黃秋鳳，陳國(guó)品，吳江，王愛(ài)明，曹慕明，汪艷華

(1. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科院葡萄與葡萄酒研究所，廣西南寧 530007；2. 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，浙江杭州 310021；3. 廣西農(nóng)科環(huán)保科技有限公司，廣西南寧 530008；4. 廣西山區(qū)綜合技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，廣西南寧 530022)

亮斑扁角水虻（Hermetia illucens）俗稱黑水虻（Black soldier fly），是雙翅目短角亞目水虻科昆蟲，其幼蟲以動(dòng)物糞便、腐爛的有機(jī)質(zhì)為食，可將食物高效轉(zhuǎn)化為自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此在動(dòng)物蛋白飼料生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化禽畜糞便和生活垃圾方面得到應(yīng)用和推廣[1]。Choi等[2]研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲源堆肥（即黑水虻幼蟲糞便）的化學(xué)成分與商品肥料幾乎無(wú)差別，認(rèn)為昆蟲源堆肥將是商品肥料的理想代替品。郭會(huì)茹、李敬華、李衛(wèi)娟等[3-5]研究表明，黑水虻處理雞糞、狐貉糞、豬糞和餐廚垃圾后的蟲沙可達(dá)到有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)；Klammsteiner等[6]認(rèn)為，使用黑水虻幼蟲糞便不影響土壤的衛(wèi)生特性。因此，黑水虻轉(zhuǎn)化禽畜糞便、生活垃圾產(chǎn)生的蟲沙可以作為有機(jī)肥在作物生產(chǎn)中使用。Setti等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在商業(yè)泥炭中添加20%的黑水虻蟲沙可促進(jìn)萵苣、羅勒、番茄的生長(zhǎng)；李衛(wèi)娟等[5]發(fā)現(xiàn)添加20%黑水虻轉(zhuǎn)化新鮮豬糞蟲沙的白菜生長(zhǎng)狀況最好。

目前，關(guān)于黑水虻蟲沙作有機(jī)肥的研究主要集中在蔬菜、水稻等[5,7-9]作物上，在果樹(shù)上的應(yīng)用較少。本研究在‘天工墨玉’葡萄中施用黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的蟲沙作基肥，研究其對(duì)葡萄產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為黑水虻蟲沙作為有機(jī)肥應(yīng)用于葡萄生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年1—6月在廣西萬(wàn)佳葡萄科技有限公司葡馨園內(nèi)進(jìn)行。試材為3年生‘天工墨玉’葡萄，采用平棚架式大棚栽培，東西行向，株行距為 1.5 m×3 m。箱式限根栽培，箱體12 m×1 m×0.5 m，土壤水解氮174.10 mg·kg-1，有效磷56.50 mg·kg-1，速效鉀110.90 mg·kg-1，pH 5.99。樹(shù)勢(shì)中庸，通風(fēng)透光條件好，鋪設(shè)兩條滴灌帶。

黑水虻蟲沙由南寧市舒心農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供，是由黑水虻幼蟲轉(zhuǎn)化餐廚垃圾制備而成。其中，有機(jī)質(zhì)含量為88.6%、氮磷鉀總含量為8.3%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，每處理株施2.5 、3.75 、5 kg黑水虻蟲沙，以不施蟲沙為對(duì)照，3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積24 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。其他追肥、灌溉及田間管理措施均一致。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 果實(shí)理化指標(biāo)的測(cè)定

葡萄成熟采收時(shí)，稱量每小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量，折算為公頃產(chǎn)量。每處理隨機(jī)剪取10個(gè)果穗，用軟尺測(cè)量穗長(zhǎng)、穗寬，用電子天平稱量穗質(zhì)量；從每穗上、中、下部位各取5粒果，用SYLVAC數(shù)顯式游標(biāo)卡尺測(cè)量果?？v徑和橫徑，采用電子天平稱量粒質(zhì)量；可溶性固形物含量使用PAL-1型便攜式數(shù)顯折光儀測(cè)定。

