滴灌條件下鮮食葡萄紅地球的合理施肥量

馬紅軍++華惠敏+++施明+++王昊+++張海軍

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.059

摘要：通過田間試驗和室內(nèi)分析，探討賀蘭山東麓地區(qū)不同滴灌肥施用量對鮮食葡萄紅地球生長發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，紅地球葡萄施用NPK滴灌肥480 kg/hm2能夠提高果實的總糖含量，降低果實的總酸含量，但促產(chǎn)效應(yīng)不明顯；施用NPK滴灌肥960 kg/hm2，葡萄促進長勢較明顯，能夠提高果實的維生素C和可溶性糖含量，但產(chǎn)量有所降低；施用NPK滴灌肥720 kg/hm2，紅地球葡萄產(chǎn)量最高能達到29.55 t/hm2，對施肥量與紅地球葡萄產(chǎn)量進行模擬，計算4年生紅地球葡萄的最高產(chǎn)量施肥量為756.6 kg/hm2，可作為賀蘭山東麓風(fēng)沙土紅地球葡萄的一個合理施肥量。

關(guān)鍵詞：鮮食葡萄；紅地球；賀蘭山東麓；施肥量；滴灌；風(fēng)沙土

中圖分類號： S663.106；S663.107文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）09-0222-04

收稿日期：2016-03-31

基金項目：銀川能源學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項目[編號：銀能院發(fā)（2014）155號]。

作者簡介：馬紅軍（1981—），男，寧夏平羅人，碩士，講師，主要從事植物學(xué)教學(xué)及植物栽培技術(shù)研究。E-mail：mahj1118@163.com。

通信作者：施明，碩士，研究實習(xí)員，主要從事半干旱區(qū)葡萄高效栽培技術(shù)研究。E-mail：sm8710@126.com。寧夏賀蘭山東麓因得天獨厚的自然條件和土壤資源，被認(rèn)為葡萄生長最佳的生態(tài)產(chǎn)區(qū)之一[1]。經(jīng)過近30年的發(fā)展，2015年底，寧夏賀蘭山東麓葡萄種植面積發(fā)展到4萬hm2，其中，釀酒葡萄3.5萬hm2，鮮食葡萄0.5萬hm2，綜合年產(chǎn)值166億元。紅地球葡萄由于具有果穗大、色澤鮮艷、果肉硬脆、耐儲運等特點，成為深受人們喜愛的水果之一，也是賀蘭山東麓鮮食葡萄主栽品種之一[2]。

施肥是葡萄栽培管理的重要環(huán)節(jié)，合理施肥是提高葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的主要措施之一[3]。然而，賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)土壤多為沙質(zhì)土或風(fēng)沙土，土壤結(jié)構(gòu)性弱，漏水漏肥現(xiàn)象嚴(yán)重，氮磷鉀養(yǎng)分供應(yīng)能力較差，營養(yǎng)元素常處于虧缺狀態(tài)[4]。該地區(qū)土壤一般為強堿性，pH值一般在8.5以上，導(dǎo)致磷及金屬微量元素強烈固定。此外，該產(chǎn)區(qū)葡萄施肥過程中還存在很多問題，農(nóng)戶盲目根據(jù)經(jīng)驗施肥的現(xiàn)象比較普遍，粗放的水肥管理形成大面積低產(chǎn)葡萄園，農(nóng)戶注重施氮肥，不重視磷、鉀肥的施用，造成葡萄樹體營養(yǎng)失衡，對葡萄的產(chǎn)量、品質(zhì)及顏色有很大的影響[3]。目前，對賀蘭山東麓紅地球葡萄栽培技術(shù)的報道較多[5-8]，但對鮮食葡萄紅地球的合理施肥量卻鮮有報道。本研究針對賀蘭山東麓紅地球葡萄主栽區(qū)風(fēng)沙土土壤瘠薄、漏水漏肥等劣勢，開展滴灌條件下鮮食紅地球葡萄的合理施肥量研究，為提高賀蘭山東麓地區(qū)水肥利用效率、葡萄提質(zhì)增效提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗區(qū)概括

