李春輝 趙秀芳 邵紅雨

摘要 通過田間試驗，采用3因素5水平二次回歸正交旋轉組合設計，建立了相應的數學模型。結果表明，氮磷鉀肥對產量的影響表現為氮>鉀>磷， 互作效應對產量的影響表現為氮磷>磷鉀>氮鉀;氮磷鉀肥對可溶性糖含量的影響表現為磷>鉀>氮。互作效應對可溶性糖含量的影響表現為氮磷>氮鉀>磷鉀;對 糖酸比的影響表現為磷>鉀>氮，當氮磷鉀肥施用量分別為51、63 和72 g/株時，果實品質最好;氮磷鉀肥施用量分別為75、63和48 g/株時，果實單株產量達最大為4.58 kg/株。

關鍵詞 葡萄;氮磷鉀;產量;品質

中圖分類號 S663.1 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）05-0168-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.05.047

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Abstract The effects of N，P，K on the yield and quality of the grape were investigated by using orthogonal quadratic rotatory regression and field experiment，and the mathematical models were established.The results showed that the influence order of nitrogen，phosphorus，potassium on the yield of grape ?was N > K > P，and the interactive effects on the yield of grape was NP > PK > NK.To the soluble sugar content，the impact orders were N > K > P，and the interactive effect order was NP > NK > PK.To the sugar /acid，the impact orders were P > K >N， grape could achieve the best quality as the usage amount of nitrogen，phosphorus，and potassium were 51，63 and 72 g per plant，respectively，and grape production could achieve the high yield as the concentrations of nitrogen，phosphorus，and potassium were 75，63 and 48 g per plant，respectively.

Key words Grape;NPK;Yield ;Quality

葡萄（Vitis vinifera L）是葡萄科（Vitaceae L ）葡萄屬（Vitis L）多年生落葉木質藤本植物[1]，與柑橘、蘋果、香蕉和梨并稱五大水果，我國栽培葡萄的歷史有2 000多年，葡萄生長需要多種營養(yǎng)元素，吸收量較多的營養(yǎng)元素有 C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 等，在這些營養(yǎng)元素中，除 C、H、O 來自于空氣中的 H2O、CO2，其余營養(yǎng)元素主要來自于土壤和肥料[2]。由于土壤供給的營養(yǎng)有限，需要肥料的大量供應才能滿足葡萄生長的要求。藤稔葡萄（Fujiminori grape）系歐美雜交巨峰系第三代鮮食葡萄品種，是日本青木一直于1978年以“井川682”ד先鋒”育成，1986年引入我國。該品種具有樹勢強、豐產、果穗大、味美、色艷等優(yōu)良性狀[3]。近年來，由于受傳統(tǒng)栽培模式的影響，致使藤稔葡萄的產量和品質下降。氮、磷、鉀是葡萄生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素，對葡萄的產量和品質形成有重要影響[4]。如何在高效利用肥料的同時保證葡萄的產量和品質是當今研究的熱點。筆者采用二次回歸正交旋轉組合設計[5-6]，研究氮磷鉀配施對葡萄產量和品質的影響，旨在為藤稔葡萄的合理施肥提供科學依據，為實現藤稔葡萄高產、優(yōu)質提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 以藤稔葡萄為試材。所用肥料為氮肥（純氮）、磷肥（純磷）、鉀肥（純鉀）。

1.2 試驗地概況 試驗田土質為黑壤土，其養(yǎng)分性狀：有機質含量為14.2 g/kg，堿解氮為123.6 mg/kg，速效磷（P2O5）為11.0 mg/kg，速效鉀（ K2O）為690.5 mg/kg，pH 7.86。

1.3 試驗方法

試驗在吉林農業(yè)大學果樹基地葡萄園進行。氮磷鉀分2次進行溝施，施肥深度35 cm，寬度30 cm，溝中心與樹干垂直距離30 cm;第一次于萌芽期施入，其中氮肥占施用量的2/3，磷肥占施用量的1/3，鉀肥占施用量的1/2;第二次于果實膨大期施入，其中氮肥占施用量的1/3，磷肥占施用量的2/3，鉀肥占施用量的1/2，施肥期間灌水，其他栽培管理措施與大田一致。

