衡量和管理作物负荷，以达到你的葡萄平衡目标
作者:特里·贝茨，里安·雅库博斯基，詹姆斯·泰勒。
对伊利湖地区的康科德葡萄园几十年的研究已经建立了产量、果汁可溶性固形物和用生长的修剪重量测量的葡萄大小之间的明确关系。作物负荷——营养生长和果实生产之间的关系——提供了一个框架来评估旨在实现葡萄植株可持续生产平衡的管理实践。拉瓦兹指数——产量与修剪重量之比——是一个关键指标。
为了达到加工标准和保持经济活力，Concord种植者需要管理葡萄园，使他们最大的吨，同时在收获时达到至少16°Brix可溶性固溶体水平。为了保持葡萄园的健康，他们需要保持足够的葡萄树大小。我们的研究表明，Concord种植者应该争取产量:在平均季节修剪重量比为15 - 20，以保持葡萄大小，并满足16°Brix标准。达到这一目标通常意味着在休眠期修剪时留下丰富的芽，并在生长季节通过枝条间伐或机械间伐来调整作物负荷。新的精密管理工具将允许空间作物装载地图来指导管理。
关键概念
- 葡萄平衡是一种可持续的管理理念，旨在控制葡萄营养生长和生殖生长，以实现当季果实高熟和下一季果实高熟。
- 作物负荷量是作物大小与葡萄大小的相对关系，通常用Ravaz指数或产量与剪枝重比(Y:PW)来衡量。
- 作物负荷管理，通过Y:PW评估，确定葡萄藤是欠收，过度收，还是平衡。
- 对于Concord果汁葡萄，A Y：PW近似15导致水果达到处理器果汁标准（16°Brix），并在平均年度保持葡萄尺寸。
- 通过修剪改变保留的枝节，如每磅修剪重量保留40个芽，是一种实现Y:PW = 15的作物负荷管理方法。
- 轻量和非变量修剪，如使用机械系统，往往导致Concord的高Y:PW，可以通过修剪枝条或果实调整到更合适的作物负荷值。
- 无论是单独修剪还是通过轻修剪和中期疏果实现Y:PW, Concord对作物负荷的响应都是相同的。
- 作物负荷空间映射将允许种植者对葡萄园内不同的葡萄大小和种植水平作出反应。
介绍
完成一个短语当然是有力量的。1973年，进化生物学家狄奥多西乌斯·多布赞斯基(Theodosius Dobzhansky)写道:“生物学中没有什么是合理的……”我在圣约翰费希尔大学(St. John Fisher)的比较解剖学教授克伦巴赫(Crombach)博士开玩笑说，许多生物学专业的学生认为这个词应该到此为止。完整的短语是，“除非按照进化的观点，否则生物学中没有任何东西是有意义的。”在一场支持在公立学校教授生物进化论的辩论中，使用了这个短语，因为进化论是一个概念，生物学中的所有其他事实、理论和假说都可以找到一个家。
在我们的葡萄生产领域，我会把这句话改写成:“没有什么葡萄栽培是有意义的……(尴尬的停顿)，除了在作物负荷的情况下。”
在我看来，任何纽约葡萄生产者都应该做的一件事是测量葡萄园的产量，因为它提供了一个框架来评估所有其他葡萄栽培研究和管理实践。作物负荷告知葡萄园管理者以葡萄为中心或以作物为中心的管理实践，通常是主要的解释，为什么管理，如疏果或拔叶，在一个葡萄园工作，而在另一个葡萄园没有工作。
然而，一个问题是，如何定义和测量裁剪负载可以有一些混乱。从葡萄葡萄栽培家到葡萄酒作家，许多人往往与藤蔓平衡和作物负荷等术语快速和松散，并使用这些术语来主观描述葡萄园，水果和/或葡萄酒的质量。
以下是我的一些工作定义，所以我们在葡萄栽培上是一样的:
作物负载:“作物负荷”是相对于藤尺寸（估计为修剪重量或叶面积）的作物尺寸，并且是水槽的量度：源比（Keller 2010，PG 169）。作物负荷不应滥用只意味着果产量或作物尺寸。正确用途：“块A有25个平均ravaz指数，葡萄园经理涉及高作物负荷。”使用不正确：“在细化后，生产者正在拍摄6吨/英亩的作物负荷。”
Ravaz指数(Y: PW):以产量(Y)与剪枝重量(PW)之比计算的作物负荷的定量测量。产量和修剪重量的度量单位应该总是相同的，例如果实/藤蔓的磅数除以修剪重量/藤蔓的磅数，这样得出的指数是没有单位的。例子:一棵结出30磅果实、修剪出2磅树枝的藤蔓，其拉瓦兹指数为15。
作物大小(收益率):这是每葡萄藤或每陆地区测量的新鲜水果重量或“产量”，例如磅/藤或吨/英亩。屈服水平影响裁剪负载作为Y：PW的组件。同样地，葡萄园管理实践，如拍摄和群体减薄控制屈服水平会影响葡萄园作物负荷。然而，作物尺寸并不是作物负荷的代名词。
