配方施肥對紅地球葡萄果實產量和品質以及礦質元素含量的影響*

史祥賓，姚成盛，張金亮，趙同良，崔東生，劉鳳之，王海波

（1 中國農業(yè)科學院果樹研究所，農業(yè)農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧省落葉果樹礦質營養(yǎng)與肥料高效利用重點實驗室，遼寧興城125100）（2 石河子市郁蘢生物科技有限公司）

國家統(tǒng)計局2019 年數據顯示，新疆葡萄栽培面積和產量在各省中均居首位，分別為14.06 萬hm2和313.2 萬t，面積和產量在全國的占比分別達到19.4%和22.1%，葡萄產業(yè)已然成為新疆地區(qū)經濟發(fā)展的重要支柱產業(yè)[1]。然而，我國葡萄肥料管理過程普遍采用經驗法，過量施肥和氮、磷、鉀肥偏施問題突出，導致葡萄生產中化肥利用率處于較低水平[2]。多項研究[3-5]表明，葡萄在整個生育周期均連續(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，然而生產中鈣肥和鎂肥及微肥的應用重視程度不高，甚至不施用，導致果品質量和市場競爭力逐年下降，經濟效益持續(xù)降低，嚴重制約了我國葡萄產業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[2]。

營養(yǎng)施肥是葡萄生產中的重要環(huán)節(jié)，合理施肥是保障葡萄果實產量和品質的基礎[6]。但在實際生產中，葡萄專用肥料等專用農資產品的配套還遠不能滿足日益發(fā)展的現代果樹產業(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、實現葡萄優(yōu)質高效生產的必要途徑[2]，葡萄專用配方肥的市場需求強烈。同時，肥水一體化技術因其具有操作簡便、省工高效等特點在全國各果樹樹種上均已開展了相關研究，并得到了廣泛應用[7-11]，帶動了水溶肥料的需求不斷攀升。在此背景下，中國農業(yè)科學院果樹研究所漿果類果樹栽培與生理科研團隊進行了葡萄礦質營養(yǎng)吸收運轉規(guī)律及肥料高效利用技術研究，研發(fā)出了葡萄同步全營養(yǎng)配方肥，已獲農業(yè)農村部備案[12]。

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

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017 年4 月至2019 年10 月在新疆生產建設兵團第八師石河子市沙灣縣一二一團十九連的葡萄生產基地開展，選用4 年生貝達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，土壤中有機質含量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 試驗設計

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行標記，分別設置同步全營養(yǎng)配方施肥處理（T-wf）和當地常規(guī)施肥處理（CK），每個處理3 次重復，每8 株樹為1 個小區(qū)，共24 株。其中，同步全營養(yǎng)配方肥包括結果樹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（施用結果樹1 號）、新梢旺長期（施用結果樹2 號）、坐果期（施用結果樹3 號）、果實轉色期（施用結果樹4 號）和采收后（施用結果樹5 號）施用，肥料用量依次為結果樹1 號150 kg/hm2、結果樹2 號150 kg/hm2、結果樹3 號300 kg/hm2、結果樹4 號120 kg/hm2、結果樹5 號330 kg/hm2。當地常規(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，果實轉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 測定項目及方法

果實成熟期每處理隨機采取果穗30 穗，稱量單穗重，結合單株果穗數量計算產量。各處理均勻取果穗上中下部果粒混勻稱量單粒重。采用GY-4果實硬度計（探頭直徑3 mm）測定果實硬度，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，采用凱氏定氮儀測定果實全氮含量[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 數據處理

采用Excel 2016 和DPS 軟件對數據進行統(tǒng)計分析，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、單粒重和產量指標

由圖1 可以看出，連續(xù)3 年的研究結果表明，不同施肥處理紅地球葡萄果實的單穗重和產量均無顯著差異。單粒重方面，2018 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當地常規(guī)施肥處理，2 個處理的單粒重分別為11.61、10.77 g；2017 年和2019 年表現相同的趨勢，2 個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、單粒重和產量

