孫海高，王海波，史祥賓，王孝娣，王小龍，劉鳳之

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧省落葉果樹礦質(zhì)營養(yǎng)與肥料高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100）

截至2016年底，我國葡萄栽培面積居世界第2位，產(chǎn)量居世界首位，達(dá)到1 374.5萬t，我國已成為世界葡萄生產(chǎn)大國[1]?！薹濉咸炎鳛闅W美雜交種的典型代表，果實(shí)酸甜可口、香氣濃郁，樹體抗病能力強(qiáng)、栽培適應(yīng)性廣，為我國主要栽培品種之一[2]。

目前，葡萄生產(chǎn)管理中普遍存在只施化肥和化肥過量施用的情況，導(dǎo)致葡萄園肥料利用效率低、果實(shí)品質(zhì)下降等問題日益凸顯[3]。相關(guān)研究結(jié)果表明，有機(jī)肥養(yǎng)分全且肥力持久，不僅能提升土壤肥力，而且養(yǎng)分中多為有機(jī)結(jié)合態(tài)，釋放養(yǎng)分與分解礦化過程協(xié)調(diào)進(jìn)行，與化肥配合施入，可顯著改善果實(shí)品質(zhì)。有機(jī)肥在土壤中腐殖化、分解過程中產(chǎn)生各種有機(jī)酸，可使土壤中難以降解的磷鹽酸化合物轉(zhuǎn)化為植物可直接吸收的磷酸鹽[4]；同時(shí)各種有機(jī)酸有利于增加土壤微團(tuán)聚體的團(tuán)聚度，從而改善土壤物理環(huán)境[5]，并促進(jìn)土壤中微生物大量繁殖，加快有機(jī)肥料的分解，釋放養(yǎng)分供根系吸收，滿足植物生長發(fā)育，從而提升產(chǎn)量及改善品質(zhì)[4-8]。湯小寧等[8]、田益華等[9]研究發(fā)現(xiàn)，增施有機(jī)肥可以促進(jìn)葡萄植株生長，提高肥料利用率，進(jìn)而改善果實(shí)品質(zhì)。王桂良等[10]研究認(rèn)為，當(dāng)基施沼渣替代化肥氮比例超過70%時(shí)，葡萄可溶性固形物、維生素C含量有下降趨勢，主要原因是沼渣用量過多，養(yǎng)分釋放緩慢，導(dǎo)致葡萄植株后期生長養(yǎng)分供應(yīng)不足，葡萄植株生育期延遲，果實(shí)成熟度下降，從而降低了果實(shí)品質(zhì)。周喜榮等[11]研究認(rèn)為，有機(jī)肥與化肥配施綜合了有機(jī)肥的長效和化肥的速效特點(diǎn)，不僅可以滿足植物短期養(yǎng)分的需求，還能滿足養(yǎng)分的長期供給，從而改善果實(shí)品質(zhì)。

雖然已有較多學(xué)者在有機(jī)無機(jī)肥配施方面展開了研究，但在我國葡萄主產(chǎn)區(qū)—東北產(chǎn)區(qū)開展研究極少，無法對東北產(chǎn)區(qū)葡萄上適宜有機(jī)肥種類及配施比例的選擇提供直接參考。本研究開展了我國東北產(chǎn)區(qū)葡萄的不同種類有機(jī)肥與化肥配施對‘巨峰’葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品為目標(biāo)前提下，探究有機(jī)肥與化肥配施的適宜比例，以期為東北產(chǎn)區(qū)葡萄生產(chǎn)中有機(jī)肥與化肥科學(xué)配施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年10月至2019年11月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所砬山葡萄試驗(yàn)示范基地（遼寧省興城市，東經(jīng)120.51°，北緯40.45°）進(jìn)行，海拔283 m。試材為5年生盛果期‘巨峰’葡萄，砧木為‘貝達(dá)’，雙株定植，行株距8.00 m×1.25 m，每處理12株樹，采用斜干水平龍干形配合水平葉幕，新梢間距15 cm，每個(gè)新梢留1個(gè)花序，各處理統(tǒng)一整穗，樹盤覆蓋黑地膜，膜下滴灌，行間自然生草，其他管理同常規(guī)。

