葉面補(bǔ)鐵對賀蘭山東麓釀酒葡萄生理調(diào)節(jié)及品質(zhì)提升的影響

張 麗，古超峰，王 銳，2*

（1．寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2．中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，寧夏 銀川 750021）

鐵是果樹生長發(fā)育所必需的微量元素，鐵肥對于果樹的生長發(fā)育意義重大。鐵參與葉綠素的形成，而葉綠素則促進(jìn)了果樹的光合作用，其作用與氮磷鉀等大量元素同等重要，且無法被其他元素替代。受地溫、砧木、品種、土壤鹽堿和土壤中鐵含量等因素的影響，全世界約有40%土壤上的植物容易表現(xiàn)缺鐵失綠癥，缺鐵已成為威脅果樹生長的嚴(yán)重營養(yǎng)問題［1］。國內(nèi)外研究者和果樹種植者采取了很多矯正果樹缺鐵失綠癥的方法，包括鐵肥樹冠噴施、土施、強(qiáng)力高壓注射等［2-3］，釀酒葡萄尤其容易發(fā)生缺鐵黃化現(xiàn)象。有研究表明，秋季葉面噴施鐵肥處理可以增強(qiáng)紅地球葡萄葉片光合能力，增加百粒重，提高葡萄可溶性固形物、Vc含量以及糖酸比［4］。噴施硫酸亞鐵能夠提高葡萄葉片葉綠素含量﹑凈光合速率和水分利用率，繼而影響果實的緊密度和單果重［5-6］。楊艷等［7］研究表明在紅地球葡萄果實成熟期補(bǔ)鐵有助于產(chǎn)量的形成和商品果率的提升，每公頃增產(chǎn)1183.5 kg，且含糖量和糖酸比均有提高；牛曉琳等［8］研究表明樹干注射0.2 g/L Fe-EDTA處理顯著促進(jìn)了果實的生長發(fā)育，使橫徑、縱徑、單果重和可溶性糖含量相對基液對照分別提高6.6%、4.2%、6.2%和7.9%，且成熟期樹干注射鐵肥，有效防止了葉片缺鐵失綠癥［9］。

寧夏賀蘭山東麓處寧夏黃河沖積平原和賀蘭山?jīng)_積扇平原之間，總面積達(dá)到20萬hm2，為大陸性氣候，年平均日照1500 h，年降水量只有150～240 mm，病蟲害相對較少，其所存在的沙礫結(jié)合型土質(zhì)透氣極佳，是中國釀酒葡萄的最佳生態(tài)區(qū)之一［10-12］。近年來，寧夏賀蘭山東麓葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，釀酒葡萄種植面積達(dá)到4萬hm2，年產(chǎn)葡萄酒1億瓶以上。產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時也面臨一些有待完善的問題，在釀酒葡萄栽培方面，施肥方式偏向傳統(tǒng)大量元素肥料的補(bǔ)充，忽視了微量元素的重要性，生產(chǎn)過程中對微量元素投入不足。該區(qū)域堿性土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)有效性低，有效鐵含量遠(yuǎn)低于全國平均值，也低于果樹有效鐵豐缺的臨界值，使得原本總量就不足的各類元素很難滿足葡萄正常生長的營養(yǎng)需求，尤其因缺鐵造成的葉片黃化問題，嚴(yán)重制約著賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，施鐵肥以改善果樹黃化問題的研究多存在于蘋果［1，9］、鮮食葡萄［4］、棗梨［13］等果樹上，對釀酒葡萄的研究較少，且施肥方式以穴施、滴施、樹干注射為多。本研究采用葉面噴施的方式可以避免土壤對營養(yǎng)元素的固定，而且采用薄肥多施的方式，見效快，且螯合鐵肥具有高效、高品質(zhì)、超強(qiáng)生物活性小分子有機(jī)螯合形態(tài)，可克服普通鐵肥容易氧化的缺點。本研究在原有常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上葉面噴施螯合鐵，探究鐵肥噴施用量對寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄的生理改善及產(chǎn)量和品質(zhì)的提升效果，為有效改善葡萄缺鐵引發(fā)的黃化現(xiàn)象，科學(xué)的鐵肥施用和促進(jìn)釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

研究區(qū)位于寧夏永寧縣閩寧鎮(zhèn)立蘭酒莊葡萄基地（38°16′38″ N，105°58′20″ E），該區(qū)域光照充足，年日照率65%以上，太陽總輻射量6100 MJ/m2，年平均氣溫8.9℃，積溫3289℃，年均降水量200 mm，年均蒸發(fā)量1580 mm，全年日照時數(shù)在2851～3106 h，平均日照時長為7.8～8.3 h，無霜期176 d，充足的日照為釀酒葡萄生長提供了足夠的熱量，晝夜溫差大有利于釀酒葡萄糖分的累積。試驗區(qū)地形平緩，地面坡度約為1%，平均海拔為1129 m，葡萄園土壤質(zhì)地為壤質(zhì)砂土，砂粒、粉粒和粘粒含量分別為85%～90%、5%～8%和6%～10%，石礫含量10%左右，土壤類型為普通灰鈣土，基本化學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 土壤基本化學(xué)性質(zhì)

