梅樂(lè)葡萄果實(shí)、葉片、葉柄礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的關(guān)系

王小龍 張正文 邵學(xué)東 鐘曉敏 王福成 史祥賓 張藝燦 王海波

摘要：為分析山東省蓬萊地區(qū)配方施肥條件下梅樂(lè)葡萄不同生育期、組織部位的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤養(yǎng)分的關(guān)系，為制定梅樂(lè)葡萄植株和土壤營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。以不同施肥條件下的梅樂(lè)葡萄為研究對(duì)象，使用相關(guān)分析法研究葉片、葉柄、土壤礦質(zhì)養(yǎng)分與果實(shí)礦質(zhì)元素的相關(guān)性。結(jié)果表明，各生育期土壤N含量分別與果實(shí)N/P/K/Ca、葉片N/P/K/Ca含量間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，土壤P含量分別與果實(shí)N/P/Ca/Mg、葉片N含量間至少存在一種顯著相關(guān)關(guān)系，土壤K含量分別與果實(shí)N/P/K/Ca/Mg、葉片N/P/Ca/Mg含量間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，土壤Ca含量分別與果實(shí)P/Ca、葉片N/P含量間至少存在一種顯著相關(guān)關(guān)系，土壤Mg含量分別與果實(shí)P/K/Ca、葉片N/P/K含量間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系。土壤N、P、Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，末花期土壤K含量與盛花期葉柄P含量呈顯著負(fù)相關(guān)，土壤Mg含量分別與葉柄N、P、K、Ca含量間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：梅樂(lè)葡萄;葉片;葉柄;果實(shí);土壤;礦質(zhì)養(yǎng)分;果實(shí)品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S663.101? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）10-0125-08

