徐蕊 郭偉 李娜 尚艷 胡宏遠(yuǎn) 姜琳琳 張磊

摘 要：【目的】對(duì)賀蘭山東麓主栽釀酒葡萄品種土內(nèi)萌芽與溫度關(guān)系分析，篩選出適合不同品種釀酒葡萄的萌芽率—土壤溫度估算模型，為生產(chǎn)上釀酒葡萄出土作業(yè)的適宜時(shí)間提供參考，也為深入研究釀酒葡萄需熱量打下基礎(chǔ)?！痉椒ā恳灾髟云贩N赤霞珠和黑比諾為材料，利用不同埋土厚度改變枝條處土壤溫度，于冬芽土內(nèi)萌發(fā)期間分批次出土，統(tǒng)計(jì)萌芽率。參考常用的6 種需熱量模型（生長(zhǎng)度小時(shí)模型、有效積溫模型、最大積溫模型、溫度最大值累計(jì)模型、平均溫度累計(jì)模型、熱量模型）和≥ 0 ℃、2 ℃、4 ℃、6 ℃、8 ℃和10 ℃有效積溫模型計(jì)算出土前葡萄枝條處的土壤溫度，普查不同品種釀酒葡萄萌芽率和土壤溫度的關(guān)系，建立關(guān)系模型，篩選最優(yōu)回歸曲線。【結(jié)果】結(jié)果表明赤霞珠和黑比諾萌芽率和土壤溫度均顯著相關(guān)，其中通過熱量模型計(jì)算的值相關(guān)性最差。土壤溫度對(duì)赤霞珠土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律表現(xiàn)為一元二次或一元三次方程變化趨勢(shì)，最優(yōu)回歸曲線方程為Y=7.3E-04x2-0.3976x+54.006，R2 為0.845，模型效率系數(shù)為0.845；土壤溫度對(duì)黑比諾土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律表現(xiàn)為S 曲線，最優(yōu)回歸曲線方程為Y=e（6.08287-7585.781/x），R2 為0.932，模型效率系數(shù)為0.77?！窘Y(jié)論】3 日滑動(dòng)平均土壤溫度≥ 8 ℃的平均溫度累計(jì)值和小時(shí)有效溫度累計(jì)值分別適用于赤霞珠和黑比諾土內(nèi)萌芽率預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：釀酒葡萄；萌芽；關(guān)系分析

中圖分類號(hào)：S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8981（2023）03—0263—08

賀蘭山東麓是我國(guó)最大的葡萄酒地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)區(qū)，是業(yè)界公認(rèn)的最適合種植釀酒葡萄的黃金地帶之一，得天獨(dú)厚的風(fēng)土條件造就了高端的釀酒葡萄品質(zhì)[1]。該產(chǎn)區(qū)冬季寒冷，釀酒葡萄需要埋土才能安全越冬，所以冬前埋土、春季出土是賀蘭山東麓葡萄生產(chǎn)中最重要的農(nóng)事活動(dòng)。春季出土?xí)r間對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育有著重大影響，出土?xí)r間過早，枝條容易抽干，晚霜凍風(fēng)險(xiǎn)增加；出土過晚，葡萄冬芽在土內(nèi)萌發(fā)，出現(xiàn)黃芽，極易造成損傷或脫落，即使沒有損傷的黃芽，遇到大風(fēng)或強(qiáng)烈日照也會(huì)因失水或灼傷造成干枯，給當(dāng)年生產(chǎn)帶來顯著不利影響[2]。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了避免或減少提早出土發(fā)生的抽干危害及晚霜凍風(fēng)險(xiǎn)，一般盡可能將出土?xí)r間延遲至土內(nèi)萌芽前，在土內(nèi)萌芽之前，越晚出土對(duì)葡萄生產(chǎn)越有利。因此，如果能準(zhǔn)確預(yù)估釀酒葡萄在土內(nèi)萌芽的時(shí)間，對(duì)科學(xué)合理制定出土起止日期，減少出土損失、保障釀酒葡萄良好生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。