試驗于2014年5—10月在寧夏銀川市金沙林場葡萄基地進行。該區(qū)年均氣溫8.8 ℃，大于10 ℃的活動積溫 3 300～3 680 ℃，無霜期156～165 d，晝夜溫差10～19 ℃，有利于葡萄糖積累。年均降水量191.9 mm，8、9月降水量僅為51.9、23.4 mm。光照資源豐富，年均日照達 2 918.8 h。

1.2供試材料

供試葡萄品種為當(dāng)?shù)刂髟怎r食品種紅地球，別稱紅提，4年生。試驗區(qū)土壤為初育土綱，風(fēng)沙土土類。土壤剖面0～20、20～40、40～60、60～80 cm各層土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.3試驗設(shè)計

試驗采用單因素多水平隨機區(qū)組設(shè)計，統(tǒng)一水肥一體化管理，小區(qū)面積210 m2，重復(fù)3次，設(shè)置處理4個：（1）常規(guī)施肥（簡稱T），即農(nóng)戶一般在萌芽期追施尿素300 kg/hm2，花期追施尿素與磷酸二銨混合肥料450 kg/hm2，果實膨大期追施15%-15%-15%三元復(fù)合肥750 kg/hm2，果實著色期進一步追施15%-15%-15%三元復(fù)合肥750 kg/hm2，兩側(cè)開溝施入；滴水 6 000 m3/hm2，滴水14次，根據(jù)預(yù)先設(shè)計好的水肥分配表來進行滴水，并根據(jù)生育期需水特征及氣候狀況決定滴灌水量分配，水量由水表控制，水源為水泵抽取地下水。（2）施用NPK滴灌肥 480 kg/hm2（簡稱T1），根據(jù)生育期需肥特征確定施肥時期，結(jié)合實際經(jīng)驗，滴肥8次，單次施肥 60 kg/hm2，前3次為Ⅰ型滴灌肥，4～6次為Ⅱ型滴灌肥，7～8次為Ⅲ型滴灌肥；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水方法同上。（3）施用NPK滴灌肥 720 kg/hm2（簡稱T2），滴肥8次，單次施肥 90 kg/hm2；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水滴肥方法同上。（4）施用NPK滴灌肥 960 kg/hm2（簡稱T3），滴肥8次，單次施肥120 kg/hm2；滴水6 000 m3/hm2，滴水14次，滴水滴肥方法同上。

化肥種類及有效含量為：氮肥為尿素[CO（NH2）2]，含N 46%；磷肥為磷酸氫二銨（NH4H2PO4），含P2O5 46%， 含N 11%；

鉀肥為硫酸鉀（K2SO4），含K2O 50%；本研究中提到的NPK滴灌肥是根據(jù)施肥配比自己用水溶性較好的NPK配合而成，分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中N ∶P2O5 ∶K2O質(zhì)量比例分別為3.8 ∶1 ∶1.25、1 ∶1.25 ∶1、1 ∶1 ∶3.2，分別于營養(yǎng)生長期、花期前后和果實著色期施用。

1.4研究方法

1.4.1樣品的采集及處理于生育期第1次施肥前期和第8次施肥后20 d采集土壤樣品，為了使土樣具有代表性，分別在每個處理隨機選3個點，樣點分別在距葡萄樹主干 20、 40 cm 處和2株葡萄中間，用四分法取 0～20、20～40 cm 表層與次表層的土壤樣品，同時挖剖面采取環(huán)刀樣和分析樣。然后將樣品裝入塑料袋、標(biāo)記密封，帶回實驗室自然風(fēng)干、磨碎、過篩、裝袋、貼標(biāo)簽備用。

