北疆综合试验站
葡萄属于全球范围内广泛栽种的果树类作物，它的果实品质直接关系到市场价值和消费者满意度。传统的灌溉方式往往不注重作物水分需求与供给的精确匹配，导致水资源浪费和果实品质波动[1]。随着节水农业的发展，调亏灌溉这一按照作物的生理生态特性来控制水分的技术逐渐被重视起来。这种技术通过在作物的某个生长阶段施加适度的水分胁迫，促使作物产生生理调节反应，优化资源分配，从而改善果实品质。葡萄属于对水分比较敏感的作物，其糖酸代谢、酚类物质和香气物质的形成都会受水分状况的影响[2]。所以，深入探究调亏灌溉对葡萄果实品质产生的影响机理，改良调亏灌溉技术的相关参数，对于改善葡萄产业的经济效益和生态效益有着十分重要的意义。
1 调亏灌溉对葡萄果实品质的影响机制
1.1 糖酸代谢的调控
调亏灌溉是一种精细化的水分管理措施，在葡萄栽培过程中对果实糖酸代谢具有重要调控作用[3]。该技术通过精准调节水分供给，有效抑制植株营养生长，促使光合产物更多地向果实分配，从而显著提升果实中可溶性固形物和还原糖的含量，为改善果实品质奠定基础。同时，调亏灌溉还有助于优化糖酸比，增强果实风味与口感[4]。以葡萄果实转色期到成熟期这一关键阶段为例，实施调亏灌溉可使总糖含量提高，可滴定酸含量降低[5]。例如，“寒香蜜”葡萄采用“浇水次数减半”的调亏处理，其成熟期总可溶性固形物含量较常规灌溉提高19%，而可滴定酸含量下降25%。这一变化与调亏灌溉抑制苹果酸、酒石酸合成相关酶活性，并增强蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）等糖积累关键酶活性密切相关，从而促进糖分积累与有机酸降解[6]。该技术不仅提升了葡萄的市场价值，也为节水农业背景下实现优质果品生产提供了有力的技术支撑，显示出调亏灌溉在调控果实糖酸代谢方面的广阔应用前景。
1.2 酚类物质的积累
调亏灌溉有助于促进葡萄果实中酚类物质的积累，尤其对提升葡萄果实中花色苷和黄酮醇等重要物质的合成效果显著。酚类物质是果实中重要的次生代谢产物，不仅能给果实带来鲜艳的色泽，还能极大增加葡萄果实的抗氧化能力，对提高果实品质和市场竞争力具有重要意义[7]。研究表明，在葡萄果实转色期对赤霞珠等葡萄品种实施中度调亏灌溉，可有效提高葡萄果实中花色苷的含量，总酚含量也可增加。这一效应的发生主要是因为调亏灌溉可以激活ABA的信号传递，从而增强葡萄果实中PAL等酶的活性，这些酶在酚类物质代谢途径中发挥催化作用，最终促使葡萄果实的代谢通路向合成方向发展[8-10]。通过这种精准调控，调亏灌溉不仅使葡萄果实的外观颜色更加鲜艳诱人，还能提高葡萄果实的营养成分，为消费者提供更优质、更安全的水果选择[11]。这一技术为通过水分管理改善果实品质提供了新思路，具有广泛的应用前景。
1.3 香气物质的合成
调亏灌溉能够显著影响葡萄果实香气物质的合成，会增加果香型挥发性物质（如酯类、醇类）的含量，同时降低青草味物质（如C₆化合物）的含量[12]。香气物质是葡萄果实品质的重要组成部分，直接影响消费者的感官体验和购买意愿，经调亏灌溉处理后，葡萄果实中苯乙醇、乙酸苯甲酯等关键香气成分的含量显著提高，果实感官评分也相应提升，这与调亏灌溉调控了脂肪酸代谢和萜烯类合成途径相关酶的活性有关[13]。调亏灌溉中水分条件的优化促进了果实中香气物质前体的合成与转化，从而提高了果实的香气品质[14]。对香气物质的精细调控提升了鲜食葡萄的市场吸引力，同时也让葡萄酒等加工产品的风味得到极大提升，更好地契合了市场对优质农产品的消费需求[15]。
