施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸焉L(zhǎng)及品質(zhì)的影響

王 銳， 李 穎， 李 磊， 顧 欣， 孫 權(quán)

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021)

寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄“原產(chǎn)地保護(hù)區(qū)”因獨(dú)特的氣候條件與土壤類型，而成為發(fā)展優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的主栽產(chǎn)區(qū)[1-2]。然而受冬季氣溫過低和空氣濕度較小的影響，葡萄必須采取埋土防寒的方式越冬，在施肥過程中距離葡萄主干過近或過遠(yuǎn)時(shí)，對(duì)根系損傷較大或根系對(duì)養(yǎng)分吸收不暢，導(dǎo)致葡萄生長(zhǎng)受到影響，降低了葡萄原料的品質(zhì)，繼而影響葡萄酒的優(yōu)劣[3]。

植物主要通過根系從土壤中吸收養(yǎng)分和水分，植株根系的生長(zhǎng)與地上部的生長(zhǎng)發(fā)育直接取決于土壤養(yǎng)分的供應(yīng)情況。施肥區(qū)域直接影響著植株根系吸收養(yǎng)分的速率及肥料的利用率。葡萄樹屬于深根性藤本植物，其根系最深可達(dá) 10 m，但在賀蘭山東麓質(zhì)地較粗、容重較大的區(qū)域，根系分布較淺，水平分布不均勻，部分區(qū)域垂直分布不足1 m，尤其毛根的分布與肥料施入的深度和水平位置息息相關(guān)，不當(dāng)?shù)氖┓蕝^(qū)域引發(fā)肥料利用率低和葡萄抗寒性差的同時(shí)，對(duì)葡萄植株生長(zhǎng)和漿果品質(zhì)影響也較大。有機(jī)肥通常在春季或秋季采用一次性溝施，施肥深度在20 cm以內(nèi)，追肥則通常將化肥撒施在表面或施于地表5 cm以內(nèi)，然后進(jìn)行灌水，該種方式不僅造成肥料大量浪費(fèi)，嚴(yán)重降低肥料利用率，同時(shí)，淺施肥導(dǎo)致深層根系得不到養(yǎng)分供給，植株生長(zhǎng)受到抑制，果實(shí)品質(zhì)降低，更為嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成植株支撐力不足，早衰枯萎[4-5]。葡萄施肥區(qū)域應(yīng)與樹齡、土壤狀況、根系分布深度相關(guān)，在根毛集中區(qū)域施肥有利于提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)更多養(yǎng)分向營(yíng)養(yǎng)器官輸送，增加干物質(zhì)積累[2，6]。在施肥量一定的情況下，施肥位置過于集中會(huì)導(dǎo)致根系有效吸收相對(duì)較少、養(yǎng)分濃度的波動(dòng)較大等問題[7]，但在葡萄根域限制栽培下施肥精度高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌水管理體系[8]。

關(guān)于根區(qū)土壤養(yǎng)分和根系分布情況的研究較多，關(guān)于行向種植的釀酒葡萄合理施肥水平區(qū)域和施肥深度的成果較少，為了構(gòu)建賀蘭山東麓釀酒葡萄的合理施肥體系，本研究通過設(shè)定不同施肥區(qū)域，探討不同施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸焉L(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，確定最佳施肥區(qū)域，以期為寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供相應(yīng)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于寧夏銀川玉泉營(yíng)農(nóng)場(chǎng)南大灘葡萄基地(38°14′21″N，106°01′38″E)，系賀蘭山洪積扇三級(jí)階梯，成土母質(zhì)以洪積物為主，地形相對(duì)平坦，土壤侵蝕度輕。該區(qū)域?qū)俚湫偷拇箨懶詺夂?，光能資源豐富，平均日照時(shí)長(zhǎng)為7.8～8.3 h，年均日照數(shù)在2 800 h以上，晝夜溫差10～15 ℃，年均溫度8.8 ℃，年均降水量198 mm，無霜期160～170 d。試驗(yàn)地土壤相對(duì)貧瘠，土壤類型為淡灰鈣土，基本化學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 土壤基本化學(xué)性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)對(duì)象為7年生釀酒葡萄品種“梅鹿輒”，架形為“獨(dú)立龍干”形，采用多因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，行長(zhǎng)85 m，行距 3.0 m，株距0.6 m，小區(qū)面積255 m2。設(shè)置6個(gè)處理，重復(fù)5次，具體設(shè)計(jì)方案見表2。所有處理均采用滴灌方式進(jìn)行灌溉，枝條修剪以及病蟲害防治等栽培措施均保持一致。除對(duì)照(CK)外，所有處理均采用口徑為30 cm的小型挖機(jī)開溝后進(jìn)行施肥填埋，施肥采用有機(jī)無機(jī)配合一次性施入方式，生物有機(jī)肥施用量為9 t/hm2，按照當(dāng)年1/3分解釋放，當(dāng)年實(shí)際供應(yīng)養(yǎng)分量為60 kg/hm2N、30 kg/hm2P2O5、60 kg/hm2K2O。投入的化學(xué)肥料為240 kg/hm2N、135 kg/hm2P2O5、180 kg/hm2K2O。當(dāng)年投入養(yǎng)分總計(jì)：300 kg/hm2N、165 kg/hm2P2O5、240 kg/hm2K2O。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤化學(xué)性質(zhì) pH值(水土比為5 ∶1)采用pH計(jì)測(cè)定；全鹽含量采用DDS-11電導(dǎo)率儀測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法外加-硫酸亞鐵滴定法測(cè)定；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量采用1 mol/L醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[9]。