供試土壤主要為粗骨土，試驗(yàn)前取0～40 cm土層的土壤樣品，測定各項(xiàng)指標(biāo)作為土壤的本底值，其中土壤容重1.33 g/cm3，田間持水率23.24%，有機(jī)質(zhì)含量1.39%，堿解氮含量119 mg/kg，速效磷含量23.49 mg/kg，速效鉀含量182.56 mg/kg，pH值6.58。

供試肥料：生物有機(jī)肥（主要原料為羊糞、豆粕，有機(jī)質(zhì)≥45%、N+P2O5+K2O≥5%、腐殖酸13%、氨基酸10%、生物活性菌2億個(gè)/g，購自山東省煙臺(tái)市綠源有機(jī)肥有限公司）。磷酸二氫鉀（KH2PO4≥99%、P2O5≥52%、K2O≥34%），尿素（總氮≥46.4%）。四水合硝酸鈣（N ≥11.86%、CaO ≥23.73%）、磷酸二氫鈉（P2O5≥59.17%）、硫酸鉀（K2O≥54.02%）和硫酸鎂（MgO≥33.33%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

秋施基肥時(shí)設(shè)置羊糞、豬糞、生物有機(jī)肥等有機(jī)肥替代不同比例化肥處理，有機(jī)肥替代的最大養(yǎng)分量為‘巨峰’葡萄采收至落葉生育階段的養(yǎng)分需求量[2]（表1）。

表1 ‘巨峰’葡萄不同生育階段每生產(chǎn)1 000 kg果實(shí)對各礦質(zhì)元素的需求量

試驗(yàn)前測定不同有機(jī)肥的氮、磷、鉀、鈣、鎂等的有效含量（表2），以有效鉀含量作為替代化肥的標(biāo)準(zhǔn)，單施化肥為對照，配施處理的有效養(yǎng)分含量與對照一致，且氮、磷、鉀、鈣、鎂等的有效養(yǎng)分不足部分由化肥補(bǔ)充。

表2 各有機(jī)肥養(yǎng)分含量 %

試驗(yàn)共設(shè)置13個(gè)處理，分別為25%羊糞+75%化肥（S1）、50%羊糞+50%化肥（S2）、75%羊糞+25%化肥（S3）、單施羊糞（S4）、25%豬糞+75%化肥（P1）、50%豬糞+50%化肥（P2）、75%豬糞+25%化肥（P3）、單施豬糞（P4）、25%生物有機(jī)肥+75%化肥（B1）、50%生物有機(jī)肥+50%化肥（B2）、75%生物有機(jī)肥+25%化肥（B3）、單施生物有機(jī)肥（B4）、單施化肥（CK），每個(gè)處理3次重復(fù)。距主干水平距離30～50 cm、垂直深度20～40 cm的位置，均以穴施的方式施入，各處理的施肥量見表3?！薹濉咸巡煌A段追肥量（表4）由表2進(jìn)行計(jì)算，最后結(jié)合滴灌施入。

表3 各處理基肥的施肥量

表4 ‘巨峰’葡萄不同生育階段追肥施肥量

1.3 樣品采集與測定方法

果實(shí)成熟期每個(gè)處理采集8穗果穗，從每穗果穗上、中、下部位分別采集10粒果粒，混合后平分為3份，用于品質(zhì)指標(biāo)的測定。采用電子天平稱量單粒重（精確至0.01 g）；可溶性固形物含量采用手持日產(chǎn)PAL-I型數(shù)顯折光儀測定；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH進(jìn)行滴定，用酒石酸含量來表示；維生素C含量用改良2,6-二氯酚靛酚點(diǎn)位滴定法測定；花青苷含量測定參照冀曉昊等的方法[12]；果實(shí)質(zhì)地指標(biāo)參考張克坤等的方法[13]，使用英國Stsble Micro Systems公司生產(chǎn)的TA-HD plus雙臂質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定，SMS P/2（直徑2 mm）探頭。

