2020年贺兰山东麓产区酿酒葡萄气象条件分析及气候品质评价

胡宏远， 张磊， 李红英， 王静， 杨洋， 南学军

(中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室 宁夏气象科研所，宁夏 银川 750002)

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区位居贺兰山冲积扇地区，具备土壤沙化贫瘠、引黄灌溉便利、光照资源丰富、热量条件适宜、干旱少雨、昼夜温差大等优势，是业界公认的最适合种植酿酒葡萄和生产高端葡萄酒的黄金地带之一，近年来受到广泛关注[1]。该区域独特的气候资源对浆果糖酸平衡、色素及酚类物质积累十分有利，为生产优质葡萄酒提供了良好的基础条件。但在全球气候变化背景下，该地区晚霜冻频繁发生，加之风害、枝蔓抽干、根系越冬冻害等气象灾害也时常出现，制约着葡萄产量提高和品质提升[2]。

酿酒葡萄及葡萄酒质量因生长季气象条件差异而不同，通常气候较冷凉年份出现热量资源不充足、浆果成熟度不一致、生青果和红果比率增加、浆果含糖量降低及糖酸比不平衡的现象。在气候比较炎热的年份，由于热量资源充足，则浆果成熟过快，含糖量过高，酸度下降过快，酚类物质积累不够，导致酿酒葡萄品质出现年际间差异，而该现象的产生与当年酿酒葡萄生长季立地气象条件密不可分。酿酒葡萄生长发育必不可少的光、热、水、气等气象条件是一种极为重要的资源，更是“风土”构成因素的重要组成部分[3]。因此，正确认识立地气候资源特征规律、科学合理评价生长季气象条件显得尤为重要。

酿酒葡萄生长季气象条件制约着浆果的成熟度，不仅影响浆果品质，而且对原酒色泽、香气、口感、陈酿潜力及市场价值等均产生重要的影响。近年来，围绕酿酒葡萄生长季气象条件已开展了大量研究。李瑞盈等[4]研究了河北昌黎地区酿酒葡萄霜霉病的发生与气象条件之间的关系，建立了病害发生预测模型，为酿酒葡萄霜霉病的预测预警提供了技术支持；
苏占胜等[5]通过研究阐明了宁夏酿酒葡萄的产量与气象条件的关系；
李燕等[6]系统阐述了气象条件对酿酒葡萄的生长发育及品质的影响。有关酿酒葡萄气候品质评价方面的研究相对较少;杜乐等[7]基于风土环境开发酿酒葡萄产地评价系统，对酿酒葡萄产地名称及对应的气候、地理和土壤信息等因子进行了系统评价，但针对贺兰山东麓产区酿酒葡萄年份气象条件分析及气候品质评价等方面的研究鲜有报道；
张晓煜等[8]基于多年的研究成果，结合贺兰山东麓酿酒葡萄的生产实践，选取贺兰山东麓酿酒葡萄生长季的水热值、有效积温、日照时数、采前30 d降水量及采前30 d平均气温等关键气象指标，系统构建了酿酒葡萄气候品质评价模型，形成气象行业标准《农产品气候品质评价 酿酒葡萄》，为酿酒葡萄气候品质提供了系统科学的评价方法。

本文利用15套葡萄园小气候站生长期气象资料，结合酿酒葡萄生物学特性，对比分析了2020年贺兰山东麓产区各地的年份气象条件差异，采用气象行业标准《农产品气候品质评价 酿酒葡萄》(QX/T 557—2020)[8]的评价方法，对2020年贺兰山东麓产区酿酒葡萄气候品质进行评价，为贺兰山东麓地区葡萄酒产业良性发展提供技术支撑。

气象资料来源于2020年全区15套葡萄园小气候站(因个别气候站数据未上传，故部分气象要素以实况数据为主，下同)。小气候站及编号：石嘴山产区SZSH01，贺兰产区YCH01，银川产区YCH02和YCH03，永宁产区YN01、YN02、YN03和YN04，青铜峡产区QTX01、QTX02、QTX03、QTX04，红寺堡产区HSP01、HSP02和HSP03。根据逐日气象资料，按照气象统计方法，分别统计≥10 ℃积温、平均气温、降水量、日照时间、最低温及日较差等气象要素。参考气象行业标准《农产品气候品质评价 酿酒葡萄》(QX/T 557—2020)，进行气候品质评价。