選取長勢較一致的 6 年生藤稔葡萄作為試驗材料，株距0.5 m，行距2 m，全部試驗設置23個小區(qū)，小區(qū)隨機排列，每個小區(qū)3株葡萄，2次重復，采用二次回歸正交旋轉組合設計，各因素均為5個水平，以氮、磷、鉀肥的施用量為自變因素。零水平X0J=（XrJ+XrJ）/2，變化間距△j=（ XrJ-X0J））/r，星號臂（r）=1.682，根據試驗設計的要求，進行施氮磷鉀肥試驗，設計的諸參數取值表1。

1.4 測定項目與方法

土壤有機質的測定采用K2CrO7-H2SO4氧化法[7]。速效鉀含量測定采用火焰光度法;速效磷含量測定采用鉬銻抗比色法;速效氮含量測定采用堿解擴散法;產量于果實成熟期測定單果重、單穗重，采用1/100天平稱量法測定，折合成單株產量?？傻味ㄋ岵捎?NaOH 中和滴定法測定;可溶性糖采用蒽酮比色法測定。

2 結果與分析

應用3因素5水平的二次回歸正交旋轉組合設計的計算原理，通過DPS統(tǒng)計軟件對表2的試驗結果進行分析。

2.1 不同氮磷鉀處理與葡萄可溶性糖含量的關系

2.1.1 回歸模型和主效應分析。

利用DPS數據處理系統(tǒng)[8]對試驗結果進行分析得到氮肥（X1）、磷肥（X2）、鉀肥（X3）與試驗指標（Y）的數學模型：

Y=13.603 43-0.205 89X1+0.830 88X2+0.349 11X3-0.849 49X1.2-0.552 51X2.2-0.508 31X3.2+0.471 25X1X2-0.398 75X1X3+0.376 25X2X3（1）

通過方程（1）可知，F失擬=1.487F0.01（9，13）=4.19，說明各變異項與試驗指標的總回歸關系極顯著，所建立的數學模型可靠度高。此模型可以反映氮磷鉀施用量與可溶性糖含量之間的關系，故可進一步作相關分析。氮二次效應，磷的一次效應和磷的二次效應和鉀的二次效應達極顯著水平，鉀的一次效應，氮磷、氮鉀和磷鉀的互作效應達顯著水平[9]。通過回歸方程可知3個因素對果實可溶性糖含量的影響表現為磷>鉀>氮。

2.1.2 單因素效應分析。對回歸方程（1）進行降維處理，依3個因素不同水平作單效應圖（圖1），可知氮、磷、鉀對葡萄可溶性糖含量的影響均呈開口向下的拋物線，說明在一定的施用范圍內，可溶性糖含量隨著氮磷鉀施用量的增加而增加，但超過一定水平后，隨著施用量的增加，可溶性糖含量反而下降;當氮、磷、鉀的施用量分別為51、63、48 g/株時可溶性糖含量達到最大值。

2.1.3 兩因素的交互作用效應分析。從氮磷的互作效應可知（圖2），隨著氮肥和磷肥施用量的增加，果實可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢。氮肥和磷肥的互作效應使可溶性糖含量基本處在10%～12%。整個圖形呈中間凸起的曲面圖。當氮水平為 0，且磷水平為0時達最大值。由圖3和圖4可知，氮鉀、磷鉀互作對可溶性糖含量的影響與氮磷互作影響基本相似，當互作效應達到最大時，氮磷鉀的水平取值略有不同。三因素互作效應對可溶性固形物含量的影響表明氮磷>氮鉀>磷鉀。

由圖3可知，隨著氮肥和鉀肥施用量的增加，果實可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢。氮肥和鉀肥的互作效應使可溶性糖含量大部分在12%～14%，增加較明顯。當氮肥處在-1.682～-1水平時，隨著鉀肥施用量的增加果實可溶性糖含量先增加后減小，在1水平時達到最大，在1～1.682水平時，隨著鉀肥施用量的增加可溶性糖含量先增加后減小，在0水平時達到最大。當鉀肥在-1.682～1.682水平時，隨著氮肥施用量的增加，果實可溶性糖含量增加，在0水平達到最大，繼續(xù)增加氮肥施用量，可溶性糖含量反而下降。氮肥和鉀肥的互作效應使可溶性糖含量基本處在10%～12%，氮肥和磷肥的互作效應使可溶性糖含量呈中間凸起的曲面圖。