選取單粒重、維生素C含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青苷含量、果皮強(qiáng)度等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，運(yùn)用topsis方法進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)，可滴定酸含量高，葡萄口感偏酸，不受消費(fèi)者青睞，因此將此指標(biāo)設(shè)為低優(yōu)指標(biāo)，其他指標(biāo)設(shè)為高優(yōu)指標(biāo)，而單粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青苷含量、果皮強(qiáng)度等的權(quán)重均為1，維生素C含量的權(quán)重為0.5[14-15]。評價(jià)時(shí)，各高低優(yōu)指標(biāo)的確定和授予各指標(biāo)權(quán)重的大小，由專家會(huì)議（產(chǎn)業(yè)與銷售專家）進(jìn)行商討、投票，最后確定各高優(yōu)指標(biāo)并授予各指標(biāo)權(quán)重的大小，以品質(zhì)指數(shù)的得分值作為新的評價(jià)指標(biāo)，反映果實(shí)的綜合品質(zhì)，品質(zhì)指數(shù)越高，綜合品質(zhì)越優(yōu)。以此評價(jià)各處理的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，確定有機(jī)肥與化肥配施適宜比例。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Microsoft Excel 2016進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素多重比較方差分析（Duncan’s），運(yùn)用DPS軟件的topsis方法對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊糞與化肥配施對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

從表5可以看出，羊糞與化肥配施處理均能改善‘巨峰’葡萄的果實(shí)品質(zhì)。各處理的單粒重和可滴定酸含量均無顯著性差異?？扇苄怨绦挝锖恳許4處理最高，達(dá)到18.73%，其次為S2處理，S3處理與S2、S1處理之間均無顯著差異，羊糞與化肥配施各處理的可溶性固形物含量均顯著高于CK，S1、S2、S3、S4處理的可溶性固形物含量分別比CK提高6.2%、8.3%、7.6%和16.1%。維生素C含量，S3處理和S4處理之間無顯著差異，均顯著高于其他處理，S1、S2、S3、S4處理的維生素C含量分別比CK提高18.8%、11.1%、37.9%和36.8%?；ㄇ嘬蘸?，S2處理與S1、S3處理之間均無顯著差異，顯著高于S4處理和CK，后二者之間無顯著差異，S2、S3、S1處理的花青苷含量分別比CK提高163.9%、126.2%和110.4%。果皮強(qiáng)度，S2處理和S3處理之間無顯著差異，均顯著高于其他處理，S1處理顯著高于S4處理，二者與CK之間均無顯著差異。

表5 羊糞與化肥配施處理葡萄果實(shí)品質(zhì)

2.2 豬糞與化肥配施對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表6可知，豬糞與化肥配施處理均改善了‘巨峰’葡萄的果實(shí)品質(zhì)。豬糞與化肥配施各處理的單粒重?zé)o顯著差異，均顯著高于CK，P1、P2、P3、P4處理的單粒重分別比CK提高18.0%、23.1%、20.6%、18.7%?？扇苄怨绦挝锖恳訮1處理最高，達(dá)到17.73%，與P2、P3處理之間均無顯著差異，P1、P2、P3處理的可溶性固形物含量均顯著高于P4處理和CK，后二者間無顯著差異。維生素C含量，P1處理和P3處理間無顯著差異，均顯著高于其他處理，其次為P2處理和P4處理，二者間無顯著差異，各配施處理的維生素C含量均顯著高于CK，P1、P2、P3、P4處理的維生素C含量分別比CK提高19.6%、8.9%、18.1%和10.3%?；ㄇ嘬蘸恳訮1處理最高，為22.87 nmol/g，顯著高于其他處理，其次是P2處理，為19.78 nmol/g，顯著高于P3、P4處理和CK，P3、P4處理花青苷含量顯著低于CK，花青苷含量隨豬糞替代化肥比例的升高呈降低的趨勢。果皮強(qiáng)度方面，P4處理與P2、P3處理之間無顯著差異，顯著高于P1處理和CK，P1處理與CK間無顯著差異。各處理的可滴定酸含量均無顯著差異。

