后期施肥對(duì)延后栽培葡萄綜合品質(zhì)的影響

吳玉霞，毛 娟，楊江山，常永義，陳佰鴻

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

葡萄是我國(guó)重要的落葉果樹(shù)之一，近年來(lái)，葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)葡萄栽培總面積達(dá)79.92萬(wàn)hm2，產(chǎn)量達(dá)1 367萬(wàn)t，鮮食葡萄(含制干品種)栽培面積占全國(guó)總面積的90%以上[1]。我國(guó)已成為世界矚目的葡萄生產(chǎn)第一大國(guó)。葡萄延后栽培是利用西北地區(qū)氣候冷資源，通過(guò)設(shè)施保護(hù)開(kāi)展葡萄優(yōu)質(zhì)、高效栽培，延遲采收的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于西北高寒地區(qū)及非耕地開(kāi)發(fā)利用中。延后栽培中，葡萄生長(zhǎng)期長(zhǎng)，產(chǎn)量高，對(duì)礦質(zhì)元素的吸收量大，施肥是影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，科學(xué)合理的施肥有利于提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[2-4]。氮、磷、鉀作為果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育必須的大量礦質(zhì)元素，對(duì)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響。葡萄不同發(fā)育時(shí)期對(duì)肥料的需求不同，在葡萄年生長(zhǎng)周期中，從萌芽至開(kāi)花前追肥以氮磷肥為主，果實(shí)膨大期和轉(zhuǎn)色期追肥則以磷鉀肥為主[5-7]。葡萄漿果著色、成熟期需鉀量較大，果實(shí)著色期追施鉀肥，能顯著提高果實(shí)品質(zhì)，明顯提高鉀肥的利用效率，提高產(chǎn)量[8]。在果實(shí)發(fā)育和成熟期，控制氮肥、增施鉀肥和必要的磷肥和微肥是獲得優(yōu)質(zhì)葡萄的必要措施[9]。水肥一體化施肥技術(shù)是滴灌系統(tǒng)發(fā)展而成的節(jié)水、節(jié)肥、高產(chǎn)、高效的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)[10]，果樹(shù)栽培中應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可以大幅實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥，提高肥料利用率，對(duì)改善果樹(shù)光合特性，提高果實(shí)品質(zhì)等具有重要意義[11]。

永登縣位于甘肅省中部，土地沙化、貧瘠化嚴(yán)重，氣候冷涼，自然災(zāi)害頻繁，種植結(jié)構(gòu)單一。2000年結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀惶攸c(diǎn)對(duì)非耕地荒山荒坡進(jìn)行改造，開(kāi)始葡萄設(shè)施保護(hù)地生產(chǎn)，2015年全縣葡萄種植規(guī)模達(dá)640 hm2，葡萄產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為當(dāng)?shù)氐奶厣еa(chǎn)業(yè)。引進(jìn)水肥一體化技術(shù)后，在葡萄生產(chǎn)管理上尚缺少科學(xué)合理的施肥技術(shù)，農(nóng)戶(hù)憑經(jīng)驗(yàn)盲目施肥，普遍存在氮肥施用過(guò)量，施肥不合理的問(wèn)題，致使葡萄后期生長(zhǎng)養(yǎng)分不足，抗寒能力差，果品品質(zhì)良莠不齊，肥料利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重引起土壤性狀?lèi)夯h(huán)境污染等次生危害。針對(duì)上述問(wèn)題，結(jié)合葡萄需肥規(guī)律，在生長(zhǎng)后期設(shè)計(jì)不同的施肥方案，研究不同配比氮磷鉀沖施肥對(duì)延后栽培葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為當(dāng)?shù)仄咸烟豳|(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在永登縣城關(guān)鎮(zhèn)紅砂川紅提葡萄種植基地開(kāi)展。試驗(yàn)區(qū)屬典型大陸性氣候，年平均氣溫5～7℃，年日照時(shí)數(shù)為2 659 h；海拔2 109 m，全年無(wú)霜期120 d，年平均降水量290 mm，日照充足，氣候冷涼，較適合葡萄設(shè)施延后栽培。試驗(yàn)區(qū)土壤為非耕地，主要為黃綿土和灰鈣土，經(jīng)多年耕種培肥，呈中等肥力。土壤養(yǎng)分情況為有機(jī)質(zhì)13.6 g·kg-1，全氮1.15 g·kg-1，全磷2.14 g·kg-1，全鉀19.7 g·kg-1，堿解氮126 mg·kg-1，有效磷97 mg·kg-1，速效鉀181 mg·kg-1，pH值為7.84。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為“紅地球”葡萄，日光溫室延后栽培，多主蔓扇形整枝，單籬“V”型架，樹(shù)齡8年。株距0.8 m，行距2.0 m，成行種植，南北行向，每行種植9株，種植密度為6 253株·hm-2。避開(kāi)溫室東西山墻，選擇溫室中間部位、長(zhǎng)勢(shì)較一致的葡萄開(kāi)展滴灌施肥試驗(yàn)。