1.3.2 釀酒葡萄品質(zhì)測(cè)定 在釀酒葡萄收獲后，隨機(jī)采集各處理具有代表性果穗10串，選取30粒用攪拌機(jī)打成勻漿進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定：采用手持糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量；NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸含量(以酒石酸計(jì))；蒽酮法測(cè)定可溶性糖含量；3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖含量；福林-丹尼斯法測(cè)定單寧含量(以單寧酸計(jì))；pH示差法測(cè)定花色苷含量(以二甲花翠素-3-葡萄糖苷計(jì))；福林-肖卡法測(cè)定總酚含量(以沒食子酸計(jì))[10-11]。

1.3.3 釀酒葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量測(cè)定 在新梢生長(zhǎng)期采用鋼卷尺測(cè)量新梢長(zhǎng)，SPAD-502葉綠素儀測(cè)定釀酒葡萄葉片的葉綠素含量(SPAD值)，CM1000-NDVI測(cè)量?jī)x測(cè)量歸一化植被差異指數(shù)(NDVI值)，葡萄成熟時(shí)在每個(gè)處理下隨機(jī)采取9株的果實(shí)，計(jì)算其單株的平均產(chǎn)量，然后按照公式：理論產(chǎn)量=小區(qū)總株數(shù)×單株產(chǎn)量，進(jìn)行理論產(chǎn)量的計(jì)算。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸研律议L(zhǎng)、SPAD值和NDVI值的影響

由表3可知，施肥處理下均能提高釀酒葡萄膨大期新梢長(zhǎng)、SPAD值以及NDVI值。施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm時(shí)，顯著提高新梢長(zhǎng)，相比不施肥處理提高20.05%，相比施肥深度20、60 cm處理分別提高8.24%、18.53%，其中在施肥深度60 cm處理下，土壤緊實(shí)度大，抑制毛根向下延伸，進(jìn)而抑制養(yǎng)分的吸收，顯著降低新梢長(zhǎng)，且與不施肥處理相比無顯著性差異。另外在相同施肥深度條件下，距離植株20 cm和60 cm處理間新梢長(zhǎng)無顯著性差異。施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm處理下SPAD值最大，相比施肥深度60 cm處理增加了5.43%。施肥距離植株 40 cm，施肥深度20、40 cm處理以及施肥深度40 cm，距離植株20 cm處理均提高NDVI值，增加植株葉片對(duì)地面的覆蓋度，有助于促進(jìn)葉片光合作用，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，為成熟期釀酒葡萄增產(chǎn)和提質(zhì)奠定良好基礎(chǔ)。

表3 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸研律议L(zhǎng)、SPAD和NDVI值的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。下表同。

2.2 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸烟?、酸的影?/h3>

由表4可知，在施肥距離主干水平距離40 cm時(shí)，施肥深度在40 cm處理下可溶性固形物含量最高，與施肥深度20 、60 cm 相比，達(dá)顯著性差異水平(P<0.05)，可溶性固形物含量相比不施肥增加17.72%，相比施肥深度20、60 cm分別增加 7.06%、11.24%，有助于釀酒葡萄品質(zhì)的提高。表層不施肥或施肥過深會(huì)加重釀酒葡萄酸度，對(duì)品質(zhì)不利。施肥深度一定時(shí)，施肥距離主干20 cm和60 cm處理間可溶性固形物含量差異不顯著；在施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm時(shí)還原糖含量最高，顯著高于施肥深度20 cm和 60 cm。施肥深度相同，為40 cm時(shí)，施肥距離主干20 cm和60 cm處理間還原糖含量無顯著差異。在施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm處理下糖酸比最大，與其他處理間均存在顯著性差異，有助于優(yōu)質(zhì)葡萄酒的釀造。植株根系一般分布在10～40 cm 范圍內(nèi)，過深施肥不僅會(huì)影響肥效釋放，還會(huì)造成養(yǎng)分的流失。施肥距離主干水平距離相同，為40 cm時(shí)，施肥深度20 cm處理糖酸比顯著下降，相比施肥深度40 cm處理降低了 25.20%，嚴(yán)重影響了葡萄品質(zhì)的提高。