1.4.2樣品的測定方法（1）土壤理化性狀分析。土壤理化性質(zhì)采用常規(guī)分析方法[9-10]，其中，pH值 （水土質(zhì)量比為 5 ∶1）用PHS-25精密酸度計測定；全鹽含量用DDS-11電導(dǎo)率儀測定；有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；全氮含量用硫酸消煮蒸餾法；堿解氮含量用堿解擴散法測定；速效磷含量用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀含量用1 mol/L醋酸銨溶液浸提-火焰光度法；容重和田間持水量用環(huán)刀法測定。（2）生育期指標(biāo)的測定。每個生育階段測定新梢長和葉綠素含量，新梢長為基部到頂端的垂直高度，用卷尺測定；立秋后測定秋稍的長度；葉綠素含量用SPAD-502 葉綠素計測定。（3）果實品質(zhì)的測定。葡萄收獲后立即測定葡萄品質(zhì)。每處理隨機采集有代表性的果穗10個，每個處理取20粒葡萄，用手持糖度計測定果實可溶性固形物含量；果實酸度采用NaOH滴定法測定，可溶性糖含量采用苯酚比色法測定，還原糖含量用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，維生素C含量用2，4-二硝基苯肼比色法測定。

1.5統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007整理，方差分析LSD多重比較等都由SAS 8.01數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄生長發(fā)育的影響

2.1.1不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄葉片SPAD值的影響由表2可知，施肥促進4年生紅地球葡萄葉片葉綠素含量積累，隨著紅地球葡萄生育期的延長，葉綠素含量增加。開花期，施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理（T2）葉綠素最高，達到了48.93，與施NPK滴灌肥480 kg/hm2的處理（T1）和常規(guī)施肥處理（T）有顯著性差異。而果實膨大期經(jīng)過3次滴肥后，葉綠素含量較開花期都有所增加，且隨著滴灌肥用量的增加，葉綠素含量也相應(yīng)地增加。著色期各處理長勢良好，葉綠素含量均高于常規(guī)施肥處理，以施NPK滴灌肥

720 kg/hm2 的處理（T2）最高。

2.1.2不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄新稍和秋稍的影響由表3可知，隨著紅地球葡萄生育期的延長，不同NPK滴灌肥施用量下紅地球葡萄新稍和秋稍長度也存在很大差異。施肥促進了新稍的生長，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，新稍長度較常規(guī)施肥處理（T）也顯著增加。秋稍長度與NPK滴灌肥施用量的關(guān)系出現(xiàn)了變化，主要是夏季修剪后樹體差異加大，施肥量與秋稍長度的關(guān)系不一致。施NPK滴灌肥480 kg/hm2的處理（T1）秋稍最短，說明480 kg/hm2的NPK滴灌肥不能滿足4年生紅地球葡萄的正常生長。720 kg/hm2 的施肥量是最合適的施肥量。

2.2不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄果實品質(zhì)的影響

由表4可見，不同的NPK滴灌肥施用量處理下4年生紅地球葡萄的品質(zhì)有很大的差異。隨著NPK滴灌肥施用量的增加，維生素C含量也表現(xiàn)出了增加的趨勢，施用NPK滴灌肥 960 kg/hm2 的處理（T3）維生素C含量最高，與其他各施肥處理有顯著性差異。

果實的可溶性糖含量與維生素C含量有著同樣的規(guī)律，也是相同的處理下隨著NPK滴灌肥施用量的增加果實的可溶性糖表現(xiàn)出了增加的趨勢，表明施肥能夠增加果實的可溶性糖含量。各施肥處理間還原性糖含量無顯著性差異，以施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理最高；相同處理下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，果實的可溶性固形物含量表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，但施滴灌肥的處理果實的可溶性固形物含量高于常規(guī)施肥處理，說明施用滴灌肥能夠提高果實的可溶性固形物含量。但施肥量達960 kg/hm2時，可溶性固形物含量略有降低，可能是因為過多施肥量中氮引起的負效應(yīng)。

