施春晖 王晓庆 张学英 骆 军

（上海市农业科学院林木果树研究所，上海市设施园艺技术重点实验室 201403）

水肥一体化配套营养液配方对葡萄生理生化的影响

施春晖 王晓庆 张学英 骆 军*

（上海市农业科学院林木果树研究所，上海市设施园艺技术重点实验室 201403）

为探明葡萄栽培技术中适宜水肥一体化的配套营养液配方，以“巨峰”葡萄为试材，研究了营养液中葡萄必需的三大元素不同浓度对葡萄生长情况及品质的影响。结果表明，在葡萄萌芽到开花前，施用不同氮素浓度的营养液对葡萄生长发育的影响显著，随着氮素浓度的增加，葡萄的新梢长度、新梢粗度、叶面积、叶片中叶绿素含量均急剧上升，同时，葡萄新梢的成熟时间大大推迟，其中营养液配方处理A4与A1相比，新梢成熟期推迟1 8 d。在果实膨大期到成熟期，施用不同磷、钾素浓度的营养液也会影响葡萄的营养生长、结果及果实内含物含量，以营养液配方处理B3对葡萄的影响效果较好，单果重显著高于对照及其他处理，果实可溶性总糖、果皮花青素含量较高。

水肥一体化；营养液配方；“巨峰”葡萄；生理生化性状；影响

水肥一体化是基于滴灌系统发展而来的节水、节肥、高产、高效的农业工程技术[1，2]，可实现水分和养分在时间上同步、空间上耦合[2，3]，可在一定程度上改善葡萄生产中水肥供应不协调和耦合效应差的弊端，大大提高水和肥的利用效率[4，5]，在葡萄增产增效和节水节肥等方面效果显著。而葡萄是需肥量较大的果树，氮素是葡萄需求量较大的营养元素之一，施用氮肥可增加葡萄植株的枝叶数量、增强树势、促进副梢萌发、提高葡萄产量。在葡萄年生长周期中，从展叶至开花期前后对氮素的需求量最大，而从果实着色期开始逐渐减少，果实成熟期吸收量最少，待果实采收后二次生根时又开始大量吸收。葡萄对磷素的需求也高于一般果树，对磷素的需要是从葡萄伤流期开始，在新梢旺盛生长期及果实膨大期达到高峰，以后逐渐下降，采收后吸收量再次增加。从萌芽到果实成熟，葡萄都需要一定量的钾肥，在膨大期对钾的吸收量最大。适宜的营养水平，还有利于葡萄营养体的发育，延长叶片功能期，促进光合产物和蛋白质的合成，提高果实品质；同时，合理施肥对葡萄有效利用肥料氮和吸收土壤氮、促进调节营养生长和发育生长均具有重要作用。此外，若肥料施用不足或过量，也均会导致葡萄产量下降和品质变劣[6-9]。

近年来，葡萄水肥一体化栽培技术得到了广泛的推广应用，其中营养液配方是葡萄水肥一体化栽培发展成败的关键因素之一。为此，本试验针对“巨峰”葡萄生长阶段性需肥特性，对营养液中氮、磷、钾素的最适浓度进行了筛选，研究了不同营养液配方对葡萄树体生长以及果实品质的影响，以期筛选出葡萄栽培技术中适宜水肥一体化的配套营养液配方，为今后葡萄水肥一体化栽培技术提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2015年3-9月设在上海市农业科学院金山果树试验基地进行，选用在上海地区主栽的葡萄品种“巨峰(Kyoho)”为试材，采用单干双臂“Y”型架整形架式和株行距为0.5 m×1.5 m的密植栽培管理模式。

1.2 试验设计

试验采用1/2日本园试原始营养液配方（见表1）作为基础培养液，依据氮素和磷、钾素浓度不同各设5个水平，共10个处理（见表2、3），每处理重复3次，每小区4株葡萄，随机区组排列。

表1 园试原始营养液配方

表2 不同氮素浓度的营养液配方

表3 不同磷、钾素浓度的营养液配方

3月25日-5月5日，根据表2配取不同氮素浓度的营养液母液，每隔5 d将不同配方的营养液母液稀释后施入葡萄树体，施肥方式是利用滴灌设施、配合使用文丘里施肥器对葡萄苗木施入营养液。自葡萄苗木萌芽期开始施液，到葡萄开花座果期结束，共施用6次。

自6月葡萄进入花后的果实膨大期，对磷、钾肥的需求逐渐增加。根据表3配取不同磷、钾素浓度的营养液母液，每隔5 d将不同配方的营养液母液稀释后施入葡萄树体，直至果实成熟。

