有機肥替代化肥對葡萄產量品質及土壤養(yǎng)分的影響

摘要［目的］研究有機肥替代化肥對蕭縣葡萄果實品質及果園土壤養(yǎng)分的影響。［方法］以設施葡萄為研究對象，分別設置不施肥（T1）、常規(guī)施肥（T2）、優(yōu)化化肥施肥（T3）、有機肥替代15%化肥（T4）、有機肥替代30%化肥（T5）、有機肥替代15%氮（T6）和有機肥替代30%氮（T7）共7個處理。［結果］與T2處理相比，T4～T7處理土壤pH和有機質、全氮、全鉀含量分別提高1.72%～3.03%、5.62%～13.30%、5.71%～21.90%和7.37%～11.58%。T4和T5處理與T2處理相比，葡萄可溶性固形物含量分別提高5.06%和1.74%、糖酸比含量提高7.28%和2.08%，土壤陽離子交換量提高4.85%和5.45%，速效鉀含量提高25.76%和7.12%，果實還原性糖、維生素和土壤全磷含量降低；其中T4處理葡萄產量和土壤有效磷含量較T2處理分別增加13.26%和44.42%。與T2處理相比，T6處理葡萄產量、可溶性固形物含量、糖酸比和維生素含量分別提高1.74%、3.13%、9.38%和3.64%，土壤pH、有機質、全鉀、全磷、有效磷含量均有所增加。T7處理葡萄產量、還原性糖、可溶性固形物和維生素含量分別降低13.84%、1.27%、0.41%、2.20%和3.73%。［結論］綜合果實品質和土壤質量，T4處理的效果最佳。

關鍵詞有機肥替代化肥；葡萄；品質；土壤養(yǎng)分；蕭縣

中圖分類號S663.1"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2024）24-0114-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.026

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectofOrganicFertilizerReplacingChemicalFertilizeronGrapeYieldQualityandSoilNutrients

HANFeng1，JINLin2，GUOZhi-bin2etal

（1.TheCenterforAgriculturalTechnologyExtensioninXiaoCounty，Xiaoxian，Anhui235200;2.SoilandFertilizerInstitute，AnhuiAcademyofAgriculturalSciences（NationalAgriculturalExperimentalStationforSoilQuality，Taihe）/KeyLaboratoryofNutrientCyclingandArableLandConservationofAnhuiProvince，Hefei，Anhui230041）

Abstract［Objective］ToinvestigatetheeffectoforganicfertilizersreplacingchemicalfertilizersonthequalityofgrapesandsoilnutrientsoforchardsinXiaoxian.［Method］Takingthefacilitygrapesastheresearchobject，setnofertilization（T1），conventionalfertilization（T2），optimizedchemicalfertilization（T3），organicfertilizerreplacing15%chemicalfertilizer（T4），organicfertilizerreplacing30%chemicalfertilizer（T5），organicfertilizerreplacing15%N（T6），andorganicfertilizerreplacing30%N（T7）.［Result］DifferenttreatmentsoforganicfertilizersreplacingchemicalfertilizersincreasedsoilpH，organicmatter，totalnitrogenandtotalpotassiumcontentsby1.72%-3.03%，5.62%-13.30%，5.71%-21.90%and7.37%-11.58%，respectively，comparedwithT2treatment.ForT4andT5treatment，grapesolublesolids，sugar-acidratiocontentwereelevated5.06%and1.74%，7.28%and2.08%，respectively，soilcationexchangeandavailablepotassiumcontentwereincreased4.85%and5.45%，25.76%and7.12%，respectively，thefruitreducingsugar，vitamins，andsoiltotalphosphoruscontentwerereduced;T4treatmentalsoincreasedgrapeyieldandsoilavailablephosphorousby13.26%and44.42%，respectively.T6treatmentincreasedgrapeyield，solublesolids，sugar-acidratioandvitamincontentby1.74%，3.13%，9.38%and3.64%，respectively，andincreasedsoilpH，organicmatter，totalpotassium，totalphosphorusandavailablephosphorouscontent.T7treatmentdecreasedgrapeyield，reducingsugar，solublesolids，sugar-acidratioandvitamincontentby13.84%，1.27%，0.41%，2.20%and3.73%，respectively.［Conclusion］Combiningfruitqualityandsoilquality，"T4treatment"hasthebest"effect.

