新疆瑪納斯葡萄土壤養分與果實品質關系多元分析

張靜文，岳朝陽，劉愛華，孔婷婷

(新疆林科院森林生態研究所，新疆 烏魯木齊 830000)

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新疆瑪納斯葡萄土壤養分與果實品質關系多元分析

張靜文，岳朝陽，劉愛華，孔婷婷

(新疆林科院森林生態研究所，新疆 烏魯木齊 830000)

【目的】篩選出影響瑪納斯赤霞珠葡萄果實品質的主要土壤養分因子及最優果實品質的土壤養分含量優化方案?！痉椒ā坎捎玫湫拖嚓P分析和線性規劃等分析方法，調查分析瑪納斯不同類型赤霞珠葡萄園土壤養分、果實品質狀況。【結果】不同類型果園土壤養分狀況和果實品質存在差異。壤土葡萄園單果質量、總糖、可溶性固形物和維生素C含量高于黏土葡萄園。葡萄園土壤養分之間存在顯著自相關性，提高有機質可以提高土壤中微量元素的含量，且直接影響果實品質的提高。典型相關分析篩選出影響葡萄單果質量、可滴定酸度、總糖、可溶性固形物、維生素的主要土壤因子。【結論】本研究為瑪納斯葡萄園測土配方施肥提供理論依據。

葡萄；土壤養分；果實品質；多元分析；優化方案

【研究意義】新疆是我國最大的釀酒葡萄種植區，其獨特的氣候條件造就了新疆葡萄具有品質好、單產高、營養豐富等特點。其中，位于天山北麓N44°的瑪納斯縣是釀酒葡萄的主要產區，屬中溫帶干旱或半干旱地區，氣候冷涼，晝夜溫差大，年有效積溫為2000 ℃，無霜期150～204 d，生長期(4-9 月)日照時數為1780 h，這里被國內外專家一致認為是中國最好的葡萄種植區之一。截至2015年，瑪納斯產區釀酒葡萄種植面積達到5.2×103hm2，種植的品種有赤霞珠、美樂、馬奶等[1]。良好的土壤能滿足葡萄對水份、養分等的要求，一方面決定葡萄的產量，另一方面釀酒葡萄的理化品質對葡萄酒的品質口感具有決定性作用，所謂“七分原料，三分釀造”，良好的理化品質是釀酒葡萄生產追求的主要目標之一[2-3]。釀酒葡萄對土壤養分的需求明顯較多，平衡合理施肥能夠提高釀酒葡萄可溶性固形物含量，降低可滴定酸，改善其農藝性狀和工藝性狀[4-5]。【前人研究進展】關于土壤狀況對葡萄生長與品質的關系已開展了大量的工作。張磊等人逐一分析了主要土壤肥力因子和釀酒葡萄理化品質因子之間的關系[6]。張小卓等評價了云南主要葡萄種植區土壤肥力特征與葡萄品質關系[7]。溫鵬飛等闡述了輕度干旱土壤對赤霞珠果實品質形成的影響[8]。此外，研究認為土壤條件對釀酒葡萄果實品質影響較為顯著，含石的沙壤土條件下葡萄品質最佳[9]。葡萄園土壤添加生物質炭、鋪設腐熟有機肥可以提高土壤中有機質含量并提高葡萄產量，可以作為保持果園肥力的重要手段之一[10-11]。許多果樹學者還在葡萄優質高產養分需求、樹體營養供應與負載量的關系、不同生長季節葡萄葉片、果實營養變化等方面進行了研究，對葡萄園土壤改良和配方施肥起到了重要作用[12-15]?！颈狙芯壳腥朦c】針對瑪納斯赤霞珠葡萄4個不同類型果園進行調查，分析不同樹齡、不同土壤質地果園的土樣養分和果實品質狀況，探討土壤養分與果實品質指標的相關性，篩選出影響瑪納斯赤霞珠果實品質的土壤因子?！緮M解決的關鍵問題】以期為瑪納斯釀酒葡萄的土壤改良、提高果品品質、增加果農收益提供合理的測土配方施肥依據。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

