酒予​WineLink|全球与中国葡萄行业冬季修剪：生物量估算与理化特性解析|Waste Management

中国和全球葡萄和葡萄酒行业冬季葡萄修剪的生物量估算和理化特征

期刊：Waste Management

影响因子：8.1

发表日期：2020

本文的主要内容是全球和中国葡萄及葡萄酒行业中冬季葡萄藤修剪（Winter Vine Prunings, WVP）的残留生物质问题。葡萄是全球最普遍的水果作物之一，主要用途为鲜食和酿酒。2017年全球葡萄种植面积达到7500万公顷，产量超过7300万吨。尽管全球葡萄种植面积近年来有所下降，中国的葡萄种植面积和产量却显著增长，2017年中国葡萄种植面积和产量分别占全球的11.55%和18.6%。

随着对环境的关注增加和循环经济的发展，越来越多的研究开始关注葡萄园残留物的安全处理和利用。冬季修剪是葡萄园中最重要的管理操作之一，其产生的主要残留物包括葡萄籽、葡萄渣、葡萄梗和酒泥。目前，这些修剪残留物大多未被有效利用，通常被当作覆盖物或堆积后露天燃烧，可能造成显著的环境问题。

研究表明，合理利用这些低价值的残留物，可能产生的额外财富甚至可能超过传统作物本身。WVP具有重要的经济发展价值，例如可以作为高效能源、生产化学品（包括生物炭）、农业薄膜、吸附剂、纤维素纳米晶体、生物表面活性剂、刨花板和高密度聚乙烯复合材料的原料，以及作为堆肥、纸浆和纸张的原料或用于提取具有生物活性的化合物。

1.样本采集：

（1）样本来源：研究团队从中国八个主要葡萄酒产区的28个商业葡萄园收集了WVP样本。

（2）样本种类：所收集的样本来自四种葡萄品种，包括两种酿酒葡萄品种和两种鲜食葡萄品种，这些品种是在中国陕西省的葡萄园中种植的。

2. 理化特性分析：

（1）样本处理：研究团队从四种葡萄品种中采集的一年生的WVP进行了分析，这些样本在2017年冬季修剪期间收集，并在分析前保存在-20摄氏度的条件下。

（2）分析方法：使用的分析方法包括测定干物质含量、水分含量、电导率、pH值、总有机碳含量、粗蛋白含量、粗脂肪含量等。

3. WVP产量估算：

（1）调查点：在中国的八个主要葡萄酒产区进行了调查，包括包括新疆区域(R1)，甘肃和宁夏地区(R2)，黄土高原黄河区(R3)、黄河区(R4)、黄河区(R4)、渤海湾周边沿海地区(R5)、北部东部地区(R6)、南部地区(R7)和云南，贵州和四川地区(R8)。

（2）产量计算：通过在每个调查点随机选取40至50棵树，收集和称重WVP，计算平均重量作为每棵树的产量。再结合种植密度和种植面积，使用公式计算中国和全球的WVP产量。

      这些方法确保了数据的准确性和可靠性，为进一步分析WVP的理化特性和估算其潜在的经济价值提供了科学依据。

1、WVP产量

（1）地区差异：中国八大葡萄酒产区的WVP年产量介于201千吨至842千吨之间。其中，新疆地区（R1）产量最高，东北地区（R6）产量最低，反映了地区管理实践和环境条件对产量的影响。每棵树的WVP产量在1.33公斤到3.21公斤之间，平均为2.35公斤。这表明葡萄园的修剪方式、葡萄品种和藤龄等因素对WVP产量有显著影响。

（2）全球与中国的对比：自2000年以来，全球WVP产量逐年下降，而中国的产量则有显著增长。从2000年到2017年，中国WVP的总产量从大约2百万吨增加到超过6百万吨。

2、理化特性

（1）WVP的干物质含量较高，这是评估其作为生物能源或有机肥料潜力的一个重要指标。高干物质含量表明WVP中有较多的可用有机物。WVP的pH值处于温和范围，这对于许多生物转化过程和土壤改良用途是有利的。温和的酸度有助于维持微生物活性，促进有机物的分解。