KeywordsOrganicfertilizerreplacingchemicalfertilizer;Grape;Quality;Soilnutrients;Xiaoxian

葡萄是全球四大水果之一，中國是世界葡萄生產大國，不僅栽培歷史悠久，而且栽培范圍廣泛^［1］。隨著經濟不斷發(fā)展，高品質的葡萄產品成為種植者和消費者的共同追求^［2］。 肥料可提高土壤肥力，為葡萄植株生長提供養(yǎng)分，對保障葡萄產量和品質具有重要意義。但是，目前葡萄栽培過程中仍存在施肥方法不當、肥料施用不平衡、過度依賴化肥而有機肥施肥不足等問題^［3］。這些不合理的肥料施用會導致土壤理化性質惡化、板結，植物缺素等問題的發(fā)生，從而影響葡萄產量和品質^［4-5］。

有機肥富含有機質、養(yǎng)分全面、肥效持久，對葡萄健康生長和土壤肥力提升有重要作用。有機肥分解產生的有機酸有利于土壤礦質養(yǎng)分的溶解釋放，如將難溶性磷酸鹽轉化為易被葡萄吸收的磷酸鹽^［6］。有機肥還可以改善土壤結構，增加土壤微團聚體的團聚度，改善土壤物理環(huán)境^［7-8］，刺激微生物活動，促進土壤中微生物生長，加快土壤養(yǎng)分的分解轉化，使之更易被葡萄吸收利用，從而提升產量及改善品質^［9］。湯小寧等^［10］的研究結果表明，增施有機肥可提高肥料利用率，增強葡萄抗病性，使果實快速著色、甜度增加，果實品質明顯提升。杜春燕^［11］研究發(fā)現(xiàn)，有機肥替代部分化肥可提高蘋果與櫻桃中的可溶性固形物、可溶性糖和維生素 C 含量。肖時運等^［12］指出，減少氮肥施用量，不僅不會影響作物產量，還可提高其維生素 C和可溶性糖的含量。吳世磊^［13］ 對夏黑葡萄采用雞糞與化肥配施，發(fā)現(xiàn)葡萄的總糖含量、糖酸比和可溶性固定物含量均較單施化肥有明顯提高。孫海高等^［5］研究羊糞和豬糞與化肥配合施用對巨峰葡萄果實品質影響也得到類似結論，2種有機肥的添加均可增加葡萄單粒重、可溶性固形物和維生素C的含量，有機肥與化肥配施，既可為葡萄提供速效養(yǎng)分，又可滿足養(yǎng)分對葡萄的長期供應，有利于改善葡萄品質^［14］。

安徽省蕭縣被譽為葡萄之鄉(xiāng)，種植面積超過6 667 hm2，但仍存在部分種植戶只重視產量忽視質量、施肥不合理等問題^［15，3］。該試驗研究了不同有機肥替代化肥處理對蕭縣葡萄果實品質及果園土壤養(yǎng)分的影響，以果實品質與土壤性質共同提升為目標，探究有機肥替代化肥的適宜方式與比例，以期為蕭縣葡萄高質量生產提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于蕭縣東南部永固鎮(zhèn)竇莊村，處于北亞熱帶和暖溫帶的過渡區(qū)。年平均氣溫15.7℃，年日照時數(shù)2284～2495h，日照率52%～57%，年平均降雨量800～930mm，雨季降水量占全年56%。試驗地土壤有機質17.50g/kg，全氮1.20g/kg，全磷0.85g/kg，全鉀12.40g/kg，堿解氮75.80mg/kg，有效磷34.6mg/kg，速效鉀143mg/kg，有效銅1.39mg/kg，有效鋅1.53mg/kg，陽離子交換量13.4"cmol/kg，pH7.84。試驗在設施葡萄園內進行，供試葡萄為種植第2年的“蜜莉”葡萄。

