我國(guó)生物有機(jī)肥在葡萄種植中的應(yīng)用

金 麗 張藝馨 姚光磊 劉曉鵬

（鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所 河南鄭州450005）

葡萄是世界上的四大水果之一，種植遍布于世界各地，F(xiàn)AO 數(shù)據(jù)顯示，2017 年葡萄產(chǎn)量 7 428 萬(wàn) t，位居世界水果產(chǎn)量第3 位。改革開放后的40 余年，隨著品種的不斷優(yōu)化，新技術(shù)、新模式、新設(shè)施不斷更新完善，中國(guó)葡萄產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，成為了農(nóng)村振興、農(nóng)民脫貧致富的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)[1]。根據(jù)2018 年OIV 公布的全球葡萄種植及生產(chǎn)、加工及消費(fèi)數(shù)據(jù)，中國(guó)葡萄種植面積87.5 萬(wàn)hm2，僅次于西班牙96.9 萬(wàn)hm2的種植面積，位居世界第2 位。在葡萄產(chǎn)量方面，中國(guó)以年總產(chǎn)量1 170 萬(wàn)t 和鮮食葡萄產(chǎn)量950 萬(wàn)t 位居世界首位，中國(guó)葡萄產(chǎn)量將近占世界總產(chǎn)量的一半[2]。但是，我國(guó)葡萄種植中還存在很多問題，例如不合理施肥不僅影響了葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了生態(tài)平衡，違背了我國(guó)“可持續(xù)發(fā)展”的理念[3]。

1 葡萄種植施肥現(xiàn)狀

葡萄施肥是根據(jù)葡萄不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期所需的礦質(zhì)養(yǎng)分，對(duì)土壤中不足的營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行補(bǔ)給和調(diào)節(jié)的過程。合理的施肥是生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄的重要前提。目前在葡萄施肥上存在很多誤區(qū)，除了施肥時(shí)期和施肥方式等技術(shù)方面問題，肥料種類的選擇也很重要，主要存在重化肥輕有機(jī)肥、酸化嚴(yán)重的土壤繼續(xù)使用酸性肥料、肥料施用平衡有誤等問題[4-5]。

葡萄種植中所施用的肥料大致可以分為無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和微生物肥。無(wú)機(jī)肥中含有大量的速效氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，但長(zhǎng)期單一施用無(wú)機(jī)肥會(huì)造成土壤酸化板結(jié)，地力下降，不僅會(huì)使葡萄根系分布淺，還會(huì)影響枝梢生長(zhǎng)、花芽分化、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，甚至破壞生態(tài)環(huán)境；有機(jī)肥中雖含有大量的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不會(huì)影響土壤的理化性狀和肥力，但是施用體積大，有效養(yǎng)分含量偏低，利用率低，如果沒有充分腐熟，無(wú)害化程度低，還會(huì)導(dǎo)致葡萄燒根、病蟲害嚴(yán)重，也會(huì)造成環(huán)境污染；而微生物肥是一種含有特定功能菌體的間接肥料，是通過功能菌種將土壤中固定的化合物分解轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物可以直接利用的有效養(yǎng)分，不僅可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，安全無(wú)毒，而且可以提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]，但是將微生物肥直接施入土壤，土壤的環(huán)境復(fù)雜，不能保證微生物肥穩(wěn)定的發(fā)揮作用。因此，將三者優(yōu)點(diǎn)有效的結(jié)合起來形成復(fù)合成分的有機(jī)生物肥是綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的必然選擇[7]。

2 生物有機(jī)肥概況

2.1 生物有機(jī)肥的概念與特點(diǎn)