梅樂(lè)（Vitis vinifera L. cv. Merlot）是葡萄科葡萄屬木質(zhì)藤本植物，屬歐亞種葡萄品種，具有優(yōu)良的釀酒特性，目前已成為山東省蓬萊市葡萄與葡萄酒產(chǎn)區(qū)主栽紅色釀酒葡萄品種。近年來(lái)，人們盲目追求梅樂(lè)的高產(chǎn)，依靠經(jīng)驗(yàn)施肥現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致樹(shù)體養(yǎng)分比例失衡、果實(shí)品質(zhì)下降。果樹(shù)葉片是生理生化反應(yīng)的器官，通過(guò)對(duì)葉片中礦質(zhì)元素含量的分析，可以及時(shí)了解和診斷樹(shù)體的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平[1]。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)，葉柄相關(guān)性狀與果實(shí)品質(zhì)相關(guān)[2]。果實(shí)礦質(zhì)元素含量不僅與果實(shí)的品質(zhì)特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和貯藏期間的生理病害有密切關(guān)系[3]，而且對(duì)人們的身體健康起到關(guān)鍵作用[4]，通過(guò)對(duì)果實(shí)礦質(zhì)元素進(jìn)行分析，可以彌補(bǔ)葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)間相關(guān)性較差的弱點(diǎn)[5]。探討葉片、葉柄、土壤礦質(zhì)養(yǎng)分與梅樂(lè)葡萄果實(shí)礦質(zhì)元素含量間的相關(guān)性關(guān)系，對(duì)于指導(dǎo)果園合理施肥、提高果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有重要的理論意義。姚智研究發(fā)現(xiàn)，芒果葉片中的鈣（Ca）含量與土壤全氮（N）含量呈顯著負(fù)相關(guān)[6]。枇杷果實(shí)中磷（P）、鉀（K）含量與對(duì)應(yīng)葉片中的礦質(zhì)元素含量呈極顯著正相關(guān)，果實(shí)中的K含量與土壤全K含量呈顯著負(fù)相關(guān)[7]。甜橙葉片中的K含量與土壤堿解N、交換性Ca、交換性鎂（Mg）含量呈顯著負(fù)相關(guān)[8]。環(huán)渤海灣蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)影響富士蘋(píng)果果實(shí)Ca含量的主要土壤養(yǎng)分因子有全N、有效K含量等[9]。土施Mg肥極顯著增加了葡萄葉片、果實(shí)中的鎂含量，葉面噴施Mg肥極顯著增加了葉片中的鎂含量[10]。在果實(shí)發(fā)育期間，赤霞珠葡萄葉片P、K含量與果實(shí)P、K含量之間表現(xiàn)為正相關(guān)，而與N、Ca、Mg含量之間表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)[11]。赤霞珠葉柄錳（Mn）含量與果實(shí)Mn含量間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[12]。上述研究結(jié)果為梅樂(lè)葉片、葉柄和果實(shí)礦質(zhì)元素特性及其影響因子的研究提供了參考，但是關(guān)于梅樂(lè)葡萄葉片、葉柄礦質(zhì)元素、土壤養(yǎng)分與果實(shí)礦質(zhì)元素間關(guān)系的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，而這些正是及時(shí)了解和診斷樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)水平、改善梅樂(lè)葡萄果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵因素。通過(guò)對(duì)蓬萊地區(qū)5416配方肥條件下梅樂(lè)葡萄葉片、葉柄及果實(shí)礦質(zhì)元素含量和土壤養(yǎng)分進(jìn)行測(cè)定，分析梅樂(lè)葡萄葉片、葉柄礦質(zhì)元素含量，土壤養(yǎng)分與果實(shí)礦質(zhì)元素含量間的關(guān)系，旨在明確影響果實(shí)礦質(zhì)元素的植株、土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)因子及相應(yīng)生育期，為制定梅樂(lè)葡萄植株和土壤營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2019—2020年連續(xù)2年在君頂酒莊有限公司基地進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，2019—2020年生長(zhǎng)季（4—11月）的平均有效積溫為2 191.9? ℃·d，平均降雨量為363.6 mm。梅樂(lè)葡萄根系的富集深度為0～40 cm，其土壤容重為 1.3 g/cm3，pH值為7.6，堿解N含量為60.6 mg/kg，速效P含量為107.8 mg/kg，速效K含量為 675.7 mg/kg，可交換性Ca含量為6.5 mg/g，可交換性Mg含量為406.5 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以2009年定植的SO4砧木嫁接的梅樂(lè)葡萄為研究對(duì)象，單干雙臂架型，株行距為2 m×2 m。5416配方肥的具體施肥處理（共16個(gè)施肥處理，T1～T16）及方法參照王小龍等的研究結(jié)果[13]。于盛花期（FBS）、轉(zhuǎn)色期（VS）和成熟期（MS）采集葉片（_L）、葉柄（_P）和花序/果實(shí)（_F），用于測(cè)定N、P、K、Ca、Mg含量。于萌芽期（GS）、初花期（IFS）、末花期（EBS）、轉(zhuǎn)色期和成熟期采集距離主干30、0～20、20～40 cm深度的土壤樣品，用于測(cè)定0～40 cm 土壤速效N、P、K和可交換性Ca、Mg的平均含量。以上所有指標(biāo)均進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為2年數(shù)據(jù)的平均值，用Excel 2007處理原始數(shù)據(jù)并作圖。用相關(guān)分析方法，研究葉片、葉柄及果實(shí)礦質(zhì)元素、根系層土壤養(yǎng)分間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期各組織部位礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量的變化

