杨文莉，白洁洁，杨泽康，王博，代红军，王振平*

（宁夏大学农学院，宁夏银川 750021）

果园施肥是果树生长过程中不可或缺的环节，施肥质量的好坏直接决定着水果的产量和品质[1]。在我国肥料对于农作物的增产贡献只有30%左右，且过量施肥情况非常严重，尤其是过量偏施氮肥，往往造成氮素以NO3--N的形式渗入地下水，对环境造成不利的影响。重施化肥、轻施有机肥、营养元素配方不均衡和肥料施用量大等问题导致了肥料利用率低、作物产量及品质达不到预期效果[2-3]。对于葡萄来说，很多果农过量施肥，造成土壤酸化、葡萄着色不良[4]、成熟期推迟[5]。目前，测土配方施肥被广泛应用，在测土配肥的基础上科学施肥，可促进作物养分吸收，提高品质和产量，并能避免盲目施肥，减少资源浪费和对环境的污染等。但是，也因专业技术人员力量薄弱、测定系统不完善和不能具体到特定地块等问题具有很多争议[6]。

生物有机肥和生物菌肥应用在很多植物上，且在生产上起着重要的作用，主要表现在提高土壤肥力和平衡养分，提高作物光合特性、产量和品质等方面[7-8]。目前，我国微生物肥料使用量不到我国肥料使用量的3%[9]，且生物肥和菌肥在酿酒葡萄上的应用鲜见报道。

宁夏地区干旱少雨，土壤质地为风沙土，保水保肥性差，对肥料的施用标准模糊不清，且对于酿酒葡萄施肥量的研究较少。为探究适宜宁夏酿酒葡萄生长合适的施肥量，本试验以9年生‘美乐’为试材，研究不同施肥水平下‘美乐’葡萄在光合和果实品质方面的差异，以便能为生产优质高产的葡萄提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2018年5—10月在宁夏玉泉营农场国家葡萄产业技术体系水分生理与节水栽培岗位科学家核心试验园进行。该试验地位于贺兰山东麓，北纬38.5°，年平均气温9.0 ℃，昼夜温差大，全年无霜期150～170 d，降水量在200 mm左右，蒸发量为2000 mm左右，土壤质地为风沙土[10]。

供试品种为欧亚种‘美乐’（Merlot），9年生树龄，株行距0.7 m×3 m，独龙蔓整形，长势良好，无病虫害。

供试有机菌肥是由青岛牧原生物能源开发有限公司提供的一种缓效性有机肥（主要成分含量：氮磷钾含量≥5%，有机质≥45%，微生物菌≥4亿/g），通常作为底肥施用，能够改善土壤pH，补充土壤中盐基养分的不足，促进土壤中有益菌的培育繁殖，增加产量等。

1.2 试验设计

试验共设置4个处理：于‘美乐’葡萄开花前，距离主干水平距离40 cm，深度40 cm处施用设定的有机菌肥，施用量分别为：200 kg/667m2（T1）、400 kg/667m2（T2）和600 kg/667m2（T3），以不施有机菌肥的地块为对照（CK），每个小区1334 m2，果实膨大期对各处理进行统一追肥。施肥方案：每667 m2施磷酸一铵3 kg+硫酸钾2 kg+黄腐酸钾2 kg+腐殖酸钠2 kg+微量元素（熬合铁100 g+镁100 g+锌100 g+硼100 g）+聚天冬氨酸100 g，磷肥、钾肥、微量元素和天冬氨酸一起滴灌施用，黄腐酸钾和腐殖酸钠一起喷施于地表。试验方案及肥料由青岛联合瑞华生物技术有限公司提供，试验期间修剪、病虫害及其它管理栽培措施参照常规。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 光合指标的测定

于开花期开始，在葡萄树体东南方向近地面1.4～1.6 m处挂果的结果枝上中部第5～6节，每个处理选取5片完全成熟的完整叶片，用光合作用测定仪（3051D）进行光合速率、蒸腾速率、胞间CO2、气孔导度和水分利用率的指标测定。每15 d进行一次，测定时选择晴朗无风的上午。

1.3.2 果实品质的测定

于花后30 d开始，各处理每15 d采集葡萄300～500粒，带回实验室进行果实百粒重（1/1000分析天平）、可溶性固形物（手持式折光仪）和可滴定酸（NaOH中和滴定[11]）的测定，每个处理重复3次，求平均值。剩余葡萄液氮冷冻后放入-80 ℃冰箱保存备用。