（2）WVP富含有机物和营养素，这使其成为一种优良的土壤改良剂和生物肥料。有机物的高含量有助于土壤保持水分和养分，同时提供植物生长所需的微量元素。

3、WVP潜在利用价值的讨论：

    考虑到WVP的物理和化学特性，研究讨论了将这些废弃物作为生物能源、肥料或其他生物基产品的可能性。这些利用方式可能为葡萄酒产业以及相关的农业部门提供额外的经济价值和环境利益。

     以上结果不仅揭示了WVP作为一种资源的多样性和潜力，还强调了其在可持续农业和废弃物管理策略中的重要性。这些发现为未来的研究和实际应用提供了数据支持和理论基础。

1、WVP的经济和环境潜力

WVP作为资源的未开发潜力巨大，尤其是在中国和全球葡萄酒产业中，可以生成额外的财富。研究讨论了将这些废弃物作为生物能源、肥料或其他生物基产品的可能性。例如，作为高效能源，生产化学品（包括生物炭）、农业薄膜、吸附剂、纤维素纳米晶体、生物表面活性剂、刨花板和高密度聚乙烯复合材料的原料，以及作为堆肥、纸浆和纸张的原料或用于提取具有生物活性的化合物。

2、WVP的资源回收和再利用

讨论了如何改进当前对WVP的管理策略，尤其是在中国和全球范围内，考虑到其在生成环保能源和经济价值方面的潜力。强调了WVP的合理利用可以减少环境问题，如通过覆盖或者作为堆积物在露天燃烧处理的传统方法，这些方法可能造成显著的环境问题。

3、策略和建议

鉴于每年产生的大量WVP，需要更好的管理和利用策略。提出了具体的利用策略，如将WVP转化为可用资源，推动循环经济的发展。这部分内容强调了WVP不仅是葡萄园管理过程中的一个副产品，更是一个未被充分开发的资源。通过合理的管理和技术应用，WVP可以转化为具有经济价值和环保意义的资源。这对于推动可持续农业发展和环保具有重要意义。

1、产量分析

中国的八个主要葡萄酒产区中的WVP年产量在201至842千吨之间，其中新疆（R1）和东北（R6）分别显示出最高和最低的区域产量。从2000年到2017年，全球WVP的估计产量逐渐减少，而中国的估计产量则显著增加。

2、品种和架式的影响

鲜食葡萄的WVP产量远高于酿酒葡萄，而棚架系统的WVP产量显著高于篱架系统。  树龄也是影响WVP产量的一个因素，年老的葡萄藤产量高于年轻的葡萄藤。

3、WVP的物理和化学特性

WVP以高干物质含量、温和的酸度、高水平的有机物和营养物质含量为特点，这表明它是一个具有巨大增值潜力的资源。WVP不仅在数量上占葡萄和葡萄酒行业固体废物的主导地位，而且其特性表明它有助于产生额外的经济价值。

结论强调了WVP作为一种未充分利用的资源，具有在中国和全球葡萄及葡萄酒行业中创造额外财富的潜力。这些发现鼓励了对WVP更好的管理和利用策略的发展，以促进可持续的资源回收和环境保护。

1、资源回收利用

研究强调了WVP作为有机质资源的潜力，可以通过合理利用来减少环境污染，如露天焚烧造成的空气污染，同时提高资源的经济价值。WVP的高干物质含量和营养成分使其成为制造生物能源、生物炭、肥料和其他生物基化学品的良好原料。

2、农业可持续性

通过转化WVP为价值较高的产品，如生物刺激剂和生物表面活性剂，可以增加葡萄园的收入，推动农业废物的可持续管理。这种资源的再利用还可以帮助葡萄酒产业实现更加绿色的生产过程，减少废物的环境影响。

3、政策与规范

研究结果可以为政策制定者提供数据支持，制定相关政策和标准，鼓励农业废弃物的回收利用，促进农业产业的环境友好型转型。

未来的研究可以专注于开发更高效的WVP回收技术和加工方法，例如改进机械化收集技术，减少人力成本，提高效率。探索WVP在不同应用中的最佳处理方法，如何通过先进的生物转化技术提高其价值。进一步探索WVP在生产纸浆、提取生物活性化合物（如抗氧化剂）以及制造生物质能源等领域的应用。研究WVP用于土壤改良和作为生物刺激剂在农业生产中的效果，提升作物生长和产量。通过国际合作，分享最佳实践和技术，推广WVP的高效利用模式。结合地区特定的经济和环境条件，制定符合本地实际的WVP管理和利用策略。