腐植酸肥与菌肥配施对果园土壤性质及葡萄产量、品质的影响

2018-03-20李鹏程苏学德王晶晶郭绍杰丁俊杰

中国土壤与肥料 2018年1期

李鹏程，苏学德，王晶晶，郭绍杰，李铭，袁余，丁俊杰

(新疆农垦科学院，新疆石河子 832000)

葡萄(VitisviniferaL.)属于葡萄科(VitateaeL.)、葡萄属(VitisL.)，是世界上栽培历史悠久，经济价值很高的果树。在葡萄的生产管理上，施肥是葡萄获得高产最重要的手段之一，也是葡萄生产中较难管理的技术环节。肥料种类、施肥量、施肥时间和方式对葡萄的产量和品质都有很重要的影响。有机无机混施是目前普遍采用的施肥方式，一般以有机肥作为基肥，配施氮、磷、钾等无机肥。在葡萄生产过程中，萌芽至开花前追肥主要以氮、磷肥为主，果实膨大期和转色期追肥则以施磷、钾肥为主[1]。另外，葡萄管理中易忽视中、微量元素对树体生长的重要性，长期大量施用化肥导致土壤养分失衡[2]，加上管理不当，严重阻碍了葡萄产业的快速发展[3]。葡萄的施肥管理中，基肥的使用量一般占全年施肥总量60%～70%[4]，所以适宜的肥料种类和施肥量及正确的施肥方法是保证基肥能够更好地发挥肥效的前提。目前，关于不同种类有机肥、腐植酸肥在葡萄上的研究已有相关的报道[5-8]，也取得了较好的效果，但针对新疆戈壁、盐碱地条件下腐植酸肥和菌肥配施对葡萄的研究较少，缺乏相关的理论实践支撑。本研究采用田间肥料配比试验，通过对“克瑞森”无核葡萄施入不同的腐植酸肥和复合微生物菌剂，研究其对葡萄产量、品质及果园土壤理化性质的影响，为新疆北疆地区葡萄栽培合理施肥提供可靠的理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：为3年生大田“克瑞森”无核葡萄，株行距为0.6 m×3.0 m，采用高干“厂”字形单臂棚架。

供试肥料：①复合微生物菌剂(有机质≥50%，N+P2O5+K2O≥3%，有效活菌数≥1亿/g)，黑色颗粒状；②生物腐植酸肥料土壤调理剂(以下简称“腐植酸肥”,有机质≥75%，N+P2O5+K2O≥4%，腐植酸≥50%)，黄色粉状；③复合微生物土壤改良剂(以下简称“土壤改良剂”，有机质≥50%，N+P2O5+K2O≥3%，有效活菌数≥5亿/g)，黄褐色粉状，作基肥；④磷酸钾铵(N+P2O5+K2O≥60%，其中N≥6%，P2O5≥12%，K2O≥42%)大量元素水溶肥料。

1.2 试验处理与设计

试验地点位于新疆农垦科学院林园所葡萄试验示范园内，土壤类型为荒漠土，质地为砂壤，土壤pH值为8.12，有机质为15.34 g/kg，水解氮为78.20 mg/kg，有效磷为21.53 mg/kg，速效钾为260.80 mg/kg。试验于2015年5～10月进行，分别在“克瑞森”无核葡萄的新梢速长期(花前)、幼果膨大期、硬核期、果实转色期、果实采收后(基肥)5个生育期进行施肥。具体处理方案见表1。每个小区(约600 m2)为1个处理，每个处理随机选择1行，重复3次。各施肥处理中的复合微生物菌剂、腐植酸肥、土壤改良剂、羊粪、普钙采用开沟基施的方法分两次施入，在灌溉前2～3 d，选择距离葡萄主干一侧40 cm处人工开沟(宽20 cm、深30 cm)，撒匀后覆土，6个处理除肥料种类不同外，其它栽培管理措施均相同。

表1 “克瑞森”无核葡萄不同施肥处理

1.3 指标测定与抗寒性评价

1.3.1 土壤养分的采集测定

在葡萄成熟采摘后，采用5点法，分别在每个处理随机选5个点，每个点距葡萄主干45 cm处，取20～30 cm土层的土壤，混匀后将样品装入自封袋、标记密封，带回实验室自然风干、磨碎、过筛、装袋、贴标签以备用。

土壤化学性质：全氮(Total N，TN)采用凯氏定氮法测定；有效磷(Available P，AP)用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定：速效钾(Availa-ble K，AK)用原子吸收分光光度法测定；有机质(SOM)用重铬酸钾容量法测定；pH值(土水比1∶2.5)用酸度计测定[9]。

