吐魯番葡萄黃化園土壤養分與地上部的相關性

劉春燕，周 龍，羅 潔，吳晨光，劉永強，方海龍

(1.新疆農業大學林學與園藝學院, 烏魯木齊 830052；2.吐魯番現代農業科技開發中心，新疆吐魯番 838000)

吐魯番葡萄黃化園土壤養分與地上部的相關性

劉春燕1，周 龍1，羅 潔1，吳晨光1，劉永強1，方海龍2

(1.新疆農業大學林學與園藝學院, 烏魯木齊 830052；2.吐魯番現代農業科技開發中心，新疆吐魯番 838000)

目的研究葡萄黃化園土壤養分與地上部的關系。方法以吐魯番市主栽品種無核白和無核白雞心為材料，采集正常和黃化園不同深度土壤樣品進行營養診斷分析，篩選影響枝葉生長及果實產量的主要土壤因子。結果正常株和黃化株土壤總鹽量、有機質、速效N、速效P、速效K和有效Fe含量間存在顯著差異；黃化株新梢節間長、葉重、單葉厚及產量均顯著低于正常株，且無核白黃化株分別是正常株的1.30、1.38、1.35和2.15倍。無核白黃化株新梢節間粗與有效Fe含量呈顯著正相關，無核白雞心黃化株葉重、葉長及葉寬與有效Fe含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.726、0.902、0.691。無核白黃化株產量與速效K呈顯著負相關，相關系數為-0.164。結論吐魯番勝金鄉土壤pH值、K含量較高及有效Fe含量較低是引起葡萄黃化的主要原因。

葡萄黃化；土壤養分；地上部；相關性

0 引 言

【研究意義】我國栽培葡萄有著相當悠久的歷史，無核白葡萄作為我國新疆地區的主栽品種，其皮薄肉脆，甜酸適口、風味優美并含有豐富的營養物質，受到廣大栽培者和消費者的歡迎[1-2]。近年來，隨著中國葡萄面積的增加，葡萄黃化病在各個地區的發生愈演愈烈，尤其是在沿海城市和西部干旱、半干旱地區。關于我國北方石灰性土壤和沿海紅壤土葡萄黃化病的發病原因報道較多[3]。新疆葡萄黃化病的發生主要集中在北疆及吐魯番地區，1993年吐魯番勝金鄉無核白葡萄開始發生黃化病并逐年蔓延；2005～2008年博樂第五師紅提葡萄黃化病也時有發生。目前對葡萄發生黃化病的病因與防治措施較多，然而關于葡萄黃化病與土壤因子等深層研究較少。【前人研究進展】國內外果樹研究者對于土壤營養與果實品質、葉片礦質營養等方面也已有大量研究，張涓涓等[4]對馬家柚主產區不同類型土壤養分與果實礦質營養、品質調查及分析認為，土壤養分狀況與果實營養含量存在較大的相關性。侍朋寶等[5]對3個釀酒葡萄的土層養分與果實質量進行了研究，認為土壤養分和葡萄指標Mn與含糖量成顯著相關，其它指標均未達顯著水平。溫明霞等[6]通過分析黃化和無黃化蜜柑園土壤及葉片礦質營養的相關性時發現，土壤酸化是葉片黃化的主要驅動因子。Joan R. Davenport等[7]在華盛頓地區研究了葡萄土壤養分和氣候條件與黃化病發生的關系，發現黃化病與土壤養分相關性不顯著，而葡萄植株開花前處于寒冷和潮濕的土壤環境下，會阻礙葡萄根系生長并引起葡萄黃化。范七君等[8]對金柑黃化株和正常株葉片及土壤營養元素進行相關性分析，發現金柑葉片葉綠素含量與土壤鎂含量呈極顯著正相關。【本研究切入點】吐魯番作為新疆無核葡萄的主產區，近年，在勝金鄉葡萄發生大面積黃化現象，已經嚴重影響到農戶種植葡萄的積極性，成為當地葡萄果業健康持續發展的重要限制因子。前人對葡萄黃化病土壤因子也有一定的研究，但從葡萄地上部、土壤養分狀況對地上部的影響相關的綜合研究報道較少。研究葡萄黃化園土壤養分與地上部的關系。【擬解決的關鍵問題】通過測量不同黃化葡萄園新梢、葉片生長量及果實產量，分析葡萄土壤養分與地上部營養生長的相關性，研究影響葡萄地上部生長的主要土壤營養因子，為今后的深入研究和制定吐魯番葡萄黃化病有效的矯治策略提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆吐魯番市高昌區勝金鄉色格孜庫勒村葡萄園(89°37′E，42°57′N)，園內葡萄主栽品種樹齡及生長勢相近，葡萄品種為8 a生無核白(Thompsons seedless)和無核白雞心(Centennial seedless)，株行距分別是4 m×4.5 m和3.5 m×4 m。