2.1 全生育期气象条件

2020年贺兰山东麓产区酿酒全生育期≥10 ℃有效积温1 560～1 984 ℃·d，其中，早熟品种霞多丽全生育期≥10 ℃有效积温1 560～1 836 ℃·d，中熟品种美乐全生育期≥10 ℃有效积温1 590～1 899 ℃·d，晚熟品种赤霞珠全生育期≥10 ℃有效积温1 603～1 984 ℃·d。由图1可知，全生育期各月平均气温呈先增后降的趋势，7月达最高值。日平均气温最高为29.8 ℃，出现在7月底贺兰金山试验示范区。图2表明，全生育期月降水量整体呈“双抛物线”趋势，分别在6月和8月出现“双峰”。其中，6月以石嘴山降水量最大，为36.9 mm，8月以红寺堡降水量最大，为147.7 mm，全生育期降水量最大为228.0 mm，出现在红寺堡肖家窑示范园区。图3表明，全生育期日照时数在4—6月较大，7月永宁的日照时数最大，为353.3 h。

图1 贺兰山东麓产区全生育期月平均气温变化

图2 贺兰山东麓产区全生育期月降水量变化

图3 贺兰山东麓产区全生育期月日照时数变化

2.2 关键发育期气象条件

2.2.1 越冬休眠期气象条件

图4表明，2019年12月1日至2020年3月31日，贺兰山东麓酿酒葡萄产区，越冬期间20 cm极端最低地温在-2.7～0.6 ℃。其中，红寺堡在-2.7～-1.1 ℃，永宁在-2.6～0 ℃，银川在-1.4～0.6 ℃，石嘴山在-0.4 ℃左右，青铜峡在-0.4～0.1 ℃。越冬期日最低20 cm地温低于0 ℃的时段集中在1月，红寺堡部分地区持续到2月。

图4 2019—2020年贺兰山东麓产区越冬期极端最低地温变化

2.2.2 出土至开花前气象条件

由图5可知，2020年贺兰山东麓酿酒葡萄自3月下旬陆续开始出土，直至4月25日前，有多个时段的日最低气温低于0 ℃，呈波动状况，最低气温达-6.7 ℃，出现在红寺堡产区，其后各产区日最低气温均在零度以上。

图5 贺兰山东麓产区出土至开花前日最低气温变化

2.2.3 开花至浆果膨大期气象条件分析

贺兰山东麓酿酒葡萄于5月中旬陆续进入开花期。图6可知，不同熟性品种(早熟品种霞多丽，中熟品种美乐，晚熟品种赤霞珠)开花至浆果膨大期，日均气温分别为22.1～22.8、22.5～23.1和22.4～23.1 ℃，≥10 ℃有效积温分别为712～755、726～808和696～820 ℃·d。

图6 贺兰山东麓产区开花至浆果膨大期不同品种≥10 ℃有效积温变化

图7可知，在浆果膨大期出现多次降水过程，且主要集中在6月中旬至7月下旬。其中，石嘴山产区累计降水量为43.7 mm，贺兰产区为41.1 mm，银川产区为36.6～55.3 mm，永宁产区为9.5～54.4 mm，青铜峡产区为49.1～57.5 mm，红寺堡产区为14.3～33.4 mm。

图7 贺兰山东麓产区开花至浆果膨大期降水量变化

2.2.4 转色至成熟期气象条件分析

图8可知，贺兰山东麓产区采收前30 d产区间降水量差异较大，其中，红寺堡产区降水量最多(126.2 mm)，其次为永宁、石嘴山、银川和贺兰产区，青铜峡产区降水量最少。采收前30 d降水量在区域和品种间差异都较大。其中，霞多丽葡萄最多，最大值出现在红寺堡；
其次为美乐，最大值出现在红寺堡；
赤霞珠葡萄最少，最大值出现在银川产区。

