滴灌條件下鮮食葡萄紅地球的合理施肥量

馬紅軍++華惠敏+++施明+++王昊+++張海軍

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.059

摘要：通過田間試驗和室內分析，探討賀蘭山東麓地區不同滴灌肥施用量對鮮食葡萄紅地球生長發育及產量、品質的影響。結果表明，紅地球葡萄施用NPK滴灌肥480 kg/hm2能夠提高果實的總糖含量，降低果實的總酸含量，但促產效應不明顯；施用NPK滴灌肥960 kg/hm2，葡萄促進長勢較明顯，能夠提高果實的維生素C和可溶性糖含量，但產量有所降低；施用NPK滴灌肥720 kg/hm2，紅地球葡萄產量最高能達到29.55 t/hm2，對施肥量與紅地球葡萄產量進行模擬，計算4年生紅地球葡萄的最高產量施肥量為756.6 kg/hm2，可作為賀蘭山東麓風沙土紅地球葡萄的一個合理施肥量。

關鍵詞：鮮食葡萄；紅地球；賀蘭山東麓；施肥量；滴灌；風沙土

中圖分類號： S663.106；S663.107文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）09-0222-04

收稿日期：2016-03-31

基金項目：銀川能源學院教學質量工程項目[編號：銀能院發（2014）155號]。

作者簡介：馬紅軍（1981—），男，寧夏平羅人，碩士，講師，主要從事植物學教學及植物栽培技術研究。E-mail：mahj1118@163.com。

通信作者：施明，碩士，研究實習員，主要從事半干旱區葡萄高效栽培技術研究。E-mail：sm8710@126.com。寧夏賀蘭山東麓因得天獨厚的自然條件和土壤資源，被認為葡萄生長最佳的生態產區之一[1]。經過近30年的發展，2015年底，寧夏賀蘭山東麓葡萄種植面積發展到4萬hm2，其中，釀酒葡萄3.5萬hm2，鮮食葡萄0.5萬hm2，綜合年產值166億元。紅地球葡萄由于具有果穗大、色澤鮮艷、果肉硬脆、耐儲運等特點，成為深受人們喜愛的水果之一，也是賀蘭山東麓鮮食葡萄主栽品種之一[2]。

施肥是葡萄栽培管理的重要環節，合理施肥是提高葡萄產量和品質的主要措施之一[3]。然而，賀蘭山東麓產區土壤多為沙質土或風沙土，土壤結構性弱，漏水漏肥現象嚴重，氮磷鉀養分供應能力較差，營養元素常處于虧缺狀態[4]。該地區土壤一般為強堿性，pH值一般在8.5以上，導致磷及金屬微量元素強烈固定。此外，該產區葡萄施肥過程中還存在很多問題，農戶盲目根據經驗施肥的現象比較普遍，粗放的水肥管理形成大面積低產葡萄園，農戶注重施氮肥，不重視磷、鉀肥的施用，造成葡萄樹體營養失衡，對葡萄的產量、品質及顏色有很大的影響[3]。目前，對賀蘭山東麓紅地球葡萄栽培技術的報道較多[5-8]，但對鮮食葡萄紅地球的合理施肥量卻鮮有報道。本研究針對賀蘭山東麓紅地球葡萄主栽區風沙土土壤瘠薄、漏水漏肥等劣勢，開展滴灌條件下鮮食紅地球葡萄的合理施肥量研究，為提高賀蘭山東麓地區水肥利用效率、葡萄提質增效提供技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗區概括

試驗于2014年5—10月在寧夏銀川市金沙林場葡萄基地進行。該區年均氣溫8.8 ℃，大于10 ℃的活動積溫 3 300～3 680 ℃，無霜期156～165 d，晝夜溫差10～19 ℃，有利于葡萄糖積累。年均降水量191.9 mm，8、9月降水量僅為51.9、23.4 mm。光照資源豐富，年均日照達 2 918.8 h。

1.2供試材料

供試葡萄品種為當地主栽鮮食品種紅地球，別稱紅提，4年生。試驗區土壤為初育土綱，風沙土土類。土壤剖面0～20、20～40、40～60、60～80 cm各層土壤基本理化性質見表1。

