李淑紅，王　磊，史文婷，王振平 ，王世平

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川　750021；2.上海交通大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上?！?00240)

葡萄是中國重要果樹，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易中占有重要地位。礦質(zhì)營養(yǎng)元素在葡萄的營養(yǎng)生長和生殖生長中具有重要的作用[1]，目前在葡萄栽培生產(chǎn)中注重氮、磷、鉀肥施用，輕視鈣、鎂及其他微量元素的配合使用，造成樹體營養(yǎng)不平衡，對葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大；且水資源緊缺、消耗量大等問題，已經(jīng)嚴(yán)重制約中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。不能準(zhǔn)確掌握各生育期施肥量和灌水量，大水大肥管理不僅造成肥料浪費(fèi)，而且?guī)憝h(huán)境污染問題，因此合理高效的水肥資源利用迫在眉睫[2]。隨著中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)中對精準(zhǔn)灌溉施肥技術(shù)要求越來越高，加強(qiáng)對精準(zhǔn)灌溉施肥的研究也就顯得更加重要。在葡萄的栽培過程中，合理施肥不僅能夠防止樹體徒長和肥料的浪費(fèi)[3-5]，而且還能提高果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量[6-8]。近年來，葡萄水肥耦合方面研究主要集中在氮、磷、鉀肥以及灌水量和施肥量的單一因素研究上，對一些新型的水溶性肥料研究較少，針對營養(yǎng)液的研究大多集中在生菜和小白菜[9]、黃瓜[10-12]、番茄[13-14]、煙草[15]、玉米[16]等上，在葡萄的研究上較少。本研究以6 a生 ‘巨峰’葡萄為研究對象，設(shè)置5個(gè)不同濃度梯度的營養(yǎng)液在葡萄的生育期持續(xù)澆灌，研究不同處理?xiàng)l件下對葡萄的生長情況及果實(shí)品質(zhì)的影響，以便找出最佳養(yǎng)分供應(yīng)，為鮮食葡萄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

以6 a生‘巨峰’(Kyoho)葡萄為試材，植株于2016-04-01移栽于上海交通大學(xué)閔行校區(qū)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院玻璃溫室內(nèi)。統(tǒng)一采用控根器(直徑80 cm、高度50 cm)栽培，控根器底部鋪有塑料膜，防止控根器下方的雜草生出，栽培基質(zhì)按體積比為土壤∶有機(jī)肥∶珍珠巖 = 6∶2∶1。栽培行距為0.5 m×3 m，每處理栽植4株樹，株距間鋪設(shè)管道供水肥，每個(gè)栽植控根器內(nèi)設(shè)4根滴灌，從而滿足植物根系的均勻灌溉，同時(shí)管道末端設(shè)置5個(gè)500 L的塑料桶，分別配置不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液，并在外桶外設(shè)置1個(gè)泵，使用自動(dòng)定時(shí)滴灌系統(tǒng)循環(huán)澆灌營養(yǎng)液。定植后，需澆2次透水，之后通過電磁閥自動(dòng)控制進(jìn)行澆灌。營養(yǎng)液灌溉次數(shù)根據(jù)植株生長發(fā)育階段和室內(nèi)溫度的變化決定。在新梢生長期至轉(zhuǎn)色期階段，植物需水較多且在轉(zhuǎn)色期前室內(nèi)溫度較高，水分蒸發(fā)較快，每周滴灌4次，每次15 min；進(jìn)入葡萄轉(zhuǎn)色期后，隨著果實(shí)的發(fā)育，改為每天4次，每次8 min；進(jìn)入采收后，灌溉次數(shù)恢復(fù)到新梢生長期的灌溉量。

1.2　試驗(yàn)方法

試驗(yàn)用格林凱爾公司的霍格蘭營養(yǎng)液配方配制5個(gè)以氮為基準(zhǔn)的營養(yǎng)液濃度梯度(表1)，在不同生育期(萌芽期-轉(zhuǎn)色期、轉(zhuǎn)色期-成熟期、成熟期-萌芽期)選用不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液灌溉，施肥標(biāo)準(zhǔn)即5個(gè)處理：處理1(N: 180-60-180 mg/L)，處理2(N: 120-40-120 mg/L)，處理3(N: 60-30-60 mg/L)，處理4(N: 30-10-30 mg/L)，處理5(N: 15-5-15 mg/L)，每處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，每株留梢6條，留果量為每梢1穗果，‘Y’字架形，采用自動(dòng)控制計(jì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行營養(yǎng)液的澆灌，在轉(zhuǎn)色前每天4次，每次15 min；轉(zhuǎn)色后每天4次，每次8 min，每分鐘約0.6 L。

