配方施肥對紅地球葡萄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)以及礦質(zhì)元素含量的影響*

史祥賓，姚成盛，張金亮，趙同良，崔東生，劉鳳之，王海波

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧省落葉果樹礦質(zhì)營養(yǎng)與肥料高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城125100）（2 石河子市郁蘢生物科技有限公司）

國家統(tǒng)計(jì)局2019 年數(shù)據(jù)顯示，新疆葡萄栽培面積和產(chǎn)量在各省中均居首位，分別為14.06 萬hm2和313.2 萬t，面積和產(chǎn)量在全國的占比分別達(dá)到19.4%和22.1%，葡萄產(chǎn)業(yè)已然成為新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)[1]。然而，我國葡萄肥料管理過程普遍采用經(jīng)驗(yàn)法，過量施肥和氮、磷、鉀肥偏施問題突出，導(dǎo)致葡萄生產(chǎn)中化肥利用率處于較低水平[2]。多項(xiàng)研究[3-5]表明，葡萄在整個(gè)生育周期均連續(xù)不斷地吸收各種養(yǎng)分，除氮、磷、鉀元素外，對鈣和鎂元素也有較大需求，然而生產(chǎn)中鈣肥和鎂肥及微肥的應(yīng)用重視程度不高，甚至不施用，導(dǎo)致果品質(zhì)量和市場競爭力逐年下降，經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)降低，嚴(yán)重制約了我國葡萄產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[2]。

營養(yǎng)施肥是葡萄生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，合理施肥是保障葡萄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)[6]。但在實(shí)際生產(chǎn)中，葡萄專用肥料等專用農(nóng)資產(chǎn)品的配套還遠(yuǎn)不能滿足日益發(fā)展的現(xiàn)代果樹產(chǎn)業(yè)的需要。葡萄作為多年生作物，不同生育階段養(yǎng)分需求特性存在較大差異，針對其養(yǎng)分需求特性的配方施肥是提高肥料利用效率、實(shí)現(xiàn)葡萄優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的必要途徑[2]，葡萄專用配方肥的市場需求強(qiáng)烈。同時(shí)，肥水一體化技術(shù)因其具有操作簡便、省工高效等特點(diǎn)在全國各果樹樹種上均已開展了相關(guān)研究，并得到了廣泛應(yīng)用[7-11]，帶動了水溶肥料的需求不斷攀升。在此背景下，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所漿果類果樹栽培與生理科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了葡萄礦質(zhì)營養(yǎng)吸收運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律及肥料高效利用技術(shù)研究，研發(fā)出了葡萄同步全營養(yǎng)配方肥，已獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部備案[12]。

本試驗(yàn)連續(xù)3 年研究了葡萄同步全營養(yǎng)配方施肥對新疆地區(qū)紅地球葡萄產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)、礦質(zhì)元素含量等的影響，以期為新疆地區(qū)葡萄合理施肥及適宜肥料產(chǎn)品的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017 年4 月至2019 年10 月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師石河子市沙灣縣一二一團(tuán)十九連的葡萄生產(chǎn)基地開展，選用4 年生貝達(dá)嫁接的紅地球葡萄為試材，樹形為順行“廠”形，即傾斜主干水平龍干樹形，栽植密度為行距4 m、株距1 m。園區(qū)土壤為沙土，土壤中有機(jī)質(zhì)含量12.39 g/kg，全氮含量0.76 g/kg，堿解氮含量47.15 mg/kg，有效磷含量41.93 mg/kg，速效鉀含量217.93 mg/kg，pH 值7.63。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2017 年4 月選擇生長狀態(tài)良好且長勢基本一致的葡萄樹進(jìn)行標(biāo)記，分別設(shè)置同步全營養(yǎng)配方施肥處理（T-wf）和當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理（CK），每個(gè)處理3 次重復(fù)，每8 株樹為1 個(gè)小區(qū)，共24 株。其中，同步全營養(yǎng)配方肥包括結(jié)果樹1 號至5 號，各編號肥料營養(yǎng)元素的配比不同，該肥料整體所含氮、磷、鉀、鈣和鎂的比例為10∶5∶12∶12∶5，分別于萌芽期（施用結(jié)果樹1 號）、新梢旺長期（施用結(jié)果樹2 號）、坐果期（施用結(jié)果樹3 號）、果實(shí)轉(zhuǎn)色期（施用結(jié)果樹4 號）和采收后（施用結(jié)果樹5 號）施用，肥料用量依次為結(jié)果樹1 號150 kg/hm2、結(jié)果樹2 號150 kg/hm2、結(jié)果樹3 號300 kg/hm2、結(jié)果樹4 號120 kg/hm2、結(jié)果樹5 號330 kg/hm2。當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理施肥也為5 次，萌芽期施用尿素165 kg/hm2、磷酸氫二銨45 kg/hm2，初花期施用尿素和硫酸鉀各75 kg/hm2、磷酸氫二銨120 kg/hm2，幼果期施用尿素120 kg/hm2、磷酸氫二銨285 kg/hm2、硫酸鉀270 kg/hm2，果實(shí)轉(zhuǎn)色期施用磷酸一銨和磷酸氫二銨各75 kg/hm2、硫酸鉀345 kg/hm2，采收后施用磷酸氫二銨和過磷酸鈣各150 kg/hm2。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

