夏季修剪對巨玫瑰葡萄果實品質及6種芳香化合物的影響

商佳胤，李 凱，王超霞，孫建軍，集 賢，王 丹，蘇 宏，張曉磊，田淑芬

(1.天津市設施農業研究所，天津 301700； 2.天津市林業果樹研究所，天津 300384)

近幾年，我國葡萄產業快速發展，到2016年種植面積已達81.0萬hm2，產量達到1 374.5萬t，鮮食葡萄種植面積和產量均位居世界首位。我國葡萄產業在快速發展的同時，勞動力緊缺的問題卻日益凸顯，葡萄園用工成本逐漸成為葡萄經營者主要的成本投入，已占全年總投資的50%以上。傳統夏季修剪費工費時，因此，優化葡萄夏季修剪方法，提高勞動效率，對降低葡萄園成本投入，提高葡萄果實品質有重要的意義。夏季修剪是調節葡萄樹體營養生長與生殖生長的重要環節，研究表明，規范的架型、科學的修剪技術以及合理的葉幕型可以顯著提高勞動效率，降低管理成本[1]，提高果實品質[2]，影響花芽分化[3]，提高果實花色苷總量，改善葡萄酒中酚類物質積累[4]，以及影響葉幕光照微區氣候和水分[5]。改變傳統的、不規范的葡萄夏季修剪方式，探索夏季修剪與果實發育和品質之間的平衡關系，是生產上需要解決的重要課題。本研究設置了3種不同的夏季修剪方法，通過對比這3種修剪方法對葡萄果實生長、品質以及典型的6種醇醛類化合物含量的影響，探索其作用機理，旨在優化葡萄園夏季修剪方法，為實現葡萄園的高效管理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年4月至8月在天津市現代農業科技創新基地進行，供試品種為3年生巨玫瑰葡萄，采用日光溫室種植、根域限制栽培模式，定植株行距為2.0 m×2.2 m，樹形為有干雙臂水平棚架，結果新梢間距為20 cm，每個新梢上留果1穗，每株留18穗果，于5月中旬疏穗，每個果穗留果粒80～90個，成熟時單穗質量為500～600 g。試驗材料全年采用常規管理。

1.2 試驗設計

試驗的夏季修剪采用新梢“三段式”修剪法，設3個處理：處理A，第一段4葉(花序以下新梢，副梢抹除)+第二段8葉(花序以上新梢4葉摘心，保留副梢1葉)+第三段8葉(摘心以上新梢4葉摘心，保留副梢1葉)；處理B，第一段4葉(花序以下新梢，副梢抹除)+第二段12葉(花序以上新梢4葉摘心，保留副梢2葉)+第三段4葉(摘心以上新梢4葉摘心，副梢抹除)；處理C，第一段4葉(花序以下新梢，副梢抹除)+第二段4葉(花序以上新梢4葉摘心，副梢抹除)+第三段12葉(摘心以上新梢4葉摘心，保留副梢2葉)，最終葉果比均保持在20∶1。自4月初開始修剪處理，至8月初止，每周進行1次修剪處理，共18次。每個處理3株樹，每株樹保留18個結果新梢，共54個結果新梢、54個果穗。試驗過程中，每2周采樣1次，分別在每個處理的3株樹上進行采樣，每株采2個果穗，共6個果穗，每2個果穗為1個重復，共3次重復。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 果粒質量和體積的測定

每個果穗分別從上、中、下部各取3粒果實，共計9粒果實，每個處理取54粒，用萬分之一天平稱取質量，計算其平均值；用排水法測量果粒體積，計算平均值。

1.3.2 果實品質的測定

每個果穗分別從上、中、下部各取 3粒果實，共計9粒果實，每個處理取54粒，采用手持糖量計法[6]測定可溶性固形物；采用福林-肖卡法[7]測定葡萄果皮中的原花青素；采用比色法[8]測定葡萄果皮中的類黃酮；采用Folin-Ciocalteu比色法[9]測定葡萄果皮中的總酚。

1.3.3 果實分析化合物含量的測定

測定方法參照李凱等[10]的方法。每個果穗分別從上、中、下部各取3粒果實，共計9粒果實，每個處理取54粒，每18粒為1個重復，使用電動打汁機打碎果粒，吸取8 mL放入樣品瓶中，加入NaCl待測。己醛、2-己烯醛、1-己醇、2-己烯-1-醇、里那醇、橙花醇的標準樣品購自Sigma-Aldrich公司；使用氣相質譜聯用儀測定樣品，儀器配置為：5977A-7890B GC-MS聯用儀、CTC自動進樣裝置(Agilent，美國)；萃取頭：50/30 μm DVB/CAR/PDMS型極性(Supelco，美國)；色譜柱：HP-5MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent)。