由圖1-A可以看出，在盛花期，葉片N含量最高，其次為花序和葉柄中的N含量，3個(gè)部位的N含量分別為31.65、27.28、14.70 g/kg。從盛花期到轉(zhuǎn)色期，葉片、葉柄和花序/果實(shí)中的N含量均顯著下降，其中果實(shí)中N含量的降幅最大，為62.28%。從轉(zhuǎn)色期到成熟期，葉片、果實(shí)中的N含量均顯著下降，分別下降了11.75%、26.27%;同時(shí)，葉柄中的N含量顯著升高，在成熟期達(dá)8.47 g/kg。如圖1-B所示，葉片中的P含量在盛花期、轉(zhuǎn)色期和成熟期無(wú)顯著差異，分布在2.62～2.93 g/kg之間。從盛花期到轉(zhuǎn)色期，葉片、葉柄中的P含量無(wú)顯著變化，果實(shí)中的P含量顯著下降，降幅為27.81%。從轉(zhuǎn)色期到成熟期，葉柄、果實(shí)中的P含量分別顯著下降至2.79、2.13 g/kg，降幅分別為6.53%、14.42%。由圖1-C可以看出，從盛花期至成熟期，葉片中的K含量無(wú)顯著變化，分布在4.68～6.00 g/kg之間;葉柄中的K含量在轉(zhuǎn)色期最高，為13.04 g/kg，在成熟期含量最低，較轉(zhuǎn)色期顯著降低38.23%;果實(shí)中的K含量從高到低排序?yàn)槭⒒ㄆ?gt;轉(zhuǎn)色期>成熟期，轉(zhuǎn)色期、成熟期果實(shí)中的K含量分別較盛花期降低了39.30%、45.90%。如圖1-D所示，葉片中的Ca含量在轉(zhuǎn)色期、成熟期顯著高于盛花期，分別提高了43.78%、40.22%;葉柄中的Ca含量隨果實(shí)生長(zhǎng)而逐漸顯著升高，在盛花期、轉(zhuǎn)色期、成熟期的含量分別為11.62、21.65、26.99 g/kg;與之相反的是，果實(shí)中的Ca含量隨果實(shí)生長(zhǎng)的推進(jìn)而逐漸下降，其中在轉(zhuǎn)色期和成熟期無(wú)顯著差異，分別較盛花期顯著下降了38.11%、41.39%;各生育期葉片、葉柄和果實(shí)中的Mg含量與Ca含量相似，葉片中的Mg含量在盛花期、轉(zhuǎn)色期和成熟期無(wú)顯著差異，分布在2.07～2.29 g/kg之間;葉柄中的Mg含量在成熟期最高，為6.63 g/kg;果實(shí)中的Mg含量在盛花期顯著高于轉(zhuǎn)色期、成熟期，且轉(zhuǎn)色期與成熟期間無(wú)顯著差異。

2.2 不同生育期各施肥處理土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量的變化

如圖2-A所示，T1～T4處理的土壤N含量在各生育期均呈較低水平，分布在50.90～80.20 mg/kg之間;在末花期、轉(zhuǎn)色期，T8～T16處理的土壤N含量均較高，平均為129.34 mg/kg，T8～T16處理的土壤平均N含量在萌芽期、初花期、成熟期分別為101.23、90.72、90.26 mg/kg。由圖2-B可以看出，在萌芽期和初花期，各處理的土壤P含量均呈較低水平，其平均值分別為634.21、650.58 mg/kg;T7、T8、T12處理的土壤P含量在末花期、轉(zhuǎn)色期、成熟期均呈較高水平，各處理在3個(gè)生育期的平均土壤P含量分別為1 147.6、1 236.7、1 123.37 mg/kg。由圖2-C可以看出，在各生育期中 轉(zhuǎn)色期各處理的土壤K含量較高，平均為224.02 mg/kg，各處理在萌芽期、初花期、末花期和成熟期的土壤K平均含量分別為119.69、136.63、151.63、139.15 mg/kg。如圖2-D所示，T7、T12、T15處理土壤Ca平均含量在萌芽期、初花期均呈較高水平，分別為8.28、8.12、7.64 mg/g;在末花期、轉(zhuǎn)色期，T2、T4、T8、T9、T12處理的土壤Ca含量較高，其平均值分別為8.08、8.92、9.11、7.99、7.76 mg/g。如圖2-E所示，T3、T13處理的土壤平均Mg含量在萌芽期、初花期較高，分別為668.00、749.10 mg/kg;在末花期、轉(zhuǎn)色期和成熟期，T5、T8、T13、T14處理土壤的平均Mg含量較高，分別為724.57、815.40、861.37、812.33 mg/kg。