在瑪納斯釀酒葡萄產區選擇赤霞珠葡萄品種的果園，分別按照黏土盛果期、黏土幼齡期、壤土盛果期、壤土幼齡期4種類型(表1)，每種類型3個果園作為樣地，每樣地面積不小于1 hm2。于2013年6月至2014年8月，在樣地內采用“S”形均勻布點法，每個樣地選擇9個樣株，每個樣株采集東、南、西、北4個方向土壤。為避免誤差，同時另隨機選取1株采集東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個方向。土樣的采集用土鉆分別取0～20、20～40 cm土層的土壤，混合，每個土樣1000 g。同年8月下旬葡萄果實成熟期進行果實樣品采集，選擇采集與土樣采集相對應的樣株，每樣株隨機各取1000 g葡萄果實，果實盡快帶回實驗室放入4 ℃ 待測，兩周內測定完畢。

1.2 測定及分析

1.2.1 土壤養分測定 重鉻酸鉀-外加熱法測定

土壤有機質[16]，凱氏定氮法測定全氮[16]，堿解擴散吸收法測定堿解氮[17]，NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定有效磷[17]，中性乙酸銨浸提-原子吸收光譜法測定速效鉀[17]，DTPA浸提-原子吸收光譜法測定有效銅、有效鋅、有效錳、有效鐵[17]，醋酸鈉浸提-原子吸收法測定有效鈣[17]，沸水浸提-甲亞胺-H 酸比色法測定有效硼[17]，Ca(H2PO4)2浸提-比濁法測定有效硫[18]，火焰原子吸收分光光度法測定有效鎂[19]。

1.2.2 果實品質測定 果實用百分之一天平稱量單果質量，可溶性固形物用WYT-32型手持折光儀測定[20]，NaOH中和滴定法測定可滴定酸度[20]，用直接碘量法測定維生素C，蒽酮法測定總糖[20]，測定每樣品重復3次。

1.2.3 數據分析 測定數據運用Excel2007與SPSS18.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同類型果園土壤養分分析

黏土類型葡萄園土壤各項養分含量幼齡園均高于盛果園(表2)。壤土類型幼齡葡萄園堿解氮(52.41 mg·kg-1)、有效磷(17.45 mg·kg-1)低于盛果園含量，其余養分有機質、全氮、有效硫、有效硼、速效鉀等含量均高于盛果園。分析壤土類型與黏土類型果園土壤氮、磷、鉀含量，除有效磷、有效鈣、有效鋅外，壤土葡萄園其他養分均高于黏土葡萄園含量(表3)。

2.2 不同類型果園果實品質分析

對比壤土與黏土葡萄園果實品質可以看出，壤土葡萄園平均單果質量為1.90 g(表4)，可溶性固形物、總糖、維生素C含量分別為21.37 %、12.32 %和61.53 mg·100 g-1，分別高于黏土葡萄園果品品質指標的1.72 g、20.00 %、11.38 %和56.22 mg·100 g-1。壤土葡萄園可滴定酸度含量為0.87 %，低于黏土葡萄園可滴定酸度含量。壤土較黏土更適合釀酒葡萄的生長，因通氣透水性好，土壤有機質含量高，壤土葡萄園果品品質的單果質量、總糖、可溶性固形物和維生素C含量方面表現較好。

2.3 土壤養分指標間的相關性

從表5可以看出，瑪納斯葡萄園土壤養分之間存在顯著自相關性。除有效硫以外，土壤有機質含量與其他指標均呈正相關，其相關性較顯著的有有效鐵(0.713)、有效鋅(0.710)、有效錳(0.589)，提高有機質可以提高土壤中微量元素的含量。除有效磷以外，土壤全氮含量與其他指標均呈正相關。除有效硫外，土壤中堿解氮含量與其他指標均呈正相關。有效磷與有效硫呈顯著負相關(-0.474)，與有效銅呈負相關(-0.014)，與其余指標均呈正相關。有效鉀與所有測定土壤指標均呈正相關，其中與有效鎂(0.730)、有效錳(0.681)、有效鈣(0.633)相關性高。

