王波波，王小龍，史祥賓，冀曉昊，王海波，劉鳳之

（中國(guó)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，遼寧興城 125100）

目前果園土壤普遍采用的管理方式有清耕、覆膜、生草、免耕等[1]。傳統(tǒng)的土壤管理方式為清耕，隨著除草劑的發(fā)明和大量使用，清耕制發(fā)展更為迅速[2]。果園生草栽培19 世紀(jì)末出現(xiàn)在美國(guó)，20 世紀(jì)40 年代隨著割草機(jī)的發(fā)明，果園生草栽培得到大力推廣[2]。我國(guó)1998 年將果園生草制列為推廣項(xiàng)目，果園生草制得到了政府的支持和農(nóng)藝專家的推廣，如今，我國(guó)生草管理得到了一定規(guī)模的發(fā)展。果園生草具有減少土壤侵蝕、增加滲透和改善土壤狀況的作用[3]，果園生草后能夠穩(wěn)定土壤的水分環(huán)境和溫度[4]。行內(nèi)生草在夏季可以降低地溫，在秋冬季可以提高地溫，為果樹的生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境[5]。生草后草的殘?bào)w經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的腐爛分解，有助于增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，提高土壤肥力，進(jìn)而為果樹的生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分[6]。Irvin 等[7]研究發(fā)現(xiàn)生草處理對(duì)葡萄生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。王小龍等[8]研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)種植黑麥草、紫花苜蓿可顯著增加葡萄根系長(zhǎng)度、表面積和根系礦質(zhì)元素含量，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、減輕土壤酸化、提高土壤中大量和微量元素含量。也有研究發(fā)現(xiàn)，果園生草對(duì)果樹生長(zhǎng)有抑制作用，認(rèn)為生草后草的生長(zhǎng)會(huì)與果樹生長(zhǎng)爭(zhēng)水爭(zhēng)肥[9]，降低葡萄樹體活力和產(chǎn)量[10]。對(duì)于生長(zhǎng)旺盛的樹體，生草處理可以減弱樹體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、控制產(chǎn)量[11]。長(zhǎng)期以來(lái)，果園生草通常采用行間生草、行內(nèi)清耕的方式。研究發(fā)現(xiàn)，在滴灌和機(jī)械作業(yè)條件下，葡萄根系一般被限制在行內(nèi)[12]。而目前國(guó)內(nèi)葡萄園生草研究主要關(guān)注行間生草，而與果樹根系關(guān)系更為密切的行內(nèi)生草對(duì)葡萄生長(zhǎng)發(fā)育的影響鮮有報(bào)道[8]。本團(tuán)隊(duì)研究表明，行內(nèi)生草可增加葡萄根系長(zhǎng)度、表面積，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、減輕土壤酸化、提高根系中礦質(zhì)元素含量，對(duì)葡萄香氣品質(zhì)改善有一定的作用[8,13]。在上述基礎(chǔ)上，本研究通過(guò)對(duì)葡萄園進(jìn)行不同行內(nèi)生草處理，明確行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響，以篩選出北方埋土防寒地區(qū)行內(nèi)生草的適宜草種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019—2020 年連續(xù)2 年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所葡萄核心技術(shù)試驗(yàn)示范園（遼寧省興城市）進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為棕壤。以2017 年栽植的‘貝達(dá)’砧‘巨峰’葡萄為試材。采用斜干水平龍干形配合水平葉幕，新梢間距15 cm，雙株定植，行株距4 m×2 m。

試驗(yàn)為單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。試驗(yàn)處理為葡萄園行內(nèi)播種多年生豆科草本植物紫花苜蓿（Medicago sativaL.）、1 年生禾本科植物黑麥草（Lolium perenneL.）、黑麥草和紫花苜蓿1∶1 混播、多年生白花三葉草（Trifolium repensL.）和行內(nèi)自然生草，以行內(nèi)清耕并覆蓋黑色地膜為對(duì)照，人工種植草種于每年葡萄上架后撒播，人工生草均在行內(nèi)（樹盤）播種，樹盤寬度1.5 m，行間均進(jìn)行自然生草，共6個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)15 株樹。葡萄生長(zhǎng)季刈割3 次草，草的殘?bào)w就地覆蓋在行內(nèi)，其他管理同常規(guī)。

