限根栽培下不同施肥方式對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

張擁兵，黃軍保，李 卓，呂英忠

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，山西太谷 030815）

葡萄為葡萄科葡萄屬木質(zhì)藤本植物，與蘋果、柑橘和香蕉并稱為世界四大水果，2007 年以來，其栽培面積和產(chǎn)量逐年上升[1]。葡萄果實(shí)不僅糖、酸、維生素和礦質(zhì)元素等營養(yǎng)成分含量豐富，還含有較高的花色苷和兒茶素等多酚類功能成分，具有較強(qiáng)的抗氧化、降血脂、消除炎癥和抗腫瘤等功效[2-3]。

限根栽培是通過限制根系生長達(dá)到調(diào)節(jié)果樹營養(yǎng)生長和生殖生長的一種栽培模式。目前，在蘋果、柑橘、桃、葡萄、櫻桃等[4-8]果樹上均有較深入的研究。限根栽培的方式較多，有溝槽限根、起壟限根和容器限根等。其中，容器限根栽培是應(yīng)用最為廣泛的一種栽培模式。限根容器主要有普通瓦盆、普通塑料盆、無坊布袋和控根盆等。

葡萄限根栽培在科研生產(chǎn)中已有較大范圍的應(yīng)用，容器種類、限根寬度、基質(zhì)配比等對葡萄生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的影響研究較多[9-11]。田間栽培過程中不同肥料與施肥方式對葡萄生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)影響的研究也較多[12-14]，但限根栽培條件下不同施肥方式對葡萄生長和果實(shí)品質(zhì)的影響則未見報(bào)道。

本試驗(yàn)以PVC 控根容器中定植的早黑寶葡萄為研究對象，揭示發(fā)酵有機(jī)肥、緩控釋肥和普通化肥及其施用量對葡萄單果質(zhì)量、可溶性固形物、可溶性糖、維生素C、白藜蘆醇等品質(zhì)指標(biāo)的影響，評價(jià)不同肥料種類和施肥量對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為葡萄優(yōu)質(zhì)限根栽培提供施肥理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為早黑寶葡萄，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所葡萄育種項(xiàng)目提供；控根容器購自市場，規(guī)格為30 cm×40 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017—2019 年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所進(jìn)行。早黑寶于2017 年定植于控根容器內(nèi)，栽培株行距1.0 m×1.2 m，蘺架式，滴灌。2018 年春選擇主干粗度和長勢基本一致的葡萄苗為試材進(jìn)行施肥處理，每處理10 株樹，單株重復(fù)，2019 年施肥方式同2018 年。

表1 不同處理的肥料種類及施肥量

試驗(yàn)共設(shè)6 個(gè)肥料處理，分別為發(fā)酵有機(jī)肥全量（T1）、發(fā)酵有機(jī)肥半量（T2）、復(fù)混緩控釋肥全量（T3）、復(fù)混緩控釋肥半量（T4）、普通化肥全量（T5）、普通化肥半量（T6），其中，發(fā)酵有機(jī)肥原料為羊糞，購自附近羊場，有機(jī)質(zhì)含量23.6%，全N 含量1.56%，全磷（P2O5）含量1.30%，全鉀（K2O）含量1.93%，秋季與水按照體積比1∶2 比例發(fā)酵；復(fù)混緩控釋肥購自山東勝邦綠野化學(xué)有限公司，全N 含量18.0%，全磷（P2O5）含量8.0%，全鉀（K2O）含量18.0%；普通化肥為尿素（總氮≥46.4%）、磷酸二銨（總養(yǎng)分≥64%）、硫酸鉀（氧化鉀≥52%、硫≥17.0%）混合施用，分別用U、DAP 和PS 表示。肥料具體施用時(shí)間和用量如表1 所示，此外，2018 年和2019 年10 月下旬每株分別施用發(fā)酵有機(jī)肥800 mL。每株留果量2～3 穗，每穗75 粒。8 月下旬進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測定，試驗(yàn)結(jié)果取10 株樹的平均值。