1.3 检测项目

1.3.1 叶绿素含量

对不同营养液配方处理的葡萄植株上同一部位的叶片（第二新梢第五节），用叶绿素含量测定仪（型号：SPAD-502）进行叶绿素含量测定。

1.3.2 新梢生长量

每株葡萄苗选择结果母蔓上最健壮的两个新梢作为测量对象，用游标卡尺（0.002 mm）测量新梢长度与粗度。

1.3.3 叶面积

应用王旺田等[10]的测定方法进行叶面积测定。

1.3.4 新梢成熟情况

新梢成熟期为浆果成熟采收到落叶为止，期间观察新梢成熟情况。应注意葡萄新梢成熟是由下向上进行的，开始时基部1～3节枝条逐渐变成褐色、表皮木栓化。

1.3.5 果实纵横径

每个处理选取5粒果实，用游标卡尺（0.002 mm）进行果实纵横径测量。

1.3.6 果粒重

每个处理选取5粒果实测量果粒重，每个处理重复3次，用电子天平称量后求其平均值。

1.3.7 果皮花青素含量

依据莫巍[11]的花青素含量测定方法，略做改进：将含有花青素的葡萄皮从果肉上干净地剥下，剪成1～2 mm碎片，随机取样，准确称量0.2 g，置于50 mL的烧杯中，加入2%盐酸甲醇溶液（浓盐酸∶99%甲醇=2∶98）10 mL浸泡，用2%盐酸溶液定容至50 mL容量瓶中，于紫外可见分光光度计上分析，在波长530 nm处测定其吸光度(A)。当吸光度A530为0.1时的花青素浓度称为一个单位，以此比较花青素的相对含量。

1.3.8 可溶性总糖含量（TS）

采用张志良等[12]的测定方法测定可溶性总糖含量。

1.3.9 有机酸含量（TA）

称取果实5 g放入研钵中，加入少许石英砂研磨成匀浆，加水约30 mL，放入80 ℃水浴中浸提30 min，过滤，倒入50 mL容量瓶中，并用蒸馏水洗残渣数次，定容至刻度，充分摇匀做测定用。根据预测酸度，用移液管吸取10～15 mL样液到50 mL三角瓶中，加入酚酞指示剂3～5滴，用0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至出现微红色，以摇30～60 s不退色为滴定终点，记下所消耗的体积。取3次平均值。

有机酸含量（%）=（c×V1×k×50）/（V0×m），式中，c为氢氧化钠标准溶液摩尔浓度；V1为滴定时所消耗的氢氧化钠标准溶液体积（mL）;k为换算成某种酸克数的系数，如苹果酸换算系数为0.067；50为试样浸提后定容体积（mL）；V0为吸取滴定用的样液体积（mL）；m为样式质量（g）。

1.3.10 可溶性固形物含量（SSC）

用WYT型手持测糖仪测定可溶性固形物含量，每处理每次测定5粒果实，每处理重复3次。

1.4 数据处理

数据均采用Microsoft Excel软件进行绘图，用SPSS 11.5统计软件进行单因素方差分析，用Duncan’S新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同氮素浓度的营养液配方对葡萄生长发育的影响

2.1.1 对叶绿素相对含量的影响

由图1可知，葡萄果实膨大前的营养生长阶段，随着葡萄生育期的推进，葡萄树体对氮素的吸收急剧增加，葡萄叶片中的叶绿素相对含量随着营养液中氮素浓度的升高呈增加的趋势。其中处理A1比处理A（CK）降低9%，处理A2、A3、A4分别比处理A（CK）增加5.6%、11.8%、13.7%，叶片中的叶绿素相对含量平均增加8.1%。处理A1与处理A（CK）间差异达极显著水平；处理A3、A4与处理A（CK）间差异达极显著水平，处理A3与处理A4间差异不显著，说明当氮素浓度上升到16 mmol/L之后，随着氮素浓度的增加，葡萄叶片中的叶绿素相对含量增加不明显。

图1 不同氮素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄叶片中叶绿素相对含量的影响

2.1.2 对叶面积的影响

由图2可知，葡萄果实膨大前的营养生长阶段，葡萄树体对氮素的吸收急剧增加，叶面积急剧增加。葡萄叶片的叶面积随着营养液中氮素浓度的升高呈增加的趋势，其中处理A1比处理A（CK）减少9.3%，差异达极显著水平；处理A2与处理A（CK）间差异不显著；处理A3、A4分别比处理A（CK）增加8.3%、15.1%，差异均达极显著水平。

