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摘要 水分在葡萄栽培中有重要作用。按物候期的需要,合理调控水分供应是保证葡萄正常生长、开花、结果、优质、丰产的重要技术措施。综述了水分对葡萄营养生长、病害发生、品质等影响,介绍不同水分调节方式对葡萄的影响,阐述葡萄水分管理中存在的问题,以供参考。
关键词 葡萄;水分;调控
中图分类号 S663.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)15-0123-03
Discussion on Importance and Modulation Technology of Water on the Grapes
CHEN Xiao-dong 1 ZHOU Jun-yong 2 LU Li-juan 2 YU Fei-fei 2 LIU Mao 2 SUN Qi-bao 2 *
(1 Fanchang Agrotechnical Promotion Station in Anhui Province,Fanchang Anhui 242000; 2 Horticultural Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences)
Abstract Water plays an important role in the grapes cultivation. According to the needs of the phenophase,reasonable modulation of water supply is the important technical measure which can ensure normal growth,flowering,fruiting,high quality and high yield of grapes.The effects of water on grape growth,disease occurs,quality,etc. were reviewed,the effect of water regulating modes on grape was introduced.Exsiting problems in water management were expouned for reference.
Key words grapes;water;modulation
葡萄为葡萄属落叶藤本植物,果实色泽鲜艳、赏心悦目,而且营养丰富,并具有一定的医疗价值,是一种深受人们欢迎的水果珍品[1],在我国果树生产中具有举足轻重的地位。葡萄适应性较强,但葡萄对立地条件和生态气候有较严格的要求。其中,水分是立地条件和生态气候中的主要组成成分之一,也是葡萄生存的重要因子。
水分在葡萄生命活动中有重要作用。葡萄不断地从土壤中吸取水分,以保持生长时的正常含水量。葡萄花期遇雨会影响授粉受精,容易出现大小粒现象,也容易引起枝蔓徒长,严重影响花粉萌发,造成落花落蕾而减产。浆果着色期要适当控水,浆果成熟期水分过多(或降雨),会影响着色,降低品质,还易发生炭疽病和白腐病等,有些品种还易出现裂果。
本文主要综述了水分对葡萄营养生长、病害发生、品质等影响;此外,还分析了节水灌溉、高垄深沟栽培、避雨和地膜覆盖等不同的水分调节方式对葡萄的影响,阐述了水分控制对葡萄生产的重要性,旨在为高湿地区葡萄栽培筛选适宜的水分调控措施,为解决葡萄园的内涝、地下水位低、病害发生重、品质差等问题提供科学依据。
1 水分对葡萄生产的重要性
1.1 水分对葡萄生长的影响
葡萄适应性较强,但葡萄的生长和结果对立地条件和生态气候有较严格的要求。其中水是植物生存的重要因子,水分过多或不足,都会影响当年的果实产量与品质,甚至还会影响植株的寿命,缩短生长和结果年限。一般认为在温和的气候条件下,年降水量600~800 mm较适合葡萄生长发育。水分对葡萄产量和自身生长的影响深刻,水分胁迫和涝害首先影响植株生理代谢过程,最终表现为对生长发育的影响[2]。
水分对葡萄浆果的生长影响很大,关于果实生长发育规律及其与水分供求状况关系已经有大量的研究,并建立了果实膨大和水分关系的模型[3]。葡萄浆果的生长发育期,一般地早熟品种为35~60 d,中熟品种为60~80 d,晚熟品种为80~90 d。葡萄生理落果后需经快速生长期、生长缓慢期和第2次生长高峰期3个阶段,整个果实生长发育会呈双“S”曲线型。张大鹏等研究结果表明盆栽葡萄和田间生长的葡萄的不同发育期果实生长对水分胁迫的敏感性不同[4]。此外,设施栽培中轻度的水分胁迫利于根系的旺盛生长,为树体的正常萌芽、生长、发育奠定良好的基础;花期胁迫利于开花、授粉、受精;果实膨大期后可以采取长期的水分胁迫措施直至果实采收,能促进生殖生长,抑制营养生长,促进果实成熟[5]。果实生长发育期适度地减少灌溉,果实中的果糖、葡萄糖和总糖的含量会增加,葡萄采收时果实可溶性固型物含量随水分的降低而增加;能抑制在果实采收后贮藏过程中的某些生理病害的发生,因而能提高果实的贮藏能力[6]。