1.3 測定指標(biāo)及方法

單果質(zhì)量采用電子天平秤量；可溶性固形物采用ATAGO 手持糖度計(jì)測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定[15]；可滴定酸采用酸堿滴定法測定[15]；維生素C 采用鉬藍(lán)比色法測定[15]；可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)法測定[15]；原花青素采用香草醛- 鹽酸法測定[16]；白藜蘆醇采用高效液相色譜法測定[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010 整理，采用SPSS 22.0 進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)、Tukey多重比較分析及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.1.1 單果質(zhì)量 從表2 可以看出，T6 處理的葡萄單果質(zhì)量最大，T1 處理的葡萄單果質(zhì)量最小，但各處理之間差異不顯著。

表2 不同施肥處理對葡萄果實(shí)單果質(zhì)量的影響 g

2.1.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì) 決定葡萄果實(shí)口感和風(fēng)味的主要指標(biāo)是可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和可溶性蛋白質(zhì)含量，一定范圍內(nèi)糖酸比值越大果實(shí)口感越好。由表3 可知，不同施肥方式對葡萄果實(shí)的可溶性固形物、可溶性糖、可滴酸和可溶性蛋白質(zhì)含量影響都較大，不同處理間存在較大差異。施發(fā)酵有機(jī)肥和復(fù)混緩控釋肥葡萄的可溶性固形物和可溶性糖含量都高于施普通化肥的，最高的是T1 處理；可滴定酸含量最低的是T2 處理，最高的是T6 處理，各處理間差異相對較??；糖酸比除T3與T5 處理間差異不顯著外，其他3 個(gè)處理都顯著高于施普通化肥的葡萄果實(shí)，T2 和T4 處理在所有處理中較高，T6 處理最低，口感較差；可溶性蛋白質(zhì)含量也是T2 和T4 處理較高。

表3 不同施肥處理對葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

維生素C、白藜蘆醇和原花青素含量是衡量葡萄保健價(jià)值的重要指標(biāo)[14]。從表3 可以看出，不同施肥處理對葡萄果實(shí)的保健價(jià)值也影響較大，T3處理的葡萄果實(shí)Vc 含量最高；T1 處理的葡萄皮中白藜蘆醇含量最高；施復(fù)混緩控釋肥和發(fā)酵有機(jī)肥的葡萄皮中原花青素含量都顯著高于施普通化肥的葡萄，含量較高的是T2 和T4 處理。

不同處理間葡萄的8 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)差異有所不同，差異最大的是原花青素含量，指標(biāo)間變異系數(shù)達(dá)39.07%，其次是白藜蘆醇、可溶性蛋白質(zhì)和糖酸比，變異系數(shù)均在15%左右，其他4 項(xiàng)指標(biāo)處理間變化較小，變異系數(shù)均在10%以下。

2.2 不同施肥處理下葡萄果實(shí)品質(zhì)的主成分分析

2.2.1 不同施肥處理后葡萄果實(shí)品質(zhì)的主成分分析不同處理葡萄果實(shí)品質(zhì)的主成分分析如表4 所示。

表4 主成分對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)成分矩陣、特征值和貢獻(xiàn)率

從表4 可以看出，葡萄的9 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)可以提取出3 個(gè)主成分，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)86.139%，可以反映葡萄果實(shí)品質(zhì)的大部分信息。為更好地解釋各品質(zhì)指標(biāo)與主成分因子之間的關(guān)系，利用方差極大法對提取出的主成分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)載荷反映品質(zhì)指標(biāo)在主成分中的重要程度。第1 主成分代表了所有指標(biāo)的47.438%，是3 個(gè)主成分中最重要的一個(gè)，主要綜合的是維生素C 和原花青素的信息，反映了葡萄的保健價(jià)值；第2 主成分代表了全部指標(biāo)的23.177%，主要綜合的是蛋白質(zhì)和可溶性固形物的信息，反映了葡萄的口感和風(fēng)味；第3 主成分代表了全部指標(biāo)的15.524%，主要綜合的是葡萄單果質(zhì)量信息，反映的是葡萄的外觀指標(biāo)。