图2 不同氮素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄叶面积的影响

2.1.3 对新梢生长量的影响

由图3、图4可知，施用不同浓度氮素营养液后，在葡萄果实膨大前的营养生长阶段，葡萄树体对氮素的吸收急剧增加，新梢的粗度和长度均呈增加的趋势，从而提高了葡萄树势。新梢长度，处理A1、A2与处理A（CK）间差异不显著；处理A3、A4分别比处理A（CK）增加32.9%、46.5%，差异达极显著水平。新梢粗度，处理A1比处理A（CK）减少5.3%，差异不显著；而处理A2、A3、A4分别比处理A（CK）增加5.6%、9.0%、13.6%，处理A2与处理A1间差异达极显著水平，处理A2、A3与处理A4间差异不显著。

图3 不同氮素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄新梢长度的影响

图4 不同氮素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄新梢粗度的影响

2.2 不同磷、钾素浓度的营养液配方对葡萄果实品质的影响

2.2.1 对果实纵横径的影响

由图5可知，果实纵横径，处理B（CK）与处理B1间差异极小，处理B2、B3、B4比处理B（CK）均有所增加，其中处理B3最大，但差异均不显著。

图5 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄果实纵横径的影响

2.2.2 对果粒重的影响

由图6可知，果粒重以处理B4最大，其次是处理B3，比处理B（CK）分别增加5%、5.8%，两者均极显著高于处理B（CK），但处理B3与处理B4间、处理B2与处理B3间、处理B2与处理B（CK）间差异均不显著；处理B1与处理B（CK）间差异达极显著水平。

2.2.3 对果皮花青素含量的影响

图6 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄平均果粒重的影响

由图7可知，随着营养液中磷素和钾素浓度的增加，果皮花青素的含量显著提高，但当磷素和钾素含量增加到一定量时，果皮花青素的含量有所下降。处理B1显著低于处理B（CK），处理B2、B3、B4显著高于处理B（CK）。

图7 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄果皮花青素的影响

2.2.4 对可溶性总糖含量的影响

由图8可知，葡萄果实可溶性总糖以处理B1最低，比处理B（CK）减少9.85%；处理B1、B2与处理B（CK）间差异不显著；处理B3、B4分别比处理B（CK）增加32.83%、18.89%，且差异达极显著水平,其中以处理B3的可溶性总糖含量最高。

图8 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄果实可溶性总糖含量的影响

2.2.5 对有机酸含量的影响

由图9可知，随着营养液中磷素和钾素浓度的增加，果实有机酸含量逐渐增加。其中处理B1比处理B（CK）减少4.95%，处理B2、B3、B4分别比处理B（CK）增加2.7%、4.86%、6.76%，处理B1、B2与处理B（CK）间差异不显著，处理B3、B4与处理B（CK）间差异达显著水平。

2.2.6 对果实可溶性固形物含量的影响

由图10可知，果实可溶性固形物含量以处理B1最低，低于处理B（CK）；处理B2、B3、B4均比处理B（CK）有所增加，但处理B2与处理B（CK）间差异不显著，处理B3、B4分别比处理B（CK）增加9.5%、13%，且差异达极显著水平。

图9 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄果实有机酸含量的影响

图10 不同磷、钾素浓度的营养液配方对“巨峰”葡萄果实可溶性固形物含量的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，在葡萄萌芽到果实膨大期之前施用不同氮素浓度的园试原始营养液，对葡萄生长发育有不同影响。在葡萄进入快速营养生长时期，随着营养液中氮素浓度的增加，葡萄的新梢长度、新梢粗度、叶面积、叶绿素含量均急剧上升。同时，通过对不同处理的新梢成熟度进行定期调查，随着营养液中氮素浓度的提高，葡萄新梢的成熟时间大大推迟，其中处理A4比处理A1的新梢成熟推迟18 d。但由于处理A4的氮素浓度过高，导致葡萄树树势过强，出现了贪青晚熟现象，使后期葡萄生殖生长时间过晚，当果实成熟需要较高温度的时候，由于气候条件达不到要求导致果实品质下降；这与谢海霞等[14]的研究结果一致。处理A2与处理A(CK)相比，葡萄新梢长度、新梢粗度、叶面积、叶绿素含量间差异均不显著，提高葡萄树势和推迟葡萄果实成熟期的效果也不明显。处理A3提高了葡萄树势，显著增加了叶面积和叶绿素含量，使葡萄在营养生长阶段生长势中庸，同时在不影响后期果实成熟及品质的基础上，在一定程度上推迟了“巨峰”葡萄的果实成熟期，为葡萄抑制栽培技术的研究提供了非常有价值的理论依据。

