顧梅花，解昊郡，蔣鵬，孫權(quán)*

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

寧夏賀蘭山東麓是我國(guó)著名的葡萄酒產(chǎn)區(qū)，是優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的主產(chǎn)地之一[1]。該產(chǎn)區(qū)地理位置優(yōu)越，氣候適宜，具有通透性好、侵蝕度低的礫質(zhì)石灰性土壤，灌溉條件良好，光、熱資源豐富，為葡萄生長(zhǎng)發(fā)育提供了有利基礎(chǔ)[2-3]。然而，該區(qū)域大部分位于賀蘭山山前洪積扇，成土母巖以洪積物為主，富含石礫，土壤強(qiáng)堿性，錳含量低且有效性差[4]。同時(shí)，栽培中以施用大量營(yíng)養(yǎng)元素為主，微量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素常被忽視，土壤中微量元素較為缺乏，養(yǎng)分不平衡，導(dǎo)致葡萄葉片的光合作用及生長(zhǎng)發(fā)育受阻，植株生長(zhǎng)變?nèi)?，進(jìn)而影響釀酒葡萄的品質(zhì)和產(chǎn)量[5]。因此，研究該區(qū)域微量元素錳對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，有利于改善葡萄品質(zhì)和風(fēng)味。

微量元素錳在植物體內(nèi)主要以金屬離子的形式存在，在葡萄的生理生化中對(duì)某些酶或輔酶起關(guān)鍵作用[6]，與植物呼吸、光合、硝酸還原作用及物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換等有密切關(guān)系，是促進(jìn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育所必須的微量元素[7]。葡萄缺錳時(shí)幼葉失綠，新梢頂端向下卷曲，葉綠體結(jié)構(gòu)性變差，對(duì)光敏感，引起膜脂過(guò)氧化，葉片卷曲，嚴(yán)重影響了葡萄的正常生長(zhǎng)[8]。錳過(guò)量又稱為錳毒，可引起葡萄葉片葉綠素的破壞，使葡萄的光合速率和蒸騰速率降低，干物質(zhì)積累減少，同時(shí)會(huì)引起氧化反應(yīng)，從而抑制葡萄生長(zhǎng)[9]。葡萄中的酚類物質(zhì)是影響葡萄酒風(fēng)味的關(guān)鍵因素，但在缺錳情況下，糖類、多酚類化合物的合成會(huì)受到抑制，果實(shí)品質(zhì)降低[10-11]。通過(guò)葉面噴施錳，可促進(jìn)缺錳植株生長(zhǎng)發(fā)育，提高葡萄產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)[12]。陳黃曌等[13]以釀酒葡萄‘赤霞珠’為試材，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)色期葉施錳肥可以提高果實(shí)的可溶性固形物含量和糖酸比，降低可滴定酸含量，并能促進(jìn)果皮中總酚、縮合單寧和總花色苷的合成。

葉施錳素可改善植物品質(zhì)的研究已有報(bào)道[14-16]，但在釀酒葡萄上的研究較少。本試驗(yàn)以寧夏賀蘭山東麓‘馬瑟蘭’葡萄為試材，以葉面噴施EDTA-Mn為肥源，在風(fēng)沙土條件下，探究EDTA-Mn的施用濃度對(duì)釀酒葡萄光合特性和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，探索最佳施肥用量，為賀蘭山東麓釀酒葡萄的高品質(zhì)和高產(chǎn)量生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于寧夏賀蘭山東麓玉泉營(yíng)釀酒葡萄基地（38°14′21″N，106°01′38″E）。該地區(qū)干旱少雨，光熱條件好，日照時(shí)數(shù)3032 h，日照率67%，年均降水量198 mm，年均氣溫8.8 ℃，日較差平均為13.6 ℃，無(wú)霜期160～170 d，病蟲害發(fā)生率低[5]。在釀酒葡萄轉(zhuǎn)色期，晝夜溫差較大，利于葡萄糖分積累，而在釀酒葡萄成熟期，晝夜溫差減小，利于葡萄中香氣提升，促進(jìn)酚類的合成。

試驗(yàn)場(chǎng)地土壤類型為風(fēng)沙土，由于有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量較低，天氣干燥，葡萄生長(zhǎng)較慢，有利于釀酒葡萄糖分的積累和適中的酸度，該地氣候和土壤特征使其成為中國(guó)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)之一。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為4年生‘馬瑟蘭’，傾斜龍干形，長(zhǎng)梢修剪；東西行向定植，株行距為0.5 m×3.5 m，種植密度每公頃5714株。