2016年8月進行土樣采集，選擇4個葡萄果園，在吐魯番市高昌區勝金鄉色格孜庫勒村一隊黃化葡萄園和正常園中，每個葡萄園設計3個取樣點，以S形為分布進行隨機選取樣本株。采用定點定位分層的取樣方法，分別在正常及黃化株的樹盤周圍按照0～20、20～50和50～80 cm 3個深度進行土樣采集，用樣品袋裝好后貼上標簽帶回實驗室進行分析，所有樣品均置室內自然風干，研磨過篩后待用。表1

1.2 方 法

1.2.1 土壤元素測定

土壤礦質元素采用鮑士旦方法[10]，稍有修改。土壤pH采用酸堿度法測定，有機質采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法；全鹽量采用電導法；速效N采用堿解擴散法；速效P采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法；速效K采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度計法；有效Fe采用0.1 mol/L HCl浸提—原子吸收分光光度法；交換性Mg采用1 mol/L醋酸銨浸提。每土樣測定重復3次，取其平均值。

表1葡萄葉片黃化病分級標準[9]

Table 1 Grading standard of grapevine leaf yellowing

黃化程度DegreeofChlorosis分級標準Classificationstandard正常Normal葉片深綠色，有光澤輕度黃化Lightchlorosis葉脈保持綠色，葉肉均勻褪綠，葉片變薄，變黃中度黃化Middlechlorosis葉脈保持綠色，葉脈間顯著變黃重度黃化Severechlorosis葉脈呈現淡黃色，葉片由黃變成白色

1.2.2 枝葉生長量及產量測定

于2017年7月在葡萄黃化病發生盛期，選取無核白和無核白雞心黃化株和正常株各5株，每株選擇5根生長勢一致的一年生新梢，采取新梢上第5～8節沒有病蟲害的完全葉及新梢莖節間各30個作為試驗樣品，用游標卡尺分別測量新梢節間長、新梢節間粗、葉片長、葉寬、葉柄長及葉厚；用萬分之一天平稱量新梢節間重和單葉重。在各葡萄園中分別選取3行進行單位面積產量計算并稱其果穗重，其中果穗重用30串果實重量的平均穗重表示，產量用單位面積內果穗數×平均果穗重來進行計算。

1.3 數據處理

使用Microsoft Office Excel 2010進行數據計算，采用 SPSS19.0進行相關性分析，采用鄧肯氏新復極差法進行方差分析(P<0.05)，數據采用“平均數±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同黃化葡萄園土壤養分狀況

研究表明，正常株和黃化株土壤總鹽量、有機質、速效N、速效P、速效K和有效Fe含量間差異顯著。隨著葡萄園土層深度的增加，無核白黃化株土壤pH值、總鹽量、有機質、交換性Mg含量均高于正常株，0～20 cm土層中，黃化株速效N、速效P和有效Fe含量低于正常株，分別是正常株的38.2%、18.1%和76.0%；無核白雞心黃化株除有機質、交換性Mg外，正常株土壤各養分指標均高于黃化株，但無顯著差異。20～80 cm土層中，無核白正常株速效P、速效K含量顯著高于黃化株，無核白雞心正常株pH值、有機質、有效Fe含量均高于黃化株。表2