单宁测定采用福林丹尼斯法[12]；总酚测定采用福林酚法[13]；可溶性总糖测定采用蒽酮比色法[14]；还原糖测定采用3-5二硝基水杨酸法[15]；花色苷测定采用pH试差法[16]。

1.4 试验数据处理

采用DPS v7.05，Microsoft Excel 2007等软件进行数据处理及分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片光合特性影响

2.1.1 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片光合速率的影响如图1所示，不同施肥量处理下，‘美乐’葡萄叶片的光合速率在前期变化不明显，7月15日以后变化趋势呈现“S”形曲线，在葡萄生长后期差异较明显，于9月13日左右各处理光合速率达到最大值，其中T1和T2处理下光合速率较CK分别增加20%和23%，而T3处理叶片光合速率较CK降低26%。由此可知，T1和T2处理能够有效的提高葡萄叶片的光合速率，其中T2效果最佳；T3处理对葡萄叶片的光合速率具有抑制作用。

2.1.2 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片蒸腾速率的影响不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片蒸腾速率的影响（图2），整体趋势呈现“双峰”曲线。其中，各处理蒸腾速率在7月15日左右达到最大值，此时，T2和T3处理葡萄叶片蒸腾速率显著高于其它处理，且分别较CK提高65%和29%，T1处理较CK降低了6%，差异不显著。但是在7月30日以后，T3处理葡萄叶片蒸腾速率显著低于其它处理，与前期所呈现的效果有所差异，T1和T2处理葡萄叶片蒸腾速率则仍然高于CK，其中T2处理效果最明显。由此可见，T1和T2处理均能够显著提高葡萄叶片的蒸腾速率，其中T2处理效果最显著，而T3处理在前期可以提高葡萄叶片蒸腾速率，后期则有显著的抑制作用。

2.1.3 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片胞间CO2含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片胞间CO2含量的影响如图3所示。整个变化趋势呈现“双峰”曲线，且各处理胞间CO2含量在7月15日达到最大值，3个施肥处理葡萄叶片胞间CO2含量均显著高于CK，分别较CK提高14%、24%和31%，其中T3处理下‘美乐’葡萄叶片胞间CO2含量最高。由此可知，各处理均可以提高‘美乐’葡萄叶片胞间CO2含量，其中T3处理影响最显著。

图1 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片光合速率的影响Figure 1 Effects of different fertilization rates on photosynthetic rate of 'Merlot' leaves

图2 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片蒸腾速率的影响Figure 2 Effects of different fertilization rates on leaf transpiration rate of 'Merlot' leaves

图3 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片胞间CO2含量的影响Figure 3 Effects of different fertilization rates on intercellular CO2 content in leaves of 'Merlot' leaves

2.1.4 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片气孔导度的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片气孔导度的影响如图4所示，整个变化趋势呈现“多峰”曲线，各处理胞间CO2含量在8月29日达到最大值，T1和T2处理的葡萄叶片气孔导度显著高于CK，分别较CK增加16%和31%，T3处理较CK降低了17%。由此可知，T1和T2处理均可显著提高‘美乐’葡萄叶片气孔导度，其中T2处理差异最显著，T3处理则对葡萄叶片气孔导度具有抑制作用。

图4 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片气孔导度的影响Figure 4 Effects of different fertilization rates on stomatal conductance of 'Merlot' leaves

2.1.5 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片水分利用效率的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片水分利用率的影响如图5所示，随着葡萄的生长，各处理葡萄叶片的水分利用率整体呈现“N”形曲线。在9月13日均达到最大值，T1和T2处理显著高于CK，分别增加21%和44%，T3较CK差异不显著，较CK增加5.6%。由此可知，各处理均可增加‘美乐’葡萄叶片水分利用率，其中T2处理效果最显著。

图5 不同施肥量对‘美乐’葡萄叶片水分利用效率的影响Figure 5 Effects of different fertilization rates on waterutilization ratio of 'Merlot' leaves