1.2 水分对病虫害的影响
在葡萄病害中,真菌性病害占的比例很高。葡萄真菌性病害通过孢子侵染,孢子可随风雨、河水和灌溉水传播,在适宜的温度和湿度下,孢子萌发,从而导致病害的发生,因此病害的发生与田间土壤水分、降雨等有着密切的关系。在葡萄果实生长期,因受台风等气候影响会出现连续降雨,葡萄园积水得不到及时排出,加重葡萄病害发生,如霜霉病、黑痘病、白腐病、炭疽病等[7-9]。
葡萄霜霉病在少风、多雨、多雾或多露的情况下最适发病。降雨量和降雨次数是导致葡萄霜霉病流行的主要因子之一[10]。齐慧霞等研究表明生长季葡萄霜霉病病情指数的消长受空气温度和空气相对湿度的综合作用,降雨对病情的影响是通过影响葡萄园内空气温度和空气相对湿度的变化而间接起作用[11]。在安徽省,初夏和秋季多雨、梅雨期偏长易引起霜霉病流行[12]。 黑痘病的流行与春季及初夏(4—6月)雨水多少的关系最大,干旱年份或少雨地区,发病显著减轻。目前针对黑痘病发病条件和规律进行研究,结果表明如果降雨量较大,形成多雨高湿的环境条件,也有利于其孢子的形成、传播和萌发侵入;因此多雨高湿是黑痘病发生流行的又一重要因素。葡萄在终花期之前最易感染黑痘病,这是因为终花期之前正是葡萄幼嫩组织器官形成的旺期,又正处于温暖高湿易发病的春夏梅雨季[13-15]。
葡萄穗轴褐枯病在花期前后发生,开花期低温多雨、穗轴幼嫩时,病菌容易侵染。高温高湿的气候条件是葡萄白腐病病害发生和流行的主要因素;降雨量和田间湿度的变化对病菌的影响最大[16]。
1.3 水分对产量和果实品质的影响
果实品质包括外观和内在品质两大部分,外观品质主要包括果面色泽、亮度、果实大小、形状等;内在品质主要包括糖酸含量及糖酸比、风味、质地和营养成分等。影响果实品质的因素很多。水分状况是果实产量和品质形成的决定因素之一。
在生产管理中,葡萄遭受适当的水分胁迫可促进植物植物碳水化合物的合成,有利于产量的增加,后期控水能有效调节土壤含水量,从而达到调节果实品质的目的;适宜的灌溉量在节水的同时,还能有效提高葡萄品质[17]。张大鹏等研究发现,在葡萄果实生长的第2次快速生长期,水分胁迫处理对巨峰葡萄品质均有不同程度的消极影响,其中果汁含糖量和果皮色素含量降低[4]。而一定程度的水分胁迫还可能提高果实的品质,比如水分亏缺灌溉可增加果实的成熟度,经调亏处理的果树,果实可溶性固形物含量提高,淀粉降解延后,色泽及硬度未受影响[18]。因此,对果树实施一定的水分亏缺,基本不会降低果实品质,对某些树种还有改善品质的功效。Loveys等研究得出,调亏灌溉处理水分利用效率比普通滴灌提高,需水量减少,但葡萄和葡萄酒品质大大改善[19]。此外,与水分有关的一些环境条件的变化,很易引起裂果,特别是在土壤过干时而遇大雨或灌水,土壤含水量徒然升高,而且使果面直接吸收水分,从而引起裂果[20]。在酿酒葡萄上,水分主要影响果实的大小、质地、汁水、风味等[21],从而决定了葡萄酒的综合品质,而果实着色期、全生育期和7—8月的降水量和水热系数与葡萄酒关系密切,其中降水量起主导作用[22]。
果皮着色也是决定水果价格与销量的重要原因,花色素苷在促进果皮着色方面有重要的作用,同时水分与花色素的合成和分解有着密切的关系,并与温度因子共同作用影响花色素苷的含量及稳定性[23-24]。果皮内柠檬酸、果糖和花青苷三者的含量呈正相关。花青苷形成后进入液泡内贮存,在中性条件下呈紫色而使果皮呈无色,在酸性条件下显红色,花青苷的浓度和液泡内pH值相关,在一定范围,随着含酸量的增加、pH值降低,花青苷积累增多而使果皮红色加深。湿热地区或果实成熟期降雨过多,果皮细胞含水量过多而降低糖、酸和花青苷的浓度,固着色差[25]。一般干燥地上生长的葡萄着色较好,很干旱的地方灌水后果实上色鲜艳,因水分适宜,有利于光合作用进行,促进了色素的合成和积累[26]。
2 不同水分调控措施在葡萄生长中的作用
2.1 节水灌溉
葡萄生长后期节水灌溉处理显著降低了土壤含水量,改善了土壤结构,优化了葡萄生长环境,从而为获得较高产量和品质的葡萄提供了良好的生长条件。节水灌溉处理有利于土壤保水保肥,对葡萄品质的改善起到较好作用[27-28]。
根据葡萄植株需水特性、土壤性质、含水量、以及当地的气候等条件确定葡萄园在不同灌溉方式下的灌溉时间、灌水量的选择,能最大限度地提高葡萄水分利用率,减轻土壤水分的剧烈变化[29-30]。Kirda等研究结果表明,部分根区灌溉减少了灌水量,在有效控制土壤水分的同时,能起到抑制葡萄营养生长的作用[31]。在同样减少灌水量情况下,交替滴灌处理可以实现葡萄在水分供应受限条件下的最优生长,减少了生长冗余,调整了营养生长与生殖生长的比例,从而大大减少修剪整枝的工作量[32]。
不同的节水灌溉措施在满足葡萄生长需水的同时,还能一定程度地改善葡萄品质。滴灌条件下的节水灌溉可以提高无核白鸡心葡萄果实的整齐度,同时提高果实糖度,能明显提高果实的品质[33]。而膜下滴灌模式由于地膜覆盖,降低了田间湿度,葡萄病害减轻;同时减少了中耕次数,改善了土壤板结,有效提高单粒重,使产量和品质得到提高[34]。研究结果还表明部分根域限制 滴灌能提高沙荒地土壤各层的含水量和根系密度;同时增加果实中糖和果皮中花青素含量,降低酸含量,达到提高葡萄果实品质的目的;并且与沟畦灌相比,实现节水55.6%[35]。
