氮磷鉀配施對(duì)藤稔葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李春輝 趙秀芳 邵紅雨

摘要 通過(guò)田間試驗(yàn)，采用3因素5水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，氮磷鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為氮>鉀>磷， 互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為氮磷>磷鉀>氮鉀;氮磷鉀肥對(duì)可溶性糖含量的影響表現(xiàn)為磷>鉀>氮?；プ餍?yīng)對(duì)可溶性糖含量的影響表現(xiàn)為氮磷>氮鉀>磷鉀;對(duì) 糖酸比的影響表現(xiàn)為磷>鉀>氮，當(dāng)?shù)租浄适┯昧糠謩e為51、63 和72 g/株時(shí)，果實(shí)品質(zhì)最好;氮磷鉀肥施用量分別為75、63和48 g/株時(shí)，果實(shí)單株產(chǎn)量達(dá)最大為4.58 kg/株。

關(guān)鍵詞 葡萄;氮磷鉀;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號(hào) S663.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2020）05-0168-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.05.047

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract The effects of N，P，K on the yield and quality of the grape were investigated by using orthogonal quadratic rotatory regression and field experiment，and the mathematical models were established.The results showed that the influence order of nitrogen，phosphorus，potassium on the yield of grape ?was N > K > P，and the interactive effects on the yield of grape was NP > PK > NK.To the soluble sugar content，the impact orders were N > K > P，and the interactive effect order was NP > NK > PK.To the sugar /acid，the impact orders were P > K >N， grape could achieve the best quality as the usage amount of nitrogen，phosphorus，and potassium were 51，63 and 72 g per plant，respectively，and grape production could achieve the high yield as the concentrations of nitrogen，phosphorus，and potassium were 75，63 and 48 g per plant，respectively.

Key words Grape;NPK;Yield ;Quality

葡萄（Vitis vinifera L）是葡萄科（Vitaceae L ）葡萄屬（Vitis L）多年生落葉木質(zhì)藤本植物[1]，與柑橘、蘋(píng)果、香蕉和梨并稱五大水果，我國(guó)栽培葡萄的歷史有2 000多年，葡萄生長(zhǎng)需要多種營(yíng)養(yǎng)元素，吸收量較多的營(yíng)養(yǎng)元素有 C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 等，在這些營(yíng)養(yǎng)元素中，除 C、H、O 來(lái)自于空氣中的 H2O、CO2，其余營(yíng)養(yǎng)元素主要來(lái)自于土壤和肥料[2]。由于土壤供給的營(yíng)養(yǎng)有限，需要肥料的大量供應(yīng)才能滿足葡萄生長(zhǎng)的要求。藤稔葡萄（Fujiminori grape）系歐美雜交巨峰系第三代鮮食葡萄品種，是日本青木一直于1978年以“井川682”ד先鋒”育成，1986年引入我國(guó)。該品種具有樹(shù)勢(shì)強(qiáng)、豐產(chǎn)、果穗大、味美、色艷等優(yōu)良性狀[3]。近年來(lái)，由于受傳統(tǒng)栽培模式的影響，致使藤稔葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。氮、磷、鉀是葡萄生長(zhǎng)發(fā)育所必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)形成有重要影響[4]。如何在高效利用肥料的同時(shí)保證葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。筆者采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[5-6]，研究氮磷鉀配施對(duì)葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為藤稔葡萄的合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)藤稔葡萄高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 以藤稔葡萄為試材。所用肥料為氮肥（純氮）、磷肥（純磷）、鉀肥（純鉀）。

1.2 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)田土質(zhì)為黑壤土，其養(yǎng)分性狀：有機(jī)質(zhì)含量為14.2 g/kg，堿解氮為123.6 mg/kg，速效磷（P2O5）為11.0 mg/kg，速效鉀（ K2O）為690.5 mg/kg，pH 7.86。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)基地葡萄園進(jìn)行。氮磷鉀分2次進(jìn)行溝施，施肥深度35 cm，寬度30 cm，溝中心與樹(shù)干垂直距離30 cm;第一次于萌芽期施入，其中氮肥占施用量的2/3，磷肥占施用量的1/3，鉀肥占施用量的1/2;第二次于果實(shí)膨大期施入，其中氮肥占施用量的1/3，磷肥占施用量的2/3，鉀肥占施用量的1/2，施肥期間灌水，其他栽培管理措施與大田一致。

選取長(zhǎng)勢(shì)較一致的 6 年生藤稔葡萄作為試驗(yàn)材料，株距0.5 m，行距2 m，全部試驗(yàn)設(shè)置23個(gè)小區(qū)，小區(qū)隨機(jī)排列，每個(gè)小區(qū)3株葡萄，2次重復(fù)，采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，各因素均為5個(gè)水平，以氮、磷、鉀肥的施用量為自變因素。零水平X0J=（XrJ+XrJ）/2，變化間距△j=（ XrJ-X0J））/r，星號(hào)臂（r）=1.682，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行施氮磷鉀肥試驗(yàn)，設(shè)計(jì)的諸參數(shù)取值表1。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用K2CrO7-H2SO4氧化法[7]。速效鉀含量測(cè)定采用火焰光度法;速效磷含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法;速效氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;產(chǎn)量于果實(shí)成熟期測(cè)定單果重、單穗重，采用1/100天平稱量法測(cè)定，折合成單株產(chǎn)量?？傻味ㄋ岵捎?NaOH 中和滴定法測(cè)定;可溶性糖采用蒽酮比色法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

