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调亏灌溉对赤霞珠果实酚类物质和花色苷组分的影响 [2016/12/7 10:57:49] 来源: 作者:Admin

 

西北农林科技大学葡萄酒学院

房玉林 王童孟 鞠延仑 张振文


  调亏灌溉(Regulated deficitirrigationRDI,以下简称调亏)技术是指在作物生长发育的某些阶段,尤其是营养生长的阶段对其人为施加一定的水分胁迫,使作物的光合产物重新分配,更多的输送于人们需要的组织器官,以提高经济产量的灌溉技术。近年来,随着淡水资源紧缺,调亏灌溉技术越来越受到生产者的重视。目前,调亏灌溉技术在葡萄上的研究多集中在植株生理指标测定,对果实酚类和花色苷组分影响的研究较少,近年来我们开展调亏灌溉对酿酒葡萄果实品质影响的研究,尤其是初步探讨了调亏灌溉对赤霞珠果实酚类和花色苷组分影响的研究,旨在为调亏灌溉技术在酿酒葡萄的进一步推广应用奠定基础。


  1 材料与方法


  试验在宁夏贺兰山东麓志辉源石酒庄葡萄基地进行,供试品种为优质酿酒葡萄赤霞珠(CabernetSauvignon),2009年定植,株行距1.5m×3.8m,倾斜式单龙蔓整形。

灌溉处理按照灌水量共分为4个处理:正常灌溉(CK)与调亏灌溉,包括RDI-1RDI-2 RDI-3三个处理组。RDI-1RDI-2RDI-3CK总灌水量分别为近304-9月平均蒸腾量的63.33%75.00%81.67%96.67%


  2 结果与分析


  2.1 调亏灌溉对果实总酚的影响


  从膨大期到果实转色期结束,处理组果皮中总酚含量迅速下降,但在膨大期到转色期,对照组的总酚含量明显高于处理组。进入成熟期后,果皮中的总酚含量除RDI-3于花后72 d时最低外,其余试验组均于花后65 d时达到最低值;而后小幅上升再缓慢下降,可以判断花后79 d时果皮总酚含量最高。进入成熟期后,各处理之间,随着灌水量的减少,呈先下降后升高的趋势。


  2.2 调亏灌溉对果实总类黄酮的影响


  从膨大期(花后30 d)到果实转色期(花后51 d)结束,各试验组的葡萄果皮中总类黄酮含量迅速下降,在花后30-37 d时,对照组葡萄果皮总类黄酮含量明显高于各处理组,但其下降幅度也是最快的。

 

  进入成熟初期后(花后51 d),各试验组果皮总类黄酮含量继续下降,但下降速度明显减缓,说明随着调亏灌溉程度的加大,果皮中的总类黄酮含量明显减少。

 

  2.3 调亏灌溉对果实总单宁的影响


  果实膨大中期至转色期中期(花后44 d),CK组的葡萄果皮总单宁含量显著高于各调亏灌溉组,但随着果实的进一步转色,差距逐渐缩小。

进入成熟期后(花后58 d),果皮中的总单宁宁含量下降趋势明显减缓,但总体仍呈现下降趋势。葡萄果皮总单宁含量于花后79 d时达到最大值。花后86 d时,各试验组果皮中的总单宁宁含量较花后79d时有较大幅度的下降,随着调亏灌溉程度的加大,呈现先迅速下降再缓慢增加的趋势。


  2.4 调亏灌溉对果实总黄烷-3-醇的影响


  从果实膨大中期到果实转色期的过程中,CK组的葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量显著高于调亏灌溉处理组。但进入成熟期初期后(花后58 d),各试验组之间的葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量并无显著性差别。各试验组葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量在花后65 d时均达到最低值,但并无显著性差别。随后各试验组葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量开始上升,均于花后79 d时达到最高值。可以判断,花后79 d时,为各试验组进入成熟期后,葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量达到最大值。


  进入成熟期后,随着调亏灌溉程度的增大,各试验组葡萄果皮中的黄烷-3-醇含量表现为先显著降低再缓慢增加的趋势,但增加幅度不明显,这可能与调亏灌溉的程度不够有关。


  2.5 调亏灌溉对果实花色苷组分的影响


  2.5.1 调亏灌溉对总花色苷的影响


  从转色初期开始到成熟期初期(花后37 d-58 d),RDI-1RDI-2处理组葡萄果皮中的花色苷积累速度要明显快于CK组,总花色苷含量显著高于CK组。而RDI-3处理组花色苷含量虽略低于CK组,但并无显著性差别。进入成熟期后(花后58 d),各试验组的葡萄果皮花色苷含量呈现先降低后升高再缓慢下降的趋势;各试验组葡萄果皮中花色苷含量随着调亏程度的加大,呈现先降低后升高的趋势,各试验组的花色苷含量相对高低与整个成熟期的基调相一致,表现为随着调亏程度加大,各试验组葡萄果皮中花色苷含量呈现先降低后升高的趋势。


  2.5.2 调亏灌溉对果实单体花色苷的影响


  (1)各试验组葡萄果皮中的花翠素-3-O-葡萄糖苷含量均呈现转色期迅速积累,进入成熟期缓慢降低的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出花翠素-3-O-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组花翠素-3-O-葡萄糖苷含量在成熟期达到最大值。随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的花翠素-3-O-葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮花翠素-3-O-葡萄糖苷的积累。