2.2 高垄深沟种植
高垄深沟栽植法是为解决地下水位高、低湿地土壤黏重、涝害严重等问题而采用的一种耕作方式。在果树生产上多应用于浅根性、不耐涝的品种,如甜樱桃、猕猴桃、桃树等。起垄后,由于土壤透气性改善,根系周围的水、肥、气、热条件稳定,可以促进吸收根大量发生,使垂直根分布浅,水平根分布范围广,利于果园管理和更新,在生产上普遍采用。高垄台田雨后明水集中,排涝快且残存渍水少[36],降低湿地水分,使土壤通气性增强,改善土壤环境,有利于升温和养分的释放,对作物生长发育有好的影响[37-38]。高垄栽培不仅使易涝问题得以解决,并很好地平衡土壤的含水量,是增产的一项重要技术措施[39]。权学利等通过起垄试验,结果表明起垄、排水沟由于抬高土体,能改善土壤结构,减湿透气,认为此法可以推广到平原、黏土、高湿、高水位等条件的所有果园[40]。
2.3 避雨
夏秋季多雨给葡萄生产带来很多不利因素,尤其长江以南地区雨水丰沛,特别是在新梢生长、开花坐果期间正值梅雨季节,易使露地栽培葡萄园土壤相对湿度和空气相对湿度处于较高的水平,造就的高温高湿的气候条件下葡萄极发生较为严重的葡萄病害。
葡萄避雨栽培是南方葡萄设施栽培的一种主要形式,通过覆盖天棚,改变小环境,使其适合葡萄生长。葡萄避雨栽培的优点是能控制土壤水分;防止生理落果;减少真菌传播,降低喷药次数,利于优质无公害生产等。相对保温促成栽培而言,避雨栽培设施简单,投资少,经济效益高,同时发病率轻。孙其宝等通过研究表明在避雨栽培条件下园区较露地土壤干燥,各试验品种的发病率得到有效的控制,对于葡萄生长结果季节雨水较多的地区可有效降低葡萄病害的发生[41]。通过避雨栽培,葡萄叶片霜霉病平均发病率和病情指数比露地栽培都有所降低,预防效果显著[42]。葡萄需水量较大,由于避雨栽培避免了雨淋。因此,葡萄园土壤水分管理十分重要,要根据葡萄园土壤墒情和葡萄生长情况及时补给水分,尤其是在果实膨大期。 2.4 覆盖地膜
地膜对土壤的覆盖造成了一个相对独立的水分循环系统,这个系统与大气间同样有着水分交换和热量交换,只是对水分交换和热量交换进行了有效的控制。地膜覆盖使地表20 cm深的土层在长期无降水补给时仍保持较高的含水量;同时无覆盖地面含水量日变幅较大,而地膜覆盖地面含水量日变幅较小,这给作物起到了很好的供水条件[43]。研究结果表明,地膜覆盖和裸地的土壤湿度变化趋势一致,覆地膜土壤湿度较裸地高[44];从连续干旱天测得的土壤含水量来看,地膜覆盖比对照高[45]。葡萄园经过地膜覆盖后可提高0~15 cm土壤平均含水量,保水效果明显[46],葡萄转色期遇雨时,还可通过地面覆膜降低土壤含水量,从而达到提高果实品质的目的[47]。
3 葡萄水分管理中存在的问题
一是老产区的果农避雨栽培意识薄弱,果园管理落后,由于频繁的阴雨天气,露地栽培时葡萄病害发生严重,防控力度加大,无形中加大了用药次数,降低了葡萄食用安全性,使得葡萄品质提高很难;在进行技术指导时没有有效的数据说明,加之果园水分调控管理合理的园区很少,无法形成示范和带动作用。二是地下水位高的葡萄产区,高垄深沟的栽种模式较普遍,但是也存在不重视果园排涝的工作,栽植垄高不够和排水沟深度较浅等问题突出,对高垄深沟栽植模式下葡萄园区水分的调控研究较少。水分调控意识淡薄,葡萄着色期和成熟期如遇降雨,造成土壤水分变化激烈,会影响着色,降低品质;并且易出现裂果,影响果实的商品性,并间接增加酸腐病、炭疽病等发生的几率。三是由于气候的变化情况和部分产区土壤特性,土壤水分状况复杂。露地葡萄园综合水分调控措施欠缺,使得葡萄病害严重、果实品质差;而避雨栽培葡萄园也存在水分管理不合理等问题,从而制约了葡萄品质的提高、限制了优质葡萄的生产和发展。
4 参考文献
[1] 贺普超,王跃进,马谷芬.葡萄学[M].北京:中国农业出版社,1999:1-4.
[2] 李洪艳.土壤水分对葡萄植株生长发育的影响[D].上海:上海交通大学,2009.
[3] 李耀光,莫斯,符合,等.柑橙果实膨大与气象条件的关系[J].广西科学院学报,1993(1):19-24.
[4] 张大鹏,罗国光.不同时期水分胁迫对葡萄果实生长发育的影响[J].园艺学报,1992,19(4):296-300.
[5] 王淑杰,刘勤保,于海业,等.设施葡萄调亏灌溉的理论与技术体系[J].农机化研究,2005(2):8-9.
[6] 邓文生,张大鹏.葡萄浆果不同生长期对干旱胁迫敏感性变化的水分生理机制[J].园艺学报,1998,25(2):123-128.
[7] 孙世民,黄芳,吴箐箐.葡萄主要病害发生规律及防治关键期[J].安徽农学通报,2006,12(5):211.
[8] 陈勇朋,刘三军,蒯传化,等.鲜食葡萄真菌性病害的发生规律及防治要点[J].果农之友,2009(6):32.
[9] 施海华,包建英,袁媛.多雨季节葡萄病害防治技术初探[J].上海农业科技,2010(4):116.
[10] 马俊义,范咏梅,姜新丽,等.葡萄霜霉病田间消长规律及防治对策[J].新疆农业科学,2011,48(2):210-214.
