遮阴网光选择性调控对高温产区酿酒葡萄品质的优化机制研究

《Journal of Agriculture and Food Research》：Enhancing Wine Grape Quality in Hot Climate Viticulture Regions: The Role of Shading Net Coverage and Light Transmittance

本研究针对全球变暖背景下高温产区酿酒葡萄糖酸失衡及酚类物质积累不足的难题，系统探究了不同颜色（红、白、黑）和宽度（3 m/1.5 m）的光选择性遮阴网对赤霞珠葡萄与葡萄酒品质的调控效应。结果表明，遮阴处理显著降低葡萄还原糖含量（最高降幅7.49%），提升总酸含量（最高增幅15.86%），其中1.5米宽红网处理的葡萄酒总酚含量两年间分别提升26.09%和44.37%，葡萄果皮花青素含量显著增加。主成分分析证实遮阴网颜色对品质的影响大于遮阴宽度。该研究为高温产区精准化遮阴栽培提供了理论依据和技术支撑。

　　

随着全球气候变暖趋势加剧，传统葡萄酒产区面临日益严峻的高温挑战。在新疆和硕县这样的典型大陆性干旱气候区，夏季持续高温和强日照虽能促进葡萄成熟，却也带来糖分过度积累、酸度急剧下降的困境。更棘手的是，构成葡萄酒风味骨架的酚类物质（如花青素、单宁）在高温下合成受阻，导致酒体颜色寡淡、结构松散，难以支撑高品质葡萄酒的酿造。以往果农常通过延迟采收或修剪叶幕来调节微气候，但往往顾此失彼——推迟采收虽能增加酚类物质，却会进一步推高糖分；而过度修剪又可能引发日灼伤害。如何平衡温度、光照与葡萄品质的关系，成为热区葡萄栽培的核心难题。

在这一背景下，西北农林科技大学葡萄酒学院的研究团队将目光投向遮阴网这一物理调控手段。不同于传统全覆盖模式，他们创新性地引入光选择性遮阴网概念，通过精准控制光线波长与遮阴面积，探索对葡萄代谢途径的定向调控。相关成果发表于《Journal of Agriculture and Food Research》，为高温产区葡萄栽培提供了新思路。

研究团队于2022-2023年在新疆和硕县戈壁砾石土壤的葡萄园中，以12年树龄的赤霞珠（Vitis vinifera L.）为试材，设置红（R）、白（W）、黑（B）三种颜色（透光率50%）与3米、1.5米两种宽度的遮阴网处理，于转色期至采收期覆盖于冠层上方30厘米处，以自然光照为对照（CK）。关键技术方法包括：采用高效液相色谱（HPLC）定量葡萄糖、果糖等糖组分与柠檬酸、酒石酸等有机酸；通过福林酚试剂法（Folin-Ciocalteu）测定总酚（TP），pH示差法测定总花青素（TA）；结合液相色谱-离子阱质谱（LC/MSD Trap-VL）分析非花青素酚类单体；运用主成分分析（PCA）综合评价遮阴处理对37项葡萄指标与30项葡萄酒指标的影响。

3.1 葡萄果实中还原糖和总酸含量

所有遮阴处理均显著降低还原糖含量并提升总酸，其中3米黑网（B₃>）效果最突出：总酸增幅达5.47%-15.86%，还原糖降幅为6.47%-7.49%。同颜色遮阴网中，3米宽度比1.5米宽度更有效调控糖酸比，且黑色网效果优于红色网和白色网。

3.2 葡萄果实中还原糖组分含量

葡萄糖和果糖在黑色网处理下降幅最大，B₃>处理两年间葡萄糖降幅16.24%-22.74%，果糖降幅14.56%-27.15%。但相同颜色下不同宽度处理对糖组分无显著影响，说明遮阴宽度对糖代谢的调控作用有限。

3.3 葡萄和葡萄酒中有机酸含量

遮阴网显著提升葡萄中柠檬酸、酒石酸、苹果酸和丁二酸含量。红色网处理的葡萄酒中有机酸增幅尤为显著，其中R_1.5>处理的酒石酸含量两年间提升7.24%-21.79%，苹果酸增幅高达18.12%-104.43%。

3.4 葡萄果皮和葡萄酒中总酚含量

红色网处理显著促进酚类物质积累，R_1.5>处理的葡萄酒总酚含量2022年增长26.09%，2023年达44.37%。果皮总花青素在R_1.5>处理下两年分别提升16.60%和14.25%，总黄酮（TFD）和总黄烷醇（TFA）也呈现类似趋势。

3.5 葡萄果皮和葡萄酒中非花青素酚类组分含量

R₃>处理下葡萄皮中12种酚类单体（如羟基甲酸、绿原酸、槲皮素等）含量显著高于对照。葡萄酒中10种酚类物质在红色网处理下显著增加，且R_1.5>与R₃>处理差异较小，说明遮阴颜色对酚类组成的调控稳定性强。

3.6 葡萄果皮和葡萄酒中花青素组分含量

R_1.5>处理显著提升飞燕草素-3-O-葡萄糖苷（Dp）、锦葵素-3-O-葡萄糖苷（Mv）等9种花青素单体含量。值得注意的是，1.5米宽度遮阴网对花青素积累的促进效果优于3米宽度，表明白色与黑色网的窄幅处理更利于花色苷合成。

3.7 葡萄和葡萄酒数据的主成分分析

PCA显示红色网处理与多数品质指标（如果酸、酚类、花青素）呈正相关，且遮阴网颜色对品质分异的贡献大于宽度。综合评价函数表明红色网处理的葡萄与葡萄酒综合得分最高，证实其在高热地区的应用优势。

研究结论与讨论部分指出，遮阴网通过降低冠层温度与光照强度，有效延缓有机酸降解并抑制糖分过度积累。红色网因其特定波长光谱可能激活光敏色素通路，促进苯丙烷代谢关键酶活性，从而显著提升酚类物质合成。尤为重要的是，1.5米宽遮阴网在保证花青素积累的同时，较3米宽网节省50%材料成本，实现了品质提升与经济效益的平衡。该研究首次系统阐明遮阴宽度与颜色的协同调控机制，为不同生态区定制化遮阴方案提供了理论依据，对应对气候变化下的葡萄栽培创新具有重要实践意义。