砧木對霞多麗和美樂葡萄生長、果實產量和品質的影響

牛銳敏，黃小晶，沈 甜，許澤華，陳衛平

(寧夏農林科學院 園藝研究所，寧夏 銀川 750002)

自19世紀70年代歐洲國家使用美洲葡萄嫁接歐洲葡萄預防根瘤蚜以來，歐美國家一直非常重視葡萄砧木的研究和應用，法國、德國的葡萄嫁接栽培已超過了葡萄總面積的95%。許多國家十分重視品種和砧穗組合的區域化，如法國、德國、保加利亞等，已全面實現了砧穗組合區域化[1]。我國在葡萄產業快速發展初期對抗性砧木的重視不夠，生產上多采用自根苗建園，嫁接苗的應用不到10%[2]。自20世紀末我國各地陸續發現根瘤蚜感染后，嫁接苗的研究和推廣逐漸引起研究者和生產者的關注。研究表明，除抗根瘤蚜外，砧木在適應不同的環境、調節礦質元素的吸收、調整樹勢與果實產量和品質等方面對栽培品種均有較大的影響[3-5]。鄞紅葡萄嫁接在砧木SO4和貝達上，萌芽和結實狀況良好，果實著色均勻，葉片葉綠素、可溶性固形物、總糖和產量增加[6]。Malbec與3309C嫁接可提高果實、葡萄汁和葡萄酒中酒石酸含量[7]。嫁接后的Isabel可溶性固形物含量增高，果汁pH值降低[8]。美樂以SO4、140 R、Gravasac和4453M為砧木，生產的葡萄酒具有更好的色度和更高的花青素和單寧含量[9]。西拉葡萄以IAC 313為砧木總縮合單寧(皮)和黃烷醇含量更高，以1103P為砧木含有更高水平的單體花青素[10]。合理使用砧木可以調節葡萄植株生長、改善果實品質等，對促進葡萄生產具有重要意義。我國葡萄栽培區土壤和氣候條件差異很大，根據特定環境條件和栽培品種選擇合適的砧木，才能充分發揮嫁接苗的優良特性。

寧夏賀蘭山東麓處于賀蘭山沖積扇與黃河沖積平原之間，光照充足，干燥少雨，晝夜溫差大，土壤透氣性好、富含礦物質，灌溉條件充分，污染少，獨特的非常適宜葡萄的生產和種植，是國內葡萄生長最佳生態區之一。截至2018年，寧夏釀酒葡萄栽培面積達3.8萬hm2，占全國總面積的1/4左右，是我國釀酒葡萄集中連片最大的區域[11]。寧夏葡萄產業在迅速發展的同時，也存在一些不利的環境因素，影響葡萄植株的健康生長，從而使品質和產量下降。目前寧夏釀酒葡萄生產中嫁接苗的應用較少，且存在一定盲目性，本試驗針對寧夏賀蘭山東麓的氣候、土壤特點，以寧夏釀酒葡萄白色品種霞多麗和紅色品種美樂為接穗，分別與3種砧木組成嫁接組合，研究不同砧木對2種葡萄生長勢、果實品質及產量的影響，為寧夏產區釀酒葡萄生產中篩選適宜的砧穗組合提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 試驗園概況

地處寧夏銀川市西夏區蘆花臺，海拔1 113 m，年平均氣溫8.8 ℃，≥10 ℃年活動積溫3 300 ℃，平均年降水量198 mm，平均年蒸發量1 583 mm，年日照時數3 000 h 左右，無霜期較短，平均無霜期160 d。園地土壤類型主要為長期引黃灌溉淤積和耕作交替而形成的灌淤土，0～50 cm土層 pH值8.6，全鹽0.90 g/kg，有機質8.06 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為30.4，14.0，289.0 mg/kg，地勢平坦，排灌通暢。