[11] 齐慧霞,张京政,齐永顺,等.生长季酿酒葡萄霜霉病主要发病因素分析[J].中国植保导刊,2007,27(11):23-25.
[12] 王向阳,黄娟,夏风,等.葡萄霜霉病发生规律及测报方法[J].安徽农学通报,2006,12(2):120-121.
[13] 罗林秀.葡萄黑痘病关键期的化学防治试验[J].江汉大学学报,1999,16(3):86-87.
[14] 夏风,王向阳,黄娟,等.葡萄黑痘病发生规律及测报方法[J].安徽农学通报,2006,12(2):118-119.
[15] 霍云凤.葡萄黑痘病发生因素分析及综治理[J].河南科技学院学报,2006,34(2):45-46.
[16] 孙丽华,张宝贵,陈连友.酿酒葡萄白腐病的发生与气象条件的关系[J].安徽农业科学,2010,38(32):18179-18181.
[17] 王海龙.灌溉量对设施葡萄生理生化特性和品质的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2011.
[18] 黄兴法,李光永,曾德超.果树调亏灌溉技术的机理与实践[J].农业工程学报,2001,17(4):30-33.
[19] LOVEYS B R,DRY P R,STOLL M,et al.Using plant physiology to im-prove the water use efficiency of horticultural crops[J].Acta Horticulturae,2000,537(25):187-197.
[20] 张朝红.葡萄裂果的原因及预防[J].葡萄栽培与酿酒,1997(1):44-45.
[21] 谢兆森,曹红梅,王世平.影响葡萄果实品质的因素分析及栽培管理[J].河南农业科学,2011,40(3):125-128.
[22] 张晓煜,亢艳莉,袁海燕,等.酿酒葡萄品质评价及其对气象条件的响应[J].生态学报,2007,27(2):740-745.
[23] 孙建霞,张燕,胡小松.花色素苷的结构稳定性与降解机制研究进展[J].中国农业科学,2009,42(3):996-1008.
[24] 姜卫兵,徐莉莉,翁忙玲,等.环境因子及外源化学物质对植物花色素苷的影响[J].生态环境学报,2009,18(4):1546-1552. [25] 李兴军,刘熔山,张光伦.生态因子对苹果着红色的生态生理效应[J].四川农业大学学报,1997,15(4):491-498.
[26] 苏淑钗.葡萄着色问题研究进展[J].葡萄栽培与酿酒,1994,69(2):1-4.
[27] 钟辉,钟公诒,杨筠文,等.生长后期节水灌溉对葡萄产量及品质的影响试验初探[J].南方园艺,2010,21(5):14-15.
[28] 张振文,李华,宋长冰.节水灌溉对葡萄及葡萄酒质量的影响[J].园艺学报,2002,29(6):515-518.
[29] 胡博然,李华.葡萄园合理灌溉制度的建立[J].中外葡萄与葡萄酒,2002(5):5-18.
[30] 褚凤杰,杨丽丽,杜国强,等.葡萄园节水栽培技术研究进展[J].中外葡萄与葡萄酒,2010(1):73-75.
[31] KIRDA C,CETIN M,DASGAN Y,et al.Yield response of greenhouse grown tomato to partial root drying and conventional deficit irrigation[J]. Agricultural Water Management,2004,69(3):191-201.
[32] 杜太生,康绍忠,夏桂敏,等.滴灌条件下不同根区交替湿润对葡萄生长和水分利用的影响[J].农业工程学报,2005,21(11):43-48.
[33] 王富霞,容新民,张爱华,等.滴灌条件下不同灌水量对无核白鸡心葡萄果实的生长发育及品质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒,2011(11):33-35.
[34] 刘裕庆,南宜霞,薛徐柱.浅析葡萄膜下滴灌节水节肥的效果[J].山西农业科学,2007,35(9):71-72.
[35] 张海军,王振平,王世平,等.灌溉方式对沙荒地土壤水分、葡萄树生长和果实品质的影响[J].中国南方果树,2008,37(5):56-58.
[36] 何庸,张代平.大豆宽台栽培效果[J].现代化农业,1993(5):10-11.
[37] 孟英.三江平原低湿地大豆“高垄平台”增产机理初探[D].哈尔滨:东北农业大学,2001.
[38] 马秀峰.三江平原低湿地大豆高垅平台栽培试验[J].大豆通报,1997(3):10.
[39] 刘丽君,马秀峰,乔栋,等.大豆高垄平台土壤生态环境动态变化[J].东北农业大学学报,2000,31(3):215-220.
[40] 权学利,冯斌,王韦骁.高垄栽培对猕猴桃烂根病的防治效果[J].果农之友,2010(9):44.
[41] 孙其宝,俞飞飞,孙俊,等.避雨设施栽培对巨峰系葡萄生长结果特性和抗病性的影响[J].安徽农业科学,2006,34(9):1846,1848.
[42] 栗进朝,段罗顺,张晓申.避雨对葡萄病害和光照强度的影响[J].果树学报,2009,26(6):847-850.
[43] 夏自强,蒋洪庚,李琼芳,等.地膜覆盖对土壤温度、水分的影响及节水效益[J].河海大学报,1997,25(2):39-45.
[44] 李茂松,王一鸣,周凌希.不同覆盖材料对春玉米田间土壤水热状况和生长发育及产量的影响[J].水土保持研究,1995,2(1):18-22.
[45] 王伯诚,叶彩云,王仲燕.地膜覆盖对桔园土壤及产量的影响[J].浙江柑桔,1996,13(1):10,28-29.
[46] 杨江山,常永义,李玟璇.不同覆盖方式对红地球葡萄园土壤物理性质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒,2010(7):10-13.