2.3 不同生育期梅樂(lè)葡萄果實(shí)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的關(guān)系

土壤養(yǎng)分是梅樂(lè)葡萄果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育中必需礦質(zhì)元素的源頭，研究土壤礦質(zhì)養(yǎng)分與果實(shí)礦質(zhì)元素的相關(guān)性，可以了解施肥對(duì)梅樂(lè)葡萄果實(shí)礦質(zhì)元素的影響。由表1可以看出，梅樂(lè)葡萄各生育期根系層土壤N含量分別與果實(shí)N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤N含量與盛花期果實(shí)N含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤P含量分別與果實(shí)N、P、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著相關(guān)關(guān)系，如末花期土壤P含量與轉(zhuǎn)色期果實(shí)P含量之間的相關(guān)性。土壤K含量分別與果實(shí)N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如轉(zhuǎn)色期土壤K含量與成熟期果實(shí)Ca、Mg含量均極顯著負(fù)相關(guān)。土壤Ca含量分別與果實(shí)P、Ca含量之間至少存在一種顯著相關(guān)關(guān)系，如轉(zhuǎn)色期土壤Ca含量與盛花期果實(shí)P含量、成熟期土壤Ca含量與盛花期果實(shí)Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤Mg含量分別與果實(shí)P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如初花期土壤Mg含量與盛花期果實(shí)K、Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.4 不同生育期梅樂(lè)葡萄葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的關(guān)系

植株礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力源于蒸騰拉力，通過(guò)根系從土壤中吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)礦質(zhì)元素至植株各個(gè)組織部位，由葉片、葉柄中的礦質(zhì)元素含量能夠快速、準(zhǔn)確地判斷植株礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)豐缺狀況。梅樂(lè)葡萄葉片中礦質(zhì)元素含量與根系層土壤肥力因子間的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，各生育期土壤N含量與葉片N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤N含量與成熟期葉片N含量呈極顯著正相關(guān)。土壤P含量分別與葉片N含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如末花期土壤P含量與盛花期葉片N含量呈顯著正相關(guān)。土壤K含量分別與葉片N、P、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤K含量與盛花期葉片P含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤Ca含量分別與葉片N、P含量之間至少存在一種顯著相關(guān)關(guān)系，如初花期土壤Ca含量與轉(zhuǎn)色期葉片P含量呈顯著負(fù)相關(guān)，成熟期土壤Ca含量與成熟期葉片N含量呈顯著正相關(guān);土壤Mg含量分別與葉片N、P、K含量之間至少存在一種顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤Mg含量與盛花期葉片N含量之間的相關(guān)性。

2.5 不同生育期梅樂(lè)葡萄葉柄礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的關(guān)系

為了豐富植株?duì)I養(yǎng)診斷技術(shù)基礎(chǔ)，本研究增加了關(guān)于葉柄礦質(zhì)元素與植株根系分布層的礦質(zhì)養(yǎng)分相關(guān)性分析，由表3可以看出，各生育期土壤N含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤N含量與成熟期葉柄N含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤P含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如萌芽期土壤P含量與轉(zhuǎn)色期葉柄Mg含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。末花期土壤K含量與盛花期葉柄P含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如末花期土壤Ca含量與轉(zhuǎn)色期葉柄P含量呈顯著正相關(guān)。土壤Mg含量分別與葉柄N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，如初花期土壤Mg含量與成熟期葉柄Ca含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