2.2 不同施肥量对‘美乐’葡萄果实品质的影响

2.2.1 不同施肥量对‘美乐’葡萄粒质量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄百粒重的影响如图6所示，各处理百粒质量于花后30～90 d整体呈现增长趋势，其中花后30～60 d增长较缓慢，花后60～90 d增长较迅速，花后90 d以后呈现下降的趋势。葡萄果实采收期时，各处理葡萄百粒质量次序为CK＞T1＞T2＞T3，T1、T2和T3处理百粒质量分别较CK降低了6%、7.6%和15%。说明不同施肥量均降低了葡萄果实的百粒质量，施肥浓度越高，降低程度越明显。

图6 不同施肥量对‘美乐’葡萄粒质量的影响Figure 6 Effects of different fertilization rates on 100 berries weight of 'Merlot' grapevine

2.2.2 不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性固形物的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性固形物的影响如图7所示，随着生长期的延长‘美乐’葡萄果实可溶性固形物含量整体呈现上升的趋势，花后30～45 d增长量很小，花后45～75 d增长速度最快，花后75 d以后，增长速度较缓慢。各处理葡萄果实可溶性固形物含量于花后30～75 d均明显低于CK；花后75 d以后，T1和T2处理可溶性固形物积累速度大于CK和T3处理，且于花后120 d时，各处理可溶性固形物含量次序为T2＞T1＞CK＞T3，其中T2处理葡萄可溶性固形物含量最高，为22.63%，较CK增加1.7%。由此可见，低浓度和中等浓度的施肥量能够有效促进葡萄果实可溶性固形物含量的积累，高浓度施肥量不仅没有起到促进作用，反而抑制了可溶性固形物含量的积累。

图7 不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性固形物的影响Figure 7 Effects of different fertilization rates on soluble solids of 'Merlot' grapevine

2.2.3 不同施肥量对‘美乐’葡萄可滴定酸含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄可滴酸含量的影响如图8所示，各处理葡萄果实可滴定酸含量整体呈现下降的趋势，其中花后30～45 d下降速度较缓慢，花后45～120 d，可滴定酸含量迅速下降，随后趋于平缓。花后30～45 d，CK的可滴定酸含量显著高于其它处理，葡萄果实可滴定酸含量表现为CK＞T2＞T1＞T3；T3处理可滴定酸含量于花后45～60 d降解速度减缓，CK处理降解速度加快。花后60～120 d，各处理可滴定酸含量差异不显著。花后120 d时，各处理可滴定酸含量均低于CK，分别较CK降低了9.9%、4.9%和9.3%。说明施肥对可滴定酸含量的分解代谢具有促进作用。

图8 不同施肥量对‘美乐’葡萄可滴定酸含量的影响Figure 8 Effects of different fertilization rates on titratable acid content of 'Merlot' grapevine

2.2.4 不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性总糖含量影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性总糖含量的影响如图9所示，随着处理的进行整体呈现增加趋势，其中，各处理可溶性总糖含量于花后30～45 d增加速度缓慢，花后45～90 d快速增加后趋于平缓，花后90～120 d，可溶性总糖含量再一次快速增加，增加速度比花后45～75 d缓慢。T2处理可溶性总糖含量在整个处理过程中一直处于最高水平，在花后120 d时，各处理可溶性总糖含量的次序为T2＞T1＞CK＞T3，其中，T1和T2处理葡萄果实可溶性总糖含量较CK分别增加了8.7%、18.3%，T3处理较CK降低了6%。说明适量施肥有利于葡萄果实可溶性总糖含量的积累，浓度过高则对葡萄果实可溶性总糖含量的积累具有抑制作用。

图9 不同施肥量对‘美乐’葡萄可溶性总糖含量的影响Figure 9 Effect of different fertilization rates on soluble sugar content of 'Merlot' grapevine

2.2.5 不同施肥量对‘美乐’葡萄还原糖含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄还原糖含量的影响如图10所示，随着处理的进行整体趋势呈现S形曲线。花后30～45 d，各处理葡萄果实还原糖含量基本保持不变；花后45～90 d，各处理葡萄果实还原糖含量迅速积累；花后90～120 d则有所下降。各处理葡萄果实还原糖含量于花后30～60 d差异不显著；花后60～105 d，各处理差异较明显。花后120 d时，各处理葡萄果实还原糖含量次序为T1＞CK＞T2＞T3，其中，T1处理葡萄果实还原糖最高，较CK提高了0.3%，各处理之间差异不明显。由此说明，施肥量多少对葡萄果实还原糖含量无明显影响。