[47] 吴文,马培恰,唐小浪,等.降雨量和环境水分影响贡柑果实品质的研究[J].中国南方果树,2009,38(6):32-34.
关键词 葡萄;水分;调控
中图分类号 S663.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)15-0123-03
Discussion on Importance and Modulation Technology of Water on the Grapes
CHEN Xiao-dong 1 ZHOU Jun-yong 2 LU Li-juan 2 YU Fei-fei 2 LIU Mao 2 SUN Qi-bao 2 *
(1 Fanchang Agrotechnical Promotion Station in Anhui Province,Fanchang Anhui 242000; 2 Horticultural Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences)
Abstract Water plays an important role in the grapes cultivation. According to the needs of the phenophase,reasonable modulation of water supply is the important technical measure which can ensure normal growth,flowering,fruiting,high quality and high yield of grapes.The effects of water on grape growth,disease occurs,quality,etc. were reviewed,the effect of water regulating modes on grape was introduced.Exsiting problems in water management were expouned for reference.
Key words grapes;water;modulation
葡萄为葡萄属落叶藤本植物,果实色泽鲜艳、赏心悦目,而且营养丰富,并具有一定的医疗价值,是一种深受人们欢迎的水果珍品[1],在我国果树生产中具有举足轻重的地位。葡萄适应性较强,但葡萄对立地条件和生态气候有较严格的要求。其中,水分是立地条件和生态气候中的主要组成成分之一,也是葡萄生存的重要因子。
水分在葡萄生命活动中有重要作用。葡萄不断地从土壤中吸取水分,以保持生长时的正常含水量。葡萄花期遇雨会影响授粉受精,容易出现大小粒现象,也容易引起枝蔓徒长,严重影响花粉萌发,造成落花落蕾而减产。浆果着色期要适当控水,浆果成熟期水分过多(或降雨),会影响着色,降低品质,还易发生炭疽病和白腐病等,有些品种还易出现裂果。
本文主要综述了水分对葡萄营养生长、病害发生、品质等影响;此外,还分析了节水灌溉、高垄深沟栽培、避雨和地膜覆盖等不同的水分调节方式对葡萄的影响,阐述了水分控制对葡萄生产的重要性,旨在为高湿地区葡萄栽培筛选适宜的水分调控措施,为解决葡萄园的内涝、地下水位低、病害发生重、品质差等问题提供科学依据。
1 水分对葡萄生产的重要性
1.1 水分对葡萄生长的影响
葡萄适应性较强,但葡萄的生长和结果对立地条件和生态气候有较严格的要求。其中水是植物生存的重要因子,水分过多或不足,都会影响当年的果实产量与品质,甚至还会影响植株的寿命,缩短生长和结果年限。一般认为在温和的气候条件下,年降水量600~800 mm较适合葡萄生长发育。水分对葡萄产量和自身生长的影响深刻,水分胁迫和涝害首先影响植株生理代谢过程,最终表现为对生长发育的影响[2]。
水分对葡萄浆果的生长影响很大,关于果实生长发育规律及其与水分供求状况关系已经有大量的研究,并建立了果实膨大和水分关系的模型[3]。葡萄浆果的生长发育期,一般地早熟品种为35~60 d,中熟品种为60~80 d,晚熟品种为80~90 d。葡萄生理落果后需经快速生长期、生长缓慢期和第2次生长高峰期3个阶段,整个果实生长发育会呈双“S”曲线型。张大鹏等研究结果表明盆栽葡萄和田间生长的葡萄的不同发育期果实生长对水分胁迫的敏感性不同[4]。此外,设施栽培中轻度的水分胁迫利于根系的旺盛生长,为树体的正常萌芽、生长、发育奠定良好的基础;花期胁迫利于开花、授粉、受精;果实膨大期后可以采取长期的水分胁迫措施直至果实采收,能促进生殖生长,抑制营养生长,促进果实成熟[5]。果实生长发育期适度地减少灌溉,果实中的果糖、葡萄糖和总糖的含量会增加,葡萄采收时果实可溶性固型物含量随水分的降低而增加;能抑制在果实采收后贮藏过程中的某些生理病害的发生,因而能提高果实的贮藏能力[6]。
1.2 水分对病虫害的影响