本研究采用單因素多水平隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，增施螯合態(tài)錳肥（EDTA-Mn，錳含量為13%），施肥方式為葉面噴施，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，共設(shè)5個(gè)處理：4個(gè)EDTA-Mn噴施濃度即2.25 kg?hm-2（H1）、4.50 kg?hm-2（H2）、6.75 kg?hm-2（H3）、9.00 kg?hm-2（H4），以噴施清水為對(duì)照（CK），每處理3個(gè)重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)。每小區(qū)24株，面積為42 m2，分別于2021年6月3日、7月13日、8月5日對(duì)葡萄樹(shù)均勻噴施3次，以葉片正背面噴施80%以上為宜。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1 葡萄葉片光合指標(biāo)測(cè)定

于第3次噴肥的第20天，選擇晴朗且無(wú)云的天氣，利用CIRAS-3便攜式光合測(cè)試儀對(duì)不同處理同一側(cè)相同高度的區(qū)域進(jìn)行光合特性的測(cè)定，包括胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr），每個(gè)指標(biāo)多點(diǎn)重復(fù)測(cè)3次；采用SPAD502葉綠素計(jì)測(cè)定葡萄植株同一側(cè)相同高度葉片的葉綠素相對(duì)含量，用SPAD值表示。

1.3.2 葡萄產(chǎn)量及構(gòu)成因素測(cè)定

在9月26日果實(shí)收獲期，從每個(gè)處理中隨機(jī)選取9株葡萄的果實(shí)，稱量并計(jì)算株產(chǎn)，進(jìn)而折算出每公頃產(chǎn)量；穗長(zhǎng)：每個(gè)處理隨機(jī)選擇5穗具有代表性的果穗，用鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量；橫徑：每個(gè)處理隨機(jī)選取5粒葡萄，用游標(biāo)卡尺測(cè)量；百粒質(zhì)量：每個(gè)處理隨機(jī)選取100粒果實(shí)，用精度為0.01 g的電子稱稱量，每項(xiàng)均重復(fù)3次。

1.3.3 漿果品質(zhì)測(cè)定

可溶性固形物含量通過(guò)手持糖量計(jì)測(cè)定[17]；可滴定酸含量用0.1 mol?L-1NaOH（終點(diǎn)pH 8.2）測(cè)定[18]，計(jì)算糖酸比；各處理隨機(jī)取100粒果實(shí)快速用液氮冷凍后，在-80 ℃超低溫冰箱冷凍保存，磨碎用于單寧、總酚和花色苷含量的測(cè)定。采用福林-丹尼斯法測(cè)定單寧的含量；采用福林-肖卡法測(cè)定總酚的含量；采用pH示差法測(cè)定總花色苷的含量[19]；

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，SPSS 25.0軟件分析數(shù)據(jù)，LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P<0.05），表中數(shù)字表示平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施EDTA-Mn對(duì)‘馬瑟蘭’葉片光合性能的影響

由表1可知，葉綠素含量隨噴施EDTA-Mn用量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，在H3處理時(shí)達(dá)到高峰，較CK顯著提高16.71%，然后下降，但H3與H2處理的差異不顯著；胞間CO2濃度以CK為最高，其它4個(gè)EDTA-Mn處理較CK顯著降低15.97%、14.71%、9.24%和14.71%；氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率隨EDTA-Mn施用量的增加呈先上升后降低的趨勢(shì)，4個(gè)EDTA-Mn處理均高于CK，但處理間差異不顯著，H2處理的氣孔導(dǎo)度較CK顯著提高30.36%；H2處理的蒸騰速率較CK、H1、H3和H4處理顯著提高30.28%、6.35%、5.63%、10.35%；凈光合速率以H1和H4處理最高，均較CK顯著提高32.97%，4個(gè)EDTA-Mn處理間無(wú)顯著差異。

表1 不同處理對(duì)葡萄葉片光合性能的影響Table 1 Eあects of diあerent treatments on photosynthetic indexes of wine grapes