表4 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸烟?、酸的影?/p>

2.3 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸芽偡?、單寧以及花色苷含量的影?/h3>

由表5可知，施肥顯著提高釀酒葡萄總酚含量，施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度為40 cm時(shí)總酚含量最高，相比不施肥增加了13.34 mg/g，相比施肥深度20 cm處理增加了 2.00 mg/g，增幅11.32%，差異不顯著；施肥深度60 cm處理顯著降低總酚含量，嚴(yán)重影響釀酒葡萄的品質(zhì)。單寧含量在施肥情況下顯著低于不施肥處理，降幅較大，施肥深度 40 cm，施肥距離主干20 cm處單寧含量最低。施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm處理花色苷含量最高，相比施肥深度20、60 cm處理分別增加了 5.67%、4.62%，差異顯著?？梢?，在土壤深度40 cm處進(jìn)行施肥有利用植株對(duì)養(yǎng)分吸收，提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高釀酒葡萄的品質(zhì)。

2.4 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸旬a(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表6可知，相比不施肥處理，施用有機(jī)-無機(jī)肥有助于提高釀酒葡萄產(chǎn)量，施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm顯著提高了產(chǎn)量，相比不施肥處理增加了157.99%，對(duì)于同等施肥深度，比施肥水平距離主干20、60 cm分別增加了4.59%、9.81%， 表明強(qiáng)堿性土壤容易降低離子移動(dòng)性， 施肥距離主干太遠(yuǎn)會(huì)影響?zhàn)B分供給。此外，施肥深度60 cm也會(huì)降低養(yǎng)分利用率，灰鈣土60 cm深度處于鈣積層，土壤容重較大，限制根系生長(zhǎng)，大部分養(yǎng)分因固定作用而損耗嚴(yán)重，根系得不到充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而影響果實(shí)干物質(zhì)積累。結(jié)果表明，施用有機(jī)-無機(jī)肥可顯著增加產(chǎn)值，提高經(jīng)濟(jì)效益，尤其施肥距離主干水平距離40 cm，施肥深度40 cm處理產(chǎn)投比最高，為4.21，較大程度上提高了產(chǎn)值。

表5 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸芽偡?、單寧、花色苷含量的影?/p>

表6 施肥區(qū)域?qū)︶劸破咸旬a(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益的影響

注：計(jì)算時(shí)釀酒葡萄價(jià)格采用當(dāng)年平均價(jià)，為5.60元/kg，生物有機(jī)肥0.8元/kg，純N 5.0元/kg，P2O58.0元/kg，K2O 10.0元/kg，20 cm機(jī)械開溝費(fèi)用為360元/hm2，加深20 cm增收750元/hm2。

3 討論

釀酒葡萄栽培離不開養(yǎng)分管理，充足的養(yǎng)分供給是維持植株生長(zhǎng)的重要保障，同時(shí)，對(duì)釀酒葡萄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)關(guān)系起到協(xié)調(diào)作用[12-14]。施肥區(qū)域決定肥料利用率，尤其在灰鈣土種植釀酒葡萄需要通過確定合理施肥區(qū)域來提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)，此外，也能增強(qiáng)植株抗逆能力[15]。施肥過深、過淺對(duì)設(shè)施葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)均不利，將肥料施入根毛集中區(qū)域(20～40 cm)有助于提高長(zhǎng)勢(shì)和改善品質(zhì)[16-17]，本研究得出的結(jié)論與之一致。此外，表層和根區(qū)施用相同肥料后，產(chǎn)量表現(xiàn)顯著性差異[18]。同等距離主干位置不同，深度施肥對(duì)釀酒葡萄長(zhǎng)勢(shì)產(chǎn)生影響，尤其在施肥深度 40 cm 下新梢長(zhǎng)達(dá)到最大，并且提高葉片SPAD值以及植被歸一化指數(shù)，顯著提高還原糖含量，降低可滴定酸含量，可溶性固形物含量相比施肥深度20 cm和60 cm分別增加了7.06%、11.24%。此外施肥深度40 cm下，距離主干位置對(duì)釀酒葡萄影響也較大，特別是距離主干60 cm施肥顯著降低總酚含量，花色苷含量隨之減少，同時(shí)，抑制產(chǎn)量增加，對(duì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的提高產(chǎn)生負(fù)面影響。主要由于肥料在表施情況下，極易誘導(dǎo)根系表層伸展，不利于根系下扎，限制生長(zhǎng)；在施肥過深條件下，土層處于鈣積層，土壤容重較大，通氣性差，不利于葡萄根系向下生長(zhǎng)，而且養(yǎng)分離子容易被固定而降低移動(dòng)性，無法及時(shí)遷移至根部，進(jìn)而促進(jìn)生長(zhǎng)，導(dǎo)致釀酒葡萄養(yǎng)分失衡，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)關(guān)系紊亂，干物質(zhì)積累較少，容易造成產(chǎn)量下降、品質(zhì)惡化等現(xiàn)象。

4 結(jié)論

施肥位置為距離主干水平距離40 cm、深度40 cm，有利于根系對(duì)養(yǎng)分吸收，促進(jìn)釀酒葡萄植株生長(zhǎng)，葉片葉綠素含量較多，光合作用強(qiáng)，提高對(duì)地面覆蓋度，同時(shí)，提高糖酸比、總酚含量、花色苷含量，增產(chǎn)提質(zhì)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得示范推廣。