生物有機(jī)肥是指以畜禽糞便、秸稈、優(yōu)質(zhì)棉餅、草粉等動(dòng)植物殘?bào)w充分腐熟、脫臭、無(wú)害化處理的有機(jī)肥為載體，配以一定比例的無(wú)機(jī)氮、磷、鉀復(fù)合造粒，加入具有特定功能的微生物，“三合一”復(fù)合而成的新型微生物肥料。生物有機(jī)肥一般有機(jī)肥含量大于35%，氮、磷、鉀無(wú)機(jī)鹽含量大于30%，微量元素含量2%，還含有多種氨基酸和維生素，營(yíng)養(yǎng)豐富，性狀優(yōu)良，安全無(wú)毒。

生物有機(jī)肥具有特定功能的有益菌，能夠固氮、解磷、解鉀。這些活的微生物適合生長(zhǎng)在農(nóng)作物根際，能夠固定空氣中的氮元素，分解土壤中的化合態(tài)磷和鉀，轉(zhuǎn)化為能夠被植物直接利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；同時(shí)可以解析土壤中10 多種微量元素為農(nóng)作物所用，增加土壤肥力；有益微生物生命活動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生一些刺激物質(zhì)促進(jìn)植物分泌生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等植物激素，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)；有益菌在農(nóng)作物根部大量繁殖，分泌粘多糖，與土壤中礦質(zhì)膠體，有機(jī)膠體結(jié)合形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，能夠有效的保持土壤肥力[8]。

2.2 生物有機(jī)肥生產(chǎn)菌種使用現(xiàn)狀及安全性

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2019 年6月我國(guó)共有生物有機(jī)肥生長(zhǎng)企業(yè)1 000 多家，年產(chǎn)量達(dá)800 多萬(wàn)噸，獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)定登記的產(chǎn)品有1 872 個(gè)。其中，使用單一菌種的生物肥產(chǎn)品有1 006 個(gè)，使用兩種菌種的產(chǎn)品有716 個(gè)，使用3 種及3 種以上復(fù)合菌種的產(chǎn)品有140 個(gè)[9]。目前生物有機(jī)肥產(chǎn)品使用菌種已經(jīng)覆蓋細(xì)菌、真菌、放線菌等72 個(gè)菌種。細(xì)菌類中常見的用于生物有機(jī)肥生產(chǎn)的是芽孢桿菌屬和類芽孢桿菌屬菌種；真菌類生產(chǎn)用菌主要是哈茨木霉、米曲霉、淡紫紫孢菌、長(zhǎng)枝木霉等絲狀真菌或酵母菌；放線菌類多為鏈霉菌屬。

最常用的有枯草芽孢桿菌、膠質(zhì)類芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等，這些菌種生物安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)低,但是隨著使用菌種的不斷擴(kuò)大，其潛在風(fēng)險(xiǎn)不容忽視,進(jìn)行生物有機(jī)肥產(chǎn)品生產(chǎn)菌種生物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是有必要的。目前，生物有機(jī)肥生產(chǎn)用菌嚴(yán)格執(zhí)行NY/T 1109－2017 《微生物肥料生物安全通用技術(shù)準(zhǔn)則》標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行生產(chǎn)，相對(duì)安全無(wú)毒。但是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)NY 884－2012《生物有機(jī)肥》對(duì)于雜菌并無(wú)限量要求，可能存在潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患。馬鳴超等人對(duì)施用生物有機(jī)肥后的水果的有害微生物殘留情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明施用生物有機(jī)肥后的葡萄、桃子、京白梨均未檢測(cè)到沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等有害致病菌，雖部分樣品檢測(cè)到植物致病微生物，但對(duì)人體無(wú)害，總體來說施用生物有機(jī)肥的水果安全性是可控的。因此生物有機(jī)肥是相對(duì)綠色安全的，它將成為綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中不可或缺的一部分[10]。

