水肥一體化配套營養(yǎng)液配方對葡萄生理生化的影響

施春暉 王曉慶 張學英 駱 軍

（上海市農業(yè)科學院林木果樹研究所，上海市設施園藝技術重點實驗室 201403）

水肥一體化配套營養(yǎng)液配方對葡萄生理生化的影響

施春暉 王曉慶 張學英 駱 軍*

（上海市農業(yè)科學院林木果樹研究所，上海市設施園藝技術重點實驗室 201403）

為探明葡萄栽培技術中適宜水肥一體化的配套營養(yǎng)液配方，以“巨峰”葡萄為試材，研究了營養(yǎng)液中葡萄必需的三大元素不同濃度對葡萄生長情況及品質的影響。結果表明，在葡萄萌芽到開花前，施用不同氮素濃度的營養(yǎng)液對葡萄生長發(fā)育的影響顯著，隨著氮素濃度的增加，葡萄的新梢長度、新梢粗度、葉面積、葉片中葉綠素含量均急劇上升，同時，葡萄新梢的成熟時間大大推遲，其中營養(yǎng)液配方處理A4與A1相比，新梢成熟期推遲1 8 d。在果實膨大期到成熟期，施用不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液也會影響葡萄的營養(yǎng)生長、結果及果實內含物含量，以營養(yǎng)液配方處理B3對葡萄的影響效果較好，單果重顯著高于對照及其他處理，果實可溶性總糖、果皮花青素含量較高。

水肥一體化；營養(yǎng)液配方；“巨峰”葡萄；生理生化性狀；影響

水肥一體化是基于滴灌系統(tǒng)發(fā)展而來的節(jié)水、節(jié)肥、高產、高效的農業(yè)工程技術[1，2]，可實現(xiàn)水分和養(yǎng)分在時間上同步、空間上耦合[2，3]，可在一定程度上改善葡萄生產中水肥供應不協(xié)調和耦合效應差的弊端，大大提高水和肥的利用效率[4，5]，在葡萄增產增效和節(jié)水節(jié)肥等方面效果顯著。而葡萄是需肥量較大的果樹，氮素是葡萄需求量較大的營養(yǎng)元素之一，施用氮肥可增加葡萄植株的枝葉數量、增強樹勢、促進副梢萌發(fā)、提高葡萄產量。在葡萄年生長周期中，從展葉至開花期前后對氮素的需求量最大，而從果實著色期開始逐漸減少，果實成熟期吸收量最少，待果實采收后二次生根時又開始大量吸收。葡萄對磷素的需求也高于一般果樹，對磷素的需要是從葡萄傷流期開始，在新梢旺盛生長期及果實膨大期達到高峰，以后逐漸下降，采收后吸收量再次增加。從萌芽到果實成熟，葡萄都需要一定量的鉀肥，在膨大期對鉀的吸收量最大。適宜的營養(yǎng)水平，還有利于葡萄營養(yǎng)體的發(fā)育，延長葉片功能期，促進光合產物和蛋白質的合成，提高果實品質；同時，合理施肥對葡萄有效利用肥料氮和吸收土壤氮、促進調節(jié)營養(yǎng)生長和發(fā)育生長均具有重要作用。此外，若肥料施用不足或過量，也均會導致葡萄產量下降和品質變劣[6-9]。

近年來，葡萄水肥一體化栽培技術得到了廣泛的推廣應用，其中營養(yǎng)液配方是葡萄水肥一體化栽培發(fā)展成敗的關鍵因素之一。為此，本試驗針對“巨峰”葡萄生長階段性需肥特性，對營養(yǎng)液中氮、磷、鉀素的最適濃度進行了篩選，研究了不同營養(yǎng)液配方對葡萄樹體生長以及果實品質的影響，以期篩選出葡萄栽培技術中適宜水肥一體化的配套營養(yǎng)液配方，為今后葡萄水肥一體化栽培技術提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2015年3-9月設在上海市農業(yè)科學院金山果樹試驗基地進行，選用在上海地區(qū)主栽的葡萄品種“巨峰(Kyoho)”為試材，采用單干雙臂“Y”型架整形架式和株行距為0.5 m×1.5 m的密植栽培管理模式。

