葡萄101.

葡萄是如何应对水分压力的

《葡萄101》是一系列简要文章，强调凉爽气候葡萄和葡萄酒生产的基础。
由Tim Martinson和Alan Lakso

水分关系是影响葡萄生长发育的关键因素。植物吸收水分以维持细胞膨胀，制造和扩张新的组织，提供蒸发冷却，并促进光合作用的气体交换(C0₂)和呼吸作用(O₂)。藤蔓主动调节水流以响应环境条件。

水可用性显着影响藤蔓营养生长，果实组成，以及潜在的冬季耐性。过多的水与过度的射击活力，树冠遮阳和降低的水果质量有关 - 可能会延缓射击生长和胰腺形成的停止，导致冬季疲劳较差。

适当时间的中度水分压力可以降低营养生长，并帮助葡萄藤在营养生长和果实产量和质量之间实现适当的平衡。严重的水分压力限制光合作用，并且可以延迟成熟，减少芽的成果，减少冬季耐寒，并导致突然的葡萄崩溃。

水是如何通过藤蔓流动的?水被根部占据，并通过木质组织（管道）移动，通过水压差。该过程主要通过叶片和绿色组织中的气孔蒸腾来驱动。随着水蒸发到大气中，这将水在张力下放水，建立通过藤蔓的浇水的负水势 - 就像吸水吸管一样。蒸腾占藤蔓水的95-98％。重要的是，蒸腾还提供蒸发冷却，以保持阳光暴露的叶片接近环境温度。

蒸散。蒸散是土壤中水分损失的衡量标准，包括来自土壤表面的蒸腾（来自植物）和蒸发损失。evapotranspiration估计（ET₀)利用当地气象资料和作物系数估计灌溉计划的用水量。

当土壤水分充足时，蒸散速率受温度、风、相对湿度和冠层大小的影响。高温、干燥的空气和风推动水的使用增加。大的藤比小的藤有更多的叶面积和使用更多的水。

stomate。蒸腾作用由气孔控制(希腊语，stomata的复数)。气孔活跃地开放和关闭，以允许或限制气体交换。这两个大的细胞被称为保卫细胞，它们在阳光、水势和激素信号的作用下打开和关闭，以调节气体交换。当没有阳光来驱动光合作用时，气孔通常在晚上关闭。然而，在白天水分充足的情况下，阳光刺激它们张开，让藤蔓吸收碳(CO₂）对于光合作用，并释放氧气（光合作用的副产物）和水蒸气。

随着土壤干燥，蒸发需求会超过土壤的供水能力。这使得水处于更大的张力之下(就像一个被拉伸的橡皮筋)——可能导致气泡或栓塞的形成，从而中断从根部到叶子的连续水柱。气孔根据环境条件的变化开启和关闭，限制和调节水分子向大气的流动，并防止在藤本植物的维管组织中形成栓塞。

此外，干燥的土壤导致根部产生更多植物激素，称为副酸（ABA），其也表示狭小的气孔关闭，保守水。

封闭的气孔保存了水分，但也限制了藤蔓对CO的吸收₂用于光合作用。葡萄藤以各种方式响应：

射击增长放缓。地上部生长是水分胁迫最敏感的指标之一。积极生长的枝条(L)有长卷须延伸超过枝条尖端。适度的水分亏缺会减缓生长，短卷须不超过茎尖(M)意味着生长缓慢。在中等到更严重的应力(R)下，茎尖会干枯和脱落。

卷须干涸。在适度的压力下，从射尖进一步回来的卷须将首先枯萎（L）然后干燥（m＆r），而不是持续和徘徊。

叶下垂。随着水分胁迫的加剧，叶子会下垂(L, M)，背向太阳(R，中午朝南向北)。它们可能是温暖的，甚至摸起来是热的，这表明蒸发冷却的损失。当空气温度接近90华氏度时，气孔闭合的叶子在阳光下可以达到110-114华氏度。如果通过降雨或灌溉很快补充水分，这些症状通常是可逆的。