1.3.2 果实品质的测定

每处理随机采摘有代表性的3穗葡萄，每个处理取30粒。用游标卡尺测量单粒果实的横、纵径；用电子天平称量30粒果实的重量，计算平均单粒重；可溶性固形物(TSS)含量采用手持式数显糖度计测定；可滴定酸(TA)含量采用酸碱滴定法测定[10]；可溶性固形物与可滴定酸比值为糖酸比(TSS/TA)。

1.3.3 葡萄产量计算方法

在葡萄采收期，对各处理随机采摘5棵树的果穗进行称重，并折合单位面积计算产量。

1.4 数据处理及分析

图、表中数据均为平均值，采用Excel 2010和SPSS 20.0进行数据处理，并对差异显著指标进行Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对葡萄土壤pH值、有机质及养分的影响

施用腐植酸肥对葡萄不同时期土壤养分的影响如图1～5，对照土壤中的pH值在6、7月测得数据显示为最低，随着葡萄生长不同生育期的肥料投入，土壤中的pH值不断升高，8月31日测得土壤中的pH值表现为最高，达到8.65。腐植酸肥处理在葡萄生长发育前期比对照高，但随着时间的推移，pH值升高的速率明显低于对照，且在8月3日后各处理土壤中pH值迅速下降，8月31日测得土壤中的pH值均低于对照处理(图1)。

土壤中的有机质含量变化如图2所示，施用腐植酸肥及有机肥对葡萄果实生长前期(7月2日之前)土壤中的有机质含量影响不明显，7月2日测定土壤中的有机质含量均低于对照，7月2日以后，随着葡萄果实的快速生长，根系周围土壤温度升高，土壤中的有机质含量逐渐增加，T5处理表现最为明显，8月31日测定T5处理土壤的有机质含量为17.8 g/kg，明显高于其他各处理。

图1 不同施肥处理的土壤pH值变化

图2 不同施肥处理的土壤有机质含量变化

图3 不同施肥处理的土壤水解性氮含量变化

图4 不同施肥处理的土壤有效磷含量变化

图5 不同施肥处理的土壤速效钾含量变化

土壤中氮、磷、钾含量的变化如图3～5所示，土壤中氮、磷、钾元素含量的波动性比较大，原因可能是受到不同时期土壤中营养元素补充的影响。7月2日测得对照处理中土壤的氮、磷、钾元素均高于各腐植酸肥处理，之后随着葡萄果实快速膨大，对养分的吸收加强，土壤中的营养元素含量降低，8月31日果实成熟期，对养分的需求减弱，土壤中的营养元素含量增加，T5处理的水解性氮含量高于对照，其他各处理均低于对照；T5、T3处理的有效磷含量高于对照，其他各处理均低于对照；T5、T1处理的速效钾含量高于对照，其他各处理均低于对照。8月31日之后，各处理土壤的氮、磷、钾营养元素逐渐降低，可能与果实进入成熟转色期对土壤中肥料的需求减弱有关。

2.2 不同施肥处理对葡萄果实品质的影响

2.2.1 不同施肥处理对葡萄果实外观品质的影响

表2为不同腐植酸肥对葡萄果实纵横径、果形指数、果实色泽的影响数据，果实成熟期测得T2处理果实纵径最小，为19.17 mm，明显小于对照处理，其他各腐植酸肥处理的果实纵径均高于对照，尤其T5处理，果实纵径最大，为23.50 mm，显著高于对照及其他腐植酸肥处理。不同腐植酸肥处理增大了葡萄果实横径，其中，T4处理的果实横径最大，为16.16 mm，与对照相比增加10.38%。对果形指数的计算得出，T4和T5处理的果形指数高于对照，其他各处理均低于对照。研究发现，T3处理的果实纵、横径均高于对照，但果形指数低于对照，说明腐植酸肥处理对果实横径的影响大于纵径。对果实色泽观察发现，T3处理和对照果皮色泽为浅红色，其他各处理表现为鲜红。

表2 不同施肥处理对葡萄果实外观品质的影响

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.2.2 不同施肥处理对葡萄果实内在品质的影响

从表3可知，试验测得葡萄果实成熟期各腐植酸施肥处理葡萄果实硬度明显高于对照。各处理中T2处理果实硬度最高，为3.34 kg/cm2，T5处理次之，为3.23 kg/cm2，对照最低，为2.85 kg/cm2。各腐植酸施肥处理葡萄果实中可溶性糖含量明显高于对照，且各处理之间差异显著，T4处理葡萄果实的可溶性糖含量最高，为23.5%，对照最低，为19.2%。各腐植酸施肥处理葡萄果实中可滴定酸含量均低于对照，除T3处理与对照相差不明显，其他各处理与对照差异达到显著水平。糖酸比是反映果实内在品质好坏的重要指标，糖酸比越高，说明果实品质越好。从表3看出，不同腐植酸处理葡萄果实的糖酸比均显著高于对照，T4处理的糖酸比最高，达到26.4∶1。