1.2 供試材料

供試品種為6年生赤霞珠（Vitis viniferaL.‘Cabernet Sauvignon’），南北行向定植，整形方式為長梢修剪傾斜上架，株行距分別為0.6和3.5 m，種植密度4760株/hm2。鐵肥為螯合鐵，一種含鐵的有機(jī)化合物（含有效鐵13%），具有100%全水溶、全吸收、見效快、穩(wěn)定性好和作物易吸收等特點，施用方式為葉面噴施。灌溉方式為滴灌，統(tǒng)一灌水3000 m3/hm2。常規(guī)氮磷鉀施肥方式為溝施，常規(guī)施肥量為葡萄出土后4月中旬施氮肥N 57.5 kg/hm2；5月下旬追施氮磷肥分別為N 130.5 kg/hm2、P2O5135.3 kg/hm2；6月下旬追施氮磷鉀肥分別為N 56.2 kg/hm2、P2O575.0 kg/hm2、K2O 243.0 kg/hm2。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)6個處理，5個不同螯合鐵肥噴施處理：0.86 kg/hm2（T1）、1.14 kg/hm2（T2）、1.43 kg/hm2（T3）、1.73 kg/hm2（T4）、2.00 kg/hm2（T5），以 噴 施 清 水 為 對 照（CK）。每個處理設(shè)3個重復(fù)，共18個小區(qū)，小區(qū)面積為30 m×3.5 m=105 m2，每小區(qū)有釀酒葡萄樹50棵。各處理于葡萄果實膨大和轉(zhuǎn)色期，即2019年6月30日、7月15日、8月5日、8月25日 分別對葡萄葉片均勻噴施4次，以噴施葉片正、背面80%以上為宜。

1.4 樣品采集

2019年9月1日，從樹冠外圍4個方位中上部位隨機(jī)采摘大小、形狀、成熟度等指標(biāo)一致的葉片，每個處理共采20張葉片。將采摘的樣品置于裝有冰塊的泡沫保溫箱中，帶回實驗室測定葉綠素含量。釀酒葡萄產(chǎn)量為每小區(qū)單獨測產(chǎn)后折算成公頃產(chǎn)量。于2019年9月下旬各處理隨機(jī)采摘25個具有代表性的果穗置于自封袋中，從每個果穗的上、中、下3個部位隨機(jī)采集大小均勻的20粒葡萄，用于測定葡萄可溶性固形物、可滴定酸和總酚等品質(zhì)指標(biāo)。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 釀酒葡萄生理指標(biāo)的測定

葉片用LI-6800便捷式光合測量系統(tǒng)測定其光合特性，包括光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率；葉綠素a、葉綠素b含量的測定參照李合生［14］的方法，用95%乙醇浸提24 h后用紫外可見分光光度計在665和649 nm下進(jìn)行比色測定。

1.5.2 釀酒葡萄品質(zhì)測定

可溶性固形物含量用手持糖量計測定；可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定；單寧、總酚、花色苷含量測定前先將葡萄粒在液氮中速凍后于-80℃超低溫冰箱冰凍保存?zhèn)溆?，單寧含量采用福?丹尼斯法測定；花色苷含量采用pH示差法測定；總酚含量采用福林-肖卡法測定［14］。

1.6 數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行整理和作圖，用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，并對各處理下釀酒葡萄的各指標(biāo)進(jìn)行顯著性檢驗，顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面補(bǔ)鐵對釀酒葡萄光合特性的影響

由圖1A可知，與對照（CK）相比，噴施螯合鐵處理會提高葉片的光合速率，其中在T3處理下光合速率最高，然后，光合速率隨噴施量的增加明顯下降，T3處理較CK、T1、T2、T4、T5處理分別增加35.1%、10.3%、10.6%、16.7%、17.8%；葉片氣孔導(dǎo)度隨螯合鐵噴施濃度的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，T3和T4處理較其他處理差異顯著（圖1B）。葉片胞間CO2濃度隨螯合鐵噴施量的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，T3處理用量時達(dá)最高，CO2濃度較其他處理差異顯著，然后開始降低；T3處理較CK增加18.6%，較其他處理增加4.4%～14.9%（圖1C）。不同處理間葉片蒸騰速率的變化與胞間CO2濃度相似（圖1D）。

2.2 葉面補(bǔ)鐵對釀酒葡萄葉綠素含量的影響

由圖2得出，葉面補(bǔ)鐵處理的葉片總?cè)~綠素、葉綠素a和葉綠素b含量均顯著高于CK，含量均隨著鐵肥用量的增加呈現(xiàn)升高趨勢，在T3處理時達(dá)最大，然后隨著噴施螯合鐵用量的增加呈下降趨勢。T3處理總?cè)~綠素含量較CK增加35.7%，較其他處理分別增加11.0%、14.0%、16.7%、15.0%。說明T3用量下葉綠素含量最高，更加有利于光合作用，從而合成更多有機(jī)物使植株生長的更加健壯，為葡萄果實的生長發(fā)育提供了良好的生理條件。