各施肥量處理間果實的總酸含量無顯著性差異，施NPK滴灌肥720 kg/hm2處理（T2）的糖酸比最大，達到了22.62，與常規(guī)施肥量處理達顯著差異，說明NPK滴灌肥不僅能夠增加果實的含糖量，還能降低果實的總酸度，增大糖酸比，能夠改善紅地球葡萄果實的風(fēng)味和口感。

2.3不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄產(chǎn)量的影響

常規(guī)施肥下，4年生的紅地球葡萄也獲得了較高的產(chǎn)量，但改為施用滴灌肥后，產(chǎn)量得到進一步增加（圖1），分別比常規(guī)施肥增產(chǎn)29.43%、47.75%和38.05%；當(dāng)NPK滴灌肥的施用量低于720 kg/hm2時，產(chǎn)量隨著施用滴灌肥數(shù)量的增加而增加，說明NPK滴灌肥能夠促進紅地球葡萄光合產(chǎn)物的形成和運轉(zhuǎn)，從而達到增產(chǎn)的效果，但進一步增加NPK滴灌肥的施用量就會導(dǎo)致紅地球葡萄產(chǎn)量下降，表明NPK施肥過量，多數(shù)情況是因為氮過多引起的負效應(yīng)，也同樣說明滴灌肥施用量應(yīng)適量。

對NPK滴灌肥不同施用量與產(chǎn)量的關(guān)系進行模擬，得出二者的關(guān)系為：

y=50.927+76.58x-0.759 19x2，r2=0.993 4。

式中：NPK滴灌肥的一次項系數(shù)為正，而二次項系數(shù)為負，表明典型的拋物線線性關(guān)系，符合肥料效應(yīng)的報酬遞減規(guī)律。

根據(jù)邊際分析原理，dy/dx=0時，4年生紅地球葡萄產(chǎn)量最高，對上式進行求導(dǎo)數(shù)，由此而計算4年生紅地球的最高產(chǎn)量NPK滴灌肥施用量Nmax=756.6 kg/hm2。

而dy/dx=Px/Py時，經(jīng)濟利潤最大，此時可計算最大利潤施肥量。4年生紅地球葡萄售價為12 000元/t，當(dāng)季NPK滴灌肥肥價格為Px=3 913元/t，從而得到最佳經(jīng)濟效益NPK施肥量Nopt=742.35 kg/hm2。

理論計算結(jié)果與田間試驗實際觀測值比較接近，施肥量720 kg/hm2時產(chǎn)量最高，可視為較為理想的滴灌肥施肥量，并可保障風(fēng)沙土葡萄園獲得30 t/hm2的高產(chǎn)量。

2.4不同NPK滴灌肥施用量對紅地球葡萄收獲期土壤理化性質(zhì)的影響

由圖2可知，不同的施肥量處理后，收獲期土壤的各項養(yǎng)分含量較處理前都有變化。土壤有機質(zhì)含量以施NPK滴灌肥720 kg/hm2的處理最高，達到了4.79 g/kg，其他各施肥量處理差別不大；各施肥量處理間土壤pH值無顯著差異；施NPK滴灌肥960 kg/hm2的處理土壤堿解氮含量最高，可能是施肥量過大，過多的氮素沒有被樹體吸收殘留在土壤里造成的；常規(guī)施肥量處理的全鹽含量最高，達0.45 g/kg，顯著高于其他各施肥處理，說明滴灌施肥更有利于樹體對養(yǎng)分的吸收，能夠有效地預(yù)防或者降低土壤的鹽漬化水平。

