什么是冠层,它控制什么
葡萄树的冠层是指全部新梢与叶片。它不仅截获驱动光合作用的阳光,还决定果区的小气候:有多少光照到果串、果串会被晒得多热、雨后或露水后干得多快。
种植者用来改变冠层小气候的手段有:抹芽、新梢定位、打顶、除叶以及冠层分割。本文沿着光从叶墙到果粒的路径,依次讨论遮荫、果皮黄酮醇、带来青椒气味的IBMP以及日灼风险。
过密的冠层与内部的阴影
新梢过密时,外层叶片截获了大部分光照,冠层内部则处于浓荫之中。这类遮荫冠层中的果实往往糖分、花色苷和酚类物质较少,钾和苹果酸较多,pH也较高。过密的冠层潮湿时间更长,容易发生真菌病害。
冠层管理的目标是让叶墙保持单薄:抹芽去掉多余的新梢,新梢定位把留下的新梢排成一道薄薄的叶墙,打顶剪掉长出叶墙的新梢,除叶则让果区通透。
一段采用垂直新梢定位的葡萄行。左侧的果区已被打开,右侧的叶片仍遮住果串。抹芽、新梢定位、摘心和除叶共同使叶墙保持稀薄。形状和颜色仅为示意。
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- 摘心 — 把长出叶墙的新梢剪短
- 新梢定位 — 新梢向上固定在整形铁丝之间,形成薄叶墙
- 除叶 — 摘除果串周围的叶片,打开果区
- 抹芽 — 除去单臂上多余的新梢
阳光、UV-B与果皮黄酮醇
照在果皮上的阳光会改变果实的酚类组成,但并非所有成分的反应都相同。UV-B(中波紫外线)是阳光中波长280–315 nm的部分。反应最明显的是槲皮素糖苷等黄酮醇:Spayd等人2002年发表的梅洛田间试验发现,受光果串中的黄酮醇含量更高,而遮挡紫外线后含量随之下降。
红色色素花色苷的表现则不同。在同一试验中,位于行内承受午后阳光一侧的受光果串温度最高,作者认为其花色苷较低主要是温度而非光照所致。更一般地说,黄酮醇的合成高度依赖光照,而高温会减少花色苷的积累,因此受光的益处取决于果实被晒得多热。
本文所引研究对过密冠层内部的果实与受光果实的发现。IBMP 两行来自对品丽珠的一项研究;高温相关行来自温暖产区的梅洛研究。
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| 阴影中的果串 | 受光果串 | |
|---|---|---|
| 糖、花色苷与酚类 | 过密冠层的果实中往往较少 | — |
| 钾、苹果酸与 pH | 钾和苹果酸更多;pH 更高 | — |
| 果皮黄酮醇 | 较低 | 梅洛中更高;遮挡紫外线会使其降低 |
| 转色期前的 IBMP | 不断积累 | 受光的品丽珠果串积累量少 21–44% |
| 转色期后的 IBMP | 逐渐下降 | 以同样的速度下降;光照不会加快其减少 |
| 果粒温度 | — | 可能远高于气温;高温的果粒损失花色苷,强光加高温导致日灼 |
| 病害 | 过密冠层保持潮湿的时间更长,有利于真菌病害 | — |
IBMP:为什么受光时机至关重要
3-异丁基-2-甲氧基吡嗪(IBMP)是一种甲氧基吡嗪,是品丽珠、赤霞珠和长相思等品种中青椒和青草气味的来源。它在转色期之前于果粒中积累,之后逐渐减少。
Ryona等人在2008年跟踪了受光和遮荫的品丽珠果串中IBMP的变化。受光果串在转色期前积累的IBMP少21–44%,但光照并没有加快转色期后IBMP的下降。也就是说,光照影响的是IBMP的积累量,而不是它的分解速度。
因此,如果目标是降低IBMP,光照必须来得早,即在坐果到转色期之间。转色期后再除叶,只会给果实增加光照和热量,并不能加快IBMP的减少。认为阳光会在成熟后期把吡嗪“晒掉”的说法并不正确。
从坐果(左)到采收(右)的果串。在坐果到转色期之间打开果区才能降低IBMP;转色期后IBMP无论如何都会下降,光照并不会加快下降。形状和颜色仅为示意。
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- 坐果到转色期:在此受光 — 受光的品丽珠果串积累的IBMP比遮荫果串少21–44%
- 转色期 — IBMP约在此时达到峰值,随后开始下降
- 转色期到采收 — 受光和遮荫的果串中IBMP都会下降;此时除叶并不会加快下降
温暖产区的高温与日灼
在炎热、日照强烈的产区,让果串完全暴露反而有害。直射阳光下的果粒温度可能明显高于周围气温;高温与强辐射叠加会使果皮褐变,严重时导致组织坏死(Gambetta等人,2021年)。过热的果粒即使光照充足也会损失花色苷(Spayd等人,2002年)。
因此,种植者会根据太阳的轨迹安排除叶。在南北走向的行中,冠层西侧承受一天中最热的午后阳光,所以在温暖的地块,通常保留西侧的叶片,主要在早晨受光的东侧除叶。覆盖果区的遮阳网,以及喷在果实上用于反射辐射的高岭土颗粒膜也是可选手段;生长季早期就已受光的果实,比盛夏突然暴露的果实更能耐受日晒。
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果区作业
图片:Maison Apéro(生成图像) · Maison Apéro original
架式:VSP与分割式冠层
架式决定了冠层的基本形状。垂直新梢定位(VSP)把新梢在铁丝之间向上引绑,形成一道狭窄、直立的叶墙,果区位于叶墙下部。在肥沃、长势旺盛的地块,这道叶墙会变厚,果区随之落入阴影。