1.2試驗設計

試驗設空白對照（T1）、常規(guī)施肥（T2）、優(yōu)化化肥施肥（T3）、有機肥替代15%化肥（T4）、有機肥替代30%化肥（T5）、有機肥替代15%氮（T6）、有機肥替代30%氮（T7）共7個處理，每個處理3次重復，每個重復含6株樹齡、樹勢和產量相對一致的葡萄，隨機區(qū)組排列，區(qū)組內土壤、地形等條件保持相對一致，葡萄種植密度為2565株/hm2。有機肥采用商品有機肥（OM），養(yǎng)分含量為2.76%N，7.03%P2O5，3.37%K2O，含水量為17%?；势贩N為尿素、硫酸鉀和過磷酸鈣，施肥方式采用葡萄樹一側開溝施肥。各處理施肥量見表1，化肥按基肥、花前、果實膨大初期、著色期分次追施，其中，全部有機肥、20%氮肥、50%磷肥和20%鉀肥作為基肥施用，在花前追肥時，追施50%氮肥、30%磷肥和10%鉀肥，果實膨大初期施用30%氮肥、20%磷肥和40%鉀肥，剩余30%鉀肥在著色期施用。

1.3樣品采集與測試

1.3.1產量測定。

葡萄收獲時，每個小區(qū)隨機取3株葡萄，稱量其葡萄產量，計算公頃串數(shù)與公頃產量。

1.3.2品質指標。

成熟期時，每個處理隨機采收2kg葡萄，將其充分混勻后進行果實品質測定。葡萄還原性糖含量用直接滴定法測定，可溶性固形物含量采用折射儀法測定，總酸含量采用酸堿指示劑滴定法測定，維生素含量采用滴定法測定。

1.3.3土壤理化性質。

葡萄采收完成后，每個處理按5點采樣法采集0～20cm土壤，剔除根系等雜質，混勻后采用4分法分取1kg土壤，風干后分析其土壤理化性質。其中，土壤有機質含量用重鉻酸鉀-外加熱法測定，pH用電位法測定，陽離子交換量（CEC）用三氯化六氨合鈷浸提-分光光度法測定，全氮（TN）含量用自動定氮儀測定，全磷（TP）含量用堿熔-鉬銻抗分光光度法測定，全鉀（TK）含量用火焰光度法測定，有效磷含量用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量用醋酸銨溶液浸提－火焰亮度法測定。土壤鉛、鎘含量采用石墨爐原子吸收分光光度法測定，砷、汞含量用原子熒光法測定，鉻、銅和鋅采用火焰原子吸收分光光度法測定。

1.4數(shù)據統(tǒng)計分析

采用Excel2007、SPSS27.0.1軟件對數(shù)據進行統(tǒng)計和單因素方差分析，采用LSD多重比較方法檢驗處理間的差異顯著性。采用origin2022將數(shù)據整理成圖。

2討論

2.1有機肥替代化肥處理對葡萄產量及品質的影響

如圖1所示，相比T2處理，T4和T6處理葡萄串數(shù)和產量分別提升0.95%、9.99%和1.90%、4.63%，T5和T7處理葡萄串數(shù)和產量分別降低了24.76%、7.71%和14.29%、11.94%。