關(guān)于溫度影響葡萄萌芽的研究多集中在需冷量和需熱量上，從生產(chǎn)上看，在賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)，埋土層溫度能夠滿足釀酒葡萄的需冷量，在春季回溫時(shí)會(huì)自然解除休眠，累積夠一定的熱量后就能順利萌芽展葉[3-7]。在已有研究中，促進(jìn)葡萄萌芽需熱量的估算是從生理休眠結(jié)束至50% 的冬芽萌發(fā)、展葉所需的有效熱量累計(jì)。其中生理休眠結(jié)束日期通常采用分批次剪取枝條后人工培養(yǎng)至萌芽來確定的[8-9]。在設(shè)施環(huán)境中，通過有效積溫模型計(jì)算的鮮食葡萄冬芽萌發(fā)進(jìn)程和需熱量在兩種不同的設(shè)施環(huán)境中差異最小，最為穩(wěn)定[10-11]。釀酒葡萄霞多麗在需冷量滿足后萌芽整齊度明顯提高，且通過生長(zhǎng)度小時(shí)模型累計(jì)的需熱量為8 928 ℃ [12]。然而，由于空氣溫度和土壤溫度的特征差異較大，對(duì)葡萄萌芽影響差異也較大，基于已有文獻(xiàn)初步分析得出在空氣環(huán)境中的葡萄萌芽需熱量遠(yuǎn)大于其在土內(nèi)萌發(fā)需要的溫度累計(jì)，所以無法進(jìn)行參考。

本試驗(yàn)利用不同埋土厚度使釀酒葡萄枝條處的土壤溫度形成梯度，在次年冬芽土內(nèi)萌發(fā)期間分批次出土，統(tǒng)計(jì)不同處理下的冬芽萌發(fā)情況。初步對(duì)釀酒葡萄萌芽率和土壤溫度進(jìn)行分析，得出主栽釀酒葡萄赤霞珠和黑比諾土內(nèi)萌芽率與土壤溫度的最佳關(guān)系模型，以期為生產(chǎn)上釀酒葡萄出土作業(yè)的適宜時(shí)間提供參考，也為后期深入研究釀酒葡萄需熱量奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗(yàn)以賀蘭山東麓主栽釀酒葡萄品種赤霞珠和黑比諾為材料，于2019—2020 年在寧夏回族自治區(qū)銀川市金鳳區(qū)良田鎮(zhèn)釀酒葡萄基地展開，土壤為沙土。

釀酒葡萄埋入土層后大部分枝條處在距離地面20 cm 處，本試驗(yàn)在越冬前埋土作業(yè)時(shí)形成不同埋土厚度：T1 為距地面50 cm 埋土厚度（園區(qū)正常埋土厚度），T2 為40 cm 埋土厚度，T3 為30 cm 埋土厚度，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)。于次年春季釀酒葡萄土內(nèi)萌芽時(shí)期分批次出土，調(diào)查萌芽情況。出土?xí)r間和批次為4 月9—27 日，每隔3 d 處理出土1 個(gè)批次。利用土壤溫度記錄儀監(jiān)測(cè)釀酒葡萄枝條處的土壤溫度。

