南非斯瓦特兰地区旱作条件下选定参考及替代酿酒葡萄品种的响应研究

《AUSTRALIAN JOURNAL OF GRAPE AND WINE RESEARCH》：Investigating the Response of Selected Reference and Alternative Wine Cultivars to Dryland Conditions in the Swartland Region of South Africa

　　

葡萄藤的可持续产量与品质依赖于充足的水分供应。然而，根据气候变化预测，南非西开普省的降雨量可能减少。在斯瓦特兰地区，许多葡萄园采用旱作条件或仅依靠有限灌溉水量进行栽培。在此背景下，葡萄藤的耐旱性指其适应干旱或旱灾条件的程度。因此，若更广泛地种植耐旱酿酒葡萄品种，则可降低旱作及灌溉葡萄园的产量损失风险。为此，研究人员在南非马姆斯伯里附近一个特别建立的试验葡萄园中开展了田间试验，以评估选定酿酒葡萄品种的耐旱性。所有酿酒葡萄品种于2018年7月定植，株行距为3.00×1.25 m，且不进行灌溉。红葡萄品种包括Arinarnoa、Durif、Grenache noir、Malbec、Marselan、Pinotage（参考品种）、Shiraz（参考品种）、Tempranillo和Touriga Na?ional。白葡萄品种包括Assyrtiko、Chardonnay（参考品种）、Chenin blanc（参考品种）、Macabeo、Marsanne、Piquepoul blanc、Verdelho和Vermentino。葡萄藤采用垂直枝条定位（VSP）篱架系统整枝。各品种的植株水分状况存在差异。Shiraz和Assyrtiko的营养生长最强，而Piquepoul blanc的生长最弱。在现有条件下，若以产量为首要考虑因素，Durif、Grenache noir、Marselan和Pinotage显示出作为适宜红葡萄品种的潜力。对于白葡萄品种，Macabeo、Piquepoul blanc和Vermentino在现有条件下表现出最佳生产潜力。然而，Macabeo和Piquepoul blanc可能出现成熟延迟。若寻求产量与整体葡萄酒品质之间的最佳平衡，则Arinarnoa、Durif、Grenache noir、Pinotage、Chenin blanc、Macabeo、Piquepoul blanc和Vermentino为适宜品种。在现有条件下，Malbec、Assyrtiko、Chardonnay和Verdelho的表现指数最低。

论文解读：南非斯瓦特兰地区旱作条件下选定参考及替代酿酒葡萄品种的响应

研究背景与意义

葡萄藤的可持续产量和果实品质高度依赖充足的水分供应。然而，气候变化预测显示南非西开普省的降雨量可能进一步减少，该地区在2015至2018年间曾经历严重干旱，导致作物失败和水资源短缺。南非约95%的酿酒葡萄栽培于西开普省，其中斯瓦特兰地区是重要的产区之一。在较干旱的产区，许多葡萄园依赖雨养或仅少量灌溉。干旱年份往往导致葡萄产量降低且葡萄酒品质下降。因此，筛选和推广耐旱性较强的酿酒葡萄品种，被认为是降低旱作及灌溉葡萄园产量损失风险、提升产业可持续性的重要策略。然而，南非缺乏关于替代酿酒葡萄品种在生长、产量和品质方面的科学依据。为此，研究人员在斯瓦特兰地区马姆斯伯里附近建立试验葡萄园，评估17个酿酒葡萄品种（9个红品种、8个白品种）在完全无灌溉旱作条件下的营养生长、产量及葡萄酒品质响应。该研究是南非首个在近乎最不利的沙壤土旱作条件下系统评估多个品种表现的研究，其结果可外推至全球相似的土壤-气候情景。

主要技术方法

研究采用田间试验方法，在商用农场建立试验园，所有品种嫁接于99 Richter砧木，于2018年7月定植，株行距3.00×1.25 m，采用垂直枝条定位（VSP）篱架系统。红葡萄品种包括Arinarnoa、Durif、Grenache noir、Malbec、Marselan、Pinotage（参考）、Shiraz（参考）、Tempranillo和Touriga Na?ional；白葡萄品种包括Assyrtiko、Chardonnay（参考）、Chenin blanc（参考）、Macabeo、Marsanne、Piquepoul blanc、Verdelho和Vermentino。试验采用随机区组设计，每品种三次重复。主要测定指标包括：利用中子散射技术监测土壤含水量（SWC）；采用压力室技术测定正午叶片水势（ΨL）和茎水势（ΨS）；测定冬季修剪枝质量以评估营养生长；记录产量及产量构成因素（穗数、穗质量、浆果质量、每穗浆果数）；分析葡萄汁总可溶性固形物（TSS）、总可滴定酸度（TTA）和pH；按照标准酿酒流程进行小规模酿酒，并由至少12名行业专家进行感官评价。最后构建相对表现指数，将四个季节的累计相对产量与平均相对葡萄酒品质相乘，以综合评价品种的旱作适应性。

研究结果

3.1 气候条件与土壤水分动态

2023/24生长季前冬降雨量显著较多，尤其6月；而2022/23生长季前冬降雨量较少，且2、3月出现不合时宜降雨。四个生长季中，2021/22成熟期平均最高温度最高。2023/24季节大部分时间平均最高和最低相对湿度最低。2021/22和2022/23季节均出现极端高温事件。土壤水分含量（SWC）在前三年随幼树发育，生长季耗水逐渐接近正午ΨS超过-1.6 MPa的水平，即严重水分约束阈值。2022/23季节因前冬降雨较低，SWC在季节初期至2月为各季最低；2023/24季节因前冬大量降雨，SWC较早变湿。