1.3.2 果皮顏色指標(biāo)的測(cè)定

采用小型色差計(jì)CR-10 Plus（日本）測(cè)定果皮顏色，具體操作方法為：將果實(shí)表面擦拭干凈，選取果實(shí)赤道部位測(cè)量，30個(gè)果實(shí)一組，3次重復(fù)，分別測(cè)定L*、a*、b*值，其中，L*值代表明亮度，L*值越大，亮度越亮；a*值代表紅綠色差指標(biāo)，正值越大，顏色越紅，負(fù)值越小，顏色越綠；b*值代表黃藍(lán)色差指標(biāo)，正值越大，黃色越深，負(fù)值越小，藍(lán)色越深。a*和b*取值范圍 [﹣60, 60]。按照公式C*＝[a*2+b*2]1/2，h0＝arctan b*/a*計(jì)算色澤飽和度C*值和色度角h0值，進(jìn)而通過(guò)公式CIRG＝(180－h(huán)0)/(L*－C*) 計(jì)算紅色葡萄果實(shí)顏色指數(shù)[10-11]。

1.3.3 果實(shí)糖酸的測(cè)定

每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取50 g果實(shí)榨汁，過(guò)篩后取樣，采用NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸；采用福林酚分光光度法測(cè)定總酚；采用離子色譜法測(cè)定葡萄糖、果糖、酒石酸、蘋果酸和檸檬酸。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑水虻蟲沙對(duì)‘天工墨玉’葡萄產(chǎn)量的影響

從表1中可知，施用黑水虻蟲沙后，‘天工墨玉’葡萄的粒質(zhì)量、穗質(zhì)量、產(chǎn)量均隨著施用量的增加逐漸減少。其中，2.5 kg處理的粒質(zhì)量、穗質(zhì)量、產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照，分別比對(duì)照增加26.26%、11.97%、12.03%。說(shuō)明適量施用黑水虻蟲沙可以提高‘天工墨玉’葡萄的產(chǎn)量。

表1 黑水虻蟲沙對(duì)‘天工墨玉’葡萄產(chǎn)量的影響Table 1 Effect of black soldier fly feces on yield of 'Tiangong Moyu' grape

2.2 黑水虻蟲沙對(duì)葡萄果實(shí)理化性狀的影響

由表2可看出，施用黑水虻蟲沙可以提高‘天工墨玉’葡萄果實(shí)的縱橫徑、果穗長(zhǎng)度；其中2.5 kg處理的果?？v橫徑均顯著高于對(duì)照，分別比對(duì)照提高13.74%、12.80%；而處理3.75 kg對(duì)穗長(zhǎng)、穗寬影響較大。施用黑水虻蟲沙提高了‘天工墨玉’葡萄的果實(shí)硬度，但隨著施用量的增加果實(shí)硬度逐漸降低，其中處理2.5 kg的果實(shí)硬度最大，比對(duì)照提高26.79%。

2.3 黑水虻蟲沙對(duì)葡萄果實(shí)色澤參數(shù)的影響

從表3可見(jiàn)，隨著黑水虻蟲沙施用量的增加，果實(shí)明亮度L*值、色澤飽和度C*值及色度角h0值逐漸增大，果實(shí)顏色指數(shù)CIRG逐漸減??；其中2.5 kg處理的L*值、C*值及h0值均顯著低于其它處理，而果實(shí)顏色指數(shù)CIRG值則顯著高于其它處理。說(shuō)明適量施用蟲沙雖降低果實(shí)的明亮度、色澤飽和度和色度角，但提高了果實(shí)顏色指數(shù)；而過(guò)量施用蟲沙提高果實(shí)的明亮度、色澤飽和度和色度角，但降低了果實(shí)顏色指數(shù)。

表3 黑水虻蟲沙對(duì)‘天工墨玉’葡萄果實(shí)色澤參數(shù)的影響Table 3 Effect of black soldier fly feces on fruit color parameters of 'Tiangong Moyu' grape

2.4 黑水虻蟲沙對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

從表4可知，施用黑水虻蟲沙后，‘天工墨玉’葡萄果實(shí)中的可溶性固形物、總酚含量隨著施用量的增加逐漸降低，而可滴定酸含量則逐漸升高；其中2.5 kg處理的表現(xiàn)最好，其各項(xiàng)指標(biāo)與CK均達(dá)到顯著差異水平；其可溶性固形物、總酚含量分別比CK提高3.8%、10.91%，而可滴定酸含量則降低10.56%。

表4 黑水虻蟲沙對(duì)‘天工墨玉’葡萄果實(shí)理化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of black soldier fly feces on soluble solids, titratable acids and total phenol content in 'Tiangong Moyu' grape

葡萄果實(shí)中的糖主要以葡萄糖和果糖為主，在表5中可見(jiàn)，各處理的葡萄糖、果糖含量則顯著高于對(duì)照，但隨著施用量的增加，果實(shí)中的葡萄糖、果糖含量逐漸減少。其中2.5 kg處理的葡萄糖與果糖含量最高，分別為70.10、58.54 g·kg-1，比CK分別提高33.88%、35.73%。