  (2)各试验组葡萄果皮中的花青素-3-O-葡萄糖苷含量均呈现转色期迅速积累,进入成熟期缓慢降低的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出花翠素-3-O-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组花青素-3-O-葡萄糖苷含量在成熟期达到最大值。花后86 d时,随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的花翠素-3-O-葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮花青素-3-O-葡萄糖苷的积累。


  (3)各试验组葡萄果皮中的甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量均呈现转色期迅速积累,进入成熟期缓慢降低再小幅升高的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量在成熟期达到最大值。花后86 d时,随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。由此可知,适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷的积累。


  (4)各调亏处理组的葡萄果皮中的甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量均呈现转色期迅速积累,达到最大之后缓慢下降的趋势,而CK组在转色期迅速积累到成熟期呈现一直增加的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出甲基花青素-3-O-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量在成熟期达到最大值。花后86 d时,随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的甲基花青素-3-O-葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮甲基花青素-3-O-葡萄糖苷的积累。


  (5)各试验组的葡萄果皮中的二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量均呈现转色期迅速积累,达到最大值之后开始下降再上升的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量在成熟期达到最大值。随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。从转色期到成熟期的整个过程中,RDI-1RDI-2葡萄果皮的二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量均显著高于CK。由此可知,适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷的积累。


  (6RDI-1RDI-2的甲基花青素乙酰化葡萄糖苷含量呈现转色期迅速积累到最大值,开始下降再上升而后再缓慢下降的趋势,而RDI-3CK其含量在转色期迅速积累,进入成熟期后先缓慢上升随后缓慢下降。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出甲基花青素乙酰化葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,并且随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的甲基花青素乙酰化葡萄糖苷含量呈现先降低后增加的趋势。从转色期到成熟期前(花后72d)的整个过程中,RDI-1RDI-2葡萄果皮的甲基花青素乙酰化葡萄糖苷含量均显著高于CK。由此可知,适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮甲基花青素乙酰化葡萄糖苷的积累。


  (7RDI-1RDI-2CK的二甲花翠素-3-乙酰化-葡萄糖苷含量呈现转色期迅速积累到最大值,开始下降再上升的趋势;而RDI-3其含量在转色期迅速积累后并未有下降的趋势,而是缓慢上升,直到果实成熟。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出二甲花翠素-3-乙酰化-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,并且随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的二甲花翠素-3-乙酰化-葡萄糖苷含量呈现先上升后降低的趋势。从转色期到成熟初期(花后44 d-58 d),RDI-1RDI-2其含量显著高于CK,但随着果实的成熟,各组相对含量逐渐表现为随着灌水量的减少,果皮中二甲花翠素-3-乙酰化-葡萄糖苷含量表现为先增加后下降。


  (8)甲基花青素-3-咖啡酰化-葡萄糖苷含量呈现转色期迅速积累,达到自大值后开始下降的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出甲基花青素-3-咖啡酰化-葡萄糖苷。进入转色期后,色素开始积累,各试验组其含量均于花后58 d时达到最大。随后各组其含量开始下降,接近成熟期时,其含量波动越小,各别组出现含量升高的现象。花后86d时,随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的甲基花青素-3-咖啡酰化-葡萄糖苷含量呈现先下降后上升的趋势。适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮甲基花青素-3-咖啡酰化-葡萄糖苷的积累。


  (9) 各试验组的二甲花翠素-3-咖啡酰化-葡萄糖含量呈现转色期迅速积累,达到最大值后开始下降再上升的趋势。进入花后30 d(果实膨大中期)时,各试验组并未检测出二甲花翠素-3-咖啡酰化-葡萄糖。进入转色期后,色素开始积累,各试验组的二甲花翠素-3-咖啡酰化-葡萄糖含量在花后58 d就达到了最大值,并且随着调亏灌溉程度的加大,各试验组葡萄果皮的二甲花翠素-3-咖啡酰化-葡萄糖含量呈现逐渐增加的趋势。适当的调亏灌溉处理有助于葡萄果皮二甲花翠素-3-咖啡酰化-葡萄糖的积累。


  3 小结


  研究表明,各试验组葡萄果实的酚类指标在整个生长发育过程中变化趋势保持一致,总酚、单宁、总类黄酮、总黄烷-3-醇含量均呈现转色期迅速下降,进入成熟期缓慢下降-上升在下降的趋势,这与李小龙等的研究结果相一致,而花色苷主要在转色期开始积累,于成熟期初期达到最大值,接近成熟期是略有下降,原因可能是植物细胞受高温天气影响后,相关酶的活性受到了抑制。


  调亏处理对果皮多酚物质含量有一定的促进作用,这与房玉林等的研究结果保持一致。同时,调亏处理可以显著增加果实花色苷含量,这可能是由于水分亏缺导致花色苷合成途径中基因表达量上调,进而促进花色苷的合成。因此,适度调亏灌溉可促进果实酚类物质合成和成熟,提高果实花色苷含量,提高酿酒葡萄果实的品质。