藤蔓大小(修剪重量):一年木材的休眠期甘蔗修剪重量(PW)。多年来的葡萄栽培研究表明，PW是一种“门门通，样样不精”的人。修剪体重是一种简单的测量方法，但它只是几个营养生长参数的间接指标。在高线警戒线训练和未分割的康科德葡萄中，PW与总叶面积直接相关。将PW与葡萄株距测量相结合，可以估算出暴露叶面积、遮荫叶面积和一般光截留量。Concord全藤本挖掘研究表明，PW也与藤本总生物量、根系和all直接相关。
葡萄树Size-Yield关系:作物负荷量和葡萄树的大小-产量关系是相互关联的，但它们不是完全相同的东西，这可能会引起一些混淆。葡萄大小-产量关系项具有前瞻性，它预测了下一季的产量潜力;然而，认识到产量潜力是受管理的影响，如修剪的严重性。这是一种预期的关系，而不是真正的价值。
相比之下，作物负荷是一个定量的向后看的术语，因为它是在季末测量的。
藤平衡：基于区域、品种、葡萄栽培生产目标和葡萄市场目的地的定性术语(Howell 2001)。可接受的营养和生殖水平的葡萄生长的任何给定的市场是由葡萄园经理;然而，定量的作物负荷(Y:PW)测量和管理可以帮助管理者定位他们的葡萄平衡的定义。
我们对伊利艾娃康科德湖为果汁葡萄市场种植的“葡萄平衡”的主观定义是，在商业收获时(变型后30至40天)，最大可能的产量达到16°Brix，而且葡萄大小没有净变化。
调查Concord作物负荷
为了更好地理解和谐如何回应作物负载管理,我们比较修剪严重性和水果变薄水平在四年内在康科德葡萄园和葡萄大小的测量对收益率的影响,果汁可溶性固体(js)和修剪重量的季节性变化(贝茨et al . 2021年)。此外，我们还追踪了11年来季节性天气状况与变薄程度之间的相互作用。
尽管多年来采用了多种处理，但不同的试验可以很容易地合并，因为结果总是根据作物负荷效应进行解释。这使得合并后的数据清晰地揭示了作物负荷对当季葡萄成熟度(JSS)影响的趋势，以及它对葡萄修剪重量季节变化的影响(图1)。
大图片:平均而言，16个Brix的行业标准在A Y：PW为20，并且在Y：PW为17.5的季节没有观察到季节性修剪重量变化（图1)。考虑到一些季节变化和我倾向于保守的作物负荷，我们将目标Y:在伊利湖地区平衡的康科德葡萄的PW定为“15”(即每磅修剪重量对应15磅水果)。当Y:PW增加到15以上时，采收汁可溶性固形物(JSS)下降，且从季初到季末PW净下降。当Y:PW从15降低到7.2时，JSS有所增加，但在a Y:PW 7.2以下，JSS没有增加。刈割重的年变化在15 Y:PW以下也有所增加，但不像JSS那样趋于平稳。
具体治疗效果:而图1显示裁剪负荷的大图片，图2提供了一些关于Concord中常见的特定修剪和细化方法的更多细节，以及它们实现“平衡”生产系统的能力。
保守平衡修剪30+10(i.e. retaining 30 buds for the first pound of pruning weight and 10 additional buds for each additional pound of pruning weight) consistently undercropped the vines (mean Y:PW = 7 and quartile range = 4.6 to 8.6) by limiting yields, even at large vine sizes. This is a possible pruning strategy for building vine size and improving the long-term productivity potential of young or stressed vineyards, but it is not a viable option for sustainable economic Concord production, at least not at the current prices. It is also consistent with other cool climate crop load studies which describe excessive canopy growth and the need for canopy management at Y:PW below 5 (图3)。