2.2 釀酒葡萄土內(nèi)萌芽預(yù)測(cè)模型研究

對(duì)釀酒葡萄枝條處的土壤溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，參考常用的6 種落葉植物萌芽需熱量模型（生長(zhǎng)度小時(shí)模型、有效積溫模型、最大積溫模型、溫度最大值累計(jì)模型、平均溫度累計(jì)模型、熱量模型）和農(nóng)業(yè)氣象上常用的有效積溫模型計(jì)算釀酒葡萄枝條處的土壤溫度，將釀酒葡萄萌芽率和土壤溫度累計(jì)值進(jìn)行相關(guān)分析和回歸分析。由表1 可知，赤霞珠枝條處的土壤溫度通過各個(gè)模型計(jì)算的累計(jì)值與萌芽率均顯著相關(guān)，其中通過平均溫度累計(jì)模型、日有效積溫模型和小時(shí)有效積溫模型計(jì)算的累計(jì)值與萌芽率相關(guān)系數(shù)均在0.8 以上，通過熱量模型計(jì)算的值相關(guān)性最差，相關(guān)系數(shù)在0.459 ～ 0.646之間。通過回歸分析，土壤溫度對(duì)赤霞珠土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律一致，萌芽率在50% 以下均表現(xiàn)為一元二次或一元三次方程變化趨勢(shì)，其中9 個(gè)擬合曲線的R2 在0.8 以上，分別為C10 ～ C14、C22 ～ C23、C27 ～ C28，最優(yōu)回歸曲線是C14，方程為Y=7.3E-04x2-0.3976x+54.006，R2 為0.845，平均絕對(duì)誤差較低，為3.94，模型效率系數(shù)最佳，為0.845，可以用于赤霞珠土內(nèi)萌芽率的預(yù)測(cè)（圖2A）。

由表2 可知，黑比諾枝條處土壤溫度累計(jì)值與萌芽率也均顯著相關(guān)，相關(guān)性較赤霞珠更顯著，81.3% 達(dá)到0.8 以上，通過熱量模型計(jì)算的值相關(guān)性也最差，相關(guān)系數(shù)在0.338 ～ 0.824 之間。通過回歸分析可知，土壤溫度對(duì)黑比諾土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律表現(xiàn)為S 曲線，68.8% 歸回曲線的R2 在0.8 以上，其中H26、H30 ～ H32 擬合度最好，R2 達(dá)到了0.9 以上，最優(yōu)回歸曲線是H31，方程為Y=e（6.08287-7585.781/x），R2 為0.932，平均絕對(duì)誤差較低，為6.51，模型效率系數(shù)較好，為0.77，適用于黑比諾土內(nèi)萌芽率預(yù)測(cè)（圖2B）。赤霞珠、黑比諾的擬合曲線基本能反映出萌芽率達(dá)到50% 的土壤溫度變化情況，土內(nèi)萌芽率太高，黃芽情況嚴(yán)重，出土?xí)r容易碰掉導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果準(zhǔn)確率降低，所以曲線僅擬合至萌芽率達(dá)到50% 左右。

2.3 釀酒葡萄土內(nèi)萌芽預(yù)測(cè)模型檢驗(yàn)

從3 日滑動(dòng)平均土壤溫度≥ 8 ℃開始，分別采用平均溫度累計(jì)模型和小時(shí)有效積溫模型計(jì)算赤霞珠和黑比諾枝條處的土壤溫度，通過C14和H31 擬合方程計(jì)算得到土內(nèi)萌芽率的預(yù)測(cè)值，將預(yù)測(cè)值小于0 的賦值為0，與實(shí)際觀測(cè)相比（圖3）。從預(yù)測(cè)效果看，赤霞珠71% 的預(yù)測(cè)值誤差在±5% 以內(nèi)，預(yù)測(cè)精度較好，黑比諾52.4%的預(yù)測(cè)值誤差在±5% 以內(nèi)，和兩個(gè)模型的平均絕對(duì)誤差、模型效率系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果相符。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

參考已有文獻(xiàn)中落葉植物萌芽需熱量的常用模型以及農(nóng)業(yè)氣象上常用的有效積溫模型，計(jì)算賀蘭山東麓主栽釀酒葡萄品種赤霞珠、黑比諾土內(nèi)萌芽期間的土壤溫度，利用相關(guān)分析和回歸分析法分別建立萌芽率和土壤溫度的關(guān)系模型。結(jié)果表明，赤霞珠和黑比諾土內(nèi)萌芽率與土壤溫度均呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中通過熱量模型計(jì)算的值相關(guān)性最差。通過回歸分析，土壤溫度對(duì)赤霞珠土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律表現(xiàn)為一元二次或一元三次方程變化趨勢(shì)，最優(yōu)回歸曲線方程為Y=7.3E-04x2-0.3976x+54.006，R2 為0.845，平均絕對(duì)誤差為3.94，模型效率系數(shù)最佳，達(dá)到0.845，71% 的預(yù)測(cè)值誤差在±5% 以內(nèi)，預(yù)測(cè)精度較好，適用于赤霞珠土內(nèi)萌芽率預(yù)測(cè)。土壤溫度對(duì)黑比諾土內(nèi)萌芽率的影響曲線規(guī)律表現(xiàn)為S 曲線，最優(yōu)回歸曲線方程為y=e（6.08287-7585.781/x），R2 為0.932，平均絕對(duì)誤差為6.51，模型效率系數(shù)為0.77，52.4% 的預(yù)測(cè)值誤差在±5% 以內(nèi)。