如表2所示，與T2處理相比，T3處理可提高葡萄中糖酸比、還原性糖與可溶性固形物含量，但總酸和維生素含量分別降低了3.33%和13.66%。T4和T5處理與T2處理相比，可溶性固形物含量分別提高5.10%和1.74%、糖酸比提高7.28%和2.08%，還原性糖含量降低0.42%和1.27%，維生素含量降低12.75%和7.29%。相較于T2處理，T6處理糖酸比提高9.39%，T6和T7處理還原性糖含量降低0.42%和1.27%，對可溶性固形物、總酸及維生素含量影響不一致，其中，T6處理可增加可溶性固形物及維生素含量。總體而言，T4和T7處理對葡萄品質影響存在差異，其中還原性糖、可溶性固形物和總酸含量變化在統(tǒng)計學上不具有顯著差異。

2.2有機肥替代化肥處理對葡萄果園土壤養(yǎng)分的影響

各處理土壤的化學性質如表3所示，T3處理土壤有機質全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀和陽離子交換量較T1和T2處理均有所提升。與T2處理相比，T4～T7處理土壤pH、有機質、全氮和全鉀含量分別提高了1.72%～3.03%、5.62%～13.30%、5.71%～21.90%和7.37%～11.58%，T4和T5處理均可提高土壤陽離子交換量和速效鉀含量，但降低了土壤全磷含量。T6和T7處理較T1和T2處理均提高了土壤有效磷含量，但對土壤陽離子交換量和全氮、全磷、速效鉀等養(yǎng)分的影響不一致。相對于T2處理，T6處理的全磷含量提高了12.87%，土壤陽離子交換量和速效鉀分別降低了0.81%和3.76%，T7處理的全磷含量降低了1.98%，土壤陽離子交換量和速效鉀分別升高了3.54%和27.84%。整體而言，各處理間的土壤pH和土壤陽離子交換量以及全鉀養(yǎng)分在統(tǒng)計學上未達顯著水平，有機質、全氮、全磷、有效磷、速效鉀則有顯著差異。

2.3有機肥替代化肥處理對葡萄果園土壤重金屬的影響

不同處理土壤的重金屬含量見表4。相比于T2處理，T3、T5、T7處理均提高了土壤汞含量，此外，T3處理還提高了土壤鋅、鉻的含量，降低了土壤中銅和砷的含量。與T2處理相比，T4處理土壤中鉛含量降低了8.33%，T4和T5處理土壤鉻含量降低10.70%、8.81%，T6和T7處理可降低土壤中銅和鋅的含量，但對其他重金屬含量的降低效果不明顯。有研究發(fā)現(xiàn)施用有機肥可顯著增加土壤重金屬含量，危害土壤健康^［16-17］，但該試驗結果與之不同，土壤中各重金屬含量仍在限制范圍內，試驗中施肥方式并未危害環(huán)境質量，這可能與有機肥種類和用量不同有關。

2.4葡萄產量、品質與土壤養(yǎng)分相關性分析

由圖2可知，葡萄產量與土壤全氮和有效磷的相關系數(shù)分別為0.54和0.60，均呈顯著正相關。還原性糖含量與土壤pH呈顯著正相關，相關系數(shù)為0.59?？扇苄怨绦挝锱c土壤有機質和全氮含量呈極顯著正相關，相關系數(shù)均為0.79，與產量和土壤有效磷含量呈顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.64和0.63。糖酸比與產量的相關系數(shù)為0.75，呈極顯著正相關，與土壤全氮含量相關系數(shù)為0.66，呈顯著正相關。但是，維生素與土壤有機質和有效磷含量均呈極顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.68和-0.67，與葡萄產量和可溶性固形物呈顯著負相關?？偹崤c土壤養(yǎng)分指標均無顯著相關。

3討論

3.1有機肥替代化肥對葡萄產量及品質的影響

施肥是葡萄植株生長、果實發(fā)育的重要基礎，肥料種類及施肥量均可影響果實產量及品質。該研究結果表明，與T2處理相比，T4與T6處理均提高了葡萄產量和葡萄串數(shù)，這與前人研究施用有機肥促進巨峰葡萄增產的結果相似^［18］。然而，隨著有機肥替代化肥比例的增加，葡萄產量呈下降趨勢，這可能是由于有機肥肥效釋放緩慢，當化肥被大量替代時，土壤養(yǎng)分不能及時滿足葡萄生長的需求，從而造成減產。