果實(shí)成熟期每處理隨機(jī)采取果穗30 穗，稱量單穗重，結(jié)合單株果穗數(shù)量計(jì)算產(chǎn)量。各處理均勻取果穗上中下部果?；靹蚍Q量單粒重。采用GY-4果實(shí)硬度計(jì)（探頭直徑3 mm）測定果實(shí)硬度，采用折光儀測定可溶性固形物含量，采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量，采用2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C 含量[13]。同時(shí)，采用凱氏定氮儀測定果實(shí)全氮含量[14]，等離子體光譜發(fā)生儀（ICP）測定全量磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、鋅、硼等元素含量[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和DPS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析和LSD 法比較不同處理間的差異顯著水平（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理紅地球葡萄的單穗重、單粒重和產(chǎn)量指標(biāo)

由圖1 可以看出，連續(xù)3 年的研究結(jié)果表明，不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的單穗重和產(chǎn)量均無顯著差異。單粒重方面，2018 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理，2 個(gè)處理的單粒重分別為11.61、10.77 g；2017 年和2019 年表現(xiàn)相同的趨勢，2 個(gè)處理間均無顯著差異。

圖1 不同施肥處理紅地球葡萄的單穗重、單粒重和產(chǎn)量

2.2 不同施肥處理紅地球葡萄的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)

由圖2 可以看出，不同施肥處理對紅地球葡萄的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)存在一定影響。可溶性固形物含量、維生素C 含量和果實(shí)硬度均表現(xiàn)相同的趨勢，連續(xù)3 年的研究結(jié)果一致，均以同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理。其中，2017、2018、2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的可溶性固形物含量分別為17.90%、18.45%和18.30%，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高0.80、1.05、1.85 個(gè)百分點(diǎn)；2017、2018、2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的維生素C 含量分別為28.73、23.18、20.05 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高29.71%、41.86%和22.03%；各年份同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)硬度分別為0.89、0.96、0.93 kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高5.95%、26.32%和9.41%?？傻味ㄋ岷?方面，各年份2 個(gè)處理間均無顯著差異。

圖2 不同施肥處理紅地球葡萄的果實(shí)品質(zhì)

2.3 不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的常量礦質(zhì)元素含量

不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的常量礦質(zhì)元素含量方面（圖3），氮、鈣、鎂含量各年份處理間均無顯著差異。同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)磷含量各年份均高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理，其中2017年2 個(gè)處理間無顯著差異，2018 年和2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)磷含量分別為4.36、3.38 g/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高69.65%和13.42%，差異均達(dá)到顯著水平。2017、2018、2019年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)鉀含量分別為18.97、19.82、22.63 g/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高5.51%、13.65%和16.65%，差異也均達(dá)到顯著水平。