自由平衡修剪（60 + 10）平均Y:PW为11(四分位数范围为8.3 ~ 13.0)，果汁可溶性固形物在16.6 ~ 17.0之间，植株大小随季节变化而增加。这种修剪管理适合保守的生产者，他们想要确保在任何给定的季节成熟的作物，不想采用疏果作为一种作物控制策略。由于在这种处理下，随着藤蔓大小的增加，保留节数和产量增加，在9 '行× 8 '藤蔓间距的高藤蔓尺寸> 2.5磅/株时，经济收入最大化。
固定节点修剪100节点/藤蔓如果没有额外的作物调整，平均Y:PW为17(四分位数范围= 12.0到20.0)，并且倾向于在小藤的高端和大藤的低端。在纽约的康科德商业运营中，术语“种植者修剪”通常是指修剪标准间距的葡萄藤(9 ' row x 8 ' vine)，在小葡萄藤上修剪80个节点，在大葡萄藤上修剪100个节点。本研究表明，100节修剪管理合理地满足了NY Concord地区在保持葡萄藤大小的同时实现16个Brix果实的作物负荷目标。高节数“仅剪枝”作物管理的缺点是作物潜力是在休眠期设定的，不允许进行当季作物负荷调整。在霜冻或果座差的情况下，限制芽数限制潜在产量，通过限制二次芽的数量，导致欠收的藤蔓和有限的收入。
High 120节点修剪类似于在机械修剪系统中所做的，几乎总是过度修剪，除非在非常高的藤尺寸。没有额外作物调整修剪到120节的葡萄藤的Y:PW值> 20，果汁可溶性固形物和葡萄藤大小减少。在Erie Concord湖的生产中，由于机械化修剪和减轻霜冻风险的需要，有一种趋势是保持相对较高的节点数量。机械化修剪降低了生产成本，但在管理保留节点数量和质量方面不够精确;因此，生产者宁可保留太多的芽。本研究采用开花后1个月疏果减少Y:PW，增加收获汁可溶性固形物和修剪重量的季节变化。无论是通过严重修剪还是通过保留额外的结果节点并在中期间伐果实来获得给定的Y:PW, Concord作物负荷响应都是相同的。这一点在图1在美国，作物负荷对JSS和PW的影响同样可以通过间伐(白点)或修剪(黑点)来实现。
在实践中，协调作物的估计和调整是在开花后大约一个月用收割机进行机械疏果。决定多少水果要减薄，或保留，可以额外调整季节性气候条件。我们研究的11年间伐数据表明，在Y:PW较高的季节，较暖的季节比较冷的季节达到16个Brix。假设开花后一个月的GDD积累反映了整个季节的GDD，那么在间伐时的高GDD积累意味着葡萄园可以管理到更高的作物负荷水平，可能需要较少间伐或根本不间伐。间伐期GDD积累较低，证明间伐期可以维持较高的糖积累率。
关于水果间伐的争论…与作物负荷有关
关于作物间伐没有任何意义……(尴尬的停顿)，除非考虑到作物的负荷。葡萄栽培学家通常对作物大小和水果质量有强烈的意见，而不考虑作物负荷。例如，为了生产优质产品，雷司令种植者可能会坚持4个苗/英尺行和细，每个苗不超过2-3吨/英亩。相比之下，康科德种植者可能会修剪超过15枝/英尺行，只有在作物结季量超过10吨/英亩和开花晚的年份才会考虑疏果。我们认为，在这两种情况下都缺少对作物负荷的合理测量。
一些关于果汁和葡萄酒葡萄的冷气候作物负荷的研究已经发表，主要研究簇间伐对葡萄作物负荷和果实品质的影响。当涉及到葡萄植株对作物负荷的生理响应时，大多数研究表明，无论品种是雷司令还是康科德，在Y:PW 8-10之间都有较高的果实成熟度和木材成熟度(图3)。我们对平衡的康科德葡萄园的定义和可接受的作物负荷范围(根据季节，Y:PW 15-20)考虑了更高的产量、可接受的JSS和可持续的回归作物潜力的经济影响。
这里的主要观点是，在作物负荷响应方面，品种和地区之间的相似性大于差异性。在雷司令的例子中，种植者可以潜在地增加作物的产量，使作物负荷更平衡(Y:PW = 8)，并关注林冠管理，从而提高产量，保持或提高质量。在一个完美世界葡萄栽培,康科德作物负载管理也应该目标Y: PW 8,我们已经表明,疏果的水平影响js和PW的影响主要是由葡萄坐在作物前后载荷谱变薄,其次在季节性天气差异。然而，我们不能忽视经济因素对作物负荷管理的影响。如果雷司令卖200美元/吨，康科德卖1200美元/吨呢?或者目标质量范围(如JSS)是小还是大?