可溶性固形物含量、糖酸比都是評價果實品質的關鍵指標，研究表明，施用有機肥可提高水果中可溶性固形物和糖酸比含量^［19-21］。該研究中，與T2處理相比，T4～T6處理均提高了葡萄糖酸比和可提高葡萄可溶性固形物含量?？傮w來說，較高比例的有機肥替代化肥對葡萄可溶性固形物和糖酸比的促進作用低于較低比例的有機肥替代，這與馬忠明等^［22］研究結果類似，其研究顯示釀酒葡萄的可溶性固形物含量及糖酸比會隨有機肥配施比例的增加呈先增加后減小的趨勢。該研究中，除T3處理外，T4～T7處理相比常規(guī)施肥均降低了果實還原性糖含量；此外，相較于T2處理，除T6處理，各施肥處理的果實維生素含量并未增加，這與周喜英等^［14］研究結果相同。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)，減少氮肥施用、增加有機肥施用量可使果實維生素和還原性糖含量增加^［25-26］這可能是與試驗條件、作物品種等存在差異所致。

3.2有機肥替代化肥對土壤理化性質的影響

土壤pH是衡量土壤酸堿性的指標，是影響土壤養(yǎng)分活性的重要因素之一。T4～T6處理的土壤pH均高于T2處理，可能是因為有機肥分解會釋放大量有機酸，使土壤pH降低^［25］，但也有研究表明，有機質腐解過程產生的有機陰離子可與土壤中鋁、鐵（氫）氧化物的羥基發(fā)生配位交換反應，增加土壤羥基含量^［26］；此外，有機肥對土壤pH的影響還與有機肥的種類、養(yǎng)分含量及施用量有關^［27］。土壤有機質是土壤生產力的重要指標之一。研究表明，施用有機肥可顯著提高土壤有機質含量^{［24，28］}，這與該研究結果一致。土壤CEC是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子的總量，反映了土壤的保肥性。于耀泓等^［29］和譚智勇等^［30］的研究發(fā)現(xiàn)土壤CEC含量與土壤有機質、pH呈正相關關系，這與該試驗結果相似，但也有研究表明土壤CEC與土壤pH存在負相關^［31］，這可能與土壤類型有關。

氮磷鉀是作物生長的必需營養(yǎng)元素，其在土壤中的含量與活性影響作物吸收和利用^［32］。該研究中，與T2處理相比，T4～T7處理均增加了土壤全鉀含量，速效鉀含量也有7.12%～27.84%的提升，這與周曉芬等^［33］的研究結果一致，表明有機肥提升了土壤的供鉀能力；T4～T7處理增加了5.71%～21.90%的土壤全氮，這與王明友等^［34］的研究結果類似。不同有機肥替代化肥處理對土壤全磷及有效磷含量影響不同，相較于T2處理，T6處理全磷含量增加了12.87%，而其余替代處理均使土壤全磷含量降低；T5處理降低了有效磷含量，其余施肥處理則均使土壤有效磷含量增加。這與葛新偉^［24］的試驗結果相似，但也有研究表明，有機肥施用會降低土壤有效磷含量，原因可能是有機肥的投入提升了土壤氮磷鉀活性，增加植株對養(yǎng)分的吸收^［35］。

4結論

研究結果表明，在葡萄生長期內施用有機肥替代部分化肥，可明顯增加土壤有機質和全鉀含量，不會危害土壤環(huán)境健康。葡萄果實的可溶性固形物含量和糖酸比也得到提升。從果實和土壤質量綜合來看，有機肥替代15%化肥處理的效果最佳。該研究可為合理開展葡萄園有機肥替代化肥，促進葡萄園可持續(xù)發(fā)展提供參考。

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