1.4 數據分析

數據統計采用SPSS 24.0進行單因素的方差分析，使用T-best法進行顯著性分析，使用典型相關性法進行相關性分析；使用Excel 2007進行圖表制作。

2 結果與分析

2.1 夏季修剪方法對葡萄果實單粒質量和單粒體積的影響

由圖1-a可以看出，隨著巨玫瑰葡萄植株生長，不同處理的單粒質量逐漸增加。在不同生長期測定中，處理C的單粒質量均顯著低于處理A和B。在最后一次測定時，處理A和B的單粒質量分別為9.52和9.45 g，二者無顯著差異，但均顯著高于處理C的8.09 g。由圖1-b可以看出，與果實單粒質量的變化趨勢基本一致，生長期果實的單粒體積也呈逐漸上升的趨勢，處理C的單粒體積顯著小于處理A和B；在最后一次測定時，處理B的單粒體積最大，為9.80 cm3，顯著高于處理A和C的9.20和8.20 cm3。

圖1 修剪方法對葡萄果實單粒質量和單粒體積的影響

2.2 修剪方法對葡萄可溶性固形物含量的影響

圖2結果顯示，隨著巨玫瑰葡萄果實發育，可溶性固形物含量呈上升趨勢。在花后8周時，各處理的可溶性固形物含量差異不顯著；在花后10～16周，處理A和B的果實可溶性固形物含量均顯著高于處理C；花后16周，3個修剪方法處理的可溶性固形物含量分別為20.1%、20.8%和19.1%，各處理間均呈現顯著差異，其中處理B效果最佳，較處理C提高了1.7百分點。

2.3 修剪方法對葡萄果皮原花青素含量的影響

隨著巨玫瑰葡萄植株生長，果皮原花青素含量呈上升趨勢(圖3-a)。在花后8～12周，各處理的果皮原花青素的含量差異不顯著。在花后14周，處理C的果皮原花青素含量(16.32 mg·g-1)顯著高于處理A(13.26 mg·g-1)和B(12.42 mg·g-1)，分別提高了23.1%和31.4%；花后16周采樣，3個處理之間無顯著差異。

2.4 修剪方法對葡萄果皮類黃酮含量的影響

圖3-b說明，不同修剪處理的巨玫瑰葡萄果皮類黃酮含量的變化趨勢不同，其中處理A的果皮類黃酮呈緩慢的下降趨勢，而處理B和C的果皮類黃酮含量呈先升高后降低的趨勢，在花后12周達到最高，分別為0.394 6和0.297 4 mg·g-1，此時3個處理均存在顯著差異，處理B較處理C和處理A的類黃酮含量分別提高了32.69%和134.99%；花后16周時，3個處理間的果皮類黃酮仍存在顯著差異，且處理B的類黃酮含量較處理C和處理A分別提高了43.24%和118.85%。

圖2 修剪方法對葡萄果實可溶性固形物含量的影響

圖3 修剪方法對葡萄果皮原花青素(a)、類黃酮(b)和總酚(c)含量的影響

2.5 修剪方法對葡萄果皮總酚含量的影響

不同處理的果皮總酚含量花后12周前呈現不同的變化。處理A的果皮總酚含量略有下降后又上升恢復至8周水平；處理B的果皮總酚含量呈緩慢上升，在花后2周達到最高水平；處理C的變化趨勢不大。此后，各處理的果皮總酚含量開始下降，并在花后16周達到最低水平(圖3-c)。處理B在花后12、14、16周檢測時的果皮總酚含量均顯著高于處理A和C，而處理A和C之間的差異不顯著；在花后16周時，處理B的果皮總酚含量為11.69 mg·g-1，較處理A和C分別提高了37.01%和29.65%。

2.6 修剪方法對葡萄果實6種主要芳香化合物含量的影響

采用GC-MS檢測葡萄果實中2種C6醛、C6醇和萜醇物質的含量，其中C6化合物被認為是葡萄果實中重要的芳香物質，而萜醇類化合物則對玫瑰香型葡萄的風味有著重要的影響。由圖4-a可以看出，己醛在果實中的含量隨著果實成熟而逐漸下降，最初3個處理的己醛含量分別為0.203 2、0.205 5和0.191 7 μg·mL-1。此后，處理C的己醛含量呈快速下降的趨勢，其下降趨勢顯著高于處理A和B。在花后12和14周時，處理A和B的己醛含量均顯著高于處理C；在花后16周時，處理B的己醛含量較低，為0.048 4 μg·mL-1，顯著低于其他2個處理的0.070 8 μg·mL-1和0.064 8 μg·mL-1。