表3 不同施肥处理对葡萄果实内在品质的影响

2.3 不同施肥处理对葡萄产量的影响

施用不同处理梯度的腐植酸肥对葡萄平均单粒重和平均单穗重的影响不同(表4)，各处理中，T2和T3处理的平均单粒重低于对照，其他各处理均高于对照，T4和T5处理与对照之间的差异达到显著水平；分析各处理葡萄果实平均单穗重可知，除了T3处理的平均单穗重低于对照，其他各处理均高于对照。小区单株产量由平均穗重和单株穗数计算得出，T3处理的小区单株产量低于对照，但与对照之间的差异不明显，其他各处理的小区单株产量均高于对照，T4和T5处理与对照之间的差异达到显著水平；折合产量由小区单株产量折合单位面积株数得出，其测定结果与小区单株产量测定结果一致，T3处理的折合产量与对照相比减少2.56%，其他各处理均高于对照，尤其T5处理测得折合产量高于对照15.38%，与对照之间差异达到显著水平。

表4 不同施肥处理对葡萄产量的影响

注：折合产量按照4 770株/hm2的产量计算。

3 讨论

近年来，随着葡萄产业的规模化发展，葡萄种植户在生产中大量施用高浓度化肥，造成葡萄品质下降及土壤理化性状发生变化，严重影响当地葡萄产业可持续发展。针对以上问题，施用腐植酸肥、生物有机肥替代或部分替代无机肥是一项主要的解决方法，有机肥能改善土壤结构，提高土壤肥力水平[11]，增加果树产量和提高果实品质。

土壤理化性质是土壤肥力的重要指标，有研究结果表明，长期施用生物有机肥的土壤肥力明显提高[11]。有机肥一般作基肥施用，配合使用一定量的氮、磷、钾肥或复合肥。有研究认为[12]，采用适宜的有机无机肥配比可以显著提高‘无核白’葡萄的产量和Vc、可溶性糖含量，提高果实品质和商品性能。有机无机复混肥综合了无机肥的速效与有机肥的长效，可促进土壤氮、磷利用率提高19.2%～26.4%[13],为植株的生长发育提供充足的养分，具有较好的增产及改善品质的作用。本试验结果表明，腐植酸肥和生物菌肥配施增加了土壤有机质含量，土壤碱解氮含量降低，有效磷和速效钾含量显著增加。这可能是因为微生物菌肥中的生物菌能溶解土壤中被固化的磷、钾营养成分,提高肥料利用率；另外，与腐植酸肥配施能改良土壤结构，为葡萄树体生长提供良好的生长环境，增加多种酶的活性，加强植物体中的氧化还原过程，吸水吸肥能力增强，从而缓解因使用化肥造成的土壤理化性质改变和土壤养分流失。

葡萄果实品质分外观品质和内在品质。可溶性固形物含量与花色素苷合成呈正相关，蔗糖能促使组培中欧亚种葡萄花色素苷含量明显增加[14]。本试验研究了“克瑞森”无核葡萄不同基肥的田间施用效果，发现施用腐植酸肥能显著提高“克瑞森”无核葡萄果实的含糖量，这与徐小菊等[15]在大棚藤稔葡萄上的研究结果一致。本研究还发现，不同腐植酸肥处理对“克瑞森”无核葡萄成熟期果实的色泽和糖酸比有明显影响，腐植酸肥处理“克瑞森”无核葡萄果实糖酸比高、色泽鲜红。另外，糖酸比与果面色泽之间存在正相关性，糖酸比越大，果面色泽越暗且红色越深，这与鲁春艳等[16]在“红地球”葡萄上取得的结论一致。施用有机肥能显著增加土壤有机质、改善土壤养分状况、提高肥力。卫婷等[17]研究得出施用有机肥显著提高了土壤中有效养分的含量。该试验得出相似结果，其中生物腐植酸肥处理不仅降低土壤pH值，而且促进土壤有机质含量的增加，土壤有效养分含量均显著高于常规施肥。试验证明，施用有机肥或复混肥具有增产效果，尤其腐植酸肥和复合微生物菌剂混施相比单施化肥增产了15.38%，增产效果较好。另外，考虑到腐植酸肥和复合微生物菌剂配施的经济可行性，结合肥料的市场价格做了对比分析，虽然腐植酸肥和复合微生物菌剂的年投入成本相比化肥高，但其增产、品质提升所获得的效益却远高于成本增加量，在经济可行性方面明显优于常规施肥。