1.2 試驗設計

試驗采用1/2日本園試原始營養(yǎng)液配方（見表1）作為基礎培養(yǎng)液，依據氮素和磷、鉀素濃度不同各設5個水平，共10個處理（見表2、3），每處理重復3次，每小區(qū)4株葡萄，隨機區(qū)組排列。

表1 園試原始營養(yǎng)液配方

表2 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方

表3 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方

3月25日-5月5日，根據表2配取不同氮素濃度的營養(yǎng)液母液，每隔5 d將不同配方的營養(yǎng)液母液稀釋后施入葡萄樹體，施肥方式是利用滴灌設施、配合使用文丘里施肥器對葡萄苗木施入營養(yǎng)液。自葡萄苗木萌芽期開始施液，到葡萄開花座果期結束，共施用6次。

自6月葡萄進入花后的果實膨大期，對磷、鉀肥的需求逐漸增加。根據表3配取不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液母液，每隔5 d將不同配方的營養(yǎng)液母液稀釋后施入葡萄樹體，直至果實成熟。

1.3 檢測項目

1.3.1 葉綠素含量

對不同營養(yǎng)液配方處理的葡萄植株上同一部位的葉片（第二新梢第五節(jié)），用葉綠素含量測定儀（型號：SPAD-502）進行葉綠素含量測定。

1.3.2 新梢生長量

每株葡萄苗選擇結果母蔓上最健壯的兩個新梢作為測量對象，用游標卡尺（0.002 mm）測量新梢長度與粗度。

1.3.3 葉面積

應用王旺田等[10]的測定方法進行葉面積測定。

1.3.4 新梢成熟情況

新梢成熟期為漿果成熟采收到落葉為止，期間觀察新梢成熟情況。應注意葡萄新梢成熟是由下向上進行的，開始時基部1～3節(jié)枝條逐漸變成褐色、表皮木栓化。

1.3.5 果實縱橫徑

每個處理選取5粒果實，用游標卡尺（0.002 mm）進行果實縱橫徑測量。

1.3.6 果粒重

每個處理選取5粒果實測量果粒重，每個處理重復3次，用電子天平稱量后求其平均值。

1.3.7 果皮花青素含量

依據莫巍[11]的花青素含量測定方法，略做改進：將含有花青素的葡萄皮從果肉上干凈地剝下，剪成1～2 mm碎片，隨機取樣，準確稱量0.2 g，置于50 mL的燒杯中，加入2%鹽酸甲醇溶液（濃鹽酸∶99%甲醇=2∶98）10 mL浸泡，用2%鹽酸溶液定容至50 mL容量瓶中，于紫外可見分光光度計上分析，在波長530 nm處測定其吸光度(A)。當吸光度A530為0.1時的花青素濃度稱為一個單位，以此比較花青素的相對含量。

1.3.8 可溶性總糖含量（TS）

采用張志良等[12]的測定方法測定可溶性總糖含量。

1.3.9 有機酸含量（TA）

稱取果實5 g放入研缽中，加入少許石英砂研磨成勻漿，加水約30 mL，放入80 ℃水浴中浸提30 min，過濾，倒入50 mL容量瓶中，并用蒸餾水洗殘渣數次，定容至刻度，充分搖勻做測定用。根據預測酸度，用移液管吸取10～15 mL樣液到50 mL三角瓶中，加入酚酞指示劑3～5滴，用0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至出現(xiàn)微紅色，以搖30～60 s不退色為滴定終點，記下所消耗的體積。取3次平均值。

有機酸含量（%）=（c×V1×k×50）/（V0×m），式中，c為氫氧化鈉標準溶液摩爾濃度；V1為滴定時所消耗的氫氧化鈉標準溶液體積（mL）;k為換算成某種酸克數的系數，如蘋果酸換算系數為0.067；50為試樣浸提后定容體積（mL）；V0為吸取滴定用的樣液體積（mL）；m為樣式質量（g）。