在葡萄病害中,真菌性病害占的比例很高。葡萄真菌性病害通过孢子侵染,孢子可随风雨、河水和灌溉水传播,在适宜的温度和湿度下,孢子萌发,从而导致病害的发生,因此病害的发生与田间土壤水分、降雨等有着密切的关系。在葡萄果实生长期,因受台风等气候影响会出现连续降雨,葡萄园积水得不到及时排出,加重葡萄病害发生,如霜霉病、黑痘病、白腐病、炭疽病等[7-9]。
葡萄霜霉病在少风、多雨、多雾或多露的情况下最适发病。降雨量和降雨次数是导致葡萄霜霉病流行的主要因子之一[10]。齐慧霞等研究表明生长季葡萄霜霉病病情指数的消长受空气温度和空气相对湿度的综合作用,降雨对病情的影响是通过影响葡萄园内空气温度和空气相对湿度的变化而间接起作用[11]。在安徽省,初夏和秋季多雨、梅雨期偏长易引起霜霉病流行[12]。 黑痘病的流行与春季及初夏(4—6月)雨水多少的关系最大,干旱年份或少雨地区,发病显著减轻。目前针对黑痘病发病条件和规律进行研究,结果表明如果降雨量较大,形成多雨高湿的环境条件,也有利于其孢子的形成、传播和萌发侵入;因此多雨高湿是黑痘病发生流行的又一重要因素。葡萄在终花期之前最易感染黑痘病,这是因为终花期之前正是葡萄幼嫩组织器官形成的旺期,又正处于温暖高湿易发病的春夏梅雨季[13-15]。
葡萄穗轴褐枯病在花期前后发生,开花期低温多雨、穗轴幼嫩时,病菌容易侵染。高温高湿的气候条件是葡萄白腐病病害发生和流行的主要因素;降雨量和田间湿度的变化对病菌的影响最大[16]。
1.3 水分对产量和果实品质的影响
果实品质包括外观和内在品质两大部分,外观品质主要包括果面色泽、亮度、果实大小、形状等;内在品质主要包括糖酸含量及糖酸比、风味、质地和营养成分等。影响果实品质的因素很多。水分状况是果实产量和品质形成的决定因素之一。
在生产管理中,葡萄遭受适当的水分胁迫可促进植物植物碳水化合物的合成,有利于产量的增加,后期控水能有效调节土壤含水量,从而达到调节果实品质的目的;适宜的灌溉量在节水的同时,还能有效提高葡萄品质[17]。张大鹏等研究发现,在葡萄果实生长的第2次快速生长期,水分胁迫处理对巨峰葡萄品质均有不同程度的消极影响,其中果汁含糖量和果皮色素含量降低[4]。而一定程度的水分胁迫还可能提高果实的品质,比如水分亏缺灌溉可增加果实的成熟度,经调亏处理的果树,果实可溶性固形物含量提高,淀粉降解延后,色泽及硬度未受影响[18]。因此,对果树实施一定的水分亏缺,基本不会降低果实品质,对某些树种还有改善品质的功效。Loveys等研究得出,调亏灌溉处理水分利用效率比普通滴灌提高,需水量减少,但葡萄和葡萄酒品质大大改善[19]。此外,与水分有关的一些环境条件的变化,很易引起裂果,特别是在土壤过干时而遇大雨或灌水,土壤含水量徒然升高,而且使果面直接吸收水分,从而引起裂果[20]。在酿酒葡萄上,水分主要影响果实的大小、质地、汁水、风味等[21],从而决定了葡萄酒的综合品质,而果实着色期、全生育期和7—8月的降水量和水热系数与葡萄酒关系密切,其中降水量起主导作用[22]。
果皮着色也是决定水果价格与销量的重要原因,花色素苷在促进果皮着色方面有重要的作用,同时水分与花色素的合成和分解有着密切的关系,并与温度因子共同作用影响花色素苷的含量及稳定性[23-24]。果皮内柠檬酸、果糖和花青苷三者的含量呈正相关。花青苷形成后进入液泡内贮存,在中性条件下呈紫色而使果皮呈无色,在酸性条件下显红色,花青苷的浓度和液泡内pH值相关,在一定范围,随着含酸量的增加、pH值降低,花青苷积累增多而使果皮红色加深。湿热地区或果实成熟期降雨过多,果皮细胞含水量过多而降低糖、酸和花青苷的浓度,固着色差[25]。一般干燥地上生长的葡萄着色较好,很干旱的地方灌水后果实上色鲜艳,因水分适宜,有利于光合作用进行,促进了色素的合成和积累[26]。
2 不同水分调控措施在葡萄生长中的作用
2.1 节水灌溉
葡萄生长后期节水灌溉处理显著降低了土壤含水量,改善了土壤结构,优化了葡萄生长环境,从而为获得较高产量和品质的葡萄提供了良好的生长条件。节水灌溉处理有利于土壤保水保肥,对葡萄品质的改善起到较好作用[27-28]。
根据葡萄植株需水特性、土壤性质、含水量、以及当地的气候等条件确定葡萄园在不同灌溉方式下的灌溉时间、灌水量的选择,能最大限度地提高葡萄水分利用率,减轻土壤水分的剧烈变化[29-30]。Kirda等研究结果表明,部分根区灌溉减少了灌水量,在有效控制土壤水分的同时,能起到抑制葡萄营养生长的作用[31]。在同样减少灌水量情况下,交替滴灌处理可以实现葡萄在水分供应受限条件下的最优生长,减少了生长冗余,调整了营养生长与生殖生长的比例,从而大大减少修剪整枝的工作量[32]。
不同的节水灌溉措施在满足葡萄生长需水的同时,还能一定程度地改善葡萄品质。滴灌条件下的节水灌溉可以提高无核白鸡心葡萄果实的整齐度,同时提高果实糖度,能明显提高果实的品质[33]。而膜下滴灌模式由于地膜覆盖,降低了田间湿度,葡萄病害减轻;同时减少了中耕次数,改善了土壤板结,有效提高单粒重,使产量和品质得到提高[34]。研究结果还表明部分根域限制 滴灌能提高沙荒地土壤各层的含水量和根系密度;同时增加果实中糖和果皮中花青素含量,降低酸含量,达到提高葡萄果实品质的目的;并且与沟畦灌相比,实现节水55.6%[35]。
2.2 高垄深沟种植