对于长势旺盛的葡萄树,可以考虑分割冠层。日内瓦双帘式(GDC)和里拉式(竖琴形)等架式把叶墙分成两道较薄的叶帘,使更大比例的叶片和果实能够受光。
在杯中的体现
由于每种机制作用于不同的成分,冠层管理会在葡萄酒的多个方面留下痕迹。IBMP较少的果实,即使是容易出现青椒气味的品种,酿出的酒中这种气味也会较弱。受光的果皮含有更多黄酮醇,避开高温的果实能保留更多花色苷;而日灼的果粒会把褐变、受损的果皮带进发酵罐。来自遮荫冠层的果实,采收时往往pH较高、苹果酸较多、颜色较浅。
这些都不是越高越好的单一指标。合适的冠层取决于气候、地块长势和品种:在凉爽多云的地方多给光照,在炎热的地方防范午后高温,而只要关注IBMP,就要尽早除叶。
练习题1:遮荫、IBMP与除叶时机
题目
某品丽珠葡萄园的果区过密且处于阴影中,酿出的酒带有明显的青椒气味。请说明IBMP是什么、果串遮荫如何影响IBMP,以及为降低IBMP应在何时除叶。
参考答案
IBMP(3-异丁基-2-甲氧基吡嗪)是带来青椒气味的甲氧基吡嗪,它在转色期前于果粒中积累,之后逐渐减少。Ryona等人(2008年)发现,受光的品丽珠果串在转色期前积累的IBMP比遮荫果串少21–44%,而光照并不能加快转色期后的下降。因此,果区除叶应在坐果到转色期之间进行。转色期后除叶不会降低IBMP,还可能让果实暴露在高温下。打开冠层还能让果区更快变干,从而降低真菌病害的风险。
评分标准(自评,共10分)
- 指出IBMP是青椒气味的来源,并说明其在转色期前积累、之后减少(3分)
- 结合研究证据说明受光会减少积累,但不会加快转色期后的分解(4分)
- 建议尽早除叶,并说明为何晚期除叶无济于事(3分)
练习题2:炎热产区的除叶
题目
一位炎热、日照强烈产区的种植者打算在南北走向的行两侧,把果串周围的叶片全部摘除。请说明其中的风险,并提出更好的做法。
参考答案
在炎热气候下让果串完全暴露,可能使果实过热。直射阳光下的果粒温度可能远高于气温,高温与强辐射叠加会造成果皮日灼褐变,严重时导致坏死(Gambetta等人,2021年)。果粒过热还会在光照充足的情况下降低花色苷(Spayd等人,2002年),因此把果区叶片全部摘除,可能非但不能增色,反而损失颜色。更好的做法是:主要在早晨受光的东侧除叶,保留承受午后阳光的西侧叶片;尽早除叶,让果实及早适应日晒;必要时使用遮阳网或高岭土颗粒膜。在东侧及早除叶,仍能让转色期前的果串受光,也有助于抑制IBMP的积累。
评分标准(自评,共10分)
- 说明日灼以及高温导致的花色苷损失(4分)
- 提出以早晨受光一侧为主、并尽早进行的除叶方案(3分)
- 至少举出一项其他措施,如遮阳网或高岭土(3分)
冠层作业
- 抹芽并把新梢定位成薄叶墙
- 在坐果到转色期之间对果区除叶
- 炎热地块保留午后受光一侧的叶片
果区小气候
- 冠层内部阴影减少,干得更快
- 转色期前果串受到更多光照和紫外线
- 午后果串温度较低
果粒成分
- 减少与遮荫相关的高pH和高苹果酸
- IBMP积累减少,果皮黄酮醇增加
- 花色苷免于高温造成的损失
常见问题
冠层管理会改变葡萄的哪些方面?
它改变果串所受的光照和温度。过密、遮荫冠层中的果实往往糖分和颜色较少,pH较高,钾和苹果酸较多(Smart,1985年)。受光的果皮积累更多黄酮醇(Spayd等人,2002年),转色期前受光则会抑制带来青椒气味的IBMP(Ryona等人,2008年)。
为减少青椒气味,应在什么时候除叶?
在转色期之前。在品丽珠中,受光果串在转色期前积累的IBMP比遮荫果串少21–44%,而光照并没有加快转色期后IBMP的下降(Ryona等人,2008年)。因此,转色期后除叶对降低IBMP帮助不大。
为什么炎热产区的种植者要保留午后受光一侧的叶片?
午后直射阳光下的果粒温度可能远高于气温,导致日灼和花色苷损失(Spayd等人,2002年;Gambetta等人,2021年)。在南北走向的行中,西侧承受午后阳光,因此通常保留西侧叶片,主要在早晨受光的东侧除叶。遮阳网和高岭土颗粒膜也是可选的措施。
信息来源
- Smart(1985)葡萄冠层小气候调控原理及其对产量和品质的影响:综述(American Journal of Enology and Viticulture 第36卷第3期)
- Ryona等(2008)果串受光对酿酒红葡萄(品丽珠)中3-异丁基-2-甲氧基吡嗪积累与降解规律的影响(Journal of Agricultural and Food Chemistry,PubMed)
- Spayd等(2002)区分阳光与温度对梅洛果粒成分的影响(American Journal of Enology and Viticulture 第53卷第3期)
- Downey等(2006)栽培措施与环境对葡萄和葡萄酒类黄酮组成的影响:近期研究综述(American Journal of Enology and Viticulture 第57卷第3期)
- Gambetta等(2021)葡萄日灼综述(Frontiers in Plant Science 第11卷)
- 世界卫生组织(WHO)紫外线辐射(概况介绍)