图10 不同施肥量对‘美乐’葡萄还原糖含量的影响Figure 10 Effect of different fertilization rates on reducingsugar content of 'Merlot' grapevine

2.2.6 不同施肥量对‘美乐’葡萄总酚含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄总酚含量的影响如图11所示，花后30～45 d，各处理葡萄总酚含量增长缓慢，且没有显著性差异；花后45～75 d，CK和T3处理葡萄果实总酚含量呈现先上升后下降的趋势，T1和T2处理持续下降，此时各处理葡萄果实总酚含量差异最明显，表现为CK＞T3＞T2＞T1；花后75～120 d，各处理总酚含量持续下降，于花后120 d时，各处理总酚含量次序为T2＞T3＞T1＞CK，T1、T2和T3处理较CK分别提高了11%、38.7%和24.7%。由此说明，施肥可以提高总酚含量，其中，T2处理效果最显著。

图11 不同施肥量对‘美乐’葡萄总酚含量的影响Figure 11 Effect of different fertilization rates on total phenol content of 'Merlot' grapevine

2.2.7 不同施肥量对‘美乐’葡萄单宁含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄单宁含量的影响如图12所示，各处理葡萄果实单宁含量变化趋势与总酚相似，且于花后60 d时差异最显著，表现为CK＞T1＞T2＞T3；各处理单宁含量于花后105 d时有所上升，后期继续保持下降趋势；于花后120 d时，各处理总酚含量次序为T2＞T1＞CK＞T3，T1和T2处理较CK提高了16%和47%，T3处理可以降低单宁含量，但和CK无显著性差异。说明，合适的施肥量可以提高单宁含量的积累，施肥量过多则降低单宁含量。

图12 不同施肥量对‘美乐’葡萄单宁含量的影响Figure 12 Effect of different fertilization rates on tannin content of 'Merlot' grapevine

2.2.8 不同施肥量对‘美乐’葡萄花色苷含量的影响

不同施肥量对‘美乐’葡萄花色苷含量的影响如图13所示，随着处理的进行，整体呈现上升的趋势，各处理花色苷含量于花后45～60 d积累速度缓慢，花后60～120 d，积累速度先快后慢，于花后120 d时，各处理花色苷含量均达到最大值，且葡萄果实花色苷含量T2＞T1＞CK＞T3，其中T1和T2处理果实花色苷含量分别较CK增加了0.5%和3.8%，T3处理较CK降低了18.6%。说明合适的施肥量均可以增加花色苷的积累量，施肥量过多则会抑制花色苷含量的积累。

图13 不同施肥量对‘美乐’葡萄花色苷含量的影响Figure 13 Effect of different fertilization rates on anthocyanin content of 'Merlot' grapevine

3 讨论与结论

3.1 不同施肥量对‘美乐’葡萄光合特性的影响

光合作用是最重要的生理过程之一，通过光合系统相关参数的差异可以了解和分析光合机构的运转状况[17]，作为葡萄生长发育和优质丰产的基础，对葡萄的单产和品质有着至关重要的影响[18]。冉文婷等[19]研究表明，在葡萄栽培过程中，微生物肥料的光合性能较无机肥增强，且在改善土壤养分及酶活性状况等方面优于无机肥。王春虎等[20]用不同浓度的光合菌肥喷施于小麦叶片发现，100倍的光合菌肥显著提高叶片的叶绿素含量及光合速率，增产效果最佳。具有高的光合速率是作物获得高产的前提[21]。本试验中，施肥量为400 kg/667m2时，‘美乐’葡萄叶片光合速率最大，但施肥量为600 kg/667m2时，光合速率较CK明显下降，说明施肥量应该控制在一定的范围内，施肥量过高不仅不会增加葡萄叶片的光合速率，反而对葡萄叶片的光合速率起到了抑制作用。

蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度息息相关，蒸腾速率指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量，能够帮助矿质盐类物质在植物体内运输，使矿物质随水分的吸收和流动被吸入和分布到植物体各部分中去[22]。在本实验中，施肥量在一定范围内能够显著提高葡萄叶片的蒸腾速率，施肥量过多在前期可以提高葡萄叶片蒸腾速率，后期蒸腾速率较CK降低，同时施肥量为200 kg/667m2和400 kg/667m2的处理可显著提高‘美乐’葡萄叶片气孔导度，其中400 kg/667m2的处理差异最显著，600 kg/667m2的处理则对葡萄叶片气孔导度具有抑制作用，且胞间CO2浓度最高。造成这种现象的原因可能由于施肥量为400 kg/667m2时，增加了叶片的气孔开张度，同时施肥量为600 kg/667m2的处理胞间CO2浓度富集，过多的CO2滞留在叶肉细胞，抑制了叶片的蒸腾速率和呼吸作用[23]。

酿酒葡萄水分利用效率受净光合速率和蒸腾速率的影响。处理期间，净光合速率和蒸腾速率的变化不同，因此二者的比值也会存在差异[24]。本试验中，处理组各处理均可增加‘美乐’葡萄叶片水分利用率，其中施肥量为400 kg/667m2的处理效果最显著。

综上所述，适宜的施肥量（200 kg/667m2和400 kg/667m2）可以提高‘美乐’葡萄叶片的光合作用，与薛磊等[25-26]研究结果一致。一般来说，过量施用无机肥会导致光合作用减弱[27]，而过量施用有机菌肥，只会造成浪费，而不会对土壤或作物造成其他的不良影响，冉文婷等[19]研究结果也表示，所有浓度的菌肥处理均可提高‘赤霞珠’叶片的光合特性。在本试验中，仅靠花前施一次肥料不足以保证葡萄的正常生长，因此在后期追施黄腐酸钾、腐殖酸钠、磷酸一铵及微量元素等，其中，黄腐酸钾具有对作物生长的调节和补充钾元素的作用，腐殖酸钠则具有改良土壤、增强肥效、提高品质和产量等作用[28-29]。本试验中，施肥量为600 kg/667m2时，酿酒葡萄的光合作用降低，可能是由于后期追肥与生物菌肥的结合利用，对酿酒葡萄的光合特性产生了一定的影响，也可能是微生物肥料产品中杂菌率偏高，不同菌群拮抗等问题所致。但也有研究表明，高浓度的生物菌肥会抑制温室生菜的光合作用[30]，与本试验的研究结果相符合。

3.2 不同施肥量对‘美乐’葡萄果实品质的影响

施肥量与葡萄产量和品质密切相关，且葡萄果实中糖分、有机酸、酚类物质及花青素含量是评价酿酒葡萄品质的重要指标[31]。左烨[32]研究表明，不同生物菌肥均可提高辣椒的品质和抗逆能力；范洁群等[33]研究表明，微生物菌肥能够提高土壤中的速效肥含量及微生物数量，提高桃的口感及品质。在本试验中，不同施肥量均降低了葡萄果实的百粒重，施肥浓度越高，降低程度越明显，各处理对可滴定酸含量的分解代谢具有促进作用。200 kg/667m2和400 kg/667m2的施肥量能够有效促进葡萄果实可溶性固形物含量、可溶性总糖、花色苷、总酚和单宁含量的积累，其中施肥量为400 kg/667m2时，效果最佳，与前人研究结果一致。根据田间观察结果可知，该生物菌肥能够显著促进花芽分化及坐果率，随着生物菌肥浓度的增加，果穗越紧，施肥量为200 kg/667m2和400 kg/667m2的处理每穗果粒数高于对照。施肥量为400 kg/667m2时，葡萄果粒大小均匀，紧密适度；施肥量为600 kg/667m2时，果粒过于紧密，限制了葡萄的生长，部分果粒被挤扁、挤裂、甚至导致转色不均匀，降低了可溶性固形物、可溶性总糖、花色苷和单宁含量的积累，果实品质下降。

综上所述，‘美乐’葡萄施肥量为400 kg/667m2，显著提高‘美乐’葡萄可溶性糖含量，维持合理的酸度，促进果实总花色苷、单宁及总酚含量的积累，且提高光合作用能力。继续增加施肥量，有些指标如可溶性固形物、可溶性总糖、花色苷和单宁含量均有所下降。因此，从本试验来看，施肥量超过400 kg/667m2时对果实品质的提高起了负面作用，且加大了种植成本，因此，本试验条件下‘美乐’葡萄适宜的施肥量应为400 kg/667m2。