表6 豬糞與化肥配施處理葡萄果實(shí)品質(zhì)

2.3 生物有機(jī)肥與化肥配施對葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表7可知，生物有機(jī)肥與化肥配施處理的單粒重以B4處理最高，為12.22 g，與B1、B3處理間均無顯著差異，顯著高于B2處理和CK，B1、B2、B3、B4處理的單粒重分別比CK提高15.3%、11.9%、20.4%和22.6%?？扇苄怨绦挝锖糠矫?，B1、B2處理間無顯著差異，均顯著高于其他處理，B3處理和B4處理均顯著高于CK，B1、B2、B3、B4處理的可溶性固形物含量分別比CK提高12.6%、12.0%、9.7%和10.2%?？傻味ㄋ岷恳訠1處理最高，為0.55%，顯著高于除B2處理之外的其他處理，B4處理與CK無顯著差異，顯著高于B3處理。維生素C含量，B3、B4處理間無顯著差異，均顯著高于其他處理，B1、B2處理與CK間均差異顯著，B1、B2、B3、B4處理的維生素C含量分別比CK提高26.1%、12.3%、37.2%和37.2%?；ㄇ嘬蘸恳訠2處理最高，為39.80 nmol/g，顯著高于其他處理，其次為B1處理。果皮強(qiáng)度方面以B4處理最高，與B2、B3處理間均無顯著差異，顯著高于B1處理和CK，B1、B2、B3、B4處理的果皮強(qiáng)度分別比CK提高2.8%、10.0%、12.4%和13.1%。

表7 生物有機(jī)肥與化肥配施處理葡萄果實(shí)品質(zhì)

2.4 不同有機(jī)肥與化肥配施處理的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)綜合評價(jià)

由表8可知，利用topsis方法對不同有機(jī)肥與化肥配施處理的果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)，S2處理的單粒重較大，為11.61 g，可溶性固形物含量較高，為17.47%，可滴定酸含量較低，為0.44%，花青苷含量最高，為42.01 nmol/g，果皮強(qiáng)度較高，為614.43 g，品質(zhì)指數(shù)最高，為0.84，綜合品質(zhì)最佳，排名第一；其次為B2處理，品質(zhì)指數(shù)為0.76，綜合排名第二；CK的品質(zhì)指數(shù)最低，僅為0.16，綜合品質(zhì)最差，排名最后。

有機(jī)肥與化肥配施處理的果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)，根據(jù)品質(zhì)指數(shù)可以看出，羊糞與化肥配施處理中，S2處理的品質(zhì)指數(shù)最高，為0.84，排名第一；豬糞與化肥配施處理中，P1處理的單粒重較大，為11.76 g，可溶性固形物含量最高，為17.73%，可滴定酸含量較低，為0.46%，維生素C含量最高，為104.9 mg/kg，花青苷含量最高，為22.87 nmol/g，品質(zhì)指數(shù)最高，為0.39，排名第一；生物有機(jī)肥與化肥配施處理中，B2處理的可溶性固形物含量較高，為18.07%，花青苷含量最高，為39.80 nmol/g，品質(zhì)指數(shù)最高，為0.76，排名第一（表8）。

表8 不同有機(jī)肥與化肥配施處理的果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)