3 生物有機(jī)肥在葡萄種植中的應(yīng)用效果

3.1 生物有機(jī)肥能夠改良葡萄生長(zhǎng)土壤環(huán)境，提高肥料利用率

葡萄適宜生長(zhǎng)在pH 5.8～7.5 的中性或微酸性土壤環(huán)境中，但目前陸地種植葡萄的土壤pH 為4.0～9.7，不利于提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)。而生物有機(jī)肥的施用，能夠代謝分泌出多種有機(jī)酸物質(zhì)，給葡萄創(chuàng)造一個(gè)微酸性的最佳生長(zhǎng)環(huán)境。

生物有機(jī)肥中的功能微生物在根際大量繁殖，分泌大量粘多糖物質(zhì)與土壤的有機(jī)膠體、礦物膠體等相結(jié)合形成土壤團(tuán)粒，有利于土壤保水、保肥，提高土壤肥力。生物有機(jī)肥的長(zhǎng)期使用還可以增加土壤的通氣性和土壤的性狀，這些都為葡萄生產(chǎn)提供了有力條件。

韓鳳蘭表示生物有機(jī)肥本身不產(chǎn)生毒素,并且可以降解土壤中殘留的化肥、農(nóng)藥等有害物質(zhì)，能夠溶解灌溉時(shí)污水中的重金屬等物質(zhì)，是綠色有機(jī)葡萄種植中的最佳選擇[11]。姜莉莉等人研究表明，“豐田寶”生物有機(jī)肥代替化肥應(yīng)用在玫瑰香葡萄種植中，能夠顯著降低土壤全鹽含量，能夠有效提高濱海鹽堿脅迫地區(qū)葡萄的產(chǎn)量[12]。李瑞祥表明生物有機(jī)肥采用了γ-PGA 技術(shù)，能夠提高土壤 pH ，有效緩解土壤酸化，有修復(fù)和保護(hù)土壤的作用，并能促進(jìn)有益微生物菌群快速繁殖，與病原微生物產(chǎn)生拮抗作用，改善土壤微生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，有益微生物菌群代謝可以降解肥料中難溶的磷、鉀化合物為易溶的磷、鉀元素，提高肥料利用率[13]。

3.2 生物有機(jī)肥能提高葡萄品質(zhì)和產(chǎn)量

葡萄品質(zhì)由外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)組成。外觀品質(zhì)較直觀，包括果實(shí)的大小、質(zhì)量、色澤、形態(tài)等指標(biāo)[14]，內(nèi)在品質(zhì)主要包括可溶性固形物含量和可滴定酸含量?jī)蓚€(gè)重要口感指標(biāo)[15]。合理施用生物有機(jī)肥可以增加葡萄的單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、可溶性固形物、維生素C、花青素等含量，降低可滴定酸、醛類等含量，改善葡萄果實(shí)光澤度、整齊度和風(fēng)味特性，提高葡萄產(chǎn)量。

何志強(qiáng)等人在研究“農(nóng)日升”生物有機(jī)肥和“綠能瑞奇” 氨基酸液肥對(duì)日光溫室延后栽培的 “紅地球”葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響中，發(fā)現(xiàn)施用生物有機(jī)肥后能夠明顯提高葡萄單粒重、單穗重、可溶性固形物、花青素、維生素C 等含量，能夠降低葡萄中可滴定酸的含量[16]。姜莉莉等人研究“豐田寶”生物有機(jī)肥部分或完全代替化肥在玫瑰香葡萄上的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)肥相對(duì)化肥，能夠顯著的提高葡萄果實(shí)的著色度和可溶性固形物含量，降低葡萄裂果率、病果率，一定程度提高了果實(shí)硬度和葡萄葉片SOD 和POD 防御霉活性，降低果實(shí)的可滴定酸含量，在改善品質(zhì)的同時(shí)，葡萄產(chǎn)量不僅沒有降低還略有增加，經(jīng)濟(jì)效益顯著[12]。李凱等人在研究?jī)煞N有機(jī)生物肥對(duì)紅地球葡萄品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)肥能夠顯著降低紅地球葡萄果實(shí)中的醛類成分相對(duì)含量，同時(shí)顯著提高醇、酮、酯、烷和烯類成分的相對(duì)含量，明顯提高了葡萄果實(shí)風(fēng)味特性[17]。季中良等人表示施用沃豐生物有機(jī)肥的巨峰葡萄產(chǎn)量明顯高于施用復(fù)合肥的對(duì)照組產(chǎn)量[19]。

