不同營養(yǎng)液對限根栽培葡萄生長及其栽培基質(zhì)的影響

金 莉，王 燕，裴 忺，楊守坤，姚中華，李長林，陳緒柏，宿福園

（武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/武漢市設(shè)施果樹工程技術(shù)研究中心，武漢 430064）

葡萄（Vitis viniferaL.）為葡萄科（Vitaceae）葡萄屬（VitisL.）多年生落葉木質(zhì)藤本植物，具有結(jié)果早、營養(yǎng)價值高、觀賞性強等特點，還能在樹體發(fā)芽、開花、結(jié)果的過程中體驗到勞作、科普的樂趣，是現(xiàn)代都市休閑農(nóng)業(yè)中的重要內(nèi)容。而限根栽培模式為葡萄在觀光休閑農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用提供了更廣闊的空間。

限根栽培（Root restriction）是一種利用物理或生態(tài)的方法將果樹的根系控制在一定容積內(nèi)，通過控制根系生長以調(diào)節(jié)地上部分生長發(fā)育的一種栽培技術(shù)［1］。多項研究表明，限根栽培對葡萄、桃、柑橘等果樹具有促進開花、提早結(jié)果和提高品質(zhì)等多方面的效果［2-4］。在葡萄上，限根栽培研究主要集中在樹體生長、果實品質(zhì)、栽培基質(zhì)影響等［5-12］方面?？扇苄苑实氖┯檬窍薷耘嗉夹g(shù)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相關(guān)研究還較少。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，加強對精準(zhǔn)灌溉施肥的研究越顯重要。在葡萄限根栽培中，精準(zhǔn)施肥不僅能夠減少肥料浪費、降低環(huán)境污染，還能提高果實品質(zhì)。為此，本研究以市售的營養(yǎng)液為對照，研究不同濃度梯度的營養(yǎng)液對限根栽培條件下一年生葡萄生長發(fā)育及其栽培基質(zhì)的影響，以期篩選出適合限根栽培葡萄的營養(yǎng)液，為葡萄設(shè)施栽培提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)果樹研究所的基地進行。以一年生葡萄陽光玫瑰（Vitis labruscanaBailey×V.viniferaShine Muscat）（YG）和甬優(yōu)1號（Yongyouyihao）（YY）為試驗材料。

1.2 試驗設(shè)計

用化學(xué)試劑分別配制4個不同營養(yǎng)液濃度梯度（表1），設(shè)置（以氮計）為T1（N 180 mg/L），T2（N 120 mg/L），T3（N 60 mg/L），T4（N 30 mg/L），以市售的全營養(yǎng)液肥料為對照（CK），1株樹為一個重復(fù)，各設(shè)5個重復(fù)。采用自動控制計時系統(tǒng)進行營養(yǎng)液的澆灌，處理T1至T4每天早、晚施用兩次，每次4 min，每分鐘約1 L，對照CK每15 d施用一次。植株發(fā)芽后，每月測量植株地徑、新梢生長量等指標(biāo)。植株落葉后，測定不同處理基質(zhì)的理化性質(zhì)，包括容重、相對含水量、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、EC和pH，以及營養(yǎng)成分含量，包括有機質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷、有效鉀。

表1 營養(yǎng)液組成成分

1.3 栽培方式

選取生長狀況良好、整齊一致的苗木，對苗木根系進行修剪，保證根系大小基本一致，于2018年1月31日定植于武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)果樹研究所基地連棟大棚內(nèi)。統(tǒng)一采用控根容器（直徑1 m、基質(zhì)層50 cm）栽培，栽培基質(zhì)按菇渣∶椰糠∶蛭石=4∶1∶1（體積比）進行配制，栽培株行距為2 m×3 m，全部采用T字形架勢。株距間鋪設(shè)管道供水肥，每個栽培控根器內(nèi)設(shè)1根滴灌管圍成圈，每圈設(shè)置4個滴孔，從而滿足根系的均勻灌溉，同時管道末端設(shè)置5個500 L的塑料桶，分別配制不同濃度的營養(yǎng)液和作為對照的全營養(yǎng)液可溶性肥料。此外桶外設(shè)有一個泵，使用自動定時滴灌系統(tǒng)澆灌營養(yǎng)液。栽培過程中不另施其他肥料，其他常規(guī)灌溉、除草按統(tǒng)一管理進行。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 葡萄生長指標(biāo)測定 植株發(fā)芽至落葉前，每隔半個月利用卷尺和游標(biāo)卡尺分別測定新梢生長量和植株地徑。8月24日后，夏季摘心等修剪頻繁，影響新梢測量，之后只測量地徑。