表1　營養(yǎng)液的各元素營養(yǎng)濃度組成成分Table 1　Composition of nutrient solution

1.3　測定項(xiàng)目及方法

新梢長度及新梢粗度：在萌芽后20 d(4月12日)開始，每7 d或8 d用卷尺測定新梢長度；每月用游標(biāo)卡尺測定1次新梢粗度。

葉綠素相對含量的測定：在萌芽后57 d(膨大期)、萌芽后84 d(硬核期)、萌芽后114 d(轉(zhuǎn)色期)、萌芽后145 d(成熟期)進(jìn)行測定，每個(gè)處理選擇長勢一致的新梢12個(gè)，采用SPAD-502葉綠素儀測量每個(gè)新梢上面全部葉片的葉綠素相對含量SPAD值(葉色值)。

果實(shí)生長指標(biāo):從花后20 d開始，選取大小均一、成熟一致的果粒30粒作標(biāo)記,用游標(biāo)卡尺每周測定果實(shí)橫徑2次，直至花后105 d成熟采收。

果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)：從轉(zhuǎn)色期開始，每10 d或15 d 采摘大小均一、成熟一致的果粒20粒，放入冰盒中帶回實(shí)驗(yàn)室，將果實(shí)保存在 20 ℃冰箱中，用于測定果皮花色苷、果實(shí)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？扇苄怨绦挝镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)采用手持糖度計(jì)測定；果實(shí)可滴定酸(以酒石酸計(jì))質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用NaOH滴定法測定；花色苷提取參照He等[17]方法；用pH示差法[18]測定花色苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。果實(shí)糖酸比為可溶性固形物和可滴定酸的比值，每個(gè)處理重復(fù)3次，然后取其平均值。

葡萄產(chǎn)量的測定：成熟期利用計(jì)數(shù)法和稱量法測定單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量。產(chǎn)量=單穗質(zhì)量×每株掛果量×每667 m2內(nèi)總株樹。

1.4　數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用 Microsoft Excel 2003及WPS 10.1進(jìn)行處理，采用SPSSv 20.0軟件進(jìn)行LSD(P<0.05)方差分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄新梢生長的影響

新梢生長是衡量樹體是否正常生長最直觀的指標(biāo)，由圖1可知，5個(gè)不同處理的新梢長度在整個(gè)生長季持續(xù)上升，在萌芽后119 d趨于穩(wěn)定。在成熟期時(shí)新梢變化規(guī)律為：處理1>處理4>處理5>處理2>處理3。處理1的新梢長度顯著高于處理1、處理2和處理3，在成熟期時(shí)達(dá)到149.08 cm。在新梢生長期到盛花期新梢生長速度快，此時(shí)屬于營養(yǎng)生長，從盛花期到轉(zhuǎn)色期新梢增長較快，進(jìn)入果實(shí)轉(zhuǎn)色期后養(yǎng)分主要供給保持果實(shí)的發(fā)育，因此新梢生長進(jìn)入緩慢階段，隨著果實(shí)的成熟新梢停止生長。可見，樹體生長前期營養(yǎng)液濃度越高，能夠顯著促進(jìn)樹體的營養(yǎng)生長，處理1的新梢生長速度最顯著，處理4的新梢生長次之。

圖1　不同處理?xiàng)l件下‘巨峰’葡萄新梢長度Fig.1　Shoot length of‘Kyoho’grapevine under different treatments

2.2　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄新梢粗度的影響

由圖2可知，新梢粗度在轉(zhuǎn)色之前變化較快，在6月20日(轉(zhuǎn)色期)后變化緩慢，5個(gè)處理中以處理1的新梢粗度增長速度最大，由4月20日的8.06 mm上升到8月20日的11.34 mm，在7月20日，處理2、3、4、5粗度有略微下降。綜合圖2的新梢長度生長來看，高濃度營養(yǎng)液(處理1)營養(yǎng)生長最為旺盛。

圖2　不同處理?xiàng)l件下‘巨峰’葡萄新梢粗度Fig.2　Shoot diameter of ‘Kyoho’grapevine under different treatments

2.3　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄葉片葉綠素含量(SPAD值)的影響

由圖3可以看出，隨著葡萄樹體生長，葉片中葉綠素相對含量在不斷增多，在萌芽后145 dSPAD值降低，可能是由于成熟期葉片老化，處理中從萌芽后57 d至萌芽后84 d時(shí)間段內(nèi)，營養(yǎng)液濃度對SPAD值變化較大，而從萌芽后84 d至萌芽后145 d內(nèi)，不同處理?xiàng)l件下對葉片SPAD值影響較小。在萌芽后57 d時(shí)，處理1、2、3之間差異顯著，成熟期(萌芽后145 d)時(shí)各個(gè)處理間無顯著性差異，說明不同的處理?xiàng)l件下對葉片SPAD值影響不大。

