、連陰雨及暴雨等極端天氣氣候事件發(fā)生頻率和強(qiáng)度正在增加，釀酒葡萄生產(chǎn)的不穩(wěn)定因素隨之增加。因此，在全球變暖的大背景下，順應(yīng)氣候自然規(guī)律，充分挖掘局地氣候資源優(yōu)勢(shì)，摸清區(qū)域釀酒葡萄生長發(fā)育規(guī)律，努力營造葡萄園良好的小氣候生態(tài)，最大化利用局地氣候優(yōu)勢(shì)，趨利避害，揚(yáng)長避短，因地制宜開展釀酒葡萄生產(chǎn)顯得尤為重要。