1.2 試驗材料

接穗品種：霞多麗(VitisviniferaChardonnay，C)和美樂(VitisviniferaMerlot，M)，砧木品種：5BB、1103P、110R、140R、SO4。砧穗組合分別為C/5BB、C/1103P、C/110R，M/140R、M/SO4、M/5BB，6個組合均為硬枝嫁接苗，以自根苗為對照。2014年5月栽植于露地，每處理10株，籬架栽培，南北行向，株行距為0.6 m×3.0 m，樹形為傾斜龍干形，采取短梢修剪，常規管理。2016年開始結果，2017-2019年進行試驗測定。

1.3 測定指標和方法

1.3.1 枝條生長量調查 2018年5月15日開始調查，每組合標記10個枝條，每10 d左右對不同砧穗組合的新梢長度與粗度(新梢基部5 cm處)進行測量，新梢長度測量至夏剪前，新梢粗度測量至7月中旬新梢開始變色成熟；2018年10月16日測定主干基部粗度。

1.3.2 葉面積和葉綠素含量測定 2019年6月15日，葉幕充分形成時，從植株中部不同方位的營養枝和結果枝上隨機選取成熟葉片，每個組合20片葉，采用照相機輔助計算機圖像處理技術測定葉面積[12]。并隨機抽取樹體中部枝條上的第4～6片葉，采用日本柯尼卡美能達公司的SPAD-502葉綠素儀進行葉綠素含量測定，每葉測5個點取平均值，每組合10片葉。

1.3.3 果實產量和品質測定 霞多麗、美樂不同組合分別于2018年9月10日和9月23日采收，單株產量根據每株結果穗數和單穗質量計算，單位面積產量(kg/hm2)=平均單株產量×5 550株。

隨機采集有代表性的果穗15穗，稱量單穗質量，然后在每個果穗的不同部位取20個果粒，測定百粒質量、還原糖和可滴定酸含量，還原糖含量用斐林試劑法測定，可滴定酸含量用酸堿滴定法測定[13]。于-80 ℃超低溫冰箱冷凍果粒，用福林酚法測定果實中總酚含量，福林-單寧斯法測定單寧含量，pH示差法測定花青素含量[14]。

1.3.4 數據處理 采用Excel 2007 和SPSS 20.0軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 砧木對霞多麗和美樂主干粗度的影響

砧木對嫁接苗主干生長有一定的促進或減緩作用。3種砧木不同程度促進了霞多麗主干增粗，以1103P為砧木主干粗度增加了17.0%，顯著大于自根苗，以5BB、110R為砧木主干粗度與自根苗差異不顯著(圖1-A)；美樂3種嫁接苗主干粗度均小于自根苗，其中140R使主干粗度降低17.4%，與自根苗差異顯著，5BB、SO4嫁接苗分別比自根苗主干粗度降低8.9%和8.6%，差異不顯著(圖1-B)。

2.2 砧木對霞多麗和美樂新梢生長的影響

從圖2-A可以看出，從生長初期至5月底夏季修剪時，1103P嫁接的霞多麗新梢長度均大于自根苗，5BB、110R嫁接的霞多麗新梢長度前期大于自根苗，后期小于自根苗，整個時期4個處理新梢長度差異不顯著。5月下旬至新梢成熟期，新梢粗度整體表現為：C/1103P>C/5BB>C>C/110R，新梢成熟期4個處理新稍粗度無顯著差異(圖2-B)。

生長初期美樂自根苗的新梢長度顯著低于各嫁接苗，至夏季修剪時美樂自根苗新梢長度顯著高于各嫁接苗，各嫁接苗之間差異不顯著(圖2-C)。5月下旬至新梢成熟期，新梢粗度整體表現為：M>M/SO4>M/5BB>M/140R；統計分析表明，新梢成熟期140R、5BB嫁接苗新梢粗度分別比自根苗降低了14.8%，12.3%，差異顯著，SO4嫁接苗與自根苗新梢粗度差異不顯著(圖2-D)。