表1 樣品采集信息

表2 瑪納斯葡萄園不同類型土壤養分概況

表3 瑪納斯葡萄園不同類型土壤養分概況

2.4 土壤養分與果實品質指標的相關性

不同類型葡萄園土壤養分含量與樹體生長、產量增加、果實品質提高密切相關。從土壤養分與果

表4 瑪納斯不同土壤類型葡萄園果實品質概況

實品質的相互關系分析(表6)看出，土壤有機質與單果質量、可溶性固形物、總糖、維生素C呈正相關，與總糖(0.524)相關性較高，說明土壤有機質直接影響果實品質的提高。土壤中全氮與單果質量、可滴定酸度、可溶性固形物呈負相關。除可滴定酸度外，堿解氮與果實品質因子均呈正相關。有效鉀與果實品質個因子均呈正相關，相關性顯著的有單果質量(0.373)、維生素C(0.453)，有效磷與總糖呈負相關，與可滴定酸度(0.425)呈顯著正相關。土壤中有效硫、有效硼、有效鈣等營養成分對葡萄品質的影響也有所差異，呈現不同程度的相關性，用簡單的相關分析只能說明這一現象，還需對指標進一步典型相關分析探討其相關性。

2.5 土壤養分含量對果實品質影響的因子篩選和回歸方程建立

果園土壤各類養分和果實品質屬于不同的正態總體，果園土壤養分指標間的相關系數大于0.7(土壤有機質與有效鋅、有效錳間的相關系數分別為0.713和0.710)，依據近代回歸分析理論[21]，如果R 0.7會存在多重共線問題，易導致方程系數不穩或與實踐不一致，此情況可利用主成份回歸、不完全主成份回歸等近代回歸方法建立方程。本研究中應用典型相關分析的方法，以全氮(x1)、堿解氮(x2)、有機質(x3)、有效磷(x4)、有效硫(x5)、有效硼(x6)、速效鉀(x7)、有效鈣(x8)、有效鎂(x9)、有效銅(x10)、有效鐵(x11)、有效鋅(x12)、有效錳(x13)為一個總體，以單果質量(y1) 、可滴定酸度(y2)、總糖(y3)、可溶性固形物(y4)、維生素C(y5)為另一個總體。依據典型相關系數大小，篩選出影響葡萄品質因子的土壤養分因子，建立土壤養分因子與果實品質的回歸方程，對回歸方程進行顯著性檢驗，均達到顯著性差異水平，表明建立方程穩定可靠。從影響葡萄果實品質土壤因子的篩選可以看出(表7)，葡萄單果質量主要受速效鉀的影響；可滴定酸度受堿解氮、有效硼、有效鋅的相互影響，總糖受有效鋅、有效錳的相互影響；可溶性固形物受堿解氮、有效磷、有效硫、有效鉀、有效鎂、有效錳的相互影響；維生素C受堿解氮、有效硼、有效錳的相互影響。分析應用典型相關篩選出的影響葡萄品質的土壤養分因子與應用相關系數的大小選擇的土壤養分因子存在一定差異，分析其原因是土壤養分與葡萄品質相關性研究中僅用簡單的相關分析不夠全面所造成的。

表5 土壤養分指標間的相關系數

注：* 為 0.05 水平上顯著相關。** 為0.01 水平上顯著相關，下同。

Notes:* shows significant correlation at 0.05 level,**show significant correlation at 0.01 level.The same as below.