3.3 生物有機(jī)肥能促進(jìn)葡萄植株生長(zhǎng)，提高抗性

生物有機(jī)肥中的功能微生物活動(dòng)能夠?qū)⑼寥乐械臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解為植物易吸收的成分，快速供給植物合成碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等，促進(jìn)根部發(fā)育、樹體長(zhǎng)成，甚至能夠促進(jìn)葡萄提早成熟，還為葡萄提供其他肥料無(wú)法提供的高含量的腐殖酸和有機(jī)質(zhì)。同時(shí)能夠刺激植物體內(nèi)分泌生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等生長(zhǎng)激素調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)平衡[18]。另外生物有機(jī)肥中含有2.8%～3.0%的黃腐酸，有刺激葡萄增產(chǎn)、提高葡萄抗病能力的功效。功能微生物在土壤中大量繁殖，與病原菌產(chǎn)生拮抗作用，也達(dá)到了防治土傳病害的作用[19]。

季中良等人在研究沃豐生物有機(jī)肥在‘巨峰’葡萄種植上的應(yīng)用效果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥可以增加葡萄植株的生長(zhǎng)量，促進(jìn)枝條葉片的成熟，增強(qiáng)葡萄植株的的抗病能力[20]。李瑞祥認(rèn)為有機(jī)生物肥中運(yùn)用γ-PGA 技術(shù)，可使根部形成包復(fù)膜，能夠促進(jìn)側(cè)根、吸收根及根毛的生長(zhǎng)，提高了葡萄根部的吸收能力[12]。孫少霞等人在研究本達(dá)生物有機(jī)肥在玫瑰香葡萄上的施用效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，本達(dá)生物有機(jī)肥可有效地防止過度的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，促使?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，為連年豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[19]。韓鳳蘭表示生物有機(jī)肥的施用能夠使葡萄的轉(zhuǎn)色期提早3～4 d，成熟期提前6～7 d，同時(shí)還能改善品質(zhì)，大大提高了葡萄種植的經(jīng)濟(jì)效益[11]。劉甲啟等人以‘紅地球’葡萄為試驗(yàn)材料，研究了不同生物有機(jī)肥對(duì)渭南地區(qū)受凍葡萄根系生長(zhǎng)的影響情況，結(jié)果表明，生物有機(jī)肥的施用能使受凍害影響的‘紅地球’葡萄恢復(fù)根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)新梢發(fā)育和坐果能力，其中“12 菌”生物有機(jī)肥效果最好[21]。“12 菌”是由多種功能菌混合而成生物有機(jī)肥，其中含有抗線蟲、抗病原真菌，耐鹽堿 、生防、產(chǎn)酶、固氮等優(yōu)良菌種，通過功能菌種科學(xué)配比，達(dá)到刺激生根、抑制病害、調(diào)節(jié)酸堿度、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等作用[22-23]。