2.3 砧木對霞多麗和美樂葉面積SPAD值的影響

從表1可見，砧木對釀酒葡萄葉片的生長發育影響較大。霞多麗以1103P、5BB和110R為砧木葉面積分別比自根苗增大了24.8%，20.1%，13.9%，差異顯著；3種嫁接苗葉片SPAD值均高于自根苗，其中1103P嫁接苗與自根苗之間差異達顯著水平。美樂以140R、SO4和5BB為砧木葉面積分別比自根苗減少了19.6%，14.3%，11.0%，3種嫁接苗與自根苗之間差異顯著；3個嫁接組合葉片SPAD值均低于自根苗，且差異達顯著水平。

2.4 砧木對霞多麗和美樂產量的影響

從表2可以看出，霞多麗3種嫁接組合單穗質量均低于自根苗，但四者之間無顯著差異，霞多麗以5BB、110R為砧木果實百粒質量顯著大于自根苗，以1103P為砧木百粒質量與自根苗差異不顯著。3種砧木嫁接的霞多麗單株產量與自根苗無顯著差異，由單株產量折算成單位面積產量，1103P嫁接的霞多麗產量最高，比自根苗增產23.7%，110R和5BB嫁接的霞多麗分別比自根苗減產19.2%，18.3%。

美樂以5BB、SO4為砧木單穗質量大于自根苗，以140R為砧木果穗小于自根苗，其中5BB嫁接苗單穗質量與自根苗差異顯著。從果粒大小來看，SO4嫁接的美樂百粒質量顯著小于自根苗，其他2種組合百粒質量與自根苗差異不顯著。砧木對美樂的產量存在不同程度的影響，5BB嫁接的美樂單株產量顯著高于自根苗，140R和SO4嫁接苗的單株產量低于自根苗，但差異不顯著。根據單株產量折算成單位面積產量，5BB嫁接的美樂產量最高，達17 538 kg/hm2，比自根苗增產20.5%，140R和SO4有較小幅度的減產。

2.5 砧木對霞多麗和美樂果實品質的影響

成熟期測定果實品質見表3，霞多麗以5BB為砧木果實還原糖含量顯著高于自根苗，以1103P為砧木還原糖含量顯著低于自根苗，以110R為砧木還原糖含量與自根苗無顯著差異；5BB、1103P嫁接的霞多麗果實可滴定酸含量分別比自根苗高41.8%，20.6%，差異顯著，110R嫁接苗可滴定酸含量與自根苗差異不顯著。酚類物質是釀酒葡萄最重要的風味物質之一，影響葡萄酒的感官質量如顏色、口感等。砧木1103P和110R均顯著降低了霞多麗果實總酚含量，降低幅度分別為19.9%,11.8%，砧木5BB對果實總酚含量影響不顯著；3種砧木對霞多麗果實單寧含量無顯著影響；5BB和1103P均顯著提高了霞多麗果實花青素含量。

美樂以SO4為砧木果實還原糖含量顯著低于自根苗，以140R和5BB為砧木還原糖含量與自根苗差異不顯著；SO4和5BB嫁接的美樂果實可滴定酸含量分別比自根苗高20.5%，16.8%，差異顯著，140R嫁接的美樂可滴定酸含量與自根苗差異不顯著；砧木140R提高了美樂果實總酚含量，5BB 和SO4則降低總酚含量，3種砧木對美樂總酚含量影響均未達顯著水平；3種砧木均提高了美樂果實單寧含量和花青素含量，其中140R嫁接苗單寧含量提高了15.3%，SO4嫁接苗和140R嫁接苗花青素含量分別提高了50.9%,26.4%，與自根苗差異均顯著。

表1 不同砧木對霞多麗和美樂葉面積和SPAD值的影響Tab.1 Effects of rootstocks on leaf area and SPAD value of Chardonnay and Merlot