不同小寫字母表示 LSD檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05)
Different lowercase letters indicate significant differences under LSD(P<0.05)

圖3不同處理?xiàng)l件下‘巨峰’葡萄葉片SPAD值
Fig.3SPADvalueof‘Kyoho’grapevineunderdifferenttreatments

2.4　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄果實(shí)橫徑的影響

葡萄果粒膨大情況如圖4所示，‘巨峰’葡萄果實(shí)橫徑生長呈雙“S”型曲線，由圖4可以看出，果實(shí)橫徑有2次快速膨大期：膨大期Ⅰ(花后 18～38 d)和快速膨大期Ⅱ(花后 46～67 d)，之后趨于穩(wěn)定，但在成熟期(花后101 d)開始有略微下降。5種營養(yǎng)液濃度處理，在果實(shí)的發(fā)育過程中，除處理4外，果實(shí)的橫徑一直處于增長趨勢，基本上處于營養(yǎng)液濃度越高，果實(shí)的增長速度越快。說明營養(yǎng)液濃度越高能夠顯著促進(jìn)果實(shí)的生長發(fā)育。

2.5　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

圖5所示果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)積累變化，從花后50 d開始，可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)快速增加，在花后85 d 后增長速度有所減慢。由表2可以看出，在5個(gè)不同濃度處理中，除處理4，果實(shí)中可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于18.74%，可見霍格蘭營養(yǎng)液對可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)有明顯的促進(jìn)作用。處理2可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)幾乎始終保持最高水平，在成熟期(花后105 d)各個(gè)處理間的可溶性固形物呈現(xiàn)：處理2>處理1、處理3>處理5>處理4，處理2的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，可達(dá)19.83% ，與其他處理間均有顯著性差異，說明該處理營養(yǎng)液濃度對提高果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)效果最佳。

圖4　不同處理?xiàng)l件下‘巨峰’葡萄果實(shí)橫徑Fig.4　Fruit diameter of ‘Kyoho’ grapevine under different treatments

圖5　不同處理下‘巨峰’葡萄果實(shí)品質(zhì)Fig.5　 Fruit quality of ‘Kyoho’ grapevine under different treatments

由圖 5可知，果實(shí)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化與可溶性固形物的趨勢相反，隨著果實(shí)的發(fā)育逐漸降低，處理2前期下降速度較快。由表2可知，在成熟期時(shí)(花后105 d)處理2的可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，處理2和處理3之間存在顯著性差異，與其他處理之間均無顯著性差異。

葡萄果皮中花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)是對果實(shí)外觀品質(zhì)的直觀表現(xiàn)，因此花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)常被作為鑒定果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。從圖 5可知，果皮中花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在轉(zhuǎn)色期后快速增加，從花后70 d開始，花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)積累顯著增加。從表2可以看出，營養(yǎng)液濃度過高或過低都不利于花色苷的積累，在處理2下花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高(0.41 mg/g)，與其他處理均有顯著性差異。說明處理2的營養(yǎng)液濃度顯著促進(jìn)果實(shí)著色，增加花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的積累。

果實(shí)糖酸比是判斷果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，影響口感及營養(yǎng)價(jià)值。由圖 5可知，在整個(gè)發(fā)育階段，營養(yǎng)液濃度能夠顯著提高果實(shí)的糖酸比，說明營養(yǎng)液濃度對果實(shí)的糖酸比影響較大。在花后105 d(表2)，處理2糖酸比最大，與處理3、處理4差異顯著。說明處理2營養(yǎng)液濃度對果實(shí)糖酸有顯著促進(jìn)作用。

綜合分析結(jié)果表明，處理2的營養(yǎng)液濃度對果實(shí)的品質(zhì)作用最大，能夠降低可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，促進(jìn)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，且促進(jìn)花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的積累及果實(shí)糖酸比最大，該處理營養(yǎng)液濃度下果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)。

表2　不同處理下‘巨峰’葡萄成熟期果實(shí)品質(zhì)Table 2　Fruit quality of‘Kyoho’ grapevine under different treatments

注：不同小寫字母表示 LSD檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05)，下同。

Note：Different lowercase letters indicate significant difference under LSD(P<0.05)，the same below.