由圖4-b可以看出，2-己烯醛在花后8和10周檢測中，各處理的含量變化不大或略有上升，隨后開始顯著下降，并均在花后16周降到最低，其中，處理A和C的含量分別為0.134 3 μg·mL-1和0.152 7 μg·mL-1，顯著高于處理B的0.016 8 μg·mL-1。

由圖4-c可以看出，1-己醇的含量總體呈上升的趨勢。其中，在最初檢測時，3個處理均在最低的水平，且差異不顯著；隨著果實成熟，1-己醇逐漸上升，并均在花后16周時，含量達到最大，分別為0.186 5、0.234 0和0.156 7 μg·mL-1，其中處理B的含量要顯著高于處理A和C。

由圖4-d可以看出，2-己烯-1-醇呈先下降后上升的趨勢。3個處理在花后8周檢測中的2-己烯-1-醇的含量最高，分別為0.081 9、0.079 4和0.063 5 μg·mL-1，然后呈快速下降的趨勢，并在花后12周達到最低，分別為0.020 6、0.019 6和0.014 8 μg·mL-1；此后快速升高，并在花后16周達到較高水平。此時，處理B的2-己烯-1-醇含量為0.068 0 μg·mL-1，顯著高于處理A和C，較這兩個處理分別提高了21.93%和11.34%。

由圖4-e可以看出，各處理果實中橙花醇的含量在花后12周前均處于相對較低的水平，此后快速上升，并在花后16周達到最高，分別為0.047 4、0.056 6和0.046 0 μg·mL-1，此時果實中的橙花醇含量分別是各處理最低值的2.67、2.29和4.34倍。其中，處理C的橙花醇含量增長速率最高，而處理B在果實成熟時的橙花醇含量最高。由此可見，隨著果實成熟度增加，橙花醇含量增長非常顯著。

圖4 修剪方法對葡萄果實6種芳香化合物含量的影響

由圖4-f可以看出，各處理果實中里那醇的含量在花后12周前均處于相對較低的水平，此后快速上升，并在花后16周達到最高，分別為0.355 2、0.757 5和0.656 9 μg·mL-1，處理B的含量最高；與果實中里那醇含量最低時(花后8周)相比，此時果實中的里那醇含量分別是最低值的110.34、271.76和218.58倍。由此可見，與果實中的橙花醇含量相似，隨著果實成熟度增加，里那醇含量顯著增加，且增加的幅度要高于橙花醇。

2.7 各項指標的相關性分析

對12個指標的相關性分析結果見表1，果實單粒質量、單粒體積、可溶性固形物含量、原花青素4項指標的兩兩之間均呈顯著或極顯著相關性；這4項指標與果實中的1-己醇、橙花醇和里那醇含量也均呈顯著的相關性。果皮類黃酮則與單粒質量等4個指標均無顯著的相關性。果皮總酚與單粒質量呈負相關，與單粒體積、可溶性固形物含量、原花青素單粒體積、可溶性固形物含量、原花青素以及1-己醇、橙花醇、里那醇均呈顯著負相關。1-己醇、橙花醇、里那醇與2-己烯醛、己醛、2-己烯-1-醇之間呈比較明顯的顯著負相關或負相關。

3 討論

夏季修剪是果樹生產中的重要農藝措施，葡萄的夏季修剪量更大，需要投入大量人工。從巨玫瑰葡萄果實個體發育來看，不同夏季修剪處理的果實質量和體積隨著植株生長而逐漸增加，但是處理C的增長速度要顯著低于處理A和B的增長速率；果實成熟時，處理B的單體體積最大，要顯著高于處理A和C。從試驗處理來看，處理A、B和C的第一段的留葉量均為4片，沒有差異；第二段和第三段的留葉量分別為8、12、4和8、4、12，有明顯的差異；試驗結果表明，在果實生長發育的前期和中期留葉片較多而后期留葉片較少的處理A和B，其果實的單粒質量和體積要顯著高于前期和中期留葉片少而后期留葉片多的處理C。