3 結(jié)論與討論

大量研究表明，科學(xué)施肥是葡萄樹體正常生長及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果的基礎(chǔ)[16]，肥料的種類、施肥量[17]、施肥時(shí)間與方式等均可以影響果實(shí)品質(zhì)[15,18]。與單施化肥相比，有機(jī)無機(jī)肥配施能顯著改善葡萄果實(shí)品質(zhì)[6,19-20]。吳紅等[21]通過研究配方施肥對‘巨峰’葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響結(jié)果表明，羊糞與化肥配施處理能顯著提高果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比。

本研究結(jié)果表明，較單施化肥（CK），羊糞與化肥配施處理顯著提高可溶性固形物含量和維生素C含量，此結(jié)論與張?bào)摅薜萚4]研究結(jié)果一致；而較單施化肥和單施羊糞（S4）處理，各配施處理的果實(shí)可滴定酸含量呈降低趨勢，這可能是本試驗(yàn)施入年限較短，有機(jī)肥中養(yǎng)分沒有完全分解釋放；其中羊糞替代率為50%（S2）處理在羊糞與化肥配施處理中花青苷含量最高、可滴定酸含量最低，果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)排名第一。這可能是羊糞的養(yǎng)分含量較高，替代一半化肥時(shí)，有機(jī)無機(jī)肥配施處理充分發(fā)揮出化肥的速效和有機(jī)肥的長效特點(diǎn)[11]，保證葡萄植株所需養(yǎng)分持續(xù)有效供應(yīng)，養(yǎng)分穩(wěn)步釋放，提高了土壤中各養(yǎng)分利用率，滿足葡萄各生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的需求，從而改善了葡萄的果實(shí)品質(zhì)。

本研究結(jié)果表明，與CK相比，豬糞與化肥配施處理可顯著提高單粒重、可溶性固形物含量和維生素C含量，其中，豬糞替代率為25%（P1）處理的可溶性固形物含量、花青苷含量和品質(zhì)指數(shù)在豬糞與化肥配施處理中最高，且隨著豬糞替代比例的增加，品質(zhì)指數(shù)呈下降趨勢。究其原因，可能是本試驗(yàn)豬糞有效養(yǎng)分含量較低且在土壤中釋放養(yǎng)分緩慢，所以提高其替代比例時(shí)難以滿足葡萄各生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的需求，致使果實(shí)品質(zhì)降低；也可能是豬糞施入量增多導(dǎo)致葡萄后期生長出現(xiàn)貪青現(xiàn)象，延遲果實(shí)成熟度，降低了果實(shí)品質(zhì)[10]。而降低豬糞的替代比例、提高化肥比例時(shí)，使葡萄植株在各生育階段獲得更為均衡的礦質(zhì)營養(yǎng)，從而提升果實(shí)品質(zhì)。

周喜榮等[11]研究認(rèn)為，60%生物有機(jī)肥+40%化肥處理為最佳配比比例，在本研究中也有類似結(jié)果。與CK相比，生物有機(jī)肥與化肥配施可顯著提高單粒重、可溶性固形物含量和維生素C含量，此結(jié)論與周媛等[18]、粟萍等[20]、劉慧穎等[22]的研究結(jié)果相似；其中，生物有機(jī)肥替代率為50%（B2）處理的花青苷含量和品質(zhì)指數(shù)在生物有機(jī)肥與化肥配施處理中最高，綜合品質(zhì)最優(yōu)。這可能是生物有機(jī)肥除含有大量有機(jī)質(zhì)之外，還能提供多種植物所需的微量營養(yǎng)元素、有益微生物及核酸、氨基酸等有機(jī)營養(yǎng)成分，施入土壤后，一方面提高有益微生物的群體，加快有機(jī)肥在土壤中分解，釋放養(yǎng)分供根系吸收，滿足植物生長發(fā)育，從而提升產(chǎn)量及改善品質(zhì)；另一方面生物有機(jī)肥釋放的各種有機(jī)酸，不僅能促進(jìn)土壤中微團(tuán)聚體的形成，還能降解土壤中難以被植株吸收的磷酸鹽，從而使植株獲得更為均衡的養(yǎng)分，改善果實(shí)品質(zhì)。