張麗萍,周喜榮,張?bào)摅?,?銳,孫 權(quán)
(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏 銀川 750021)
寧夏回族自治區(qū)賀蘭山東麓地理位置優(yōu)越,光照充足,晝夜溫差極大,有利于釀酒葡萄中糖分的積累,因而是最適宜種植釀酒葡萄的黃金地帶之一。但該區(qū)土壤類型為灰鈣土[1],碳酸鈣含量高達(dá)5%以上,pH值超過8.5,微量元素含量低且移動(dòng)性差,加之半干旱氣候特征,降水量少,微量元素極度缺乏,尤其土壤鋅含量更是低于全國平均值[2-4],嚴(yán)重影響了釀酒葡萄的品質(zhì),從而限制了釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
充足的養(yǎng)分供應(yīng)是保證作物高產(chǎn)的關(guān)鍵因素,但在釀酒葡萄的栽培中,傳統(tǒng)施肥主要注重大量元素的施用,卻忽略了中微量元素的重要性[5-7]。前人報(bào)道適量中微肥能提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì),但這些研究主要集中在鎂鈣硅等中量元素[8-11],關(guān)于微量元素對(duì)其影響的研究卻相對(duì)較少。盡管釀酒葡萄對(duì)微量元素需求量較少,但微量元素對(duì)釀酒葡萄的產(chǎn)量和果實(shí)的品質(zhì)卻產(chǎn)生著重要影響,噴施微量元素能提高葉綠素含量,增強(qiáng)光合作用,提高坐果率和含糖量,促進(jìn)果實(shí)著色,從而提高產(chǎn)量,改善釀酒葡萄的品質(zhì)[12-13]。
微量元素鋅雖然是一種重金屬元素,但對(duì)人體的健康和葡萄的生長發(fā)育是必不可少的。鋅與人體某些疾病的發(fā)生、發(fā)展都有密切的關(guān)系,因此鋅與人體健康的關(guān)系現(xiàn)已引起醫(yī)學(xué)界的廣泛重視[14-15]。同時(shí)缺鋅會(huì)影響釀酒葡萄多種代謝活動(dòng),從而影響釀酒葡萄的品質(zhì)[16]。鋅還是氧化還原過程中的催化劑,對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的提高都有顯著的效果[17]。在前人的研究基礎(chǔ)上,擬通過距根部30 cm處滴灌和葉面施肥兩種方式配合施用鋅肥,探究不同施鋅量對(duì)灰鈣土上的釀酒葡萄“赤霞珠”鋅含量、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,對(duì)寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄合理施鋅肥提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)區(qū)為立蘭酒莊葡萄基地,位于寧夏賀蘭山東麓葡萄核心產(chǎn)區(qū)永寧縣(106°24′E,38°28′N ),地勢平緩,地面坡度約為1%,平均海拔高度為1 060 m。該區(qū)域氣候?qū)俚湫偷臏貛Т箨懶詺夂?,光照充足,年日照?65%以上,全年日照時(shí)數(shù)為2 851~3 106 h,平均日照時(shí)長為7.8~8.3 h,太陽總輻射量6 100 MJ/m2,年均降水量200 mm,年均蒸發(fā)量1 580 mm,年平均氣溫8.9℃,積溫3 289℃,無霜期176 d。
供試品種為4年生赤霞珠(Cabernet Sauvignon),南北行向定植,樹形為“廠”字型,株行距0.8 m×3 m,灌溉方式為滴灌,氮磷鉀施肥方式為溝施(4月下旬施尿素120 kg/hm2,5月下旬追施尿素和磷酸二銨各225 kg/hm2,6月下旬追施氮磷鉀三元復(fù)合肥375 kg/hm2,8月追肥硫酸鉀450 kg/hm2),土壤類型為礫質(zhì)灰鈣土,有效鋅含量為0.48 mg/kg?;净瘜W(xué)性質(zhì)見表1。
表1 土壤基本化學(xué)性質(zhì)
本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)6個(gè)處理,在距葡萄根部右側(cè)30 cm處滴灌施入,在釀酒葡萄轉(zhuǎn)色期補(bǔ)噴施一次葉面肥,具體施用量如表2。
表2 鋅肥施用量 (kg/hm2)
1.4.1 土壤性質(zhì)的測定