2.2.2 不同施肥處理后葡萄果實(shí)品質(zhì)評價(jià) 將不同施肥處理后葡萄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值與其對應(yīng)的特征向量相乘，將所得乘積相加即可得到每個(gè)主成分得分，以各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，構(gòu)建的葡萄果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)模型為：Z＝0.474 4Z1＋0.231 8Z2＋0.155 2Z3。由綜合評價(jià)模型計(jì)算出的不同施肥處理對葡萄果實(shí)品質(zhì)的總得分如表5 所示。

表5 不同施肥處理后葡萄果實(shí)的主成分值與綜合評價(jià)指數(shù)值

由表5 可知，葡萄果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)的是半量施復(fù)混緩控釋肥（T4），其次是半量施發(fā)酵有機(jī)肥（T2），全量施發(fā)酵有機(jī)肥（T3）的葡萄果實(shí)品質(zhì)排名第3。

3 結(jié)論與討論

對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行全面綜合評價(jià)是一個(gè)較為復(fù)雜的課題，評價(jià)角度、評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)方法不同都可造成評價(jià)結(jié)果的差異。評價(jià)果實(shí)品質(zhì)的指標(biāo)眾多，外觀指標(biāo)、營養(yǎng)指標(biāo)、保健指標(biāo)不一而足，不同栽培條件下各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況也不一致，單純通過指標(biāo)的差異顯著性來評價(jià)果實(shí)品質(zhì)摻雜了太多的人為因素和重疊信息，顯然不夠準(zhǔn)確。主成分分析法是用幾個(gè)彼此獨(dú)立的綜合指標(biāo)代替原來多個(gè)存在相關(guān)關(guān)系的性狀指標(biāo)，避免重疊信息和人為因素的干擾，從而客觀篩選出綜合品質(zhì)優(yōu)良的新品種的一種降維分析方法[18]，農(nóng)業(yè)上進(jìn)行優(yōu)良品種選擇和綜合性狀評價(jià)時(shí)應(yīng)用較多[19]。本研究運(yùn)用主成分分析法對不同施肥處理的葡萄果實(shí)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)評價(jià)，結(jié)果表明，果實(shí)品質(zhì)由高到低排序?yàn)椋喊肓烤徔蒯尫剩景肓堪l(fā)酵有機(jī)肥＞全量發(fā)酵有機(jī)肥＞半量普通化肥＞全量復(fù)混緩控釋肥＞全量普通化肥。本研究中半量施用緩控釋肥的葡萄品質(zhì)最好，原因是復(fù)混緩控釋肥養(yǎng)分針對性強(qiáng)，釋放速度適中，保證了肥料的全面長效利用，加之秋施的基肥中含有的多種礦質(zhì)營養(yǎng)元素和其他養(yǎng)分，不僅保證了葡萄的正常生長發(fā)育，也提高了果實(shí)品質(zhì)，這與陳麗楠等[20]的研究結(jié)果相一致；單純施用發(fā)酵有機(jī)肥的葡萄品質(zhì)高于生長期間單施普通化肥的葡萄品質(zhì)，但不如發(fā)酵有機(jī)肥與復(fù)混緩控釋肥配施效果好，這與周喜榮[21]研究結(jié)果相一致。

控根容器栽培條件下，對3 年生葡萄秋施發(fā)酵有機(jī)肥后，在葡萄不同生長發(fā)育期分施發(fā)酵有機(jī)肥、復(fù)混緩控釋肥和普通化肥，雖然葡萄單果質(zhì)量無顯著差異，但果實(shí)口感、風(fēng)味和功能性成分含量都差異較大，果實(shí)品質(zhì)也有所不同。研究結(jié)果表明，肥料種類與施肥量對葡萄果實(shí)品質(zhì)都有較大影響。從肥料種類來說，施用發(fā)酵有機(jī)肥和復(fù)混緩控釋肥的葡萄果實(shí)品質(zhì)基本都高于化肥；從施肥量來看，半量施肥處理的葡萄果實(shí)品質(zhì)都顯著高于相應(yīng)的全量施肥處理的葡萄果實(shí)，說明控根容器栽培條件下，施肥量為大田常規(guī)用量的1/2 時(shí)即可滿足葡萄正常的生長發(fā)育，生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的葡萄果實(shí)。