3.2 植株水分状况

红葡萄品种在转色前（10-12月）正午ΨL大多处于无至低水分约束等级；转色后（1-2月）ΨL显著降低，主要处于中至高水分约束等级。Grenache noir和Pinotage在转色前后均保持较高的ΨL，表明其蒸腾失水较少，呈等水行为；Shiraz表现出近非等水行为，ΨL较低。正午ΨS在1-2月显著低于季节早期，主要处于高水分约束等级。转色前ΔΨ（ΨL与ΨS之差）以Marselan和Shiraz最高，Pinotage最低。白葡萄品种中，Verdelho在转色前ΨL较高，表现出等水行为；Chenin blanc则呈较明显的非等水行为，ΨL最低。转色后所有白品种ΨL均显著降低，Verdelho最高，Chenin blanc最低。转色前ΔΨ以Chardonnay和Vermentino最高，Macabeo最低。

3.3 枝质量与营养生长

各品种枝质量在定植后前几年存在差异。Shiraz和Assyrtiko在所有红、白品种中分别表现出最强的营养生长，且六年后累计枝质量仍最高；Piquepoul blanc的生长势最弱。2022/23季节因前冬降雨较少，枝质量较2021/22季显著降低。Shiraz的平均枝质量高于先前在Breede River Valley以90%植物可用水（PAW）亏缺灌溉研究中的报道值；Pinotage的枝质量略高于75% PAW灌溉条件下的报道值；Chenin blanc的枝质量则低于Stellenbosch地区仅在豌豆粒大小浆果期灌溉的报道值。

3.4 产量及其构成因素

采收日期在各季节间不一致，2023/24为早收季。Pinotage是成熟最早的红品种，Grenache noir、Malbec、Marselan、Shiraz、Tempranillo和Touriga成熟最晚；Chardonnay和Verdelho是采收最早的白品种，Macabeo和Piquepoul blanc在现有条件下成熟困难。产量与浆果质量及每株穗数关系较弱，但与穗质量密切相关，而穗质量又取决于每穗浆果数。红品种中，Grenache noir的平均穗质量最大，Marselan和Durif最小；Grenache noir的平均浆果质量最大，Marselan和Durif最小。白品种中，Macabeo的平均穗质量最大，Chardonnay最小；Vermentino的平均浆果质量最大，Chardonnay和Verdelho最小。四个季节累计产量显示，红品种中Grenache noir产量最高，Malbec最低；白品种中Macabeo产量最高，Chardonnay最低。2022/23较干土壤条件降低了部分品种的浆果质量和穗质量，但未必然反映在产量上，这可能与品种的等水/非等水响应差异有关。在四个季节中，白品种产量均约为预期值的一半。

3.5 葡萄汁特性

多数红品种采收时TSS接近24°Brix目标，但Malbec和Touriga Na?ional在某些季节TSS较低。白品种中，Macabeo和Piquepoul blanc的TSS经常低于22°Brix目标，表现出糖分积累缓慢和成熟延迟。TTA方面，红品种除个别季节的Malbec和Tempranillo外，大多在5 g/L以上；白品种大多高于6 g/L，其中Assyrtiko、Piquepoul blanc和Verdelho的TTA相对较高。红品种果汁pH大多高于3.5，Malbec最高（平均3.93）；白品种果汁pH大多在3.0-3.5的酿酒适宜范围内，但Chardonnay和Chenin blanc稍高。

3.6 葡萄酒品质

感官评价结果显示，红品种中Arinarnoa葡萄酒的平均颜色最佳，具有红色浆果、黑色浆果和植物性香气，品质评分较高；Durif具有强烈的红色浆果香气；Grenache noir颜色较差但红色浆果香气突出；Pinotage具有突出的红色和黑色浆果香气，植物性香气低，品质良好。Shiraz在2020/21季品质显著较差，但2021/22季表现较好。白品种中，Chardonnay具有突出的树木果实和热带水果香气，品质评分较高；Verdelho也具有较好的树木果实香气，但品质评价因季节而异；Piquepoul blanc和Verdelho在某些季节品质评价较低。

3.7 相对表现指数

以表现指数0.70作为耐旱性合格阈值，红品种中Arinarnoa、Durif、Grenache noir、Marselan和Pinotage（参考）在旱作条件下表现相对较好，Malbec表现指数最低。白品种中Chenin blanc（参考）、Macabeo、Marsanne、Piquepoul blanc和Vermentino表现较好，Assyrtiko、Chardonnay（参考）和Verdelho表现指数最低。

结论与讨论

该研究首次在南非旱作沙壤土条件下系统评估了多个酿酒葡萄品种的响应。品种间水分状况存在差异，这与不同品种的等水和非等水行为相关。营养生长方面，Shiraz和Assyrtiko最强，Piquepoul blanc最弱。若以产量为首要考虑，红品种可选择Durif、Grenache noir、Marselan和Pinotage；白品种可选择Macabeo、Piquepoul blanc和Vermentino，但Macabeo和Piquepoul blanc存在成熟延迟问题。若寻求产量与整体葡萄酒品质的最佳平衡，红品种适合选择Arinarnoa、Durif、Grenache noir和Pinotage，白品种适合选择Chenin blanc、Macabeo、Piquepoul blanc和Vermentino。Malbec、Assyrtiko、Chardonnay和Verdelho的表现指数最低。此外，品种选择还应考虑预期采收时期，例如表现指数较高的红品种中，Grenache noir、Pinotage、Arinarnoa和Durif的采收期分别从2月中旬至3月、2月上旬、2月下旬和2月下旬；白品种中Macabeo和Piquepoul blanc从2月下旬至3月上旬采收，Chenin blanc和Vermentino从2月上旬至中旬采收。