1.3.10 可溶性固形物含量（SSC）

用WYT型手持測糖儀測定可溶性固形物含量，每處理每次測定5粒果實，每處理重復3次。

1.4 數據處理

數據均采用Microsoft Excel軟件進行繪圖，用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，用Duncan’S新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方對葡萄生長發(fā)育的影響

2.1.1 對葉綠素相對含量的影響

由圖1可知，葡萄果實膨大前的營養(yǎng)生長階段，隨著葡萄生育期的推進，葡萄樹體對氮素的吸收急劇增加，葡萄葉片中的葉綠素相對含量隨著營養(yǎng)液中氮素濃度的升高呈增加的趨勢。其中處理A1比處理A（CK）降低9%，處理A2、A3、A4分別比處理A（CK）增加5.6%、11.8%、13.7%，葉片中的葉綠素相對含量平均增加8.1%。處理A1與處理A（CK）間差異達極顯著水平；處理A3、A4與處理A（CK）間差異達極顯著水平，處理A3與處理A4間差異不顯著，說明當氮素濃度上升到16 mmol/L之后，隨著氮素濃度的增加，葡萄葉片中的葉綠素相對含量增加不明顯。

圖1 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄葉片中葉綠素相對含量的影響

2.1.2 對葉面積的影響

由圖2可知，葡萄果實膨大前的營養(yǎng)生長階段，葡萄樹體對氮素的吸收急劇增加，葉面積急劇增加。葡萄葉片的葉面積隨著營養(yǎng)液中氮素濃度的升高呈增加的趨勢，其中處理A1比處理A（CK）減少9.3%，差異達極顯著水平；處理A2與處理A（CK）間差異不顯著；處理A3、A4分別比處理A（CK）增加8.3%、15.1%，差異均達極顯著水平。

圖2 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄葉面積的影響

2.1.3 對新梢生長量的影響

由圖3、圖4可知，施用不同濃度氮素營養(yǎng)液后，在葡萄果實膨大前的營養(yǎng)生長階段，葡萄樹體對氮素的吸收急劇增加，新梢的粗度和長度均呈增加的趨勢，從而提高了葡萄樹勢。新梢長度，處理A1、A2與處理A（CK）間差異不顯著；處理A3、A4分別比處理A（CK）增加32.9%、46.5%，差異達極顯著水平。新梢粗度，處理A1比處理A（CK）減少5.3%，差異不顯著；而處理A2、A3、A4分別比處理A（CK）增加5.6%、9.0%、13.6%，處理A2與處理A1間差異達極顯著水平，處理A2、A3與處理A4間差異不顯著。

圖3 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄新梢長度的影響

圖4 不同氮素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄新梢粗度的影響

2.2 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對葡萄果實品質的影響

2.2.1 對果實縱橫徑的影響

由圖5可知，果實縱橫徑，處理B（CK）與處理B1間差異極小，處理B2、B3、B4比處理B（CK）均有所增加，其中處理B3最大，但差異均不顯著。

圖5 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄果實縱橫徑的影響

2.2.2 對果粒重的影響

由圖6可知，果粒重以處理B4最大，其次是處理B3，比處理B（CK）分別增加5%、5.8%，兩者均極顯著高于處理B（CK），但處理B3與處理B4間、處理B2與處理B3間、處理B2與處理B（CK）間差異均不顯著；處理B1與處理B（CK）間差異達極顯著水平。

2.2.3 對果皮花青素含量的影響

圖6 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄平均果粒重的影響

由圖7可知，隨著營養(yǎng)液中磷素和鉀素濃度的增加，果皮花青素的含量顯著提高，但當磷素和鉀素含量增加到一定量時，果皮花青素的含量有所下降。處理B1顯著低于處理B（CK），處理B2、B3、B4顯著高于處理B（CK）。

圖7 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄果皮花青素的影響

2.2.4 對可溶性總糖含量的影響

由圖8可知，葡萄果實可溶性總糖以處理B1最低，比處理B（CK）減少9.85%；處理B1、B2與處理B（CK）間差異不顯著；處理B3、B4分別比處理B（CK）增加32.83%、18.89%，且差異達極顯著水平,其中以處理B3的可溶性總糖含量最高。