2.2 不同黃化程度對葡萄地上部的影響

2.2.1 不同黃化程度對枝葉生長量的影響

黃化病對葡萄的新梢節間、葉片的生長影響較為顯著。研究表明，隨著不同黃化程度的加劇，黃化株葡萄的新梢節間粗、新梢節間重、葉長和葉寬均與正常株無顯著差異，而黃化株新梢節間長、葉重及單葉厚均顯著低于正常株。無核白正常株的新梢節間長、葉重及單葉厚分別是重度黃化株的1.30、1.38、1.35倍；無核白雞心正常株的新梢節間長、葉重和單葉厚分別是重度黃化株的1.23、1.80、3.54倍。表3

2.2.2 不同黃化程度對葡萄果實產量的影響

黃化對葡萄果實產量的影響與新梢生長量也有著相同的規律，且不同果園之間果實產量存在差異較為明顯。研究表明，無核白正常園產量為2.95×104kg/hm2，是黃化園產量的2.15倍；無核白雞心正常園產量為3.38×104kg/hm2，是黃化園產量的21.13倍，黃化園產量明顯低于正常園。正常園無核白和無核白雞心果穗重分別為黃化園的1.94倍和1.37倍。表4

表3 不同黃化程度下葡萄枝葉生長量變化
Table 3 Effects of different degrees of Chlorosis on the growth of vine branches and leaves

品種Cultivars黃化程度DegreeofChlorosis節間長internodelength(cm)節間粗Internodethick(cm)節間重Internodeweight(g)葉重LeafWeight(g)葉長LeafLength(cm)葉寬LeafWidth(cm)單葉厚LeafThickness(cm)無核白Thompsonseedless輕度黃化6430±3104a275±103a11±078a118±0015ab736±1721a907±1377a0023±0009ab中度黃化6496±6496a459±164a20±123a107±0015b710±1182a883±0708a0022±0005b重度黃化5456±5456a294±098a093±068a099±0034b683±0935a873±1254a0020±0008b黃化平均值6127±5019a343±122a134±090a108±0021b715±1279a888±111a0022±0007b正常7074±2828a381±12a158±096a137±0044a784±1013a965±0969a0027±0003a無核白雞心CentennialSeedless輕度黃化9739±854ab574±114a37±124a136±0032a866±1635a956±1052ab0136±0009b中度黃化8472±1956b493±138a264±185a118±0018a862±1126a947±0985ab0136±0009b重度黃化8640±897b599±167a378±169a079±0036b803±1041a846±1623ab0035±0007b黃化平均值895±1236b555±14a337±159a111±0028ab844±1267a916±122ab0069±0043b正常10634±1451a526±128a364±178a142±0053a868±1215a1003±0805a0124±0004a

表4 不同黃化程度下葡萄產量變化
Table 4 Effects of different degrees of Chlorosis on yield of grape

品種Cultivars黃化程度Degreeofchlorosis果穗數paniclenumber(穗/hm2)果穗重earweight(g)產量yield(kg/hm2)無核白Thompsonseedless黃化園596×104230137×104正常園662×104446295×104無核白雞心CentennialSeedless黃化園432×103371160×103正常園667×104507338×104

2.3 土壤養分與葡萄地上部的相關性

2.3.1 土壤養分與葡萄枝葉生長量的相關性

土壤是葡萄生長的基礎，新梢生長量是土壤營養水平的具體表現形式與確切反映，土壤因子通過反映葡萄的生長發育和礦質元素的豐缺程度而直接或間接影響葡萄黃化病的發生[11]。將正常和黃化園葡萄株枝葉生長量和土壤養分含量進行相關性分析，研究表明，無核白黃化株新梢節間粗與有效Fe含量呈顯著正相關，相關系數為0.695。無核白正常株新梢節間長與總鹽量、速效K含量呈顯著負相關，相關系數分別為-0.686、-0.688，葉寬、葉厚均與有機質呈顯著負相關，相關系數分別為-0.693、-0.679，而葉寬與有效Fe含量呈顯著負相關，相關系數為-0.669，與其他元素相關性不顯著。