應(yīng)用3因素5水平的二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的計(jì)算原理，通過(guò)DPS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表2的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2.1 不同氮磷鉀處理與葡萄可溶性糖含量的關(guān)系

2.1.1 回歸模型和主效應(yīng)分析。

利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[8]對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得到氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）與試驗(yàn)指標(biāo)（Y）的數(shù)學(xué)模型：

Y=13.603 43-0.205 89X1+0.830 88X2+0.349 11X3-0.849 49X1.2-0.552 51X2.2-0.508 31X3.2+0.471 25X1X2-0.398 75X1X3+0.376 25X2X3（1）

通過(guò)方程（1）可知，F(xiàn)失擬=1.487F0.01（9，13）=4.19，說(shuō)明各變異項(xiàng)與試驗(yàn)指標(biāo)的總回歸關(guān)系極顯著，所建立的數(shù)學(xué)模型可靠度高。此模型可以反映氮磷鉀施用量與可溶性糖含量之間的關(guān)系，故可進(jìn)一步作相關(guān)分析。氮二次效應(yīng)，磷的一次效應(yīng)和磷的二次效應(yīng)和鉀的二次效應(yīng)達(dá)極顯著水平，鉀的一次效應(yīng)，氮磷、氮鉀和磷鉀的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平[9]。通過(guò)回歸方程可知3個(gè)因素對(duì)果實(shí)可溶性糖含量的影響表現(xiàn)為磷>鉀>氮。

2.1.2 單因素效應(yīng)分析。對(duì)回歸方程（1）進(jìn)行降維處理，依3個(gè)因素不同水平作單效應(yīng)圖（圖1），可知氮、磷、鉀對(duì)葡萄可溶性糖含量的影響均呈開(kāi)口向下的拋物線，說(shuō)明在一定的施用范圍內(nèi)，可溶性糖含量隨著氮磷鉀施用量的增加而增加，但超過(guò)一定水平后，隨著施用量的增加，可溶性糖含量反而下降;當(dāng)?shù)?、磷、鉀的施用量分別為51、63、48 g/株時(shí)可溶性糖含量達(dá)到最大值。

2.1.3 兩因素的交互作用效應(yīng)分析。從氮磷的互作效應(yīng)可知（圖2），隨著氮肥和磷肥施用量的增加，果實(shí)可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢(shì)。氮肥和磷肥的互作效應(yīng)使可溶性糖含量基本處在10%～12%。整個(gè)圖形呈中間凸起的曲面圖。當(dāng)?shù)綖?0，且磷水平為0時(shí)達(dá)最大值。由圖3和圖4可知，氮鉀、磷鉀互作對(duì)可溶性糖含量的影響與氮磷互作影響基本相似，當(dāng)互作效應(yīng)達(dá)到最大時(shí)，氮磷鉀的水平取值略有不同。三因素互作效應(yīng)對(duì)可溶性固形物含量的影響表明氮磷>氮鉀>磷鉀。

由圖3可知，隨著氮肥和鉀肥施用量的增加，果實(shí)可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢(shì)。氮肥和鉀肥的互作效應(yīng)使可溶性糖含量大部分在12%～14%，增加較明顯。當(dāng)?shù)侍幵?1.682～-1水平時(shí)，隨著鉀肥施用量的增加果實(shí)可溶性糖含量先增加后減小，在1水平時(shí)達(dá)到最大，在1～1.682水平時(shí)，隨著鉀肥施用量的增加可溶性糖含量先增加后減小，在0水平時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)鉀肥在-1.682～1.682水平時(shí)，隨著氮肥施用量的增加，果實(shí)可溶性糖含量增加，在0水平達(dá)到最大，繼續(xù)增加氮肥施用量，可溶性糖含量反而下降。氮肥和鉀肥的互作效應(yīng)使可溶性糖含量基本處在10%～12%，氮肥和磷肥的互作效應(yīng)使可溶性糖含量呈中間凸起的曲面圖。

由圖4可知，隨著鉀肥和磷肥施用量的增加，果實(shí)可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢(shì)，當(dāng)磷肥在1～1.682水平時(shí)，隨著鉀肥施用量的增加可溶性糖含量增加，在1水平時(shí)達(dá)到最大。繼續(xù)增加磷肥施用量，果實(shí)可溶性糖含量減小。當(dāng)磷肥施用量在-1.682 0水平時(shí)，隨著鉀肥施用量的增加果實(shí)可溶性糖含量增加，在0水平時(shí)達(dá)到最大，繼續(xù)增加鉀肥施用量，可溶性糖含量下降，氮肥和磷肥的互作效應(yīng)使可溶性糖含量呈中間凸起的曲面圖。