pH值采用酸度計(jì)測量;有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定;有效磷含量的測定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀的測定采用0.5 mol/L NaHCO3法;全氮含量采用硫酸消煮-凱氏定氮法測定;全磷的測定用釩鉬黃比色法[18];土壤有效鋅采用DTPA浸提,用原子分光光度計(jì)測定[19]。
1.4.2 釀酒葡萄中鋅含量的測定
鋅含量的測定方法在蘇德奇等[20]和宋長征[21]的方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn),取各個(gè)處理的葡萄樣品用超純水洗凈,80℃下烘干至恒重,粉碎,過0.35 mm篩去除大顆粒,置于干燥的玻璃瓶中備用。
稱取上述備用樣品1.000 0 g置于消煮管中,加入硫酸+高氯酸(4∶1)混合溶液20 mL,搖勻,靜止過夜。在管口上放置彎頸漏斗,置可控溫消煮爐上消化(消煮過程中酸霧的高度以消煮管的三分之二為宜),至樣品完全溶解,溶液透亮,最后繼續(xù)加熱至近干,最后無損轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中并用去離子水定容??瞻兹芤旱闹苽涑患訕悠吠馄渌麠l件保持一致。消解液中的Zn元素濃度用原子吸收分光光度計(jì)(361 MC)測定。
1.4.3 釀酒葡萄形態(tài)指標(biāo)的測定
果實(shí)成熟后在每個(gè)處理中隨機(jī)選取具有代表性的果穗,用50分度的游標(biāo)卡尺測量粒徑,用卷尺測量穗長;從每個(gè)監(jiān)測位置所取每串葡萄上隨機(jī)摘取5個(gè)果粒,采用精度為萬分之一的電子天平測量每100個(gè)果粒的重量即為百粒重。
1.4.4 釀酒葡萄品質(zhì)的測定
單寧、總酚、花色苷含量測定前先將葡萄粒在液氮中速凍,然后在超低溫冰箱中于-80℃的溫度下保存?zhèn)溆?,單寧含量采用福?丹尼斯法測定;花色苷的含量采用pH值示差法測定;總酚的含量采用福林-肖卡法測定??扇苄怨绦挝锖坑檬殖痔橇坑?jì)測定;可溶性糖用苯酚法測定;可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定[22-24]。
對(duì)所測定的數(shù)據(jù)用WPS 2019及SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并對(duì)各處理下釀酒葡萄的各指標(biāo)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),顯著性水平為P<0.05,n=5。
由圖1可知,施鋅后各處理釀酒葡萄鋅含量均較CK增加,其中T3鋅含量最高,較CK提高了78.7%,其次是T2和T4處理,較CK分別提高了64.8%和64.3%。說明施鋅能顯著提高釀酒葡萄的鋅含量。
圖1 不同施鋅處理對(duì)釀酒葡萄鋅含量的影響
由表3可知,隨著施鋅量的增加,釀酒葡萄的粒徑、穗長、百粒重呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。T1~T5釀酒葡萄粒徑長度較CK分別增加了2.6%、21.9%、28.2%、16.1%和6.7%, 且T2、T3、T4與CK均達(dá)顯著性差異。T3處理下穗長最長,較CK增加了22.3%,其次是T4,較CK增加了19.1%。各處理百粒重較CK均無顯著差異。從表4可以看出,各處理產(chǎn)量均較CK顯著提高,其中T3處理下產(chǎn)量最高,較CK增產(chǎn)216.6%;其次是T4和T2處理,分別增產(chǎn)173.9%和166.2%。
表3 鋅元素對(duì)釀酒葡萄形態(tài)指標(biāo)的影響
表4 鋅元素對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量的影響
由表5可知,施用Zn元素可顯著降低釀酒葡萄單寧含量,其中T1和T5處理對(duì)單寧含量降低作用最明顯,分別降低67.9%和66.2%。T2、T3和T4處理對(duì)釀酒葡萄總花色苷含量均顯著提高,其中T3處理總花色苷含量最高,提高了71.9%;其次為T2和T4處理,分別提高了18.4和11.9%。各處理總酚含量均較CK顯著提高,分別提高了5.5%、57.6%、80.7、41.2%和23.6%。各處理可溶性固形物含量均較CK顯著增加,其中T2處理最高,提高了24.0%,其次為T3處理,提高了21.0%??扇苄蕴呛侩S著施鋅量的增加呈先升高后降低變化,但各處理均顯著高于CK,其中T3處理含量最高,相比CK提高了29.4%,其次為T4處理,提高了18.2%。對(duì)于可滴定酸含量T4對(duì)可滴定酸顯著降低,其他處較CK均無顯著差異。