作物负荷空间测量
作物负荷空间映射识别葡萄园的模式，并为生产者提供有价值的管理信息。使用的技术在高效的葡萄园项目(efficientvineyard.com)，空间产量地图可以从葡萄产量监视器在收获时生成。此外，bloom NDVI空间传感器数据也被用于指导田间作物估计样本，以生成预测产量地图。这些地图为季节性可变率作物调整打开了大门(Bates等人，2018年)。为了估算Concord的剪枝重量，veraison NDVI测量值已用于指导田间剪枝重量样本。经过验证的产量和修剪权重图可以被处理，从而给出葡萄园的空间作物负荷图(Taylor等，2019年)(图4)。
以康科德葡萄园为例图4使用我们的Concord经济作物负荷定义，25%的葡萄园有轻微或严重的欠收。我们可以预测，这些地区的果实成熟程度高，藤蔓增大，导致下一季的作物潜力增加。根据我们的Concord作物负荷模型，大约50%的葡萄园得到了平衡。剩下的25%是轻微或严重的过度种植，我们可以预测这些地区的果实质量较低，葡萄个头较小。过度种植的地区本可以从间伐水果中获益。有了这个空间地图，种植者就可以做出关于修剪严重程度、作物预测和下一季果实间伐的潜力的空间管理决策。
结论
测量和管理葡萄园的作物负荷有双重目标:在当前季节达到理想的果实成熟度，并为下一季节提供足够的营养生长和结果潜力。葡萄园管理者需要考虑葡萄如何应对作物负荷，葡萄市场和生产目标如何设定其作物负荷目标，以及季节和空间变化如何调整其管理策略。根据康科德地区的修剪和疏果研究，已根据这些考虑建立了一般的作物负荷建议(表1)。
| Y: PW | 类别 | 预测白利糖度一种 | 管理 |
|---|---|---|---|
| 0 - 5 | 严重undercroppped | 17.2 | 果汁可溶性固形物(JSS)最大，每株葡萄大小增加0.15 ~ 0.20 kg。严重的undercrop，一般只在霜冻破坏的葡萄园中观察到，可以设法增加整体葡萄大小和下一季的作物潜力。 |
| 5 - 10 | Undercropped | 17.0 - -17.2 | JSS > 1.0 Brix高于16.0标准，葡萄粒径增加0.10-0.15 kg/株。这种作物负荷在经济上是不可行的长期Concord生产在纽约和建议仅当试图建立葡萄大小在年轻或压力葡萄园。 |
| 10 - 15 | 略undercropped 在凉爽的季节平衡 |
16.5-17.0. | JSS比16.0标准高0.5 ~ 1.0 Brix，葡萄大小每棵略有增加0.03 ~ 0.09 kg。这种保守的作物负荷可以通过适度的平衡修剪来实现，不需要疏果，并且在比平均季节凉爽的季节仍然可以成熟到16布里克斯。 |
| 15-20 | 平均季节平衡B. | 16.1-16.5 | JSS处于或略高于16 Brix标准，葡萄大小保持在+/- 0.03公斤/株 |
| 20 - 25 | 略耕作过多 在温暖季节保持平衡 |
15.7 - -16.0 | JSS低于16 Brix标准，葡萄尺寸平均减少0.03-0.09公斤/葡萄酒。预期收获延误和下一季的减少的作物潜力;然而，葡萄藤将在比平均季节更温暖和潮湿的平衡。如果中期果实变薄是管理策略的一部分，这种作物负担建议。在凉爽平均季节，作物可以适度稀释以保持平衡。在温暖的季节中，不需要变薄。 |
| > 25 | 严重耕作过多 | < 15.7 | JSS远低于16 Brix标准，如果不减薄，在收获开始后仍需要一段时间的成熟。藤蔓大小将减少0.1公斤/株(0.25磅/株)，未来产量潜力较低，收成也较低。这需要过度的果实间伐来达到季节中期的藤蔓平衡，这已被证明会造成冠层的损害，并抵消了果实间伐对藤蔓大小/健康的积极影响。不推荐这种作物负荷应激水平。 |
一种预测在一个平均季节的标准收获30 - 40天后的版本。给定的范围反映了时间的跨度。 B.平均赛季= 1455-1723 GDD(从11年GDD平均值+/- 1个st.发展)。冷季< 1455 GDD，暖季> 1723 GDD。 |
特里·贝茨是康奈尔综合植物科学学院的高级研究副学院，纽约州波特兰的康奈尔·伊利研究和康奈尔阿里特·阿里特科省康奈尔艾利研究和拓展实验室主任。在过去的五年中，他领导了高效的葡萄园项目，由美国农业部的专业作物研究倡议提供资金。
Rhiann Jakubowski在纽约州波特兰的康奈尔湖Erie Research and Extension Laboratory是一项研究助手。她的研究侧重于传感器验证中的葡萄园GIS系统，空间数据处理，采样方案，以及改进作物估计的技术。
詹姆斯泰勒是法国国家农业和环境研究所(INRAE)精准农业领域的研究主任。他领导着位于法国蒙彼利埃的ITAP(明日农业)研究单位的决策和建模研究团队。
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