1.4.2 基質(zhì)理化性質(zhì)及營養(yǎng)含量測定 有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定；銨態(tài)氮含量采用氯化鉀浸提苯酚比色法測定；硝態(tài)氮含量采用氯化鉀浸提稀硫酸紫外比色測定；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法測定；有效鉀含量采用醋酸銨浸提火焰光度計法測定；pH、EC值采用飽和浸提法測定；毛管孔隙度等物理性狀采用環(huán)刀法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010和SPSS進行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液對限根栽培葡萄生長的影響

2.1.1 不同營養(yǎng)液對限根栽培葡萄地徑的影響 從圖1和圖2可以看出，5—11月葡萄植株的地徑處于穩(wěn)步增長階段，結(jié)合表2來看，對于陽光玫瑰來說，對照對促進葡萄地徑年生長的效果最佳，地徑達到28.45 mm，其次是T4，地徑達到25.69 mm，地徑生長量為CK＞T4＞T2＞T1＞T3，但T4與CK間差異不顯著；對甬優(yōu)一號來說，T1對促進葡萄地徑年生長的效果最佳，地徑達到25.25 mm，其次是T2，地徑達到24.61 mm，地徑生長量為T1＞T2＞T4＞CK＞T3，與CK相比，T1具有極顯著差異，其他處理的差異不顯著。

圖1 不同營養(yǎng)液對陽光玫瑰葡萄地徑的影響

圖2 不同營養(yǎng)液對甬優(yōu)一號葡萄地徑的影響

2.1.2 不同營養(yǎng)液對限根栽培葡萄新稍生長的影響 從圖3和圖4可以看出，5—8月葡萄的新梢生長速度逐漸加快，7—8月生長速度達到最快。結(jié)合表2來看，對于陽光玫瑰來說，T4對促進葡萄新梢生長的效果最佳，新梢長度達到1 056.67 cm，其次是CK，新梢長度達到891.67 cm，新梢生長量的大小為T4＞CK＞T2＞T1＞T3，與CK進行比較，各處理間差異不顯著；對于甬優(yōu)一號來說，T2對促進葡萄新梢生長的效果最佳，新梢長度達到828.33 cm，其次是T1，新梢長度達到816.00 cm，新梢生長量為T2＞T1＞T3＞T4＞CK，與CK比較，T2具有極顯著差異，T1、T3、T4具有顯著差異。綜合植株地徑和新梢生長來看，對于陽光玫瑰來說，CK和T4的綜合表現(xiàn)最佳，對于甬優(yōu)一號來說，T1和T2的綜合表現(xiàn)最佳。

圖3 不同營養(yǎng)液對陽光玫瑰新梢生長的影響

圖4 不同營養(yǎng)液對甬優(yōu)一號新梢生長的影響

表2 不同營養(yǎng)液對葡萄生長指標(biāo)的影響

2.2 不同營養(yǎng)液對基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

從表3可以看出，兩個品種葡萄在使用相同的營養(yǎng)液后，pH基本都偏酸性；兩個品種葡萄在施用不同的營養(yǎng)液后，基質(zhì)容重表現(xiàn)出較強的一致性，在0.38～0.45 g/cm3之間；EC值方面，對于陽光玫瑰來說，T2的EC值最高，達到2.33μS/cm，其次是T4，T1、T3適中；對于甬優(yōu)一號來說，T3的的EC值最高，達到2.55μS/cm，其他的都在適宜范圍內(nèi)；容重、相對含水量、總孔隙度、通氣孔隙度方面，兩個品種葡萄在施用不同營養(yǎng)液后，都表現(xiàn)出較強的相似性，差異不明顯。

表3 陽光玫瑰和甬優(yōu)一號不同營養(yǎng)液基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.3 不同營養(yǎng)液對基質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

從表4可以看出，葡萄施用不同營養(yǎng)液后的基質(zhì)中，同一品種不同處理間氮元素有較大差異；兩個品種不同處理間的鉀含量都在0.90～1.10 g/kg之間，差異不明顯；兩個品種不同處理間的磷含量都在400.66～752.23 mg/kg之間，無明顯規(guī)律；兩個品種不同處理間的有機質(zhì)含量都在29.89～47.25 g/kg，差異不明顯。對于陽光玫瑰來說，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量都是T2最高，分別達到938.82 mg/kg、511.31 mg/kg，都是T1和T3最低；對于甬優(yōu)一號來說，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量都是T3最高，分別為978.54、520.87 mg/kg，都是T2最低，分別為78.88、116.17 mg/kg。