表2 不同砧木對霞多麗和美樂產量的影響Tab.2 Effects of rootstocks on the yield of Chardonnay and Merlot

表3 不同砧木對霞多麗和美樂果實品質的影響Tab.3 Effects of rootstocks on fruit quality of Chardonnay and Merlot

2.6 霞多麗和美樂不同砧穗組合生長和品質指標的主成分分析

2.6.1 霞多麗不同砧穗組合主成分分析 采用SPSS 20.0軟件對不同砧穗組合的13個性狀指標進行了主成分分析，霞多麗組合提取了2個主成分，圖3-A表示霞多麗不同性狀指標載荷圖，第1主成分貢獻率為50.40%，主干粗度、葉面積、SPAD值、單寧、單穗質量與主成分1相關性較大，主成分1解釋了單寧及大部分的生長指標；第2主成分貢獻率為33.09%，還原糖、可滴定酸、總酚、百粒質量和單株產量與主成分2 相關性較大，主成分2很好地解釋了產量、糖酸等變量。將特征向量和標準化后的數據相乘并加權得到各主成分得分，圖3-B表示霞多麗不同組合在主成分1和主成分2上的得分。霞多麗以1103P為砧木生長量最大、單寧含量最低、單穗質量最小，在主成分1上得分最高；霞多麗以5BB為砧木還原糖、可滴定酸和總酚含量最高，百粒質量較大，單株產量較低，在主成分2上得分最高。

2.6.2 美樂不同砧穗組合主成分分析 從表4可以看出，美樂組合提取了3個主成分，第1主成分貢獻率為48.493%，第2主成分貢獻率為30.836%，第3主成分貢獻率為20.671%，3個主成分累計方差貢獻率均達100%，說明3個主成分全面反映了原始信息。

表4 主成分方差解釋(美樂組合)Tab.4 Analysis of variance of the principal components(Merlot combinations)

表5顯示美樂不同性狀指標與提取的3個主成分之間的相關性，葉面積、SPAD值、新梢長度、還原糖、單寧、花青素與主成分1相關性較大，其中單寧和花青素與主成分1呈負相關，主成分1解釋了植株生長及果實品質的大部分指標；新梢粗度和總酚與主成分2 相關性較大，其中總酚與主成分2呈負相關；單穗質量和單株產量與主成分3相關性較大，主成分3解釋了產量等變量。

表5 主成分載荷矩陣(美樂組合)Tab.5 Principal component load matrix(Merlot combinations)

表6反映了美樂不同組合在3個主成分上的得分，美樂自根苗新梢、葉片等生長量最大，還原糖含量最高，單寧和花青素含量最低，在主成分1上得分最高；美樂以SO4為砧木新梢粗度高于其他組合，總酚含量最低，在主成分2上得分最高；美樂以5BB為砧木單穗質量和單株產量較大，在主成分3上得分最高。

表6 美樂不同砧穗組合主成分得分Tab.6 Principal component values of Merlot combinations

3 討論與結論

砧木對接穗營養生長的影響表現在枝條生長量、莖生物量、葉面積等多個方面[15-16]，本試驗中，不同砧木對同一接穗的影響差異較大，霞多麗嫁接在5BB、1103P 和110R 3種砧木上對生長有不同程度的促進作用，美樂嫁接在140R、5BB和SO4 3種砧木上卻顯著減緩了生長。霞多麗以1103P為砧木顯著提高主干粗度、葉面積及葉片SPAD值，增強生長勢的效應最為明顯，以5BB、110R為砧木顯著增大葉面積，但對其他生長指標無顯著影響，這與李雙岑等[17]、韓曉等[18]報道的砧木1103P嫁接霞多麗葉綠素含量和枝條生長量明顯高于其他砧穗組合、87-1以貝達和1103P做砧木葉片質量最佳的結果一致。張付春等[19]研究表明，砧木5BB明顯提高赤霞珠單葉質量和比葉質量，SO4 降低了葉面積。本研究中美樂以140R為砧木顯著降低主干粗度、新梢長度和粗度、葉面積及SPAD值，減弱生長勢的效應最為明顯，以SO4、5BB為砧木顯著減弱新梢、葉片的生長，但對主干粗度無明顯影響。從產量方面來看，美樂以5BB為砧木顯著提高單株產量，以140R和SO4為砧木對單株產量無顯著影響；霞多麗3個嫁接組合單株產量與自根苗無顯著差異。這些研究結果的差異說明了接穗與砧木之間的特定親和力超出了砧木本身的遺傳，構成了每個砧穗組合的獨特性[20]，砧木對接穗的影響不能單從砧木自身的生長特性進行判斷。