試驗(yàn)肥料為諾普豐NovaNPK系列水溶肥和諾普豐PeakMKP磷酸二氫鉀，配方分別為19-19-19、0-52-34，均為以色列進(jìn)口肥，純度≥99%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年9月中旬葡萄轉(zhuǎn)色期開(kāi)始,12月下旬葡萄成熟收獲結(jié)束。結(jié)合當(dāng)?shù)仄咸焉a(chǎn)中后期N、P、K平衡施肥的習(xí)慣，在保持施肥總量不變的基礎(chǔ)上，依次增加磷鉀肥比例，減少氮肥施用量，設(shè)計(jì)施肥梯度，研究其對(duì)葡萄綜合品質(zhì)的影響，具體施肥量見(jiàn)表1，其中CK為對(duì)照，T4為當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥量。每個(gè)處理1行，重復(fù)3次，小區(qū)面積14.4 m2，采用滴灌，灌水定額為75 m3·hm-2，用水表控制水量，將肥料溶化后沖施。按天氣狀況，每15 d左右滴灌1次，分別于9月22日、10月9日、10月24日、11月8日進(jìn)行施肥處理，共4次。供試材料前期田間管理一致，處理之前果穗統(tǒng)一進(jìn)行整穗和套袋。

表1 不同處理施肥情況 (kg·hm-2)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

葡萄于2015年12月下旬收獲，每處理隨機(jī)選取10個(gè)有代表性的果穗用于品質(zhì)測(cè)定。葡萄單穗重、單粒重用1%的電子天平稱(chēng)量；果粒縱、橫徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量；果皮厚度用YH-1型厚度計(jì)測(cè)定；果實(shí)硬度用GY-4型數(shù)顯硬度計(jì)測(cè)定；果實(shí)可溶性固形物含量和含酸量(酒石酸)用日本Atago PAL-BX糖酸一體機(jī)測(cè)定；花青素和Vc含量用分光光度法[12]測(cè)定。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2010和SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和制圖，用Duncan法對(duì)不同處理樣品做顯著性檢驗(yàn)和相關(guān)性分析。處理樣品品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)判，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，正相關(guān)指標(biāo)用式(1)，負(fù)相關(guān)指標(biāo)用式(2)，將各指標(biāo)隸屬函數(shù)值取平均數(shù)進(jìn)行比較。平均隸屬函數(shù)值越大，表明該處理樣品的綜合品質(zhì)越好[13-14]。

U(xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

U(xi)′=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中，U(xi)和U(xi)′為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后的隸屬函數(shù)值，Xi為處理樣品某項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定值，Xmax、Xmin分別為某一指標(biāo)內(nèi)的最大值、最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥處理對(duì)葡萄外觀品質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)穗重和單粒重的影響