葡萄素有“钾质作物”之称，在生长过程中对钾肥的需求量很大，钾肥在葡萄增产和品质改良方面有着重要作用。张漱茗[15]研究发现，钾肥对葡萄单粒重有很大影响；李建和[16]研究表明，提高钾肥施用水平，会使浆果糖分含量显著增加。本试验结果表明，营养液配方中磷、钾素浓度对葡萄果实纵横径的影响很小；但随着营养液配方中磷、钾素浓度的增加，葡萄平均单粒重呈上升趋势，这与前人研究结果基本相同。其中处理B3、B4的单粒重与处理B（CK）间差异达极显著水平，表明提高营养液配方中磷、钾素浓度对提高葡萄产量效果显著。同时，营养液配方中磷、钾素浓度影响了葡萄的营养生长、结果及果实内含物含量，总之，与CK相比，处理B2对葡萄的影响效果不明显，与CK间差异不显著；而处理B3对葡萄的效果较好，单果重显著高于对照及其他处理，果实可溶性总糖含量、果皮花青素含量均较高，且有机酸含量比处理B4低；处理B4施用的营养液配方中磷、钾素浓度远远高于处理B3，但除果实可溶性固形物含量和有机酸含量略高于处理B3外，其果实可溶性总糖含量、糖酸比、果皮花青素含量均低于处理B3，果实综合品质差于处理B3。

[1] Mohammad M J, Zuraiqi S. Enhancement of Yield and Nitrogen and Water Use Efficiencies by Nitrogen Drip-Fertigation of Garlic[J].Journal of Plant Nutrition, 2002, 26(9):1749-1766.

[2] 李伏生,陆申年.灌溉施肥的研究和应用[J].植物营养与肥料学报,2000,6(2):233,240.

[3] Kipp J A. Thirty years fertilization and irrigation in Dutch apple orchards:A review[J].Nutrient Cycling in Agroecosystems,1992,32(2):149-156.

[4] Agrawal N, Agrawal S. Effect of different levels of drip irrigation on the growth and yield of pomegranate under Chhattisgarh region[J].Orissa Journal of Horticulture, 2007(35):38-46.

[5] 刘虎成,徐坤,张永征,等.滴灌施肥技术对生姜产量及水肥利用率的影响[J].农业工程学报,2012,28(S1):106-111.

[6] 组艳群,林克惠.氮钾营养的交互作用及其对作物产量和品质的影响[J].中国土壤与肥料,2000(2):3-7.

[7] 房耀兰,陈宏懋,刘淑荣,等.应用（15）N研究甜峰葡萄对肥料氮的利用、分配和平衡[J].中外葡萄与葡萄酒,1994(4): 17-19.

[8] Goode, J.E., Higgs, K.H. Effects of time of application of inorganic nitrogen fertilizers on apple trees in a grassed orchard[J].Journal of Horticultural Science, 1977, 52(2):317-334.

[9] Ikeda, H. Nitrogen nutrition of Muskmelon [Cucumis elo] cultivar "Earl's Favourite"[J].Bulletin of the National Research Institute of Vegetables Ornamental Plants & Tea,1993(6):95-125.

[10] 王旺田,马静芳,张金林,等.一种新的葡萄叶面积测定方法[J].果树学报,2007,24(5）：709-713.

[11] 莫巍.彩叶树种叶片中花青素含量的测定及动态分析[J].新疆农业科学,2007,44(S2）：138-140.

[12] 张志良,瞿伟箐.植物生理学实验指导第三版[M].北京：高等教育出版社.2003:127-129.

[13] 许秀珍,梁山.生物化学与分子生物学实验指导[M].广州：暨南大学出版社,2003：76-78.

[14] 谢海霞,陈冰,文启凯,等.氮、磷、钾肥对“全球红葡萄”产量与品质的影响[J].北方园艺,2005(4）：73-74.

[15] 张漱茗,闫华,刘施辉,等.钾及钾镁肥配合对酿酒葡萄产量、品质的效应[J].中外葡萄与葡萄酒,1998(2）：6-9.

[16] 李建和,刘淑欣,陈克文.葡萄抗病性与N、K营养的关系[J].福建农业大学学报(自然版）,1997(3）：323-327.

2017-03-31

高效智能果树栽培水肥一体化技术集成应用[编号：沪农科推字（2014）第6-2号]。

*为通信作者。