3.2 討 論

對(duì)需要埋土越冬的釀酒葡萄來說，出土期是否適宜是造成產(chǎn)量年際間波動(dòng)的一個(gè)重要因素。在賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)，對(duì)葡萄出土?xí)r間的把握還多以經(jīng)驗(yàn)判斷為主，缺乏科學(xué)依據(jù)，經(jīng)常出現(xiàn)出土過早或過遲的情況，給生產(chǎn)帶來?yè)p失[15]。因此，如果能準(zhǔn)確預(yù)估釀酒葡萄的土內(nèi)萌芽情況，結(jié)合未來氣象預(yù)測(cè)，對(duì)科學(xué)制定出土作業(yè)時(shí)間，減少出土損失、保障釀酒葡萄正常生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。

釀酒葡萄土內(nèi)萌芽時(shí)間越久，土壤溫度越高，冬芽出現(xiàn)黃芽或干死的情況越多，出土?xí)r掉落或壞死的越多，導(dǎo)致萌芽統(tǒng)計(jì)結(jié)果與實(shí)際萌發(fā)情況有差異，因此本試驗(yàn)做到出土?xí)r萌芽率達(dá)到50%左右，在保障試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確率的同時(shí)也能滿足產(chǎn)業(yè)需要。此外，試驗(yàn)過程中發(fā)生的春季霜凍導(dǎo)致不同埋土厚度的釀酒葡萄冬芽均遭受凍害，且埋土層越薄受霜凍危害越大，這也是影響試驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)因素。

賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)冬季寒冷，葡萄需要埋土越冬[16-22]，從實(shí)際生產(chǎn)來看，冬春季的土壤溫度能夠滿足釀酒葡萄順利萌芽的蓄冷和需熱量，然而冬季土壤凍結(jié)難以利用分批次取枝條培養(yǎng)來確定休眠結(jié)束的時(shí)間，無法計(jì)算萌芽需熱量。根據(jù)已有研究結(jié)果，促進(jìn)葡萄冬芽萌發(fā)的需熱量最佳模型是生長(zhǎng)度小時(shí)模型，利用生長(zhǎng)度小時(shí)模型計(jì)算本試驗(yàn)中赤霞珠和黑比諾的土壤溫度，得到的需熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及已有研究的指標(biāo)值，所以無法參考已有文獻(xiàn)來推算釀酒葡萄萌芽需熱量的開始時(shí)間以及萌芽率。

本試驗(yàn)采用穩(wěn)定通過某界限溫度開始累計(jì)土壤溫度，再通過回歸分析普查出土壤溫度與釀酒葡萄萌芽率的最佳回歸曲線，由此來初步計(jì)算釀酒葡萄萌芽率。鑒于釀酒葡萄土內(nèi)萌芽率的預(yù)測(cè)精度還需進(jìn)一步提高，利用需冷、需熱量的方法來預(yù)測(cè)釀酒葡萄萌芽率還需繼續(xù)研究。目前已有學(xué)者利用冬季沙藏、冷庫(kù)等方法進(jìn)行需冷量的研究，通過春季梯度升溫催芽來確定其生物學(xué)零度以及需熱量指標(biāo)，以期結(jié)合多種模型構(gòu)建方法逐步提高釀酒葡萄土內(nèi)萌芽率的預(yù)測(cè)精度[23-26]。

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[ 本文編校：李義華]