無核白雞心黃化株有效Fe含量與葉重、葉長及葉寬呈顯著正相關，相關系數分別為0.726、0.902和0.691。葉厚與土壤pH值呈顯著負相關，相關系數為-0.701。無核白雞心正常株重、葉長均與土壤pH值呈顯著正相關，相關系數分別為0.674、0.679，葉厚與有機質、速效N含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.761、0.744，正常園新梢節間長、新梢節間粗、新梢節間重及葉寬與土壤養分含量無顯著差異。表5

2.3.2 土壤養分與葡萄果實產量的相關性

葡萄植株土壤養分與果實產量之間存在簡單相關性，結果表明，兩種葡萄正常株間無顯著相關性。無核白黃化株產量與pH值呈顯著負相關，相關系數為-1.000，與其他土壤養分含量相關性不顯著。無核白雞心黃化園果穗數與土壤速效K含量呈顯著負相關，相關系數為-0.997，產量與有效Fe含量呈極顯著負相關，相關系數為-1.000。表6

3 討 論

3.1 吐魯番葡萄土壤養分與黃化的關系

土壤是葡萄生產中物質和能量交換的重要場所，果園土壤養分狀況直接影響樹體生長發育及產量的提高[12]。植物生長與土壤養分關系密切，植物所需礦質元素之間存在拮抗作用，P、K、Zn等含量的升高可能會加劇植株的黃化現象[13]。K.Mengel等[14]分析葡萄在鈣質和非鈣質土壤中pH值、HCO3-、磷酸鹽、Ca和Fe含量的關系時，發現黃化葉P含量高于正常葉2倍以上，但在黃化葉中P含量高并不是缺鐵失綠的原因，而HCO3-是引發黃化的主要原因。研究發現，葡萄正常株和黃化株有效Fe含量范圍約4.9～10.8 mg/kg，土壤有效Fe含量低于葡萄對土壤有效Fe要求的適宜范圍，但正常園并未表現出黃化。可能是由于植株因自身差異及所處土壤環境不同，引起植株對養分吸收能力的不同所致。土壤有效Fe與pH值氧化條件關系密切，試驗地土壤平均pH為8.12～8.59，屬于堿性土壤，一般土壤pH值越高，氧化電位越高，土壤有效Fe含量越低[15]。王光州等[16]通過對獼猴桃噴施鐵制劑矯治黃化時，發現正常與黃化株土壤有效Fe含量均低于臨界值，此結論與研究結果相一致。

3.2 吐魯番葡萄枝葉生長量與黃化的關系

在傳統的植物缺素黃化診斷中，葉片是植株黃化最明顯的表現器官，也是黃化診斷最方便的方法[17]。研究發現除了葉片顏色之外，隨著不同黃化程度的加劇，黃化株新梢節間長、葉重及單葉厚均顯著低于正常株。分析認為葡萄黃化導致葉片葉綠素含量減少，植株光合能力下降，從而對葡萄生長發育造成影響。黎秀麗等[18]對庫爾勒香梨黃化病的研究時也發現，庫爾勒香梨黃化株新梢長度、葉面積、葉片厚度等均顯著低于正常株。

3.3 吐魯番葡萄產量與土壤養分的相關性

土壤養分與葡萄產量的關系復雜多樣，馬建江等[19]通過分析庫爾勒香梨產量與土壤養分的相關性，發現庫爾勒香梨園20～50 cm土層有機質、堿解N、速效K、有效Fe含量與香梨高產園呈顯著正相關。朱小平等[20]研究不同產量、品質的赤霞珠葡萄園的葉柄與土壤養分的關系，發現中、低產低質葡萄樹體K、Zn含量較低，高產優質園中土壤 N、K、Mg與葉柄相應元素之間為正相關。試驗中，無核白正常園產量與速效K含量呈正相關，相關系數為0.982，而無核白黃化園產量與速效K含量呈負相關，相關系數為-0.164。劉昌齡等[21]研究大澤山土壤元素有效量與玫瑰香、紅地球葡萄產量的相關性，發現B、K含量與葡萄產量呈正相關，相關系數高達0.7。葡萄雖然為喜鉀植物，但新疆吐魯番作為高鉀地區，在勝金鄉葡萄園速效K含量最高達360 mg/kg，處于1級水平(>200 mg/kg)，當營養元素過量積累會產生單鹽毒害，并對其他離子的吸收產生拮抗作用，使植株發生營養虧缺，破壞原有的離子平衡，對植物的生理生長產生不利的影響[22]。關于這一方面，Zhou等[23]研究在水培試驗中，增加蘋果幼苗鉀溶液濃度會加重蘋果的黃化程度。