圖8 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄果實可溶性總糖含量的影響

2.2.5 對有機酸含量的影響

由圖9可知，隨著營養(yǎng)液中磷素和鉀素濃度的增加，果實有機酸含量逐漸增加。其中處理B1比處理B（CK）減少4.95%，處理B2、B3、B4分別比處理B（CK）增加2.7%、4.86%、6.76%，處理B1、B2與處理B（CK）間差異不顯著，處理B3、B4與處理B（CK）間差異達顯著水平。

2.2.6 對果實可溶性固形物含量的影響

由圖10可知，果實可溶性固形物含量以處理B1最低，低于處理B（CK）；處理B2、B3、B4均比處理B（CK）有所增加，但處理B2與處理B（CK）間差異不顯著，處理B3、B4分別比處理B（CK）增加9.5%、13%，且差異達極顯著水平。

圖9 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄果實有機酸含量的影響

圖10 不同磷、鉀素濃度的營養(yǎng)液配方對“巨峰”葡萄果實可溶性固形物含量的影響

3 結論與討論

試驗結果表明，在葡萄萌芽到果實膨大期之前施用不同氮素濃度的園試原始營養(yǎng)液，對葡萄生長發(fā)育有不同影響。在葡萄進入快速營養(yǎng)生長時期，隨著營養(yǎng)液中氮素濃度的增加，葡萄的新梢長度、新梢粗度、葉面積、葉綠素含量均急劇上升。同時，通過對不同處理的新梢成熟度進行定期調查，隨著營養(yǎng)液中氮素濃度的提高，葡萄新梢的成熟時間大大推遲，其中處理A4比處理A1的新梢成熟推遲18 d。但由于處理A4的氮素濃度過高，導致葡萄樹樹勢過強，出現(xiàn)了貪青晚熟現(xiàn)象，使后期葡萄生殖生長時間過晚，當果實成熟需要較高溫度的時候，由于氣候條件達不到要求導致果實品質下降；這與謝海霞等[14]的研究結果一致。處理A2與處理A(CK)相比，葡萄新梢長度、新梢粗度、葉面積、葉綠素含量間差異均不顯著，提高葡萄樹勢和推遲葡萄果實成熟期的效果也不明顯。處理A3提高了葡萄樹勢，顯著增加了葉面積和葉綠素含量，使葡萄在營養(yǎng)生長階段生長勢中庸，同時在不影響后期果實成熟及品質的基礎上，在一定程度上推遲了“巨峰”葡萄的果實成熟期，為葡萄抑制栽培技術的研究提供了非常有價值的理論依據。

葡萄素有“鉀質作物”之稱，在生長過程中對鉀肥的需求量很大，鉀肥在葡萄增產和品質改良方面有著重要作用。張漱茗[15]研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥對葡萄單粒重有很大影響；李建和[16]研究表明，提高鉀肥施用水平，會使?jié){果糖分含量顯著增加。本試驗結果表明，營養(yǎng)液配方中磷、鉀素濃度對葡萄果實縱橫徑的影響很小；但隨著營養(yǎng)液配方中磷、鉀素濃度的增加，葡萄平均單粒重呈上升趨勢，這與前人研究結果基本相同。其中處理B3、B4的單粒重與處理B（CK）間差異達極顯著水平，表明提高營養(yǎng)液配方中磷、鉀素濃度對提高葡萄產量效果顯著。同時，營養(yǎng)液配方中磷、鉀素濃度影響了葡萄的營養(yǎng)生長、結果及果實內含物含量，總之，與CK相比，處理B2對葡萄的影響效果不明顯，與CK間差異不顯著；而處理B3對葡萄的效果較好，單果重顯著高于對照及其他處理，果實可溶性總糖含量、果皮花青素含量均較高，且有機酸含量比處理B4低；處理B4施用的營養(yǎng)液配方中磷、鉀素濃度遠遠高于處理B3，但除果實可溶性固形物含量和有機酸含量略高于處理B3外，其果實可溶性總糖含量、糖酸比、果皮花青素含量均低于處理B3，果實綜合品質差于處理B3。

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2017-03-31

高效智能果樹栽培水肥一體化技術集成應用[編號：滬農科推字（2014）第6-2號]。

*為通信作者。