1.4 生理生化响应
调亏灌溉能够引发葡萄植株产生一系列细腻而复杂的生理生化响应。通过减小叶水势、气孔导度来削减葡萄植株的蒸腾耗水量[16]，从而提高了水分利用效率，这对于水资源匮乏之地来说非常关键。相关研究显示，在转色期给予葡萄植株调亏灌溉处理后，葡萄叶片的净光合速率虽然有所下滑，但葡萄叶片的水分利用效率却得到了明显提升[17]。这种变化表明葡萄植株在遭遇水分胁迫的时候，能够通过优化资源分配并调整生理代谢过程，做到高效用水，维持生存，葡萄植株会削减对营养生长的投入，把更多资源投入到果实生长和抗逆性提升上面，以此来保证在干旱状况下正常生长发育[18]。这种高效的生理适应机制不仅保障植株在干旱环境中的生存，又为节水农业背景下的持续果实生产提供了科学依据和技术支撑，也为推进节水型绿色农业提供了理论支持和实践途径[19]。
2 调亏灌溉技术的关键参数优化
2.1 调亏时期
果实转色期到成熟期被认为是调亏灌溉执行的最佳时间窗口，这一阶段葡萄植株的生理活动特性决定了它对于水分管理的特别反应，在这个时期，葡萄果实正处在糖分迅速积累、颜色变化以及风味物质生成的关键过程当中，对水分供应与需求的平衡非常敏感[2]。实施中度调亏灌溉，将土壤含水量维持在田间持水量的60%～65%范围内，就能准确地控制住葡萄植株的水分状态，既不会因为过于干旱而制约果实成长，又借助适度的水分压力触发植物自身的生理调整[20]。在具体操作上，这种方式大幅度提升果实当中花色苷与还原糖的浓度，这些成分直接影响果实的颜色及甜美感，以贺兰山东麓产区为例，对赤霞珠葡萄实施转色期调亏灌溉时，其单宁含量明显上升，达到7.28mg/kg，产量虽有所下降，但降幅不过3.2%左右[21-22]，这就证实了此阶段实施调亏灌溉的有效性，这种精细的水分管理方法，为葡萄产业的高质量发展提供了科学支持。
2.2 调亏程度
调亏灌溉的效果很大程度上取决于调亏程度的把握情况[23]，相关研究显示，轻度到中度调亏，也就是灌水量缩减20%～40%，对于改善葡萄果实品质的效果最为显著，这种程度的调亏既可促使植物发挥自身的调节机能，有利于生成一些有益的次生代谢产物，比如总酚、芳香物质等，又不至于过度限制植株的生长和果实的发育，而重度调亏，灌水量缩减超过50%，则可能带来不良后果，比如总酚含量降低，果实尺寸变小，从而影响到果实的市场价值以及消费者的接受程度。拿寒香蜜葡萄来说，“浇水次数减半”这种处理方式比“浇水量减半”更利于提升总酚含量，前者让总酚含量提升了43%，后者只提升了21%，这个对比显示调亏频率对果实品质有重要影响，在实际操作时要兼顾调亏的频次和每次调亏的量，从而实现品质提升的最佳效果[6]。
2.3 复水补偿效应
调亏灌溉之后的适时复水策略对激发葡萄植株的补偿生长效应十分关键，调亏灌溉在萌芽期等关键生长阶段执行以后，如果控制好复水的时机与量，就能促使葡萄植株在接下来的生长季里表现出更强大的生长势以及果实发育能力[24]。复水能够快速恢复植株的水分平衡，减轻之前的水分胁迫状况，从而引发一系列生理补偿效应，以萌芽期调亏后复水的处理为例，葡萄新梢生长量在后续生长季中提高了15%～20%，果实可溶性固形物含量也提高了5%～8%。这种效应既改善了植株的光合作用效率和养分吸收能力，又促使果实内部糖分和其他有益成分积累，进而明显提升了果实的整体品质和市场价值[25]。所以，在调亏灌溉管理中，要重视复水策略的实施，使其最大限度地发挥对植株补偿生长和提升果实品质的积极作用。
