国际葡萄栽培与酿酒学会(IVES)最近发表了一篇综述,探讨了以植物为基础的葡萄树水分状况评估方法的最新科学发现,这是葡萄园可持续管理的一个关键因素。这项研究由 Markus Rienth、Cécile Laurent 和 Thibaut Scholasch 合著,强调了在气候变化和水资源短缺日益挑战全球葡萄栽培的情况下,准确评估水分状况的重要性。
葡萄树的水分状况直接影响灌溉和其他栽培措施的决策。本综述侧重于直接的、基于植物的测量技术,比较了这些技术在实际葡萄园条件下的有效性和局限性,尤其是在干旱或高水汽压差(VPD)时期。
目测仍是检测葡萄树水分胁迫的最古老方法之一。早期迹象包括卷须失去水分和嫩枝生长减少,这在嫩枝顶端可以看到。不过,这种方法仅限于生长活跃期,而且主观性很强。操作员的经验和环境因素(如缺氮或高 VPD)会导致误判。智能手机应用程序等新工具的开发使目测评估标准化,但可重复性仍是一个问题。
水势测量是另一种广泛使用的技术。它包括使用压力弹测量水在葡萄树木质部移动时所承受的张力。测量可在茎干(SWP)或叶片(LWP)层面进行。正午时的 LWP 读数可提供每日最大压力的快照,但对快速的环境变化很敏感。黎明前测量的目的是反映土壤水分的平衡状态,但最近的研究表明,夜间蒸腾作用和 VPD 仍会影响测量结果。这意味着黎明前的水势可能并不总能准确反映可用的土壤水分。
水势测量的一个主要局限是在干旱或高 VPD 情况下容易高估葡萄树的压力。随着从根部到叶片的水张力的增加,木质部中会形成气泡--这一过程称为空化--从而使叶片与主水流断开。在这种情况下,叶片测量值可能无法反映葡萄树的实际状态。
碳同位素鉴别法通过分析植物组织中稳定碳同位素的比率(13C/12C)提供了一种不同的方法。这一比率会随着葡萄树缺水或缺氮而发生变化,从而提供了压力随时间变化的综合记录。不过,这种方法是回顾性的,不适合日常灌溉决策,因为它只能提供生长季节之后的信息。
树液流量测量可追踪水分通过葡萄树木质部从根部到叶片的流动情况。主要有两种方法:热耗散探头和茎干热平衡套管。热耗散探针使用插入葡萄藤的加热针,但容易因组织变化而产生误差,因此商业应用并不广泛。茎秆热平衡法使用一个非侵入式套管包裹茎秆,通过考虑茎秆上的液流变化提供更可靠的数据。
综述强调,实用的灌溉调度需要实时、连续的数据,以反映大面积葡萄园的状况。大多数基于植物的方法都是劳动密集型的,每次只能采样几株葡萄,因此很难捕捉葡萄园内的空间变化。连续监测系统有助于避免错过关键的压力事件,但需要永久性安装。
每种方法都有自己的操作难题。视觉症状出现得太晚,无法及时调整灌溉。在高 VPD 期,水势读数可能会因气蚀而发生偏差。碳同位素分析有助于评估过去的管理策略,但无法立即做出决策。汁液流量测量有助于精确制定灌溉计划,但需要仔细安装和维护。
作者指出,基于植物的方法不能直接测量土壤湿度或大气条件(如 VPD),而是反映测量时葡萄树对这些因素的反应。为了优化灌溉管理,植物数据应与土壤水分读数和天气数据(尤其是 VPD)一起解读,以确保高效用水。
研究得出结论,虽然没有一种方法能提供完整的信息,但将植物测量与环境监测相结合,是在不断变化的气候条件下管理葡萄园灌溉的最佳方法。研究结果强调了持续研究和技术开发的必要性,以支持全球范围内的可持续葡萄栽培实践。