表6 土壤養分含量與果實品質間的相關系數

表7 影響果實品質的主要土壤養分因子篩選和回歸方程建立

3 討 論

果樹生長所需的物質大部分都是從土壤中吸收的，土壤質地及土壤中營養物質的水平直接影響果樹的生長發育和果實品質[25]。適宜的土壤質地對釀酒葡萄品質的提高有積極影響，壤土土質疏松，利于通氣排水及保水保肥，可以有效地促進葡萄果實中糖分、單寧、色素、風味物質的積[9]。砂土雖具良好通氣排水性，但土壤養分含量低，保肥保水能力差；黏土類型對葡萄生長不利，透氣性差，易導致根部窒息，毒害根系[26]。本研究中壤土葡萄園土壤有機質含量高于黏土葡萄園，果品品質方面單果質量、總糖、可溶性固形物和維生素C含量高于黏土葡萄園。

果實品質特性是土壤養分的諸多因子共同作用的結果，只有在充分掌握果實品質發育對土壤養分需求以及土壤養分供給能力的前提下，才能實現果園土壤科學管理和量化配方施肥。本研究應用相關系數判斷得出的土壤因子與相應典型相關分析選出的土壤因子存在一定的差異，分析其原因是土壤養分與葡萄果實品質相關性研究中僅用簡單的相關系數分析不夠全面所造成的。目前，關于釀酒葡萄赤霞珠果園土壤養出分與果實最佳品質的多元分析尚未見報道。

4 結 論

不同土壤類型、不同樹齡葡萄園的土壤養分及果實品質存在一定差異，壤土果園土壤養分因子含量高，可以增加葡萄果實中可溶性固形物、總糖以及維生素C含量，提高葡萄產量及品質。

葡萄園土壤養分因子之間存在顯著自相關性，提高有機質可以提高土壤中微量元素的含量。土壤養分因子與果實品質指標的相關性表現各異，葡萄單果質量主要受速效鉀的影響；可滴定酸度受堿解氮、有效硼、有效鋅的影響，總糖受有效鋅、有效錳的影響；可溶性固形物受堿解氮、有效磷、有效硫、有效鉀、有效鎂、有效錳的影響；維生素C受堿解氮、有效硼、有效錳的影響。

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(責任編輯 李 潔)

Multivariate Analysis of Relationship between Soil Nutrientsand Grape Qualities for Grapery in Xinjiang Manasi

ZHANG Jing-wen, YUE Chao-yang, LIU Ai-hua,KONG Ting-ting

(Xinjiang Academey of Forestry Sciences Institute of Forest Ecosystem, Xinjiang Urumqi 830000，China)

【Objective】The objective of this experiment is to elect the major soil nutrient factors affected the quality of grape and the optimum proposals of nutrient factors for high quality.【Method】 The methods of canonical correlation analysis and linear programming were used to investigate the soil nutrient and fruit quality of Cabernet Sauvignon from different grapery in Manasi.【Result】There were differences of soil nutrient status and fruit quality among the orchards with different soil types and different tree-age. Fruit mass ,total sugar,soluble solids and vitamin C content in loam grapery is higher than that of clay grapery.There was a significant correlation between the soil nutrients in the grapery,increasing the content of soil organic matter can improve the micronutrient levels in soil, and directly affect the quality of fruit.The canonical correlation was used to gain major soil nutrient factors influencing fruit mass, titratable acidity,soluble solids,total sugar and Vc.【Conclusion】This study provides a theoretical basis for fertilization of Manasi grapery.

VitisviniferaL.；Soil nutrients；Grape qualities；Multivariate analysis；Optimum proposal

1001-4829(2017)7-1606-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.024

2016-08-24

新疆自治區林業科技專項“新疆特色林果葡萄測土配肥技術平臺建設”(2012-2015)

張靜文(1983-)，女，新疆五家渠人，助理研究員，主要從事森林病害方面的研究工作，E-mail:zjia1116@126.com。

S663.1

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