由表2可以看出，T1處理葡萄穗重最大，平均穗重708.00 g，其次為T(mén)2處理，穗重594.60 g，分別比CK高76.38%和48.13%，與CK有顯著差異；T3、T4和CK處理差異性不明顯。不同施肥處理對(duì)葡萄單粒重的影響較大，增施肥料各處理的單粒重均顯著高于對(duì)照，T1、T2處理單粒重均在12 g以上，差異不顯著，但均顯著大于T3、T4處理。T1、T2處理果穗外觀大小適中，穗形緊湊，粒大均勻，達(dá)到了一級(jí)果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明在延后栽培中，后期增施較高水平的磷鉀肥可促進(jìn)葡萄果粒發(fā)育，提高產(chǎn)量。

表2 不同處理葡萄果實(shí)的外觀品質(zhì)

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，下同。

2.1.2 對(duì)果粒大小和果形的影響

‘紅地球’果粒一般呈圓形或卵圓形，延后栽培中受較低夜溫的影響，果實(shí)縱徑發(fā)育較橫徑快，多呈長(zhǎng)圓形。由表2可知，T1處理果?？v徑最大，為33.96 mm，與CK和其他處理有顯著差異，其他處理果?？v徑在31.71～32.63 mm之間，差異不顯著。T2處理果粒橫徑最大，顯著大于CK、T3、T4處理；T1處理果粒橫徑長(zhǎng)24.81 mm，與T2差異不明顯。所有處理果形指數(shù)均大于1.2，果形整體呈長(zhǎng)圓形，施肥對(duì)果形變化的作用明顯，T1>T3>CK>T4>T2，處理間差異顯著。

2.1.3 對(duì)果皮厚度和果實(shí)硬度的影響

‘紅地球’作為脆肉型歐亞種葡萄的代表種，果皮厚度會(huì)直接影響葡萄口感；而果實(shí)硬度是果實(shí)品質(zhì)高低、耐貯耐運(yùn)的標(biāo)志[15]。表2顯示，CK處理葡萄果皮較厚，顯著高于其他處理，而肥料各處理間果皮厚度差異不顯著。T1處理果實(shí)硬度最大，其次為T(mén)2處理，分別比CK高81.82%和64.94%,差異顯著；T3、T4處理與CK無(wú)顯著差異。T1和T2處理均施用了較高水平的磷、鉀素，說(shuō)明后期增施磷、鉀可以增加果實(shí)硬度，提高葡萄耐貯性。

2.2 施肥處理對(duì)葡萄內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)果實(shí)可溶性固形物、酸含量及果實(shí)風(fēng)味的影響

由表3可知，施肥處理對(duì)葡萄可溶性固形物含量有較大影響，T1、T2、T3、T4處理可溶性固形物含量分別比對(duì)照高24.55%、18.97%、11.09%、10.00%，與CK差異顯著，施高水平磷、鉀肥的處理效果更好。施肥對(duì)葡萄含酸量變化的影響不明顯，各處理及其與CK均無(wú)顯著差異。T1、T2處理固酸比與CK差異顯著，果實(shí)風(fēng)味更佳。說(shuō)明生長(zhǎng)后期增施較高水平磷、鉀對(duì)提高葡萄品質(zhì)、口感有重要作用。

表3 不同處理葡萄果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)

2.2.2 對(duì)Vc含量的影響

還原型Vc是對(duì)人體健康至關(guān)重要的一種維生素，是果品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[16]。從表3中可以看出，T1處理Vc含量最高，T4次之，均顯著高于CK，T3處理與CK差異不顯著，T2處理較CK低。說(shuō)明在果實(shí)品質(zhì)形成的中后期，施肥對(duì)葡萄果實(shí)Vc含量的積累有一定作用。

2.2.3 對(duì)果皮花青素含量的影響

對(duì)果皮花青素含量的測(cè)定結(jié)果(表3)顯示，4種施肥處理與CK均無(wú)顯著差異。果皮花青素含量的多少主要與果實(shí)著色有關(guān)，永登地處高海拔地區(qū)，冬季光照資源豐富，紫外線強(qiáng)，果皮顏色普遍呈紫紅色，著色較深，不存在著色不良的現(xiàn)象。肥料方面，鉀肥與果實(shí)著色有關(guān)，但在紫外線較強(qiáng)的地區(qū)，主要與光照和光質(zhì)有關(guān)，后期補(bǔ)充鉀肥與否對(duì)果實(shí)著色影響不大。