1.3試驗設計

試驗采用單因素多水平隨機區組設計，統一水肥一體化管理，小區面積210 m2，重復3次，設置處理4個：（1）常規施肥（簡稱T），即農戶一般在萌芽期追施尿素300 kg/hm2，花期追施尿素與磷酸二銨混合肥料450 kg/hm2，果實膨大期追施15%-15%-15%三元復合肥750 kg/hm2，果實著色期進一步追施15%-15%-15%三元復合肥750 kg/hm2，兩側開溝施入；滴水 6 000 m3/hm2，滴水14次，根據預先設計好的水肥分配表來進行滴水，并根據生育期需水特征及氣候狀況決定滴灌水量分配，水量由水表控制，水源為水泵抽取地下水。（2）施用NPK滴灌肥 480 kg/hm2（簡稱T1），根據生育期需肥特征確定施肥時期，結合實際經驗，滴肥8次，單次施肥 60 kg/hm2，前3次為Ⅰ型滴灌肥，4～6次為Ⅱ型滴灌肥，7～8次為Ⅲ型滴灌肥；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水方法同上。（3）施用NPK滴灌肥 720 kg/hm2（簡稱T2），滴肥8次，單次施肥 90 kg/hm2；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水滴肥方法同上。（4）施用NPK滴灌肥 960 kg/hm2（簡稱T3），滴肥8次，單次施肥120 kg/hm2；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水滴肥方法同上。

化肥種類及有效含量為：氮肥為尿素[CO（NH2）2]，含N 46%；磷肥為磷酸氫二銨（NH4H2PO4），含P2O5 46%， 含N 11%；

鉀肥為硫酸鉀（K2SO4），含K2O 50%；本研究中提到的NPK滴灌肥是根據施肥配比自己用水溶性較好的NPK配合而成，分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中N ∶P2O5 ∶K2O質量比例分別為3.8 ∶1 ∶1.25、1 ∶1.25 ∶1、1 ∶1 ∶3.2，分別于營養生長期、花期前后和果實著色期施用。

1.4研究方法

1.4.1樣品的采集及處理于生育期第1次施肥前期和第8次施肥后20 d采集土壤樣品，為了使土樣具有代表性，分別在每個處理隨機選3個點，樣點分別在距葡萄樹主干 20、 40 cm 處和2株葡萄中間，用四分法取 0～20、20～40 cm 表層與次表層的土壤樣品，同時挖剖面采取環刀樣和分析樣。然后將樣品裝入塑料袋、標記密封，帶回實驗室自然風干、磨碎、過篩、裝袋、貼標簽備用。

1.4.2樣品的測定方法（1）土壤理化性狀分析。土壤理化性質采用常規分析方法[9-10]，其中，pH值 （水土質量比為 5 ∶1）用PHS-25精密酸度計測定；全鹽含量用DDS-11電導率儀測定；有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；全氮含量用硫酸消煮蒸餾法；堿解氮含量用堿解擴散法測定；速效磷含量用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀含量用1 mol/L醋酸銨溶液浸提-火焰光度法；容重和田間持水量用環刀法測定。（2）生育期指標的測定。每個生育階段測定新梢長和葉綠素含量，新梢長為基部到頂端的垂直高度，用卷尺測定；立秋后測定秋稍的長度；葉綠素含量用SPAD-502 葉綠素計測定。（3）果實品質的測定。葡萄收獲后立即測定葡萄品質。每處理隨機采集有代表性的果穗10個，每個處理取20粒葡萄，用手持糖度計測定果實可溶性固形物含量；果實酸度采用NaOH滴定法測定，可溶性糖含量采用苯酚比色法測定，還原糖含量用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，維生素C含量用2，4-二硝基苯肼比色法測定。

1.5統計分析

數據采用Excel 2007整理，方差分析LSD多重比較等都由SAS 8.01數據統計軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄生長發育的影響

2.1.1不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄葉片SPAD值的影響由表2可知，施肥促進4年生紅地球葡萄葉片葉綠素含量積累，隨著紅地球葡萄生育期的延長，葉綠素含量增加。開花期，施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理（T2）葉綠素最高，達到了48.93，與施NPK滴灌肥480 kg/hm2的處理（T1）和常規施肥處理（T）有顯著性差異。而果實膨大期經過3次滴肥后，葉綠素含量較開花期都有所增加，且隨著滴灌肥用量的增加，葉綠素含量也相應地增加。著色期各處理長勢良好，葉綠素含量均高于常規施肥處理，以施NPK滴灌肥