1.2 樣品的采集與測(cè)定方法

連續(xù)2 年（2019—2020 年）在葡萄果實(shí)成熟期（9 月中下旬）采樣測(cè)定果實(shí)品質(zhì)，每個(gè)處理取9個(gè)果穗，每穗上、中、下部各取部分果粒用于果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定。測(cè)定方法如下：維生素C 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[14]；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH 滴定法測(cè)定[15]；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日本產(chǎn)PAL-I 型折光儀測(cè)定；果實(shí)質(zhì)地指標(biāo)使用英國(guó)Stable Micro Systems 公司生產(chǎn)的TA-HD plus 雙臂質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，使用SMS P/2 探頭[16]；花青苷含量利用1%鹽酸甲醇溶液提取，用分光光度計(jì)比色法測(cè)定[17]；香氣物質(zhì)采用GC-MS 測(cè)定，香氣數(shù)據(jù)分析使用系統(tǒng)自帶的色譜工作站[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用2019—2020 年2 年的平均值進(jìn)行分析，采用SAS 9.4 和Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和圖表制作，采用DPS 軟件進(jìn)行Topsis 分析，采用單因素（One-way ANOVA）和多重比較（LSD）法進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.1.1 不同行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)外觀品質(zhì)的影響

與對(duì)照相比，行內(nèi)種植紫花苜蓿顯著增加了葡萄單粒重，增加了11.39%；其余生草處理與對(duì)照差異不顯著（圖1）。

圖1 行內(nèi)生草對(duì)葡萄單粒重的影響

行內(nèi)種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高葡萄果皮花青苷含量，分別提高了86.33%和54.01%；其余生草處理使果皮花青苷含量略有提高，但差異不顯著（圖2）。

圖2 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果皮花青苷含量的影響

2.1.2 不同行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

從圖3 可以看出，與對(duì)照相比，行內(nèi)種植黑麥草顯著提高了葡萄果實(shí)可溶性固形物含量，提高了6.69%；行內(nèi)種植紫花苜蓿、黑麥草＋紫花苜?；觳?、自然生草使果實(shí)可溶性固形物含量略有提高，但差異不顯著。

圖3 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由圖4 可知，行內(nèi)種植黑麥草葡萄果實(shí)可滴定酸含量比對(duì)照提高了9.94%，其余生草處理略微降低了果實(shí)可滴定酸含量，但與對(duì)照差異均不顯著。

圖4 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)可滴定酸含量的影響

與對(duì)照相比，行內(nèi)種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高果實(shí)維生素C 含量，分別提高了26.51%和11.27%；行內(nèi)種植紫花苜蓿果實(shí)維生素C 含量略低于對(duì)照，但差異不顯著（圖5）。

圖5 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)維生素C 含量的影響

由圖6 可知，與對(duì)照相比，黑麥草、黑麥草＋紫花苜?；觳?、三葉草處理的特征香氣物質(zhì)乙酸乙酯含量均顯著提高，分別提高了102.74%、146.94%、56.77%；自然生草和紫花苜蓿處理均顯著降低了乙酸乙酯含量，分別降低了55.49%、35.14%。

圖6 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)乙酸乙酯含量的影響

2.1.3 不同行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)貯運(yùn)品質(zhì)的影響

由圖7 可知，與對(duì)照相比，行內(nèi)種植黑麥草、黑麥草＋紫花苜?；觳?、自然生草、紫花苜蓿均顯著提高了葡萄果皮強(qiáng)度，分別提高了14.33%、12.62%、11.90%、10.59%；三葉草處理略微降低了果皮強(qiáng)度，但差異不顯著。