表4 陽光玫瑰和甬優(yōu)一號不同營養(yǎng)液基質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)含量

3 小結(jié)與討論

3.1 不同營養(yǎng)液對不同品種葡萄生長的影響

果樹地徑和新梢長度是樹體營養(yǎng)生長最直接的指標(biāo)，是果樹開花結(jié)果的營養(yǎng)基礎(chǔ)，對促進果實產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要的作用。而肥料是樹體營養(yǎng)生長的重要來源，對果樹的生理生化反應(yīng)和生長發(fā)育具有十分重要的作用。本研究結(jié)果表明，高濃度營養(yǎng)液更能促進甬優(yōu)一號葡萄生長，這是與前人的研究類似［13］；低濃度營養(yǎng)液更能促進陽光玫瑰葡萄生長，在其他葡萄研究中還較少看到類似結(jié)論，但在其他植物中有。李晶等［14］研究認(rèn)為，矮化效果明顯的中間砧幼樹在中營養(yǎng)水平下生物量和應(yīng)用利用率最大，繼續(xù)增加營養(yǎng)不利于樹體生長。有人通過盆栽試驗研究認(rèn)為，不同萵筍品種對營養(yǎng)的反應(yīng)不同，可能與不同品種的營養(yǎng)利用效應(yīng)不同有關(guān)［15］，曾建敏等［16］研究認(rèn)為不同基因型水稻品種的光合作用隨營養(yǎng)水平變化的趨勢不同。據(jù)此推測，對于甬優(yōu)一號品種而言，高營養(yǎng)液（N：180 mg/L）（以氮計）范圍內(nèi)，樹體的光合作用與營養(yǎng)含量存在正相關(guān)性，從而表現(xiàn)為樹體生長隨著營養(yǎng)含量的增加而增加。而對陽光玫瑰品種來說，高營養(yǎng)液不如低營養(yǎng)液的促進生長效果。因此，筆者認(rèn)為，甬優(yōu)一號和陽光玫瑰兩個品種分別屬于營養(yǎng)低效型和營養(yǎng)高效型。根冠比被認(rèn)為是營養(yǎng)水平差異的重要影響因素［17，18］，營養(yǎng)高效品種隨著營養(yǎng)濃度增加，根冠比先降低后升高，營養(yǎng)低效品種隨營養(yǎng)濃度增加根冠比下降［19］。因此，后續(xù)有必要繼續(xù)從光和特性、根冠比等方面對甬優(yōu)一號和陽光玫瑰不同品種進行營養(yǎng)利用效應(yīng)研究，從而為不同品種的精準(zhǔn)施肥提供科學(xué)依據(jù)，不斷摸索出更精準(zhǔn)的施肥方案，減少營養(yǎng)不必要的浪費和環(huán)境污染。

3.2 不同營養(yǎng)液對不同品種葡萄栽培基質(zhì)的影響

本研究結(jié)果顯示，在不同營養(yǎng)液水平下，不同品種葡萄栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)影響差異不明顯，但對基質(zhì)中存在的營養(yǎng)元素有明顯影響。具體表現(xiàn)在，甬優(yōu)一號和陽光玫瑰兩個品種的栽培基質(zhì)中積累氮素含量明顯不一致，甬優(yōu)一號基質(zhì)在較高營養(yǎng)液處理下，積累氮素含量較低，陽光玫瑰基質(zhì)在較低營養(yǎng)液處理下，積累氮素含量較低。不同品種氮素吸收差異是造成土壤氮素積累產(chǎn)生差異的重要原因［20］。植物的吸收差異源于根系的生長情況與活力，直接關(guān)系到地上部分氮素的同化、運轉(zhuǎn)及氨基酸和蛋白質(zhì)等的合成［21］。由此推測，甬優(yōu)一號作為營養(yǎng)低效類型，在高營養(yǎng)液條件下，根系活力及地上部分氮素同化、運轉(zhuǎn)及有機物合成能力更強，積累的氮含量較少，而陽光玫瑰作為營養(yǎng)高效類型，在低營養(yǎng)液處理下，氮素的利用效率更高，積累的氮含量較少。這為葡萄不同品種間存在不同營養(yǎng)吸收效應(yīng)類型進一步提供了依據(jù)，為在生產(chǎn)實踐中針對不同品種的營養(yǎng)吸收效應(yīng)類型采用不同的施肥方案提供了指導(dǎo)。