
华盛顿州立大学(WSU)的一项新研究对葡萄栽培领域长期以来的一种观点提出了挑战。研究发现,不同酿酒葡萄品种对干旱的响应可能并没有太大差异。
这项研究在华盛顿州普罗瑟的WSU灌溉农业研究中心开展,考察了30个酿酒葡萄品种,发现无论品种如何,葡萄藤都在相近的阈值下出现干旱胁迫。这一发现表明,与其假定某个品种天生比另一个更耐旱,种植者或许更应根据土壤条件和冠层大小调整灌溉,以取得更好的效果。
这篇论文发表于《BMC植物生物学》,是对WSU此前在同一期刊发表的两项研究的延续。其中一项发表于2023年,探讨能否用叶水势替代土壤水分指标;另一项发表于2025年,研究了同样这30个葡萄品种的叶水势与土壤水分之间的关系。
该研究的通讯作者、WSU葡萄栽培与酿酒学系教授Markus Keller表示,研究结果与业内一种普遍看法相悖。多年来,研究人员和种植者常将葡萄品种描述为在水分胁迫下表现得更“乐观”或更“悲观”。按照这种说法,有些葡萄藤被认为会在土壤逐渐干燥时继续进行光合作用并产生糖分,另一些则会迅速关闭气孔以保存水分;气孔是调节水分散失和二氧化碳吸收的叶片孔隙。
Keller表示,这一观点影响了人们对干旱地区适宜种植哪些品种,以及如何实施亏缺灌溉的判断。亏缺灌溉是酿酒葡萄生产中广泛采用的一种策略,旨在控制葡萄藤生长和果实品质,同时减少用水。不过,他也指出,过去的研究结果彼此矛盾;有时即使研究的是同一品种,结果也会因季节、水分胁迫程度、所用砧木以及不同研究人员采用的方法而异。
WSU团队着手在条件更受控的情况下检验这一问题。Keller表示,几十年前发表的一项法国里程碑式研究给了他部分启发,但他指出,该研究中的品种分别种植在不同区块,管理方式也略有不同。2010年,华盛顿州葡萄酒产业出资建立了一座研究葡萄园,将30个酿酒葡萄品种种植在同一地点,使WSU研究人员得以重新审视这一问题。
曾在WSU从事博士后研究、并担任该研究共同作者的Charles Obiero,追踪了生长季中水分供应逐渐减少时葡萄藤的反应。研究人员先对葡萄藤进行充分灌溉,随后让土壤逐步干燥;之后再次灌溉,再进行第二轮逐步干燥。在为期两年的研究中,Obiero分别在夜间植物休眠时和正午高温、需水量较高时测量葡萄藤的水分状况。他还记录了包括气孔行为在内的生理反应,同时测量土壤中的剩余水分。
这种将两类指标结合起来的方法是研究的关键。Keller表示,许多以往实验关注植物的反应,却没有直接测量土壤中实际可供葡萄藤利用的水分。WSU的研究则同时追踪土壤供水量的变化及葡萄藤对此作出的反应。
研究人员表示,结果显示,“乐观”和“悲观”行为之间表面上的差异,可能取决于土壤水分的测量方式以及土壤中可利用水分的多少。将这些因素纳入考量后,各品种在干旱胁迫开始时具有相同的临界阈值。
研究还发现,即使接受相同的灌溉,不同品种的冠层大小也存在显著差异。这一点很重要,因为冠层越大,通过蒸发和蒸腾散失的水分就越多,导致土壤干燥得更快。实际而言,两种葡萄在干旱下看似表现不同,未必是因为其基本生理机制存在根本差异,也可能只是其中一种叶面积更大,因此更早达到胁迫临界点。
Obiero表示,这意味着土壤类型和冠层管理应成为灌溉决策的核心依据。持水能力较强的葡萄园区块,比粗质土壤区块更能缓冲胁迫;在相同天气条件下,冠层较大的葡萄藤也比冠层较小的需要更多水分。研究人员表示,了解土壤持水能力和葡萄藤胁迫阈值后,种植者就能更准确地制定灌溉方案。
这项研究的意义或许不止于葡萄园科学。对于葡萄酒生产商和更广泛的饮料行业而言,研究结果可能有助于实现更精准的灌溉、减少用水并降低成本,尤其是在水资源供应日益紧张的地区。研究还表明,针对易旱地区选配品种时采用的一些假设可能需要重新审视,尤其是在灌溉策略更多依据品种身份、而非土壤和冠层测量数据的情况下。
这项研究开展之际,美国及其他国家的葡萄酒产区正面临高温和水资源短缺带来的更大压力。亏缺灌溉已成为优质葡萄酒种植中的一项重要管理工具,但要采用这种方式,就必须在节水与维持葡萄藤健康和果实品质之间取得平衡。如果新发现能在其他地点和条件下得到验证,种植者或许可以简化部分决策:少依赖对品种耐旱“性格”的推断,更多依据可直接测量的田间条件。
WSU表示,这项研究还可能为Sustainable WA提供支持。该认证项目面向华盛顿州酿酒葡萄,强调环境管理、社会责任和经济可行性。校方表示,更清楚地了解土壤水分减少时葡萄藤如何响应,有助于种植者更高效地用水,并在气候变化的背景下维持生产。