720 kg/hm2 的處理（T2）最高。

2.1.2不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄新稍和秋稍的影響由表3可知，隨著紅地球葡萄生育期的延長，不同NPK滴灌肥施用量下紅地球葡萄新稍和秋稍長度也存在很大差異。施肥促進了新稍的生長，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，新稍長度較常規施肥處理（T）也顯著增加。秋稍長度與NPK滴灌肥施用量的關系出現了變化，主要是夏季修剪后樹體差異加大，施肥量與秋稍長度的關系不一致。施NPK滴灌肥480 kg/hm2的處理（T1）秋稍最短，說明480 kg/hm2的NPK滴灌肥不能滿足4年生紅地球葡萄的正常生長。720 kg/hm2 的施肥量是最合適的施肥量。

2.2不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄果實品質的影響

由表4可見，不同的NPK滴灌肥施用量處理下4年生紅地球葡萄的品質有很大的差異。隨著NPK滴灌肥施用量的增加，維生素C含量也表現出了增加的趨勢，施用NPK滴灌肥 960 kg/hm2 的處理（T3）維生素C含量最高，與其他各施肥處理有顯著性差異。

果實的可溶性糖含量與維生素C含量有著同樣的規律，也是相同的處理下隨著NPK滴灌肥施用量的增加果實的可溶性糖表現出了增加的趨勢，表明施肥能夠增加果實的可溶性糖含量。各施肥處理間還原性糖含量無顯著性差異，以施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理最高；相同處理下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，果實的可溶性固形物含量表現出先增加后降低的趨勢，但施滴灌肥的處理果實的可溶性固形物含量高于常規施肥處理，說明施用滴灌肥能夠提高果實的可溶性固形物含量。但施肥量達960 kg/hm2時，可溶性固形物含量略有降低，可能是因為過多施肥量中氮引起的負效應。

各施肥量處理間果實的總酸含量無顯著性差異，施NPK滴灌肥720 kg/hm2處理（T2）的糖酸比最大，達到了22.62，與常規施肥量處理達顯著差異，說明NPK滴灌肥不僅能夠增加果實的含糖量，還能降低果實的總酸度，增大糖酸比，能夠改善紅地球葡萄果實的風味和口感。

2.3不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄產量的影響

常規施肥下，4年生的紅地球葡萄也獲得了較高的產量，但改為施用滴灌肥后，產量得到進一步增加（圖1），分別比常規施肥增產29.43%、47.75%和38.05%；當NPK滴灌肥的施用量低于720 kg/hm2時，產量隨著施用滴灌肥數量的增加而增加，說明NPK滴灌肥能夠促進紅地球葡萄光合產物的形成和運轉，從而達到增產的效果，但進一步增加NPK滴灌肥的施用量就會導致紅地球葡萄產量下降，表明NPK施肥過量，多數情況是因為氮過多引起的負效應，也同樣說明滴灌肥施用量應適量。

對NPK滴灌肥不同施用量與產量的關系進行模擬，得出二者的關系為：

y=50.927+76.58x-0.759 19x2，r2=0.993 4。

式中：NPK滴灌肥的一次項系數為正，而二次項系數為負，表明典型的拋物線線性關系，符合肥料效應的報酬遞減規律。

根據邊際分析原理，dy/dx=0時，4年生紅地球葡萄產量最高，對上式進行求導數，由此而計算4年生紅地球的最高產量NPK滴灌肥施用量Nmax=756.6 kg/hm2。

而dy/dx=Px/Py時，經濟利潤最大，此時可計算最大利潤施肥量。4年生紅地球葡萄售價為12 000元/t，當季NPK滴灌肥肥價格為Px=3 913元/t，從而得到最佳經濟效益NPK施肥量Nopt=742.35 kg/hm2。