2.2 噴施EDTA-Mn對(duì)‘馬瑟蘭’產(chǎn)量的影響

從表2可知，與CK相比，噴施EDTA-Mn可以明顯改善‘馬瑟蘭’葡萄的穗長(zhǎng)、橫徑、百粒質(zhì)量和產(chǎn)量。H2處理的果穗長(zhǎng)度最高，較CK顯著提高14.35%，4個(gè)EDTA-Mn處理間無(wú)顯著差異；果實(shí)橫徑隨噴施EDTA-Mn量的增加先呈上升趨勢(shì)，在H2處理達(dá)到最大值之后，隨施用量的增加呈下降趨勢(shì)，H2處理較CK、H1和H4處理的粒橫徑分別顯著提高11.79%、5.57%和5.27%；H2處理的百粒質(zhì)量最高，較CK、H1和H4處理分別顯著提高8.25%、11.75%和15.02%，H4處理的百粒質(zhì)量最低，較CK顯著降低5.89%，H2和H3處理之間無(wú)顯著差異；與CK相比，除H4外，噴施EDTA-Mn可以顯著提高葡萄產(chǎn)量，產(chǎn)量由高到低依次為H2＞H3＞H1＞CK＞H4，H1、H2和H3處理分別較CK顯著提高11.75%、24.11%和14.16%，H4處理較CK的產(chǎn)量降低7.05%。

表2 不同處理對(duì)‘馬瑟蘭’葡萄產(chǎn)量的影響Table 2 Eあects of diあerent treatment on yield of 'Marselan' grapevine

2.3 噴施EDTA-Mn對(duì)‘馬瑟蘭’漿果品質(zhì)的影響

由表3可知，所有處理間可溶性固形物含量無(wú)顯著差異，以H3處理最高?？傻味ㄋ岷侩SEDTAMn噴施用量的增加呈上升趨勢(shì)，在H4處理時(shí)最高，H1、H2、H3和H4處理分別較CK顯著提高12.07%、18.97%、31.03%和32.76%；糖酸比隨EDTA-Mn噴施用量的增加呈下降趨勢(shì)，以CK最高；噴施EDTA-Mn較CK可以提高葡萄果實(shí)中單寧、花色苷和總酚含量。H2處理的單寧含量最高，較CK提高4.73%，但各處理之間無(wú)顯著差異；花色苷含量隨EDTA-Mn噴施用量的增加先呈升高趨勢(shì)，在H2處理達(dá)到最大值，后隨噴施用量的增加呈下降趨勢(shì)，H2較CK、H1和H4處理顯著提高10.31%、10.11%和25.00%，H2和H3處理之間無(wú)顯著差異；總酚含量隨EDTA-Mn用量的增加先呈升高趨勢(shì)，H3處理含量最高，之后呈下降趨勢(shì)，H3較CK、H1和H4處理分別顯著提高42.14%、24.63%和36.12%，H2與H3處理、CK與H4處理之間無(wú)顯著差異。

表3 不同處理對(duì)‘馬瑟蘭’漿果品質(zhì)的影響Table 3 Eあects of diあerent treatments on berry quality of 'Marselan' grapevine

2.4 噴施EDTA-Mn的‘馬瑟蘭’產(chǎn)量與品質(zhì)的主成分分析

本試驗(yàn)選取SPAD值、光合參數(shù)、釀酒葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)共17項(xiàng)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行綜合分析。由表4可以看出，第一主成分、第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為66.99%、20.30%，累積貢獻(xiàn)率為87.29%，大于85%，說(shuō)明這兩個(gè)主成分基本涵蓋17個(gè)指標(biāo)的全部信息。各處理的綜合得分由高到低的順序依次為：H2＞H3＞H1＞H4＞CK，其中H2處理綜合得分最高，為1.62。由此可知，葉面噴施EDTA-Mn的最佳施用量為H2處理的4.5 kg?hm-2。

表4 不同處理與‘馬瑟蘭’葡萄品質(zhì)指標(biāo)主成分分析Table 4 Principal component analysis of diあerent treatments and quality indicators of 'Marselan' grapevine

3 討論

錳是葡萄生長(zhǎng)過(guò)程中所需的微量元素之一，對(duì)葡萄的生理功能具有多種影響，與葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)有密切關(guān)系[20-21]。葡萄葉片葉綠素中含有豐富的錳，它與光合作用和呼吸作用有關(guān)，能維持葡萄葉片葉綠體膜的正常結(jié)構(gòu)，并參與光合作用中的氧化還原過(guò)程，補(bǔ)充適量的錳肥可以提高葉綠素含量和凈光合作用[7]，并減輕葉片黃化現(xiàn)象[22]。