高垄深沟栽植法是为解决地下水位高、低湿地土壤黏重、涝害严重等问题而采用的一种耕作方式。在果树生产上多应用于浅根性、不耐涝的品种,如甜樱桃、猕猴桃、桃树等。起垄后,由于土壤透气性改善,根系周围的水、肥、气、热条件稳定,可以促进吸收根大量发生,使垂直根分布浅,水平根分布范围广,利于果园管理和更新,在生产上普遍采用。高垄台田雨后明水集中,排涝快且残存渍水少[36],降低湿地水分,使土壤通气性增强,改善土壤环境,有利于升温和养分的释放,对作物生长发育有好的影响[37-38]。高垄栽培不仅使易涝问题得以解决,并很好地平衡土壤的含水量,是增产的一项重要技术措施[39]。权学利等通过起垄试验,结果表明起垄、排水沟由于抬高土体,能改善土壤结构,减湿透气,认为此法可以推广到平原、黏土、高湿、高水位等条件的所有果园[40]。
2.3 避雨
夏秋季多雨给葡萄生产带来很多不利因素,尤其长江以南地区雨水丰沛,特别是在新梢生长、开花坐果期间正值梅雨季节,易使露地栽培葡萄园土壤相对湿度和空气相对湿度处于较高的水平,造就的高温高湿的气候条件下葡萄极发生较为严重的葡萄病害。
葡萄避雨栽培是南方葡萄设施栽培的一种主要形式,通过覆盖天棚,改变小环境,使其适合葡萄生长。葡萄避雨栽培的优点是能控制土壤水分;防止生理落果;减少真菌传播,降低喷药次数,利于优质无公害生产等。相对保温促成栽培而言,避雨栽培设施简单,投资少,经济效益高,同时发病率轻。孙其宝等通过研究表明在避雨栽培条件下园区较露地土壤干燥,各试验品种的发病率得到有效的控制,对于葡萄生长结果季节雨水较多的地区可有效降低葡萄病害的发生[41]。通过避雨栽培,葡萄叶片霜霉病平均发病率和病情指数比露地栽培都有所降低,预防效果显著[42]。葡萄需水量较大,由于避雨栽培避免了雨淋。因此,葡萄园土壤水分管理十分重要,要根据葡萄园土壤墒情和葡萄生长情况及时补给水分,尤其是在果实膨大期。 2.4 覆盖地膜
地膜对土壤的覆盖造成了一个相对独立的水分循环系统,这个系统与大气间同样有着水分交换和热量交换,只是对水分交换和热量交换进行了有效的控制。地膜覆盖使地表20 cm深的土层在长期无降水补给时仍保持较高的含水量;同时无覆盖地面含水量日变幅较大,而地膜覆盖地面含水量日变幅较小,这给作物起到了很好的供水条件[43]。研究结果表明,地膜覆盖和裸地的土壤湿度变化趋势一致,覆地膜土壤湿度较裸地高[44];从连续干旱天测得的土壤含水量来看,地膜覆盖比对照高[45]。葡萄园经过地膜覆盖后可提高0~15 cm土壤平均含水量,保水效果明显[46],葡萄转色期遇雨时,还可通过地面覆膜降低土壤含水量,从而达到提高果实品质的目的[47]。
3 葡萄水分管理中存在的问题
一是老产区的果农避雨栽培意识薄弱,果园管理落后,由于频繁的阴雨天气,露地栽培时葡萄病害发生严重,防控力度加大,无形中加大了用药次数,降低了葡萄食用安全性,使得葡萄品质提高很难;在进行技术指导时没有有效的数据说明,加之果园水分调控管理合理的园区很少,无法形成示范和带动作用。二是地下水位高的葡萄产区,高垄深沟的栽种模式较普遍,但是也存在不重视果园排涝的工作,栽植垄高不够和排水沟深度较浅等问题突出,对高垄深沟栽植模式下葡萄园区水分的调控研究较少。水分调控意识淡薄,葡萄着色期和成熟期如遇降雨,造成土壤水分变化激烈,会影响着色,降低品质;并且易出现裂果,影响果实的商品性,并间接增加酸腐病、炭疽病等发生的几率。三是由于气候的变化情况和部分产区土壤特性,土壤水分状况复杂。露地葡萄园综合水分调控措施欠缺,使得葡萄病害严重、果实品质差;而避雨栽培葡萄园也存在水分管理不合理等问题,从而制约了葡萄品质的提高、限制了优质葡萄的生产和发展。
4 参考文献
[1] 贺普超,王跃进,马谷芬.葡萄学[M].北京:中国农业出版社,1999:1-4.
[2] 李洪艳.土壤水分对葡萄植株生长发育的影响[D].上海:上海交通大学,2009.
[3] 李耀光,莫斯,符合,等.柑橙果实膨大与气象条件的关系[J].广西科学院学报,1993(1):19-24.
[4] 张大鹏,罗国光.不同时期水分胁迫对葡萄果实生长发育的影响[J].园艺学报,1992,19(4):296-300.
[5] 王淑杰,刘勤保,于海业,等.设施葡萄调亏灌溉的理论与技术体系[J].农机化研究,2005(2):8-9.
[6] 邓文生,张大鹏.葡萄浆果不同生长期对干旱胁迫敏感性变化的水分生理机制[J].园艺学报,1998,25(2):123-128.
[7] 孙世民,黄芳,吴箐箐.葡萄主要病害发生规律及防治关键期[J].安徽农学通报,2006,12(5):211.
[8] 陈勇朋,刘三军,蒯传化,等.鲜食葡萄真菌性病害的发生规律及防治要点[J].果农之友,2009(6):32.
[9] 施海华,包建英,袁媛.多雨季节葡萄病害防治技术初探[J].上海农业科技,2010(4):116.
[10] 马俊义,范咏梅,姜新丽,等.葡萄霜霉病田间消长规律及防治对策[J].新疆农业科学,2011,48(2):210-214.
[11] 齐慧霞,张京政,齐永顺,等.生长季酿酒葡萄霜霉病主要发病因素分析[J].中国植保导刊,2007,27(11):23-25.