葡萄果實(shí)中的有機(jī)酸主要是以酒石酸、蘋果酸和檸檬酸為主。從表5中可知，各處理的酒石酸、檸檬酸的含量均顯著低于對(duì)照，而蘋果酸的含量則顯著高于對(duì)照。其中3.75 kg處理的酒石酸、檸檬酸含量最低，分別比CK降低25.93%、57.26%；但蘋果酸的含量最高，比CK增加71.97%。說(shuō)明施用黑水虻蟲沙對(duì)不同類型的有機(jī)酸影響效果不一致。

表5 黑水虻蟲沙對(duì)‘天工墨玉’葡萄果實(shí)可溶性糖及有機(jī)酸的影響Table 5 Effect of black soldier fly feces on soluble sugar and organic acid of 'Tiangong Moyu' grape

3 討論與結(jié)論

在作物生產(chǎn)過(guò)程中，有機(jī)肥可促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)。本研究使用的黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾制備的蟲沙有機(jī)質(zhì)含量88.6%，氮磷鉀總值8.3%，遠(yuǎn)高于《中國(guó)商用有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)》（NY525—2012）中有機(jī)質(zhì)≥45%、N＋P＋K≥5%的要求。在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的3個(gè)黑水虻蟲沙施用量水平均能有效提高‘天工墨玉’葡萄的粒質(zhì)量、穗質(zhì)量及產(chǎn)量，但其提升效果均隨著施用量的增加而逐漸減弱，說(shuō)明適量施用黑水虻蟲沙可提高葡萄的產(chǎn)量，過(guò)量施用則抑制產(chǎn)量的提高，與已有研究結(jié)果相似[12-14]。

色澤是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接影響到果實(shí)的商品性。本研究中，葡萄果皮顏色指數(shù)CIRG值隨著黑水虻蟲沙施用量的增加而逐漸減小。由于花色素含量與CIRG的線性指數(shù)達(dá)0.835[15]，所以CIRG指數(shù)可以間接反映出花色素及果實(shí)的著色情況，由此可說(shuō)明適量施用黑水虻蟲沙可促進(jìn)‘天工墨玉’葡萄著色，而過(guò)量施用則產(chǎn)生著色障礙。

葡萄果實(shí)中的糖類、酸類、酚類等物質(zhì)是影響果實(shí)品質(zhì)的重要因子[16]。本研究表明，適量施用黑水虻蟲沙可提高‘天工墨玉’葡萄中可溶性固形物和總酚含量，降低可滴定酸含量；但隨著施用量的增加，果實(shí)中可溶性固形物和總酚含量逐漸下降，與郭鵬飛、張?bào)摅薜萚14,17]的研究結(jié)果一致。糖和酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是決定葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)。施用黑水虻蟲沙提高了‘天工墨玉’葡萄果實(shí)中葡萄糖、果糖的含量，同時(shí)降低了酒石酸和檸檬酸含量，有利于改善葡萄的風(fēng)味和品質(zhì)。

昆蟲蟲糞含有豐富的微生物、大量的氨基酸、活性物質(zhì)和有機(jī)與無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[18]，施用黑水虻蟲沙可以顯著提高土壤pH、有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷和鉀的含量[9]，滿足植物的生長(zhǎng)需求，同時(shí)土壤中的蟲沙分解成腐殖酸有改良土壤、增效肥料、刺激生長(zhǎng)、增強(qiáng)抗逆和改善品質(zhì)的作用[19]，因此在‘天工墨玉’葡萄的基肥中適量施用黑水虻蟲沙可提高果實(shí)產(chǎn)量、促進(jìn)著色以及改善品質(zhì)。綜合產(chǎn)量、著色及果實(shí)品質(zhì)等因素，本研究中每株葡萄施用2.5 kg黑水虻蟲沙的效果最佳。

綜上所述，本研究將廉價(jià)的黑水虻蟲沙應(yīng)用于葡萄栽培，能夠顯著提升葡萄的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，且最適施用量較小，具有制備優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥的潛力。通過(guò)用黑水虻蟲沙替代現(xiàn)有葡萄栽培有機(jī)基肥，有望達(dá)到有效減少施肥工作強(qiáng)度，降低栽培成本及提升栽培收益的目標(biāo)。