表5 鋅元素對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)的影響
相關(guān)性分析表明,鋅含量與穗長、百粒重呈極顯著正相關(guān),與粒徑、產(chǎn)量、總酚和可溶性糖呈顯著相關(guān);產(chǎn)量與粒徑、穗長、百粒重呈顯著正相關(guān);百粒重與粒徑、總酚呈極顯著正相關(guān),與可溶性糖、穗長呈顯著正相關(guān)(表6)。從表7可以看出,T3處理綜合得分最高,為0.741 5,其次為T2和T4處理,分別為0.731 9和0.307 3。故最佳施EDTA-Zn 量為 45 kg/hm2。
表6 產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)性分析
表7 主成分得分與綜合得分
鋅元素是植物和人體必需的微量元素之一,但傳統(tǒng)施肥盲目追求大量元素的投入,養(yǎng)分不平衡施用導(dǎo)致土壤鋅元素嚴(yán)重缺失;土壤鋅含量的降低又降低了作物鋅含量,從而影響人體對(duì)鋅元素的攝入,嚴(yán)重威脅人體健康[25-27]。鋅元素是釀酒葡萄體內(nèi)重要酶的組成成分之一,缺鋅時(shí)多種生理代謝活動(dòng)受阻,植株的生長發(fā)育受到抑制。增施適量鋅肥,能使釀酒葡萄的鋅含量顯著提高,但鋅含量仍保持在正常范圍,有利于釀酒葡萄正常的生長發(fā)育,有效改善釀酒葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì),從而改善了試驗(yàn)區(qū)缺鋅的狀況。
增施適量鋅肥能顯著提高釀酒葡萄的產(chǎn)量,改善釀酒葡萄的品質(zhì)。隨著施鋅量的增加,釀酒葡萄的產(chǎn)量也隨之提高,但鋅元素雖然對(duì)植物有益,也是一種重金屬元素,施鋅量過多,易產(chǎn)生毒害作用,對(duì)植物根系產(chǎn)生一定程度的傷害,從而影響釀酒葡萄的生長發(fā)育和對(duì)鋅的吸收。T4和T5產(chǎn)量較T3降低,可能因?yàn)楦吡康匿\對(duì)葡萄生長產(chǎn)生毒害而影響了產(chǎn)量;果粒直徑是影響葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[28-30]。增施適量鋅肥后釀酒葡萄的果粒直徑與不施鋅肥相比均有上升趨勢,且釀酒葡萄鋅含量與粒徑呈顯著正相關(guān),說明適量施鋅肥能有效改善植物養(yǎng)分的供應(yīng)狀況,而且鋅含量的提高有利于生長素的合成,促進(jìn)釀酒葡萄的生長發(fā)育,提高果實(shí)的粒徑;花色苷、總酚、可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸是反映釀酒葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)[31-32]。本次研究中發(fā)現(xiàn)在相同基礎(chǔ)水肥條件下,適量增施鋅肥能有效提高釀酒葡萄花色苷、總酚、可溶性固形物、可溶性糖含量,降低可滴定酸含量,這與宋長征[21]的研究結(jié)果一致。說明充足的鋅素供應(yīng)能有效提高光合速率,促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累,有利于糖類物質(zhì)和酚類物質(zhì)的合成和運(yùn)轉(zhuǎn),降低果實(shí)的酸度,對(duì)改善釀酒葡萄品質(zhì)有顯著性效果。
高陸旭等[33]的研究結(jié)果表明,增施鋅肥能顯著提高單寧含量,并且單寧含量的變化與總酚含量的變化高度相關(guān)。但此次研究結(jié)果顯示各處理與對(duì)照相比單寧含量顯著性降低,并且兩者并無明顯相關(guān)性,這與前人研究結(jié)果不一致,出現(xiàn)此種差異的原因可能與釀酒葡萄的品種或者試驗(yàn)區(qū)土壤的理化性質(zhì)有關(guān)。但單寧含量降低后,釀酒葡萄的單寧含量保持在適宜的濃度,協(xié)調(diào)了酸、酒精和單寧的平衡,有利于改善葡萄酒的口感。
施用鋅肥提高了釀酒葡萄的粒徑、穗長和產(chǎn)量;提高了葡萄鋅含量、花色苷含量、總酚含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量;降低了單寧含量。通過釀酒葡萄鋅含量和品質(zhì)的綜合分析,最佳EDTA-Zn的施用量為45 kg/hm2。