圖7 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果皮強(qiáng)度的影響

由圖8 可知，行內(nèi)生草對(duì)葡萄果肉硬度影響較小，各處理與對(duì)照差異均不顯著。

圖8 行內(nèi)生草對(duì)葡萄果肉硬度的影響

2.2 不同行內(nèi)生草對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)DPS 軟件利用Topsis 方法計(jì)算果實(shí)品質(zhì)指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[17]，各品質(zhì)因子的權(quán)重指標(biāo)依據(jù)李思佳[18]市場(chǎng)調(diào)研賦予，其中權(quán)重具體賦值：?jiǎn)瘟Ｖ亍⒖扇苄怨绦挝锖俊⒒ㄇ嘬蘸?、可滴定酸含量、維生素C 含量、果肉硬度、果皮強(qiáng)度、特征香氣含量分別為0.199 2、0.364 5、0.227 5、0.364 5、0.364 5、0.310 2、0.310 2 和0.453 9。果實(shí)品質(zhì)指數(shù)越高，果實(shí)綜合品質(zhì)越優(yōu)。由表1 可知，行內(nèi)種植黑麥草果實(shí)品質(zhì)指數(shù)顯著高于對(duì)照；黑麥草＋紫花苜蓿混播、三葉草、自然生草處理果實(shí)品質(zhì)指數(shù)均略高于對(duì)照，但與對(duì)照差異均不顯著；而行內(nèi)種植紫花苜蓿果實(shí)品質(zhì)指數(shù)略低于對(duì)照，但與對(duì)照差異不顯著。因此，行內(nèi)種植黑麥草果實(shí)品質(zhì)最佳。

表1 各處理葡萄果實(shí)品質(zhì)指數(shù)及排名

3 討論與結(jié)論

土壤為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，生草處理增加了土壤速效養(yǎng)分含量，進(jìn)而影響果樹生長(zhǎng)[11]。王銳等[19]研究發(fā)現(xiàn)，高溫干旱會(huì)促使葡萄過(guò)早成熟，但此時(shí)花青苷和香氣物質(zhì)產(chǎn)生較少，進(jìn)而對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生影響。本研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)種植黑麥草和三葉草均能夠顯著提高葡萄果皮花青苷含量，黑麥草、黑麥草＋紫花苜蓿混播和三葉草處理葡萄果實(shí)乙酸乙酯含量均顯著增加。可能是因?yàn)樯萏幚砜梢酝ㄟ^(guò)地面上草的生長(zhǎng)，減少地面對(duì)大氣中的反向輻射，葡萄的冠層溫度降低，使得葡萄園形成小氣候，改善了果實(shí)品質(zhì)[20-21]。段衛(wèi)朋[22]研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于清耕，葡萄園行內(nèi)生草可以顯著提高‘赤霞珠’葡萄的香氣物質(zhì)含量。龐群虎[23]研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)生草或覆膜處理可以不同程度地提高釀酒葡萄可溶性糖、可溶性固形物含量。冀曉昊等[13]研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)生草不僅不會(huì)降低鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)，而且對(duì)葡萄的香氣有改善作用。本研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)種植黑麥草、三葉草處理葡萄果實(shí)維生素C 含量均顯著提高，黑麥草處理顯著提高了果實(shí)可溶性固形物含量。生草處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的改善可能是由于果園生草刈割腐爛后可增加土壤有機(jī)質(zhì)和其他養(yǎng)分供給葡萄生長(zhǎng)，草根腐爛增加土壤大小孔徑，減少根系生長(zhǎng)壓力，促使果樹根系下扎，增加根系活力[8]，給葡萄果實(shí)生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分。唐敏[24]研究發(fā)現(xiàn)，生草處理在高溫季節(jié)可以調(diào)節(jié)表層土壤溫度，使土壤溫度相對(duì)恒定，而清耕處理土壤溫度變幅較大。管雪強(qiáng)等[25]研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)自然生草減少了土壤晝夜溫差，增加了果實(shí)可滴定酸含量，可能是土壤水分含量高，晝夜溫差小，糖分積累較少，導(dǎo)致葡萄酸度增加。本研究發(fā)現(xiàn)，生草處理除黑麥草外其他處理略微降低了葡萄果實(shí)可滴定酸含量，這可能是草種選擇和立地條件對(duì)土壤水分和晝夜溫差的影響所致。

本研究結(jié)果表明，行內(nèi)種植黑麥草果實(shí)品質(zhì)最佳，顯著優(yōu)于對(duì)照。因此，建議在葡萄生產(chǎn)中采取行內(nèi)種植黑麥草的技術(shù)措施，以改善果實(shí)品質(zhì)。