4 結 論

無核白雞心黃化株有效Fe含量與葉重、葉長及葉寬呈顯著正相關，相關系數分別為0.726、0.902和0.691，無核白正常園產量與速效K含量呈負相關，相關系數為-0.164，而黃化園產量與速效K含量呈正相關，相關系數為0.982。初步認為吐魯番勝金鄉土壤pH值、K含量較高及有效Fe含量較低是引起葡萄黃化的主要原因。因此，黃化防治時應該綜合考慮土壤礦質元素的平衡施加。

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LIU Chun-yan1, ZHOU Long1, LUO Jie1, WU Chen-guang1, LIU Yong-qiang1, FANG Hai-long2

(1.CollegeofForestryandHorticulture,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China;2.DevelopmentCenterofTurpanModernAgriculturalScienceandTechnology,GaochangArea,TurpanXinjiang838000,China)

ObjectiveTo explore the correlation between soil nutrients and above -ground parts in grape orchards with chlorisis diesease.MethodTwo Turpan mainly cultivated grape cultivars Thompson seedless and Centennial seedless were used as experiment materials. The soil nutrient was diagnosed by collecting the different deep soil samples in the normal and chlorosis grape orchards and the main soil factors affecting the growth of branch and leaf and fruit yield were screened and analyzed.ResultThe result showed that there were significant differences of total salt content, organic matter, available nitrogen, available phosphorus, available potassium and available ferrum content between normal and yellow strains. Yellow plant shoot internode length, leaf weight, leaf thickness and yield were remarkable lower than those of the normal plants, and Thompson seedless yellow plant were 1.30, 1.38, 1.35 and 2.15 times than those of the normal plants. Shoot internode diameter in Thompson seedless chlorosis plant had a significantly negative correlation with available ferrum content in soil, Centennial seedless chlorosis plant leaf weight, leaf length and leaf width had a significantly positive correlation with available ferrum content in soil, and the correlation coefficients were 0.726, 0.902, 0.691, the yellow orchards yield of Thompsons seedless had a significantly negative correlation with available potassium in soil, and the correlation coefficients were -0.164.ConclusionThe results showed that high pH content, high K content and low content of available Fe were the main causes of grape chlorosis in Shengjin Township, Turpan.

grape chlorosis; soil nutrient; above-ground parts; correlation

ZHOU Long(1976-),male,native place:Xinjiang,associate professor,doctor,research field: Germplasm resources and Cultivation Physiology of fruit trees. (E-mail)zhoulong2004@126.com

S663.1；S15

A

1001-4330(2017)10-1920-10

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.018

2017-07-21

自治區科技計劃重大專項“”(2017A01001)；國家級大學生創新項目“”(201610758004)；新疆農業大學2612創新團隊；自治區園藝學重點學科

劉春燕(1991-)，女，新疆博樂人，碩士研究生，研究方向為果樹栽培與生理，(E-mail)577580949@qq.com

周龍(1976-)，男，新疆人，副教授，博士，研究方向為果樹種質資源與栽培生理，(E-mail)zhoulong2004@126.com

Supported by: Science and technology planning major projects of Xinjiang Uygur Autonomous Region (2017A01001), College students innovation project of national level (201610758004), 2612 innovation team of Xinjiang Agricultural University and Key disciplines of horticulture of Xinjiang Uygur Autonomous Region