糖、酸是評價葡萄果實品質的基本指標，對于釀酒葡萄來說，糖決定了葡萄酒的潛在酒度，酸決定葡萄酒的pH值，參與葡萄酒味感平衡。葡萄砧木不但調節接穗的營養生長，對果實糖酸的積累也有一定的影響。本研究中砧木5BB提高了霞多麗果實中還原糖含量，1103P則降低了果實中還原糖的積累；5BB、1103P提高了果實可滴定酸含量，110R對霞多麗糖酸含量均無顯著影響。砧木SO4顯著降低美樂果實還原糖含量，5BB嫁接苗還原糖含量與自根苗無顯著差異；SO4和5BB顯著提高了美樂果實可滴定酸含量，140R對美樂糖酸含量影響不顯著。這與砧木SO4、1103P顯著降低赤霞珠果實還原糖含量[21]，110R對還原糖含量無明顯影響[22]的報道結果一致。也有研究表明，貴人香以SO4和5BB為砧木提高了還原糖含量，以1103P為砧木糖含量與對照差異不顯著[23]；110R、5BB、SO4降低小味兒多果實總糖含量，而對果實總酸含量影響不顯著[24]，這可能與不同環境條件下砧穗互作過程中營養元素鉀的吸收程度和果實發育中糖代謝相關酶的活性有關。

對于釀酒葡萄，糖、酸決定葡萄酒的酒度和味感，酚類物質作為葡萄中重要的次生代謝產物，不僅影響葡萄酒的顏色、香氣和口感，還決定葡萄酒的許多生理活性功能[25]。本試驗中，砧木1103P和110R顯著降低了霞多麗果實總酚含量，5BB和1103P均顯著提高了霞多麗果實花青素含量。3種砧木均提高了美樂果實單寧含量和花青素含量，其中140R嫁接苗單寧含量與自根苗差異顯著，SO4嫁接苗和140R嫁接苗花青素含量顯著高于自根苗。砧木對果皮中花色苷的影響要比其他次生代謝產物更大，多數砧木促進著色，這與其他研究者紅亞歷山大以5BB、SO4為砧木果皮中花色素苷含量顯著高于自根苗[26]以及Greco Nero、馬瑟蘭、藤稔嫁接在5BB上果皮花色苷含量增加[20，27-28]的結論是一致的，研究發現，砧木影響葡萄果實轉色期花色素苷合成途徑中酶活性，從而影響花色素苷合成和色澤表現。

葡萄砧木可以調節接穗的營養生長、產量和果實品質，但受砧木、接穗品種、栽培環境等因素的影響。本試驗運用主成分分析法進行評價，認為在賀蘭山東麓產區，5BB、1103P、110R與霞多麗的3種砧穗組合中，霞多麗以5BB為砧木果實還原糖和總酚上升，提高了品質，對生長有一定的促進作用，綜合表現最好；美樂嫁接在140R、5BB和SO4 3種砧木上生長量、還原糖含量均低于自根苗，自根苗表現最好，5BB在穩定樹勢、保持品質、提高產量方面的綜合表現優于其他2種砧木。