2.1.4 模擬尋優(yōu)。經(jīng)DPS處理得到氮磷鉀三因素的取值水平在端點(diǎn)（0，1，1），即氮肥施用量為51g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為72 g/株時(shí)，果實(shí)可溶性糖含量達(dá)到最大值為14.10%。

由表3可知，氮磷鉀的實(shí)際用量分別控制在44.04～57.48、55.86～65.1、56.42～88.26 g/株時(shí)可溶性糖含量大于12.5%的可靠性達(dá)95%。

2.2 不同氮磷鉀處理與果實(shí)糖酸比的關(guān)系

2.2.1 回歸模型和主效應(yīng)分析。

但超過(guò)一定水平后，隨著施用量的增加，糖酸比反而下降;當(dāng)?shù)?、磷、鉀的施用量分別為51、63、72 g/株時(shí)糖酸比達(dá)最大值。根據(jù)子模型，可繪制出葡萄果實(shí)糖酸比隨各因子變化的趨勢(shì)（圖5）。

2.2.3 模擬尋優(yōu)。經(jīng)DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理后，氮磷鉀3因素的取值水平在端點(diǎn)（0，1，1）即氮肥施用量為51 g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為72 g/株時(shí)，果實(shí)糖酸比達(dá)最大值為21.43。由表4可知，氮磷鉀的實(shí)際用量分別控制在43.61～58.39、51.16～63.273、54.58～70.87 g/株，糖酸比大于18.4的可靠性達(dá)95%。

由圖6可知，隨著氮肥施用量的增加果實(shí)單株產(chǎn)量增加較明顯。1水平時(shí)，果實(shí)單株產(chǎn)量最高，繼續(xù)增施氮肥，果實(shí)單株產(chǎn)量下降。同樣隨著磷肥施用量的增加，果實(shí)單株產(chǎn)量呈先增加后減小趨勢(shì)，在0水平達(dá)到最大值，鉀肥與磷肥變化趨勢(shì)相同。

2.3.3 兩因素的交互效應(yīng)分析。氮肥和磷肥的交互作用顯著，采用“降維法”，得到氮肥和磷肥的交互作用編碼方程：

YN.P=4.363 77+0.246 89X1+0.109 07X2-0.107 94X1.2-0.113 24X2.2+0.107 50X1X2

由圖7可知，氮肥在1～1.682水平時(shí)，隨著磷肥施用量的增加，單株產(chǎn)量增加，在1水平達(dá)到最大，繼續(xù)增加磷肥，單株產(chǎn)量先增加后降低。當(dāng)?shù)试?1.6821～0水平時(shí)，隨著磷肥施用量的增加，單株產(chǎn)量先增大后減小，最大值出現(xiàn)在0水平。磷肥在-1～1.682水平時(shí)，隨著氮肥施用量的增加，單株產(chǎn)量先增加后減小，最大值出現(xiàn)在1水平。當(dāng)?shù)试?～1.682水平時(shí)，磷肥在-1～1.682水平時(shí)，氮肥和磷肥的互作效應(yīng)最大，此時(shí)果實(shí)單株產(chǎn)量為4～5 kg/株。

2.3.4 模擬尋優(yōu)。氮磷鉀三因素的取值水平在端點(diǎn)（1，1，0）即氮肥施用量為75 g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為48 ?g/株時(shí)果實(shí)單株產(chǎn)量最大，其值為4.58 ?kg/株。

由表5可知，氮磷鉀的實(shí)際用量分別控制在68.64～78.94、49.9～61.89、53.14～67.49 g/株，產(chǎn)量大于 4.14 kg/株的可靠性達(dá)95%。

3 結(jié)論與討論

可溶性糖，糖酸比是葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)，其含量高低將直接影響葡萄的風(fēng)味與口感及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。施肥對(duì)葡萄可溶性糖和糖酸比有明顯的影響，適量施用氮磷鉀肥可以顯著提高葡萄的內(nèi)在品質(zhì)，過(guò)量或少量施用氮磷鉀則會(huì)使葡萄品質(zhì)降低。

氮磷鉀配施不僅會(huì)影響葡萄的品質(zhì)，而且會(huì)影響葡萄的產(chǎn)量。氮磷鉀肥對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響表現(xiàn)為磷>鉀>氮。對(duì)果實(shí)產(chǎn)量的影響表現(xiàn)氮>鉀>磷。只有氮、磷和鉀肥合理配施才有利于葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，綜合品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)，當(dāng)?shù)租浄适┯昧糠謩e為51、63和72 ?g/株時(shí)，果實(shí)品質(zhì)最好;氮磷鉀肥施用量分別為75、63和48 g/株時(shí)，果實(shí)單株產(chǎn)量達(dá)最大為4.58 kg/株。理論值的最優(yōu)條件在試驗(yàn)處理組合中沒(méi)有出現(xiàn)，需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

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