2.3 施肥處理與品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)分析

在不同施肥處理下，對(duì)葡萄外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果(表4)表明，葡萄穗重、單粒重和果實(shí)縱、橫徑、果實(shí)硬度、可溶性固形物呈極顯著正相關(guān)；果粒大小和果皮厚度、果實(shí)硬度、可溶性固形物、酸含量呈正相關(guān)關(guān)系，與固酸比呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中果實(shí)縱、橫徑與果實(shí)硬度、可溶性固形物、含酸量呈極顯著正相關(guān)，與固酸比呈顯著負(fù)相關(guān)；果皮厚度和果實(shí)含酸量、固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)；果實(shí)硬度和可溶性固形物、含酸量極顯著正相關(guān)，與固酸比顯著負(fù)相關(guān)；Vc含量與果實(shí)橫徑、果型指數(shù)顯著正相關(guān)；果皮花青素含量與果實(shí)縱徑、果實(shí)硬度顯著正相關(guān)。

表4 葡萄品質(zhì)相關(guān)性分析

注：X1-X12分別為穗重(g)，單粒重(g)，果實(shí)縱徑(mm)，果實(shí)橫徑(mm)，果形指數(shù)，果皮厚度(mm)，果實(shí)硬度(kg·cm-2)，可溶性固形物(%)，含酸量(%)，固酸比，Vc(mg·100 g-1)，果皮花青素(nmol·g-1)；**表示差異極顯著(P<0.01)，*表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 施肥對(duì)品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)

隸屬函數(shù)評(píng)估法是采用模糊數(shù)學(xué)原理，利用隸屬函數(shù)對(duì)植物抗性、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法。不同施肥條件下，對(duì)延后栽培葡萄果實(shí)的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果(表5)顯示，葡萄果實(shí)品質(zhì)綜合排序依次為：T1>T2>T3>T4>CK，各施肥處理葡萄品質(zhì)均優(yōu)于對(duì)照，不同處理N、P、K配比不同，品質(zhì)也有差別，T1處理綜合品質(zhì)最優(yōu)。說(shuō)明在葡萄生長(zhǎng)后期增施較高水平的磷鉀肥、控制氮肥對(duì)提高果實(shí)品質(zhì)具有重要作用；前期正常施肥，后期施肥不足和施肥不當(dāng)(高氮素，低磷鉀)均不利于果實(shí)品質(zhì)的形成。

表5 不同施肥條件下葡萄品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值

3 小結(jié)與討論

葡萄果實(shí)的品質(zhì)是決定其商品價(jià)值高低的關(guān)鍵因素，包括外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，其中外觀品質(zhì)主要包括果穗大小及形狀、果粒大小、果形、質(zhì)地及色澤等；內(nèi)在品質(zhì)主要包括風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分[17]。在延后栽培中，葡萄生長(zhǎng)后期正值寒冬季節(jié)，室外溫度較低，葡萄生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中常受到低溫脅迫，溫室內(nèi)潮濕陰冷，影響樹(shù)體生長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的形成。葡萄對(duì)土壤中氮、磷、鉀的需求量較高，其中磷、鉀供應(yīng)狀況是影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素，后期加強(qiáng)磷鉀肥，能提高樹(shù)體抗性，促進(jìn)葡萄果實(shí)發(fā)育，改善果實(shí)品質(zhì)[18-20]。通過(guò)在葡萄膨大后期增施不同配比的復(fù)合肥來(lái)改善設(shè)施葡萄的果實(shí)品質(zhì)在葡萄的生產(chǎn)實(shí)踐中有普遍意義。