图8 酿酒葡萄成熟采收前30 d累计降水

2.3 年份气候品质评价

按照气象行业标准《农产品气候品质评价 酿酒葡萄》(QX/T 557—2020)，选取2020年贺兰山东麓酿酒葡萄生长季水热值、有效积温、日照时数、采前30 d降水量及采前30 d平均气温等关键气象指标，采用酿酒葡萄气候品质评价模型，分别计算本年度各产区酿酒葡萄气候品质评价指数。将气候品质划分为特优、优、良、一般4个等级(表1)。从产区来看，石嘴山产区酿酒葡萄气候品质等级均为良，贺兰产区为良→特优，银川产区为良→优，永宁产区为良→特优，青铜峡产区为良→特优，红寺堡产区为一般→优等级。从品种来看，霞多丽葡萄气候品质等级为一般→特优，且以良→优为主；
美乐葡萄气候品质等级为一般→特优，且以良→特优为主；
赤霞珠葡萄气候品质等级为良→特优，且以优→特优等级为主。

表1 2020年贺兰山东麓酿酒葡萄气候品质评价等级

越冬根系及冬芽冻害是贺兰山东麓产区酿酒葡萄产量下降及品质提升的主要限制因子，也是葡萄及葡萄酒产业转型发展中面临的最大自然灾害之一。通常欧亚种葡萄成熟芽眼可耐受-15 ℃左右的低温，该温度也是埋土防寒区枝蔓安全越冬的临界温度[9]。贺兰山东麓酿酒葡萄产区生产上栽培的葡萄品种绝大多数为欧亚种，根系在-3～-5 ℃时即可受冻，因此，越冬冻害主要表现在根系受冻[10]。20 cm土层内葡萄根系极易受到伤害，而40 cm以下土壤温度，无论是平均地温还是最低地温，对葡萄根系越冬都是安全的[11]。2020年贺兰山东麓各产区20 cm极端最低地温均在-3 ℃以上，未达到根系越冬受冻指标，表明酿酒葡萄越冬休眠期间气象条件较好，各园区酿酒葡萄均能安全越冬。

酿酒葡萄出土萌芽后对外界低温敏感度开始增加，通常绒球期和未萌动嫩梢可忍耐-1.9 ℃低温，而处于绿尖期时可忍耐-0.7 ℃低温，花器官在0 ℃以下时普遍遭遇冻害损伤[12]。已萌发的主芽受冻后萎蔫，新梢花序受冻后，前期表现为水渍状萎蔫，后期出现褐变，下垂折断直至干枯死亡，不仅影响植株生长、发育状况，对产量及品质造成影响，而且对树体养分储藏、安全越冬及翌年生长状况产生重要影响。4月1日以来，宁夏贺兰山东麓产区霜冻过程频繁，低温强度大，持续时间长，影响范围广，累计发生4次霜冻天气过程，分别为4月2—3日、10—12日、16—17日及20—25日，共计13个霜冻日。其中，前2次霜冻过程，大部分基地酿酒葡萄处于出土阶段，部分出土的还未萌芽，并未造成危害。4月16—17日霜冻过程大部分酿酒葡萄种植基地最低气温在0 ℃以上，个别处于低洼或沿山风口区域的酿酒葡萄遭遇轻至中度受冻。而4月20—25日霜冻过程中，以24日最为严重，极端日最低气温达到-6.7～-4.0 ℃，局地田间实测最低气温达-7～-8 ℃，致使处于绒球期至展叶期的酿酒葡萄遭受中至重度冻害，部分地区轻度受冻，个别地区一年生枝条也遭遇受冻。据不完全统计，此次霜冻天气全区酿酒葡萄受灾程度较重，面积达1.67万hm2，占酿酒葡萄种植总面积的46%左右。其中，吴忠市为0.84万hm2，银川市为0.53万hm2左右，农垦集团为0.27万hm2左右，受冻区域预计减产幅度在30%～60%[13]。