施720 kg/hm2 NPK滴灌肥處理土壤中全氮含量最高，顯著高于常規(guī)施肥處理，原因可能是農(nóng)戶習(xí)慣施肥施入大量氮素，由于大水溝灌的灌水方式，使得一部分氮素隨著水分的滲漏損失了，造成收獲期常規(guī)施肥處理土壤全氮含量降低。常規(guī)施肥處理的全磷含量最高，因為磷在堿性土壤中的移動性較差，農(nóng)戶施入的大量磷素留在了土壤中，也很難滲漏損失。

常規(guī)施肥處理的土壤有效磷和速效鉀含量最高，可能的原因是常規(guī)施肥的施肥量較大，過多的養(yǎng)分沒有被樹體吸收而殘留在了土壤中；相同處理下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，土壤中的有效磷和速效鉀含量有增大的趨勢。

3結(jié)論與討論

3.1討論

氮磷鉀是植物的三要素，是植物的重要組成部分[11-12]。葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)受肥料施用方法和施用量的影響[13-16]。葡萄不同的生育期對氮磷鉀的需要量很有很大的變化。高志明等研究了氮磷鉀配施對紅地球葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，證明只有合理的施氮量才能提高葡萄的產(chǎn)量，并不是氮越多越好，施氮過量，葡萄產(chǎn)量下降[17]。本試驗結(jié)果顯示，相同的條件下，隨著NPK滴灌肥施用量的增加，4年生紅地球葡萄的產(chǎn)量先增加后降低，可能是因為氮過多引起的負效應(yīng)。

王保良在我國肥力較低的沙壤上試驗，得出6年生玫瑰香葡萄施用N ∶P2O5 ∶K2O的最優(yōu)配比為2 ∶1 ∶3[18]。楊治元通過對藤稔葡萄施肥試驗發(fā)現(xiàn)N ∶P2O5 ∶K2O的最優(yōu)配比為1 ∶0.8 ∶0.8[19]。劉德江等對新疆昌吉園藝場全球紅葡萄進行施肥研究時發(fā)現(xiàn)，N ∶P2O5 ∶K2O為1 ∶1 ∶1 時，葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)較好[20]。河北懷來褐土上的田間試驗表明，每形成 1 000 kg 釀酒葡萄（赤霞珠）需N 5.95 kg、P2O5 3.95 kg和K2O 7.68 kg[21]，N、P、K的施用比例可調(diào)節(jié)到 10 ∶7.0 ∶13.0。本試驗的結(jié)果表明，在一定的范圍內(nèi)施用NPK滴灌肥對4年生紅地球葡萄的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)均有顯著地影響，但在不同的生育期應(yīng)采用不同的施肥配比，葡萄在不同的生育期對養(yǎng)分的需要不一樣，前期主要是新稍的生長，施肥質(zhì)量比為N ∶P2O5 ∶K2O=3.8 ∶1 ∶1.25，以氮素為主；果實膨大期主要是碳水化合物的累積，以磷素為主，施肥質(zhì)量比為N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1.25 ∶1；著色期需要鉀素來提升葡萄的品質(zhì)，施肥質(zhì)量比為N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶1 ∶3.2，以鉀素

為主。

3.2結(jié)論

施用NPK滴灌肥能夠促進4年生紅地球葡萄葉片葉綠素含量及新稍的生長，提高紅地球葡萄果實可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量，增加果實糖酸比，降低果實總酸度。施用NPK滴灌肥可以全面改善土壤營養(yǎng)水平，從而改善紅地球葡萄果實的品質(zhì)。

本試驗得出4年生紅地球葡萄在NPK滴灌肥施用量為756.6 kg/hm2的處理下可獲得最高產(chǎn)量，最佳經(jīng)濟效益施肥量為742.35 kg/hm2。理論計算結(jié)果與田間試驗實際觀測值接近，NPK滴灌肥施用量為720 kg/hm2時，4年生紅地球葡萄的產(chǎn)量最高，可視為較為理想的滴灌肥施肥量，并可保障風(fēng)沙土葡萄園獲得30 t/hm2的高產(chǎn)量。

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