由圖4可知，隨著鉀肥和磷肥施用量的增加，果實可溶性糖含量呈先增加后減少的趨勢，當磷肥在1～1.682水平時，隨著鉀肥施用量的增加可溶性糖含量增加，在1水平時達到最大。繼續(xù)增加磷肥施用量，果實可溶性糖含量減小。當磷肥施用量在-1.682 0水平時，隨著鉀肥施用量的增加果實可溶性糖含量增加，在0水平時達到最大，繼續(xù)增加鉀肥施用量，可溶性糖含量下降，氮肥和磷肥的互作效應使可溶性糖含量呈中間凸起的曲面圖。

2.1.4 模擬尋優(yōu)。經DPS處理得到氮磷鉀三因素的取值水平在端點（0，1，1），即氮肥施用量為51g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為72 g/株時，果實可溶性糖含量達到最大值為14.10%。

由表3可知，氮磷鉀的實際用量分別控制在44.04～57.48、55.86～65.1、56.42～88.26 g/株時可溶性糖含量大于12.5%的可靠性達95%。

2.2 不同氮磷鉀處理與果實糖酸比的關系

2.2.1 回歸模型和主效應分析。

但超過一定水平后，隨著施用量的增加，糖酸比反而下降;當氮、磷、鉀的施用量分別為51、63、72 g/株時糖酸比達最大值。根據子模型，可繪制出葡萄果實糖酸比隨各因子變化的趨勢（圖5）。

2.2.3 模擬尋優(yōu)。經DPS數據處理系統(tǒng)處理后，氮磷鉀3因素的取值水平在端點（0，1，1）即氮肥施用量為51 g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為72 g/株時，果實糖酸比達最大值為21.43。由表4可知，氮磷鉀的實際用量分別控制在43.61～58.39、51.16～63.273、54.58～70.87 g/株，糖酸比大于18.4的可靠性達95%。

由圖6可知，隨著氮肥施用量的增加果實單株產量增加較明顯。1水平時，果實單株產量最高，繼續(xù)增施氮肥，果實單株產量下降。同樣隨著磷肥施用量的增加，果實單株產量呈先增加后減小趨勢，在0水平達到最大值，鉀肥與磷肥變化趨勢相同。

2.3.3 兩因素的交互效應分析。氮肥和磷肥的交互作用顯著，采用“降維法”，得到氮肥和磷肥的交互作用編碼方程：

YN.P=4.363 77+0.246 89X1+0.109 07X2-0.107 94X1.2-0.113 24X2.2+0.107 50X1X2

由圖7可知，氮肥在1～1.682水平時，隨著磷肥施用量的增加，單株產量增加，在1水平達到最大，繼續(xù)增加磷肥，單株產量先增加后降低。當氮肥在-1.6821～0水平時，隨著磷肥施用量的增加，單株產量先增大后減小，最大值出現在0水平。磷肥在-1～1.682水平時，隨著氮肥施用量的增加，單株產量先增加后減小，最大值出現在1水平。當氮肥在0～1.682水平時，磷肥在-1～1.682水平時，氮肥和磷肥的互作效應最大，此時果實單株產量為4～5 kg/株。

2.3.4 模擬尋優(yōu)。氮磷鉀三因素的取值水平在端點（1，1，0）即氮肥施用量為75 g/株，磷肥施用量為63 g/株，鉀肥施用量為48 ?g/株時果實單株產量最大，其值為4.58 ?kg/株。

由表5可知，氮磷鉀的實際用量分別控制在68.64～78.94、49.9～61.89、53.14～67.49 g/株，產量大于 4.14 kg/株的可靠性達95%。

3 結論與討論

可溶性糖，糖酸比是葡萄品質的重要指標，其含量高低將直接影響葡萄的風味與口感及其營養(yǎng)價值。施肥對葡萄可溶性糖和糖酸比有明顯的影響，適量施用氮磷鉀肥可以顯著提高葡萄的內在品質，過量或少量施用氮磷鉀則會使葡萄品質降低。

氮磷鉀配施不僅會影響葡萄的品質，而且會影響葡萄的產量。氮磷鉀肥對果實品質的影響表現為磷>鉀>氮。對果實產量的影響表現氮>鉀>磷。只有氮、磷和鉀肥合理配施才有利于葡萄產量和品質的提高，綜合品質相關指標，當氮磷鉀肥施用量分別為51、63和72 ?g/株時，果實品質最好;氮磷鉀肥施用量分別為75、63和48 g/株時，果實單株產量達最大為4.58 kg/株。理論值的最優(yōu)條件在試驗處理組合中沒有出現，需要進一步試驗驗證。

參考文獻

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