2.3 葉面補(bǔ)鐵對釀酒葡萄產(chǎn)量及漿果品質(zhì)的影響

由表2得出，與CK相比噴施螯合鐵提高了葡萄產(chǎn)量、果實可溶性固形物和花色苷含量，各指標(biāo)以T3處理最高，與T2和T4處理沒有顯著差異；T3處理下花色苷含量還與T1處理沒有顯著差異。螯合鐵用量超過T3處理后，上述各指標(biāo)呈降低變化。葉面噴施螯合鐵肥可以顯著降低糖酸比和單寧含量，其中糖酸比以T1處理最低，而單寧含量以T3處理最低。噴施螯合鐵較CK提高了果實總酚含量，而不同噴施處理間差異不顯著。

表2 不同處理對釀酒葡萄產(chǎn)量及漿果品質(zhì)的影響

2.4 葉面補(bǔ)鐵與釀酒葡萄品質(zhì)的關(guān)系

本試驗選取光合速率、氣孔導(dǎo)度、葉綠素含量、釀酒葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)共16項數(shù)據(jù)為評價指標(biāo)，進(jìn)行主成分分析。第一、二主成分對總方差的貢獻(xiàn)率分別為79.7%、8.9%，2個主成分累計貢獻(xiàn)率為88.6%，大于85%，說明2個主成分基本涵蓋了16個指標(biāo)的全部信息。由表3可知，T1～T5處理的綜合得分均高于CK處理，得分排名依次為T3>T2=T4>T5>T1>CK，故T3處理螯合鐵噴施量為1.43 kg/hm2效果最佳。

表3 葉面補(bǔ)施不同鐵肥量與釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

3 討論

本試驗探討了葉面補(bǔ)鐵對賀蘭山東麓釀酒葡萄品種“赤霞珠”的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。鐵對于葉綠素前體的合成不可缺少，在中性或堿性土壤條件下鐵的有效性降低會導(dǎo)致植物缺鐵黃化，在較高的光合速率下植株能夠合成更多的有機(jī)物，更利于植株的營養(yǎng)生長和生殖生長，為葡萄的生長發(fā)育提供了良好的生理條件［15-16］。馮密等［17］研究認(rèn)為，噴施新型葉面鐵肥也可以顯著提高酸性土壤上葡萄葉片葉綠素含量。本研究表明，在賀蘭山東麓堿性石灰性土壤上，葉面噴施螯合鐵可以顯著提高釀酒葡萄果樹的光合速率，胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度以及葉綠素含量，這與馮密等［17］的研究相一致。葉面補(bǔ)施鐵肥可顯著增加釀酒葡萄葉片光合速率，可以有效避免因果樹缺鐵而引發(fā)的葡萄黃化病，且隨著葉面補(bǔ)施鐵肥量的增加，“赤霞珠”光合特性及葉綠素含量逐步增加，更加有利于果樹的生長發(fā)育。這與趙志軍等［1］、薛進(jìn)軍等［9］、崔美香等［18］研究相符，葉面補(bǔ)施螯合鐵用量在1.43和1.73 kg/hm2時變化尤為明顯，分析其原因可能由于過低或過高的螯合鐵都會抑制釀酒葡萄的生長，噴施適量的螯合鐵才能有效地增加釀酒葡萄光合特性及葉綠素含量。楊艷等［7］研究表明，在葡萄成熟期適當(dāng)噴施葉面鐵肥有利于提高單粒重和單產(chǎn)，增加果實含糖量和改善果實的著色、提高葡萄的商品果率。本研究中，T3處理有效地增加了釀酒葡萄的產(chǎn)量，這與楊艷等［7］的研究結(jié)果相符。但本研究中，T4和T5的產(chǎn)量較T2和T3降低，可能由于高量的螯合鐵對釀酒葡萄生長產(chǎn)生毒害而影響了產(chǎn)量?；ㄉ?、總酚、可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸是反映釀酒葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)［19-20］，葉面適量補(bǔ)施鐵肥能有效提高釀酒葡萄花色苷、總酚、可溶性固形物、可溶性糖含量，降低可滴定酸含量，這與高陸旭等［21］研究相符，說明一定量的鐵肥供應(yīng)能有效提高光合速率，促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累，有利于糖類物質(zhì)和酚類物質(zhì)的合成和運轉(zhuǎn)，降低果實的酸度，對改善釀酒葡萄品質(zhì)有顯著性效果。在本研究中，T3處理下葡萄產(chǎn)量提升的同時，漿果的糖酸比、單寧、花色苷等各項生理指標(biāo)都有一個良好的平衡關(guān)系，具有釀造優(yōu)質(zhì)酒的潛力。

4 結(jié)論

葉面補(bǔ)施鐵肥可以提高釀酒葡萄的葉綠素含量，增強(qiáng)釀酒葡萄光和特性，提高釀酒葡萄產(chǎn)量、花色苷含量、總酚含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量。通過釀酒葡萄漿果產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合分析，螯合鐵的葉面噴施最佳用量為1.43 kg/hm2。