圖3 不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的常量礦質(zhì)元素含量

2.4 不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的微量礦質(zhì)元素含量

不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的微量礦質(zhì)元素含量方面（圖4），鐵含量各年份處理間均無顯著差異。錳、硼、鉬含量表現(xiàn)相同的趨勢，連續(xù)3年的研究結(jié)果一致，均以同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理。其中，2017、2018、2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的錳含量分別為12.57、13.32、12.70 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高32.73%、38.03%和39.87%；各年份同步全營養(yǎng)配方施肥處理的硼含量分別為27.93、23.19、23.57 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高22.23%、28.26%和14.31%；各年份同步全營養(yǎng)配方施肥處理的鉬含量分別為2.23、1.29、1.55 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高88.98%、111.48%和82.35%。鋅、銅含量表現(xiàn)相同的趨勢，2017 年2 個(gè)處理之間無顯著差異，2018 年和2019 年均以同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理。其中，2018 年和2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)鋅含量分別為8.91、14.11 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高17.70%和68.78%。2018 年和2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)銅含量分別為3.93、5.53 mg/kg，分別比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理高24.76%和36.54%。

圖4 不同施肥處理紅地球葡萄果實(shí)的微量礦質(zhì)元素含量

3 討論與結(jié)論

葡萄同步全營養(yǎng)配方肥是葡萄的專用肥料，根據(jù)其養(yǎng)分需求規(guī)律，通過大量“5416”試驗(yàn)的樣品采集和測定及數(shù)據(jù)分析，綜合考慮葡萄園的土壤養(yǎng)分釋放特性和肥料利用率等因素研發(fā)而成，具有營養(yǎng)全面、養(yǎng)分同步供應(yīng)的特性，可實(shí)現(xiàn)葡萄的按需配方施肥，提高果實(shí)品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益[12]。弗雷無核[16]、克瑞森無核[17]和無核白雞心[18]葡萄上的研究結(jié)果均驗(yàn)證了葡萄同步全營養(yǎng)配方肥的應(yīng)用效果，可溶性固形物含量、維生素C 含量等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)顯著提高，優(yōu)果率和商品果率也均有所提升，經(jīng)濟(jì)效益明顯增加。本研究結(jié)果表現(xiàn)相同的趨勢，與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥相比，同步全營養(yǎng)配方施肥顯著提高了紅地球葡萄的果實(shí)可溶性固形物含量、維生素C 含量和果實(shí)硬度。

連續(xù)3 年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅地球葡萄的銷售價(jià)格基本保持穩(wěn)定。根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖召彿旨墭?biāo)準(zhǔn)，參考果穗適當(dāng)緊湊、果粒大且均勻、色澤鮮亮一致、糖度高等指標(biāo)要求，每年分別隨機(jī)選取2個(gè)處理的果穗100穗進(jìn)行評價(jià)，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的優(yōu)質(zhì)果在85 穗以上，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理的優(yōu)質(zhì)果為65 穗左右，平均增幅20%。根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)一的葡萄分級收購標(biāo)準(zhǔn)，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)平均單價(jià)約增加1.0 元/kg，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益。

礦質(zhì)營養(yǎng)元素是葡萄生長發(fā)育的重要基礎(chǔ)物質(zhì)。對人體而言，葡萄果實(shí)中含有的各種礦質(zhì)元素又是有益的無機(jī)鹽類營養(yǎng)物質(zhì)[19]。本研究結(jié)果顯示，同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著增加了紅地球葡萄成熟期果實(shí)的鉀、磷等大量元素含量，以及錳、硼、鋅、銅、鉬等微量元素含量，提高了果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)。多項(xiàng)研究表明，合理施肥可增加成熟期果實(shí)的礦質(zhì)元素含量，有效提高葡萄果實(shí)的營養(yǎng)潛力[20-23]。同時(shí)，本研究中，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實(shí)產(chǎn)量與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理無顯著差異，但年肥料用量僅為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量的53.85%，綜合表明葡萄同步全營養(yǎng)配方施肥顯著提高了肥料利用效率，實(shí)現(xiàn)了化肥減施增效。

綜上所述，葡萄同步全營養(yǎng)配方施肥顯著提升了肥料利用效率，達(dá)到了按需施肥和化肥減施增效的效果；顯著提高了紅地球葡萄的果實(shí)品質(zhì)、礦質(zhì)元素含量、優(yōu)果率和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了紅地球葡萄的提質(zhì)增效和高質(zhì)量栽培。