朱本岳等[21]研究表明，巨峰葡萄增施鉀肥能促進(jìn)果實(shí)膨大，果粒的縱徑和橫徑明顯增大。在轉(zhuǎn)色期合理施用氮磷鉀可有效提高果實(shí)硬度，延長(zhǎng)果實(shí)的貨架期[20]。本研究表明，T1處理葡萄的單穗重、單粒重分別為708.00、13.28 g，明顯優(yōu)于對(duì)照和其他處理，產(chǎn)量較高；果粒縱徑較長(zhǎng)，果形指數(shù)1.37，果粒呈長(zhǎng)圓形，粒大而均勻，肉質(zhì)脆硬，外觀品質(zhì)最優(yōu)。其他施肥處理，肥料中氮磷鉀配比的變化亦對(duì)葡萄穗重、單粒重、果形及果實(shí)硬度產(chǎn)生重要影響，磷鉀水平較高的處理，其葡萄外觀品質(zhì)更佳，表明生長(zhǎng)后期增施高水平磷鉀肥、控制氮素用量，能提高葡萄產(chǎn)量，增大果粒，增加果實(shí)硬度，提高葡萄耐貯性。綜合分析可知，后期施肥對(duì)果粒大小影響不明顯，施肥時(shí)葡萄處于轉(zhuǎn)色中期，果粒膨大已近停止，果粒增大速度減緩，養(yǎng)分僅對(duì)果實(shí)內(nèi)含物積累起作用，進(jìn)而影響其單粒重、穗重、耐貯性及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

葡萄內(nèi)在品質(zhì)的優(yōu)劣是通過(guò)一些參數(shù)綜合表現(xiàn)出來(lái)的，決定鮮食葡萄品質(zhì)的指標(biāo)主要有糖、酸、固酸比、Vc等[22-23 ]。大量研究表明，在葡萄成熟過(guò)程中增施鉀肥可提高產(chǎn)量，漿果可溶性固形物、總糖、固酸比、Vc含量高，果品適口性較好[24-26]。本研究中，增施復(fù)合肥的各處理果實(shí)可溶性固形物含量均顯著高于對(duì)照組，處理間比較，增施較高水平磷、鉀肥的處理果實(shí)可溶性固形物較施氮多的處理高，味甜多汁，口感較好。可見(jiàn)，葡萄生長(zhǎng)后期維持較高水平的磷鉀肥能提高果實(shí)可溶性固形物含量和品質(zhì)風(fēng)味，而施用速效氮肥會(huì)降低果實(shí)的可溶性固形物含量，果酸味淡[27]。酒石酸是葡萄果實(shí)中主要的有機(jī)酸，后期增施N、P、K復(fù)合肥后，酒石酸含量雖較對(duì)照組有一定程度的下降，但效果不明顯。P、K素含量高的處理其固酸比、果實(shí)Vc含量均顯著高于對(duì)照組，而配合了高水平N素的處理與對(duì)照組差異不顯著。說(shuō)明在生長(zhǎng)后期追施磷肥和鉀肥，有利于果實(shí)碳水化合物的積累，有利于果實(shí)風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善。后期施肥對(duì)葡萄果皮青花素含量沒(méi)有顯著影響，果實(shí)著色一方面與K素有關(guān)，另一方面與光照和光質(zhì)關(guān)系密切，試驗(yàn)所在地永登縣冬季光照充足，海拔高，紫外線強(qiáng)，溫室內(nèi)葡萄都能正常著色。

不同施肥條件下葡萄外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)相關(guān)分析結(jié)果表明，葡萄穗重、單粒重、果粒大小、果實(shí)硬度與果實(shí)糖、酸指標(biāo)有明顯的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明外觀品質(zhì)佳的葡萄，亦具有較好的口感；隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)顯示，后期追施較高水平的磷鉀肥、不施氮素或少施氮素的處理，葡萄綜合品質(zhì)較高，大量氮素使葡萄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，不利于果實(shí)養(yǎng)分的積累。因此，在葡萄延后栽培生產(chǎn)中，后期應(yīng)嚴(yán)格控制氮肥用量，合理增施磷鉀肥，以改善果品品質(zhì)。