2.6　不同營養(yǎng)液濃度對‘巨峰’葡萄產(chǎn)量的影響

由表3可知，不同處理?xiàng)l件下對葡萄產(chǎn)量影響較大，葡萄果實(shí)單穗質(zhì)量呈現(xiàn)：處理1 >處理2>處理5>處理3>處理4，且各處理間差異顯著；單粒質(zhì)量在不同處理?xiàng)l件下，處理1單粒質(zhì)量最大，與處理4無顯著性差異，與其他處理均差異顯著，說明合適的營養(yǎng)液濃度才能使單粒質(zhì)量增加；葡萄產(chǎn)量表現(xiàn)為：處理1營養(yǎng)液濃度處理下產(chǎn)量最高，為498.72 kg/667 m2，各個(gè)處理間均有顯著性差異，且表現(xiàn)為處理1 >處理2 >處理5 >處理3 >處理4。綜合品質(zhì)指標(biāo)(表3)表明，處理1營養(yǎng)液濃度處理下果實(shí)單穗質(zhì)量、單粒質(zhì)量及產(chǎn)量均最高，但品質(zhì)較差，綜合分析發(fā)現(xiàn)，處理2營養(yǎng)液濃度能使果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)，同時(shí)該營養(yǎng)液濃度處理下產(chǎn)量較高。

表3　成熟期不同處理?xiàng)l件下‘巨峰’葡萄產(chǎn)量Table 3　‘Kyoho’ grapevine yield at maturation stage under different treatments

3　討　論

水肥在葡萄的栽培管理中具有重要的作用[19]，水肥關(guān)系協(xié)調(diào)，有利于提高水和肥的利用效率，也是實(shí)現(xiàn)低投入、高產(chǎn)出和高品質(zhì)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[20-22]。龔萍[7]研究表明合理有效的灌水施肥，可以增加葡萄產(chǎn)量提高品質(zhì)。孫卓玲[23]研究也發(fā)現(xiàn)水肥一體化滴灌施肥可顯著提高葡萄產(chǎn)量和改善葡萄品質(zhì)?？茖W(xué)的水肥一體化管理能夠提高開花坐果率，提高葡萄的感官質(zhì)量和鮮食葡萄的貯藏力，減少貯藏病害的發(fā)生[24-26]。前人雖對水肥一體化已做大量研究，但是依然沒有做到真正意義上的“一體化”。而本研究采用水肥一體化技術(shù)，利用滴管將營養(yǎng)液定量、定時(shí)、均勻供給葡萄根系，更好地調(diào)控葡萄的營養(yǎng)生長和生殖生長，減少營養(yǎng)生長冗余和肥料的浪費(fèi)，做到水肥同時(shí)供應(yīng)，在葡萄不同生育期供給不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液，研究不同處理對葡萄生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的影響。

王開榮[27]和周興本[28]研究結(jié)果表明，隨著氮肥施用量的增加，葡萄生長量隨之增加。孫美等[29]和劉愛玲[30]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)高濃度營養(yǎng)液對樹體的營養(yǎng)生長有顯著促進(jìn)作用。本研究結(jié)果表明：處理1營養(yǎng)液濃度下的葡萄新梢生長最長，此濃度處理下新梢粗度和葉片葉綠素含量在整個(gè)生育期均處于較高水平，表明葡萄樹體在成熟前期對營養(yǎng)液需求較高，在成熟期可降低營養(yǎng)液濃度的供應(yīng)，說明葡萄在不同生育期間對養(yǎng)分的需求量不同，并不是持續(xù)高營養(yǎng)液濃度才能使樹體發(fā)育達(dá)到最優(yōu)。

果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量是影響經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，而葡萄果實(shí)的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及糖酸比是果實(shí)品質(zhì)的重要評判指標(biāo)，影響果實(shí)的口感和風(fēng)味，且花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響果實(shí)的外觀品質(zhì)，進(jìn)而影響到葡萄的商品價(jià)值。本研究結(jié)果表明：高營養(yǎng)液濃度能增加葡萄產(chǎn)量，但是對果實(shí)品質(zhì)而言，營養(yǎng)液濃度過高(處理1)反而降低了葡萄果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，影響果實(shí)的口感和外觀品質(zhì)；而處理2營養(yǎng)液濃度下可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，糖酸比最大，且該處理下產(chǎn)量較高。說明只有合適的營養(yǎng)液濃度，才能使果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)。水肥供應(yīng)的最終目的是對品質(zhì)的影響，所以本試驗(yàn)階段主要是在葡萄不同生育期供給不同質(zhì)量濃度的霍格蘭營養(yǎng)液，來研究不同處理對葡萄生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的影響，對于葡萄樹體營養(yǎng)特殊需要角度上有待進(jìn)一步研究。

4　結(jié) 論

從對‘巨峰’葡萄的測定結(jié)果來看，以處理2(N：120-40-120 mg/L)的供給濃度為宜，在該質(zhì)量濃度營養(yǎng)液處理下，葡萄的新梢生長適中，顯著增加果實(shí)可溶性固形物和花色苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，葡萄果實(shí)品質(zhì)最佳。所以在今后的葡萄栽培管理中可以以處理2(N：120-40-120 mg/L)濃度作為參考，本研究結(jié)果可供‘巨峰’葡萄園肥水管理作依據(jù)。

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