酿酒葡萄膨大期，细胞体积和数目开始增加，此阶段温度、日照时间及降水量对浆果膨大、根系生长及花芽分化等均有重要影响。研究表明，膨大期降水量在80～150 mm[14]，3 a生赤霞珠葡萄每株灌水233.31 L，有助于浆果品质提升，而干旱则显著降低产量[15]。浆果成熟期雨水过多，营养生长过旺，出现浆果果粒偏大、着色差、红果率增加、糖酸比失衡、风味变淡、pH增加等现象。此外，过多雨水还会导致裂果增加，病虫害流行[16-17]。而采前20 d降水量是造成地区间含糖量、糖酸比差异的主要气象因素，采前45 d降水量是造成含酸量差异的主要原因[18]。2020年贺兰山东麓各葡萄产区6月出现多次降水过程，持续时间长，有效补充了土壤水分，减少了产区灌溉量，促进了浆果膨大。整体上开花至果实膨大期，阴雨天气多，日照偏少，花期出现大风天气，对酿酒葡萄开花坐果有不利影响。贺兰山东麓产区采收前30 d降水量超过30 mm，对酿酒葡萄品质形成有不利影响。2020年银川以北产区，赤霞珠葡萄采前30 d降水量超过30 mm，美乐葡萄大部分产区超过30 mm，霞多丽葡萄大部分产区超过30 mm，红寺堡产区最大降水量达126.2 mm，对酿酒葡萄优质品质形成极其不利。不同品种间收获期降水量差异较大，其中，影响最大的为霞多丽，其次为美乐，而赤霞珠最小。由此可知，2020年酿酒葡萄收获期降水量主要集中在8—9月，10月降水量对酿酒葡萄品质影响有限，为后期适当晚采提供了基本气象保障。

酿酒葡萄品质形成与光、温、水、气等气象条件密不可分且相互影响，生育期内单一气象要素变化不能更好地说明整体年份气象情况，因此，科学合理的综合品质评价体系显得极其重要。李燕等[6]认为，7—8月的降水量和水热系数对西北地区酿酒葡萄糖分积累的影响最大，Gouveia等[19]用葡萄牙春夏季最高气温、降水量和霜日建立了年份酒气候评价方法，从气象角度科学全面评价了年份酒质优劣；
马力文等[20]采用总糖、总酸、糖酸比和单宁建立了贺兰山东麓赤霞珠葡萄品质气象评价指标和模型，为评价贺兰山东麓酿酒葡萄品质提供了一套可行的方法。

2020年贺兰山东麓产区未发生越冬冻害，各产区酿酒葡萄均能安全越冬。萌芽至开花期霜冻过程频繁，低温强度大，持续时间长，影响范围广，造成多数地区酿酒葡萄受冻减产，浆果膨大期阴雨天气多、日照偏少，开花期出现了大风天气，对酿酒葡萄开花坐果产生不利影响。本文采用行业标准《农产品气候品质评价 酿酒葡萄》(QX/T 557—2020)，选取生长季水热值、有效积温、日照时数、采收前30 d降水量及采收前3 d平均气温等关键气象指标，利用气候品质评价模型对2020年贺兰山东麓各产区酿酒葡萄气候品质进行了系统评价。结果表明，从产区来看，石嘴山产区酿酒葡萄气候品质等级均为良，贺兰产区为良→特优，银川产区为良→优，永宁产区为良→特优，青铜峡产区为良→特优，红寺堡产区为一般→优等级。从品种来看，霞多丽葡萄气候品质等级为一般→特优，且以良→优为主；
美乐葡萄气候品质等级为一般→特优，且以良→特优为主；
赤霞珠葡萄气候品质等级为良→特优，且以优→特优等级为主。

气象因子是决定葡萄品质和葡萄酒生产的主要影响因素之一，酿酒葡萄生理生态过程、发育节律、品质优劣与产地气候息息相关，尤其是在全球气候变暖的大背景条件下，气候的不确定性增加，对作物的生长环境产生明显扰动，霜冻、连阴雨及暴雨等极端天气气候事件发生频率和强度正在增加，酿酒葡萄生产的不稳定因素随之增加。因此，在全球变暖的大背景下，顺应气候自然规律，充分挖掘局地气候资源优势，摸清区域酿酒葡萄生长发育规律，努力营造葡萄园良好的小气候生态，最大化利用局地气候优势，趋利避害，扬长避短，因地制宜开展酿酒葡萄生产显得尤为重要。