殷憲強(qiáng)等[23]研究表明，在盆栽條件下對(duì)玉米施用20 mg?kg-1的MnSO4·5H2O能顯著提高玉米葉片的總?cè)~綠素含量，較不施錳處理增加了35.8%，對(duì)促進(jìn)玉米生長(zhǎng)有顯著影響。本研究結(jié)果表明，葉面噴施EDTAMn可以提高‘馬瑟蘭’葡萄葉片葉綠素含量。葉片的光合作用能夠反映物質(zhì)的累積和消耗，是決定釀酒葡萄產(chǎn)量、品質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，與其生產(chǎn)性能密切相關(guān)，而錳是直接參與光合作用的必要微量元素[24]。魯巍等[25]研究表明，噴施適宜濃度葉面錳肥能有效提高大豆葉片凈光合速率。本試驗(yàn)結(jié)果表明，葉面噴施EDTA-Mn可以提高‘馬瑟蘭’葡萄葉片的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，隨EDTA-Mn噴施量的增加呈上升趨勢(shì)，但超過(guò)4.5 kg?hm-2處理則呈下降趨勢(shì)，4.5 kg?hm-2處理相對(duì)于2.25 kg?hm-2處理顯著提升了葡萄葉片光合性能，4.5 kg?hm-2處理相對(duì)于9.00kg?hm-2處理，在降低錳肥施用量的同時(shí)顯著增強(qiáng)了葡萄的光合作用，利于有機(jī)物積累，為產(chǎn)量形成提供有利條件。本試驗(yàn)中高錳處理與中錳處理相比差異不顯著，可能由于葉片內(nèi)錳素濃度過(guò)高，使葉片內(nèi)養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致葉片對(duì)錳素的吸收利用受限[26]。但在本研究中胞間CO2濃度隨EDTA-Mn噴施量的增加呈降低趨勢(shì)，這與蔣鵬等[27]研究結(jié)果一致。

蔣鵬等[27]在‘蛇龍珠’葡萄上的研究還發(fā)現(xiàn)，滴施30 kg?hm-2MnSO4可提升葡萄的粒質(zhì)量及粒徑，分別較對(duì)照處理提升23.60%和4.70%；而王銳等[19]對(duì)‘赤霞珠’葡萄的研究認(rèn)為，滴施60 kg?hm-2EDTAMn顯著降低葡萄的百粒質(zhì)量及粒徑。本試驗(yàn)結(jié)果表明，葉面噴施EDTA-Mn可顯著提高‘馬瑟蘭’釀酒葡萄的橫徑和百粒質(zhì)量，其中以4.5 kg?hm-2處理增加最顯著，與王銳等[19]研究結(jié)果不一致，可能是由于區(qū)域、品種、施肥量、施肥種類、管理措施等因素的不同所致。錳元素可以促進(jìn)細(xì)胞分裂和花粉萌發(fā)，增加結(jié)實(shí)率，提高淀粉酶活性，對(duì)產(chǎn)量有顯著影響[28]。本研究中，噴施4.5 kg?hm-2處理的產(chǎn)量較CK提高幅度最大，而9.00 kg?hm-2處理較CK產(chǎn)量降低，可能是由于過(guò)量的EDTA-Mn對(duì)葡萄生長(zhǎng)產(chǎn)生毒害，從而對(duì)產(chǎn)量起抑制作用。

葡萄果實(shí)中的糖分、酸類和酚類物質(zhì)是衡量釀酒葡萄果實(shí)品質(zhì)的主要指標(biāo)[29-32]。施用錳肥可以促進(jìn)糖類和酚類的合成及運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改善葡萄的品質(zhì)。本研究結(jié)果顯示，葉面補(bǔ)充錳能提高‘馬瑟蘭’葡萄的可溶性固形物，增加單寧、總酚和花色苷含量，這與陳黃曌等[13]對(duì)賀蘭山東麓4年生‘赤霞珠’葡萄在轉(zhuǎn)色期噴施MnSO4?H2O的研究結(jié)果一致。在本研究中，糖酸比與噴施EDTA-Mn濃度成反比，這與王銳等[19]對(duì)‘赤霞珠’的研究結(jié)果一致，與蔣鵬等[25]對(duì)‘蛇龍珠’的研究結(jié)果不一致，可能是葡萄品種、基因、環(huán)境等不同造成的。綜合分析，葉面噴施EDTA-Mn可以增強(qiáng)葡萄葉片的光合作用，改善葡萄的品質(zhì)，為釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒打造了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

在賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)，葉面噴施一定濃度的EDTAMn能提高‘馬瑟蘭’葡萄葉片葉綠素含量、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度以及果實(shí)橫徑、百粒質(zhì)量、產(chǎn)量、單寧和花色苷含量。通過(guò)綜合分析，本研究中EDTA-Mn葉面噴施最佳用量為4.5 kg?hm-2。