2.2 不同施肥處理紅地球葡萄的果實品質指標

由圖2 可以看出，不同施肥處理對紅地球葡萄的果實品質指標存在一定影響。可溶性固形物含量、維生素C 含量和果實硬度均表現相同的趨勢，連續(xù)3 年的研究結果一致，均以同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當地常規(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%，分別比當地常規(guī)施肥處理高0.80、1.05、1.85 個百分點；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，分別比當地常規(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硬度分別為0.89、0.96、0.93 kg，分別比當地常規(guī)施肥處理高5.95%、26.32%和9.41%。可滴定酸含量 方面，各年份2 個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品質

2.3 不同施肥處理紅地球葡萄果實的常量礦質元素含量

不同施肥處理紅地球葡萄果實的常量礦質元素含量方面（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磷含量各年份均高于當地常規(guī)施肥處理，其中2017年2 個處理間無顯著差異，2018 年和2019 年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實磷含量分別為4.36、3.38 g/kg，分別比當地常規(guī)施肥處理高69.65%和13.42%，差異均達到顯著水平。2017、2018、2019年同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實鉀含量分別為18.97、19.82、22.63 g/kg，分別比當地常規(guī)施肥處理高5.51%、13.65%和16.65%，差異也均達到顯著水平。

圖3 不同施肥處理紅地球葡萄果實的常量礦質元素含量

2.4 不同施肥處理紅地球葡萄果實的微量礦質元素含量

不同施肥處理紅地球葡萄果實的微量礦質元素含量方面（圖4），鐵含量各年份處理間均無顯著差異。錳、硼、鉬含量表現相同的趨勢，連續(xù)3年的研究結果一致，均以同步全營養(yǎng)配方施肥處理顯著高于當地常規(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，分別比當地常規(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，分別比當地常規(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，分別比當地常規(guī)施肥處理高88.98%、111.48%和82.35%。鋅、銅含量表現相同的趨勢，2017 年2 個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地常規(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鋅含量分別為8.91、14.11 mg/kg，分別比當地常規(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銅含量分別為3.93、5.53 mg/kg，分別比當地常規(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的微量礦質元素含量

3 討論與結論

葡萄同步全營養(yǎng)配方肥是葡萄的專用肥料，根據其養(yǎng)分需求規(guī)律，通過大量“5416”試驗的樣品采集和測定及數據分析，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)分同步供應的特性，可實現葡萄的按需配方施肥，提高果實品質，增加經濟效益[12]。弗雷無核[16]、克瑞森無核[17]和無核白雞心[18]葡萄上的研究結果均驗證了葡萄同步全營養(yǎng)配方肥的應用效果，可溶性固形物含量、維生素C 含量等果實品質指標顯著提高，優(yōu)果率和商品果率也均有所提升，經濟效益明顯增加。本研究結果表現相同的趨勢，與當地常規(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可溶性固形物含量、維生素C 含量和果實硬度。

連續(xù)3 年調查發(fā)現，紅地球葡萄的銷售價格基本保持穩(wěn)定。根據當地的收購分級標準，參考果穗適當緊湊、果粒大且均勻、色澤鮮亮一致、糖度高等指標要求，每年分別隨機選取2個處理的果穗100穗進行評價，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的優(yōu)質果在85 穗以上，當地常規(guī)施肥處理的優(yōu)質果為65 穗左右，平均增幅20%。根據當地統(tǒng)一的葡萄分級收購標準，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實平均單價約增加1.0 元/kg，顯著提高了經濟效益。

礦質營養(yǎng)元素是葡萄生長發(fā)育的重要基礎物質。對人體而言，葡萄果實中含有的各種礦質元素又是有益的無機鹽類營養(yǎng)物質[19]。本研究結果顯示，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，提高了果實的營養(yǎng)品質。多項研究表明，合理施肥可增加成熟期果實的礦質元素含量，有效提高葡萄果實的營養(yǎng)潛力[20-23]。同時，本研究中，同步全營養(yǎng)配方施肥處理的果實產量與當地常規(guī)施肥處理無顯著差異，但年肥料用量僅為當地常規(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，實現了化肥減施增效。

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品質、礦質元素含量、優(yōu)果率和經濟效益，實現了紅地球葡萄的提質增效和高質量栽培。