理論計算結果與田間試驗實際觀測值比較接近，施肥量720 kg/hm2時產量最高，可視為較為理想的滴灌肥施肥量，并可保障風沙土葡萄園獲得30 t/hm2的高產量。

2.4不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄收獲期土壤理化性質的影響

由圖2可知，不同的施肥量處理后，收獲期土壤的各項養分含量較處理前都有變化。土壤有機質含量以施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理最高，達到了4.79 g/kg，其他各施肥量處理差別不大；各施肥量處理間土壤pH值無顯著差異；施NPK滴灌肥960 kg/hm2的處理土壤堿解氮含量最高，可能是施肥量過大，過多的氮素沒有被樹體吸收殘留在土壤里造成的；常規施肥量處理的全鹽含量最高，達0.45 g/kg，顯著高于其他各施肥處理，說明滴灌施肥更有利于樹體對養分的吸收，能夠有效地預防或者降低土壤的鹽漬化水平。

施720 kg/hm2 NPK滴灌肥處理土壤中全氮含量最高，顯著高于常規施肥處理，原因可能是農戶習慣施肥施入大量氮素，由于大水溝灌的灌水方式，使得一部分氮素隨著水分的滲漏損失了，造成收獲期常規施肥處理土壤全氮含量降低。常規施肥處理的全磷含量最高，因為磷在堿性土壤中的移動性較差，農戶施入的大量磷素留在了土壤中，也很難滲漏損失。

常規施肥處理的土壤有效磷和速效鉀含量最高，可能的原因是常規施肥的施肥量較大，過多的養分沒有被樹體吸收而殘留在了土壤中；相同處理下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，土壤中的有效磷和速效鉀含量有增大的趨勢。

3結論與討論

3.1討論

氮磷鉀是植物的三要素，是植物的重要組成部分[11-12]。葡萄產量和品質受肥料施用方法和施用量的影響[13-16]。葡萄不同的生育期對氮磷鉀的需要量很有很大的變化。高志明等研究了氮磷鉀配施對紅地球葡萄產量和品質的影響，證明只有合理的施氮量才能提高葡萄的產量，并不是氮越多越好，施氮過量，葡萄產量下降[17]。本試驗結果顯示，相同的條件下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，4年生紅地球葡萄的產量先增加后降低，可能是因為氮過多引起的負效應。

王保良在我國肥力較低的沙壤上試驗，得出6年生玫瑰香葡萄施用N ∶P2O5 ∶K2O的最優配比為2 ∶1 ∶3[18]。楊治元通過對藤稔葡萄施肥試驗發現N ∶P2O5 ∶K2O的最優配比為1 ∶0.8 ∶0.8[19]。劉德江等對新疆昌吉園藝場全球紅葡萄進行施肥研究時發現，N ∶P2O5 ∶K2O為1 ∶1 ∶1 時，葡萄產量和品質較好[20]。河北懷來褐土上的田間試驗表明，每形成 1 000 kg 釀酒葡萄（赤霞珠）需N 5.95 kg、P2O5 3.95 kg和K2O 7.68 kg[21]，N、P、K的施用比例可調節到 10 ∶7.0 ∶13.0。本試驗的結果表明，在一定的范圍內施用NPK滴灌肥對4年生紅地球葡萄的生長、產量及品質均有顯著地影響，但在不同的生育期應采用不同的施肥配比，葡萄在不同的生育期對養分的需要不一樣，前期主要是新稍的生長，施肥質量比為N ∶P2O5 ∶K2O=3.8 ∶1 ∶1.25，以氮素為主；果實膨大期主要是碳水化合物的累積，以磷素為主，施肥質量比為N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1.25 ∶1；著色期需要鉀素來提升葡萄的品質，施肥質量比為N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1 ∶3.2，以鉀素

為主。

3.2結論

施用NPK滴灌肥能夠促進4年生紅地球葡萄葉片葉綠素含量及新稍的生長，提高紅地球葡萄果實可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量，增加果實糖酸比，降低果實總酸度。施用NPK滴灌肥可以全面改善土壤營養水平，從而改善紅地球葡萄果實的品質。

本試驗得出4年生紅地球葡萄在NPK滴灌肥施用量為756.6 kg/hm2的處理下可獲得最高產量，最佳經濟效益施肥量為742.35 kg/hm2。理論計算結果與田間試驗實際觀測值接近，NPK滴灌肥施用量為720 kg/hm2時，4年生紅地球葡萄的產量最高，可視為較為理想的滴灌肥施肥量，并可保障風沙土葡萄園獲得30 t/hm2的高產量。

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