[12] 王向阳,黄娟,夏风,等.葡萄霜霉病发生规律及测报方法[J].安徽农学通报,2006,12(2):120-121.
[13] 罗林秀.葡萄黑痘病关键期的化学防治试验[J].江汉大学学报,1999,16(3):86-87.
[14] 夏风,王向阳,黄娟,等.葡萄黑痘病发生规律及测报方法[J].安徽农学通报,2006,12(2):118-119.
[15] 霍云凤.葡萄黑痘病发生因素分析及综治理[J].河南科技学院学报,2006,34(2):45-46.
[16] 孙丽华,张宝贵,陈连友.酿酒葡萄白腐病的发生与气象条件的关系[J].安徽农业科学,2010,38(32):18179-18181.
[17] 王海龙.灌溉量对设施葡萄生理生化特性和品质的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2011.
[18] 黄兴法,李光永,曾德超.果树调亏灌溉技术的机理与实践[J].农业工程学报,2001,17(4):30-33.
[19] LOVEYS B R,DRY P R,STOLL M,et al.Using plant physiology to im-prove the water use efficiency of horticultural crops[J].Acta Horticulturae,2000,537(25):187-197.
[20] 张朝红.葡萄裂果的原因及预防[J].葡萄栽培与酿酒,1997(1):44-45.
[21] 谢兆森,曹红梅,王世平.影响葡萄果实品质的因素分析及栽培管理[J].河南农业科学,2011,40(3):125-128.
[22] 张晓煜,亢艳莉,袁海燕,等.酿酒葡萄品质评价及其对气象条件的响应[J].生态学报,2007,27(2):740-745.
[23] 孙建霞,张燕,胡小松.花色素苷的结构稳定性与降解机制研究进展[J].中国农业科学,2009,42(3):996-1008.
[24] 姜卫兵,徐莉莉,翁忙玲,等.环境因子及外源化学物质对植物花色素苷的影响[J].生态环境学报,2009,18(4):1546-1552. [25] 李兴军,刘熔山,张光伦.生态因子对苹果着红色的生态生理效应[J].四川农业大学学报,1997,15(4):491-498.
[26] 苏淑钗.葡萄着色问题研究进展[J].葡萄栽培与酿酒,1994,69(2):1-4.
[27] 钟辉,钟公诒,杨筠文,等.生长后期节水灌溉对葡萄产量及品质的影响试验初探[J].南方园艺,2010,21(5):14-15.
[28] 张振文,李华,宋长冰.节水灌溉对葡萄及葡萄酒质量的影响[J].园艺学报,2002,29(6):515-518.
[29] 胡博然,李华.葡萄园合理灌溉制度的建立[J].中外葡萄与葡萄酒,2002(5):5-18.
[30] 褚凤杰,杨丽丽,杜国强,等.葡萄园节水栽培技术研究进展[J].中外葡萄与葡萄酒,2010(1):73-75.
[31] KIRDA C,CETIN M,DASGAN Y,et al.Yield response of greenhouse grown tomato to partial root drying and conventional deficit irrigation[J]. Agricultural Water Management,2004,69(3):191-201.
[32] 杜太生,康绍忠,夏桂敏,等.滴灌条件下不同根区交替湿润对葡萄生长和水分利用的影响[J].农业工程学报,2005,21(11):43-48.
[33] 王富霞,容新民,张爱华,等.滴灌条件下不同灌水量对无核白鸡心葡萄果实的生长发育及品质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒,2011(11):33-35.
[34] 刘裕庆,南宜霞,薛徐柱.浅析葡萄膜下滴灌节水节肥的效果[J].山西农业科学,2007,35(9):71-72.
[35] 张海军,王振平,王世平,等.灌溉方式对沙荒地土壤水分、葡萄树生长和果实品质的影响[J].中国南方果树,2008,37(5):56-58.
[36] 何庸,张代平.大豆宽台栽培效果[J].现代化农业,1993(5):10-11.
[37] 孟英.三江平原低湿地大豆“高垄平台”增产机理初探[D].哈尔滨:东北农业大学,2001.
[38] 马秀峰.三江平原低湿地大豆高垅平台栽培试验[J].大豆通报,1997(3):10.
[39] 刘丽君,马秀峰,乔栋,等.大豆高垄平台土壤生态环境动态变化[J].东北农业大学学报,2000,31(3):215-220.
[40] 权学利,冯斌,王韦骁.高垄栽培对猕猴桃烂根病的防治效果[J].果农之友,2010(9):44.
[41] 孙其宝,俞飞飞,孙俊,等.避雨设施栽培对巨峰系葡萄生长结果特性和抗病性的影响[J].安徽农业科学,2006,34(9):1846,1848.
[42] 栗进朝,段罗顺,张晓申.避雨对葡萄病害和光照强度的影响[J].果树学报,2009,26(6):847-850.
[43] 夏自强,蒋洪庚,李琼芳,等.地膜覆盖对土壤温度、水分的影响及节水效益[J].河海大学报,1997,25(2):39-45.
[44] 李茂松,王一鸣,周凌希.不同覆盖材料对春玉米田间土壤水热状况和生长发育及产量的影响[J].水土保持研究,1995,2(1):18-22.
[45] 王伯诚,叶彩云,王仲燕.地膜覆盖对桔园土壤及产量的影响[J].浙江柑桔,1996,13(1):10,28-29.
[46] 杨江山,常永义,李玟璇.不同覆盖方式对红地球葡萄园土壤物理性质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒,2010(7):10-13.
[47] 吴文,马培恰,唐小浪,等.降雨量和环境水分影响贡柑果实品质的研究[J].中国南方果树,2009,38(6):32-34.