果樹(shù)植株礦質(zhì)元素含量不僅與根系層土壤的養(yǎng)分狀況、肥力水平和吸收效率相關(guān)，且在果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)的形成、產(chǎn)量及品質(zhì)調(diào)控等方面發(fā)揮了重要作用[14]。施用N肥能夠促進(jìn)枸杞葉片生長(zhǎng)，葉面積增大、數(shù)量增多，增加光合作用面積，提高光合效率，進(jìn)而提高單株產(chǎn)量和百粒質(zhì)量[15]。K元素在果樹(shù)調(diào)節(jié)光合作用、氣孔運(yùn)動(dòng)、水分代謝等一系列生理活動(dòng)中發(fā)揮了重要作用[16]，還參與調(diào)節(jié)果樹(shù)樹(shù)體其他元素間的比例關(guān)系[17-18]。在蘋(píng)果[19]、菠蘿[20]、 柑橘[21]上已有的研究發(fā)現(xiàn)，適量施用K肥有助于產(chǎn)量的提高。對(duì)梨[22]、榛子[23]、馬家柚[24]、越桔[25]、蘋(píng)果[26]已有的研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效養(yǎng)分含量與植株礦質(zhì)元素含量、產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性較強(qiáng)。

趙宜波等研究得出，甜橙葉片N含量與果實(shí)Ca含量的拮抗作用一致[8]。白永超等研究發(fā)現(xiàn)了篤斯越橘葉片P含量與果實(shí)P、K含量間的相關(guān)性[27]。設(shè)施枇杷葉片Ca含量與果實(shí)N、P、K、Ca、Mg含量均呈極顯著正相關(guān)[28]。由于植株葉片和葉柄中的礦質(zhì)元素是果實(shí)礦質(zhì)元素的直接來(lái)源，葉片、葉柄的良好生長(zhǎng)會(huì)直接影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，如P是植物細(xì)胞核和各種質(zhì)膜的重要組成成分，具有促進(jìn)細(xì)胞分裂、提高果實(shí)產(chǎn)量的作用[14];Ca處理能夠增加葉片中的葉綠素含量，可以提高葉片過(guò)氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性，增加單果質(zhì)量[29]，因此促進(jìn)P、Ca向正在發(fā)育的果實(shí)中輸送。因此可見(jiàn)，果實(shí)、葉片、葉柄礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)密切相關(guān)，可以通過(guò)對(duì)各組織部位的營(yíng)養(yǎng)診斷結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)果實(shí)品質(zhì)。植株各組織部位的礦質(zhì)元素多源于土壤吸收，因此了解果實(shí)、葉片、葉柄礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的關(guān)系已成為有效的診斷技術(shù)。

白永超等研究發(fā)現(xiàn)，篤斯越橘根系層土壤有效養(yǎng)分顯著影響葉片中的N、P、K、Mg含量[27]。梅樂(lè)葡萄末花期土壤K含量與盛花期果實(shí)K含量呈極顯著正相關(guān)，轉(zhuǎn)色期土壤K含量與成熟期果實(shí)Ca含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，成熟期土壤Ca含量與盛花期果實(shí)Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與曹勝等研究發(fā)現(xiàn)的蜜柑果實(shí)與土壤間K、Ca含量的相關(guān)性[30]相似。黃霄等研究發(fā)現(xiàn)，枇杷根系層土壤N含量與果實(shí)N含量呈極顯著正相關(guān)[7]，與本研究發(fā)現(xiàn)的萌芽期土壤N含量與盛花期果實(shí)N含量呈顯著負(fù)相關(guān)的結(jié)果相似。與馬家柚果實(shí)中N含量與土壤交換性Mg含量呈顯著負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果[24]不同，土壤Mg含量分別與果實(shí)P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，可能是由樹(shù)種、土壤肥力和氣候差異等外界因素而引起的。

4 結(jié)論

梅樂(lè)葡萄各生育期根系層土壤N、P、K、Ca、Mg含量分別與果實(shí)P、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，與葉片N含量同時(shí)顯著或極顯著相關(guān)，與葉柄P含量同時(shí)顯著或極顯著相關(guān)。其中，土壤K含量分別與果實(shí)N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系。土壤N、P、Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系。

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