3 研究展望
3.1 多技术协同应用
未来调亏灌溉技术的发展，会更加深入地融合智能灌溉系统，实现灌溉管理的精准化和智能化，采用土壤水分传感器、无人机遥感监测等先进技术，可及时获取葡萄园的土壤湿度、作物生长情况以及环境参数，为调亏灌溉提供数据支持[26]。如土壤水分传感器，可以持续监测不同深度土层的含水量，结合无人机遥感技术获取的植被指数、冠层温度，可准确判断葡萄植株的水分需求和胁迫状况；进一步，可借助实时监测叶片中的脱落酸（ABA）含量和气孔导度，动态体现植株的水分状况和生理反应，指导灌溉策略的动态调整，这种依靠多种数据融合的灌溉决策体系，既可最大限度地发挥节水效益，又能明显优化葡萄果实的品质和市场价值，促使节水农业迈向更高层次。
3.2 长期生态效应评估
当下，调亏灌溉研究大多聚焦于单季作物的短期成效，缺少对其长期生态效应的评价。长期执行调亏灌溉也许会严重影响土壤生态系统、葡萄根系活力，甚至加重连作障碍。因此，开展多年的定位试验，全面考察调亏灌溉的长期生态效应十分关键。通过连续多年监测土壤微生物群落结构、酶活性、养分循环进程等，可体现调亏灌溉对土壤健康带来的影响。此外，探究调亏灌溉对葡萄根系生长、分布、活力的长期影响，有助于了解根系在水分胁迫下的适应策略[27]。评估调亏灌溉对连作障碍的改善作用，利于为葡萄园的可持续经营提供科学依据。通过这些长期研究，可以全面评价调亏灌溉的生态风险和效益，为节水农业的可持续发展提供有力支撑。
3.3 品种特异性研究
不同葡萄品种对于调亏灌溉的响应差异很大，这是由葡萄品种之间存在不同的遗传背景、生理特性和生态适应性所导致的。像酿酒葡萄赤霞珠因为其根系发达且具有较强的抗逆性，所以对调亏灌溉的耐受能力一般会比鲜食葡萄巨峰要好[28]。所以针对不同葡萄品种的特性来调整调亏参数就显得十分重要了，通过对各个品种在水分胁迫下的生理生化反应机理进行研究，从而找到最适合每个品种的调亏时期、调亏程度以及复水方法。拿耐旱性强的品种来说，可以适当拉长调亏的时间，并且加大调亏的程度，这样就能促使它自身的生理调节能力得到激发，还有助于有益次生代谢产物的产生；而对于耐旱性较差的品种，则需要采取轻度调亏并且调亏时期要短一些，这样才能防止给植株生长以及果实发育带来不好的影响，通过品种特性方面的研究，就能够做到对调亏灌溉实施精确管理，从而提升整个葡萄产业的效益和竞争力。
4 结论
调亏灌溉是一种基于作物生理生态特性而实施的水分调控策略，在葡萄种植中已被证明可有效提升果实品质。该技术通过精准控制水分供给，不仅优化了葡萄的糖酸代谢，提高了可溶性固形物和还原糖含量，还促进了酚类与香气物质的积累，从而显著改善果实的外观色泽、口感体验、风味层次及抗氧化性能。同时，调亏灌溉还有助于提升植株的水分利用效率并增强其抗逆能力，为干旱或缺水条件下稳定生产优质葡萄提供了可能。随着智能灌溉系统、多源数据融合技术以及气候变化适应性研究的持续推进，调亏灌溉正朝着更精准、更智能的方向发展。这一进步将为节水农业背景下的葡萄产业注入强劲的科技动力，最终实现经济效益与生态效益的统一。