叶漂白。如果葡萄藤失去蒸发冷却，温度高度高度超过几天，因此由于叶组织的热分解，它们可能会采取“漂白”的外观。这个过程是不可逆转的，并将永久降低光合作用的葡萄藤。

叶片衰老。如果水分胁迫持续，叶导管或木质部可能会形成栓塞(气囊)，然后叶子开始分解和衰老。在严重的情况下，藤蔓或嫩枝会倒塌。

藤用水变化。大葡萄藤（例如，Concords）使用比较小的葡萄藤更多的水（riesling）。划分的檐篷（如GDC Concord）使用比单檐多20-25％更多的水。

据估计纽约中夏中夏水使用率

各种/培训系统	英亩/周	加仑。每英亩/周
雷司令	0.8-1.5	22 - 40000
康科德高警戒线(单帘)	1.2-1.5	32-42,000
Concord Geneva双幕	1.4 - -1.7	38-45,000

A. Lakso数据;假设全冠，没有降雨。

土壤有不同的水持有能力。土壤质地和深度决定了土壤能提供多少水。在低于上述估算利用率的情况下，淤泥质壤土按现场容量可供水6周;砂土将在一周内耗尽水分。

水分压力将在粗糙，浅层的土壤上影响藤蔓，而不是深度植物的土壤中的葡萄藤。

不同土壤的持水能力

土壤类型	英寸的水 每英寸土壤	英亩一英寸的水 在24英寸的土壤里
粘土或粉质壤土	0.25	6.0
桑迪或砾石壤土	0.15	3.6
泥盐沙子	0.10	2.4
沙	低至0.03	0.7

资料来源：A. Lakso

水分胁迫会在多大程度上降低葡萄的功能?2002年，我们进行了一项研究，研究了浅层土壤的灌溉和叶面氮及其对葡萄功能、产量和果实成分的影响。那年的干旱使我们从7月底到9月初有7周没有降雨。

我们测量灌溉和非灌溉藤的藤水状况。日期叶茎水势（受干旱导致的水张力量度）是-12至-15巴至8月初，通过9月初，在未经灌溉的葡萄藤中，灌溉葡萄藤中的-5巴。作为一般参考，灌溉生产区域的种植者通常在茎水电位达到-9至-10巴时开始施加灌溉。

我们还测量了相同葡萄藤中的气孔导电（通过气孔和光合作用的气体交换量度）。请注意，叶片光合作用在中期减少约七周 - 从Veraison前几周到Veraison成熟季节中间。

这种缺少的光合作用导致在未剪粉的葡萄藤中产生3°Brix降低可溶性固体。

最后，灌溉的葡萄藤(两年后干旱)的修剪重量是未灌溉葡萄藤的两倍。

这个例子说明了水分压力——特别是在持水能力有限的土壤中——如何在干旱年份降低葡萄的产量。由于土壤深度和蓄水能力差异很大，2016年干旱的影响将因地而异。土壤肥沃、土壤深厚的种植者可能会看到葡萄生长的减少，这可能会减少作物产量，但对果实成熟的影响不大。其他土壤较浅且不灌溉的地区可能会在2017年看到延迟成熟和可能的延续效应。

谢谢米歇尔·莫勒和贾丝廷Vanden Heuvel对于本文的有价值的评论和审查，以及Bhashkar Bondada和马库斯·凯勒为叶片气孔的照片。

参考：

赫尔曼,e . 2012。灌溉调度的蒸发方法，推广葡萄社区实践资源文章。

凯勒,m . 2010。《葡萄科学:解剖学和生理学》。爱思唯尔,阿姆斯特丹。

Martinson, T.， L. Cheng, A. Lakso, T. Henick-Kling和T. Acree. 2003。2002年由于缺乏灌溉，2003年雷司令的产量减少。手指湖葡萄园笔记。

蒂姆马蒂斯顿是位于纽约日内瓦的纽约州农业实验站园艺部的高级推广助理。

艾伦Lakso他是园艺科的荣誉教授。