近日，我院吴浩副教授团队联合深圳海关、清华大学、深圳大学、新西兰国家同位素中心（GNS Science）等多家研究机构共同探讨了不同干旱条件下，我国重要酿酒葡萄（赤霞珠，雷司令，马瑟兰和霞多丽）的水分来源和H、O稳定同位素分馏效应，揭示了水从土壤到葡萄植物不同部位（根、茎、叶以及果实）中的同位素分馏过程。 该工作以Hydrogen and oxygen isotope fractionation effects in different organ tissues of grapes under drought conditions为题在美国化学学会期刊(ACS publications) Journal of Agricultural and Food Chemistry发表。

研究背景

葡萄酒中水的氢氧稳定同位素是葡萄酒产地识别的重要指标。一般认为葡萄生长过程中会记录生产地的水源水信号，而且这个信号会保留到葡萄酒的水中。然而，越来越多的研究表明，葡萄生长过程中会受到很多气候和环境因素的影响，导致了葡萄中氢氧稳定同位素不同程度的分馏。特别是一些农业灌溉等过程，会显著影响葡萄和葡萄酒中水对区域环境的反映。因此，揭示干旱过程对葡萄和葡萄酒中氢氧稳定同位素比值的分馏效应是解决葡萄水对产地指示准确性的关键。

研究结果

研究团队对中国西北部重要葡萄酒产区贺兰山东麓常见的优质酿酒葡萄进行了研究。通过设置不同干旱条件，分析葡萄不同组织器官（根、茎、叶、果实）的δ²H和δ¹⁸O分馏过程和同位素特征。

图1 论文研究框架示意图

       结果表明，当地地下水源的δ²H 值比河流和降水更负，但降水δ²H 值的变化比当地河流或地下水更大，表明水源水经历了不同的分馏效过程。葡萄土壤水的δ²H和δ¹⁸O值均高于其他环境水源，且土壤表层的水比深层的水更正，表明土壤水经历了正分馏效应。葡萄器官中²H和 ¹⁸O的分馏关系相似，没有种间差异，¹⁸O的分馏效应大于²H。δ²H和δ¹⁸O值显示，在水分向不同葡萄器官运输的过程中，存在强烈的分馏效应（遵循茎<果<叶的趋势）。在不同的灌溉水条件下，葡萄δ²H值在-20‰到-80‰之间变化，δ¹⁸O值在-12‰到4‰之间变化显著，这表明在越干旱条件下葡萄更容易发生¹⁸O/¹⁶O分馏。本研究探讨了植物器官与水源之间的关系，并比较了不同灌溉方法和葡萄品种的氢氧同位素特征。研究结果为提高葡萄酒生产的溯源准确性和原产地保护提供了理论依据。