果實的內在品質主要包括果實的風味、營養成分及質地特性等[11]。葡萄新梢生長特別旺盛，夏剪用工量大，如果新梢修剪管理跟不上，會造成樹體徒長嚴重，進而影響果實產量和品質的提高；如果新梢修剪次數過多，不僅用工量大，而且會造成植株生長所需有機養分增加，與果實發育所需養分形成競爭，從而造成果實品質降低的后果[12]。糖代謝屬于初生代謝，而酚類物質的生物合成為次生代謝，花色素是一種活性較高的酚類物質，它在細胞內與葡萄糖或其他糖結合形成各種花色素的糖苷[13-14]，因此，糖含量在一定程度上與花色苷的形成有關。不同的修剪方法對于葡萄果實的可溶性固形物含量有一定的影響，由于在果實可溶性固形物含量積累的過程中，通過夏季修剪形成的3個處理在葉果比有一定差異，雖然最終每個處理的葉果比均為20∶1，但是在果實發育過程中的葉果比的不同仍然影響了果實的品質。在對葡萄果實的可溶性固形物，果皮原花青素、類黃酮和總酚等品質指標的檢測中發現，處理B的果實可溶性固形物含量、果皮類黃酮和總酚的含量均顯著高于另2個處理，同時對3個果實品質指標與可溶性固形物含量進行的相關性分析發現，果實可溶性固形物與果皮原花青素呈極顯著正相關性，與果皮類黃酮無相關性，與果皮總酚則呈顯著負相關性。

表1 相關性分析

Table1Correlation analysis

指標Index單粒質量Berryweigh單粒體積Berryvolume可溶性固形物TotalSolubleSolid原花青素Procyanidine類黃酮Flavonoids總酚TotalPhenols2-己烯醛2-Hexenal己醛Hexanal1-己醇1-Hexanol2-己烯-1-醇2-Hexen-1-ol橙花醇Nerol里那醇Linalool單粒質量1.000Berryweigh單粒體積0.974??1.000Berryvlume可溶性固形物0.913??0.926??1.000TotalSolubleSolid果皮原花青素0.876??0.888??0.965??1.000Procyanidine果皮類黃酮-0.010-0.0170.0080.1101.000Flavonoids果皮總酚-0.411-0.481?-0.554?-0.488?0.563??1.000Totalphenols2-己烯醛-0.723??-0.792??-0.814??-0.842??-0.1370.555?1.0002-Hexenal己醛Hexanal-0.635??-0.691??-0.835??-0.882??-0.0440.548?0.814??1.0001-己醇1-Hex-anol0.793??0.863??0.834??0.809??-0.098-0.641??-0.753??-0.678??1.0002-己烯-1-醇-0.42-0.283-0.332-0.323-0.239-0.2090.1680.1750.1231.0002-Hexen-1-ol橙花醇Nerol0.585??0.664??0.681??0.699??0.073-0.607??-0.704??-0.608??0.871??0.2871.000里那醇Linalool0.669??0.763??0.803??0.798??0.047-0.704??-0.859??-0.757??0.780??-0.0290.736??1.000

*，**分別表示相關性達顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)水平。

*， ** indicated the significant at the level of 0.05， 0.01.

葡萄果實中的醛、酯、醇等物質主要為脂肪族代謝路徑的中間產物。C6醇醛在葡萄整個發育期內都可以被檢測到。但是與前人[15-16]的研究中2-己烯醇、己醇在幼果發育期較低，進入轉色期后含量增加，成熟期有所減少有一定差異，本研究中，2種C6醇在果實成熟時有一定的升高。前人的研究中[15-16]，2-己烯醛、己醛的含量在幼果發育期有所減少，轉色期后迅速增加，成熟期后又有所減少，呈現波動變化，這2種C6醛的含量基本呈下降的趨勢。里那醇、橙花醇被認為是玫瑰香葡萄品種中主要的單萜成分[17-19]。Fenoll等[20]研究了玫瑰香葡萄果實發育過程中游離和糖苷結合態單萜化合物種類和含量的變化，通過計算香氣貢獻值，里那醇對玫瑰香葡萄果實香氣的貢獻最大。里那醇具有玫瑰花香、果香，轉色期后含量持續上升[21-22]。轉入成熟期后，里那醇、萜品醇合成路徑仍活躍，GPPS表達量持續上調，LIS、Vvter表達活躍[17，23]。本試驗發現，果實中的橙花醇和里那醇在成熟度較低的時期，其含量很低，隨著果實的成熟度提高，2種萜烯醇的含量呈幾倍甚至幾百倍的幅度增加。處理B的6種醇醛類化合物含量在果實成熟時均高于其他2個處理。通過果實品質的相關性分析發現，1-己醇、橙花醇和里那醇這3種芳香化合物與果實單粒質量、單粒體積、可溶性固形物含量、原花青素等葡萄成熟指標呈顯著或極顯著的正相關性，而這3種芳香化合物含量也正是具有玫瑰香味的巨玫瑰葡萄果實成熟風味的重要指標之一。由此可見，在果實生長發育前，留取較多的葉片，有利于果實前期可溶性固形物的積累，從而進一步促進果實成熟后期次級代謝產物的積累。