4 生物有機(jī)肥在葡萄種植應(yīng)用中存在的問題及應(yīng)對(duì)措施

生物有機(jī)肥作為一種綠色環(huán)保的新型肥料在我國(guó)迅速發(fā)展起來，但在發(fā)展過程中，很多問題不斷顯現(xiàn)出來。生物有機(jī)肥生產(chǎn)過程中還存在系統(tǒng)化生產(chǎn)技術(shù)落后、產(chǎn)品創(chuàng)新速度慢、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本高、追溯體系不完善等產(chǎn)業(yè)鏈不完善問題[24]。生物有機(jī)肥菌種選擇和使用上，隨著可以運(yùn)用的菌種種類不斷擴(kuò)大，生物安全性不容忽視，很多在生物有機(jī)肥生產(chǎn)中常用的解淀粉芽孢桿菌和短小芽孢桿菌等常見菌種，其不同菌株還存在溶血等潛在風(fēng)險(xiǎn)，安全隱患的問題有待解決[10]。葡萄專用生物有機(jī)肥的研發(fā)和生產(chǎn)較少，生物有機(jī)肥在葡萄上的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)效益大多都在試驗(yàn)探索過程中，沒有根據(jù)葡萄生長(zhǎng)特性調(diào)整生物有機(jī)肥的成分配比，使生物有機(jī)肥的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。除此之外，生物有機(jī)肥在葡萄種植生產(chǎn)中的推廣力度小，很多葡萄種植戶對(duì)生物有機(jī)肥了解少，或還持有觀望態(tài)度，或是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥儲(chǔ)藏期短、存活效果較差，對(duì)速效化肥長(zhǎng)期依賴等原因不愿嘗試使用生物有機(jī)肥。

應(yīng)對(duì)措施： 國(guó)家要加大對(duì)生物有機(jī)肥研發(fā)和推廣的扶持力度，降低生物有機(jī)肥生產(chǎn)成本，加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管力度，完善生產(chǎn)菌種安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn)，建立生物有機(jī)溯源機(jī)制。企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)生物有機(jī)肥創(chuàng)新研發(fā)的力度，學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，克服技術(shù)工藝上的缺點(diǎn)，并針對(duì)我國(guó)不同地區(qū)、不同土壤環(huán)境、不同施用對(duì)象，開發(fā)具有針對(duì)性的專用生物有機(jī)肥。各級(jí)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門要加大對(duì)生物有機(jī)肥功能特性、施用方法的宣傳力度，讓農(nóng)民認(rèn)識(shí)到生物有機(jī)肥帶來的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益是不可估量的，心甘情愿的做綠色有機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)的踐行者。

5 生物有機(jī)肥在葡萄種植中的應(yīng)用前景

隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)物質(zhì)生活質(zhì)量的要求越來越高，越來越多的人開始追求健康綠色的飲食，對(duì)綠色有機(jī)食品的需求越來越大。對(duì)于葡萄愛好者來說，他們希望能品嘗到綠色有機(jī)認(rèn)證的健康葡萄。而生物有機(jī)肥具有低投入、高產(chǎn)出，原料充足、節(jié)約能源，無(wú)毒、環(huán)保等特點(diǎn)，不僅可以解決葡萄種植中過量使用化肥造成的土壤富營(yíng)養(yǎng)化、板結(jié)、鹽漬化、生物功能退化的問題，提高肥料的利用率，有較高的生態(tài)效益。還能夠有效調(diào)節(jié)葡萄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的協(xié)調(diào)，加快葡萄生長(zhǎng)速度，提高抗病害、抗寒等能力，促進(jìn)葡萄提早成熟，提高延后栽培葡萄的品質(zhì)、增加經(jīng)濟(jì)效益、提升葡萄的商品價(jià)值。符合現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，因此生物有機(jī)肥是種植綠色有機(jī)葡萄的首選。但目前生物有機(jī)肥在整體農(nóng)作物肥料比重中與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比較低，重視程度還夠[25]。生物有機(jī)肥料作為我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的重要內(nèi)容，對(duì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的小康社會(huì)具有巨大作用。隨著研究的不斷深入，越來越多的生物有機(jī)肥將得以研發(fā)，我國(guó)的生物有機(jī)肥的發(fā)展還有很大的潛力和空間。在今后的葡萄種植中，要積極響應(yīng)“2020 年實(shí)現(xiàn)主要農(nóng)作物化肥使用量零增長(zhǎng)”行動(dòng)號(hào)召，應(yīng)用生物有機(jī)肥為廣大消費(fèi)者提供更多高品質(zhì)的綠色健康葡萄。