紅地球葡萄養分積累及分配規律研究

馬 蕾，王振龍，王 銳，常芳弟，孫 權

(寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021)

【研究意義】賀蘭山東麓鮮食葡萄產區多為砂質土壤和風沙土，土壤結構性弱，漏水漏肥嚴重，養分供應能力差，營養元素常處于虧缺狀態，且土壤一般為堿性，導致磷極易被固定；此外，該產區葡萄施肥過程中也存在很多的問題[1]。在葡萄生產中，施肥是關乎經濟效益以及環境效益的主要因素之一，合理施肥不僅能改善葡萄的品質，而且能提高果園的土壤肥力和環境效益[2]。植株養分需求規律是制定合理科學施肥的依據，是植物收獲理想產量的重要因素，遵循植物營養元素平衡施肥的原則防止營養元素過剩而造成污染或施入不足造成植株生長發育不良[3-4]。隨著栽培技術的發展以及營養管理水平的提高，定向研究作物吸收、利用土壤與肥料中的營養元素規律，不僅可以達到科學施肥管理而且可以降低生產成本[5]。【前人研究進展】蘇聯連續9年對葡萄進行施肥試驗，最后得出氮磷鉀的最佳施肥配方為：60-60-120[5]。在巨峰上的研究結果為每生產1000 kg果實需N 3.87 kg、P2O51.95 kg、K2O 3.07 kg[6]。Vidal Blanc葡萄生產1000 kg果實所需N，P2O5和K2O量分別為13.82，4.584和9.144 kg，養分吸收比例為3∶1∶2(N∶P2O5∶K2O)[8]。在赤霞珠上的研究結果為：N 5.95 kg、P2O53.95 kg、K2O 7.68 kg[9]。雙優山葡萄的施肥量為：生產100 kg果實需要的氮磷鉀的量分別為844、1276、1313 g[10]。在“藤稔”葡萄建立的數學模型，進行綜合模擬尋優，獲得使葡萄優質、高產的最佳氮磷鉀施肥配比為1-1.24-1.41[11]。山葡萄品種雙紅、雙優、左優紅和北冰紅及品系2001-6-135和8-8-165的較優氮磷鉀施肥配比為1-0.5-1[12]。張曉娟[13]得出3年生釀酒葡萄的氮磷鉀施肥比為1.65-1-0.85，4年生釀酒葡萄的氮磷鉀施肥比為1.31-1-0.83。對于11年生的湯普森無核葡萄氮磷鉀配比為1-1-3時的反應最佳[14]。由于土壤質地、葡萄品種以及修剪方式和樹齡的不同各研究結果各不相同。【本研究切入點】賀蘭山東麓葡萄的相關研究中有關根據養分需求規律進行施肥的較少，有關鮮食葡萄的研究更少。【擬解決的關鍵問題】因此本試驗以7年生的鮮食葡萄“紅地球”為研究對象，設置常規施肥以及不施肥處理，在全生育期內每隔10 d采樣1次，探究紅地球葡萄的養分積累規律以及養分分配規律，以期為賀蘭山東麓鮮食葡萄的科學施肥以及修剪提提供科學依據，實現寧夏葡萄栽培園區標準化、科學化、精準化的目標。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗地位于寧夏銀川永寧金沙林場(N 45°45′21″，E 131°21′23″)，該區域屬典型的溫帶大陸季風氣候區，光能資源豐富，年平均日照時數2800～3000 h，是中國太陽輻射和日照時數最多的地區之一。年平均氣溫8.5 ℃左右，年平均日照時數2800～3000 h，是中國太陽輻射和日照時數最多的地區之一。年平均降水量200 mm左右，無霜期185 d左右。7-9月葡萄漿果成熟期間降雨量分別為32.1、51.9、23.4 mm，7-9月的水熱系數為0.63，遠遠小于國際公認的1.5，有利于抑制病蟲害的發生。降雨量少，保證了葡萄的高品質，便利的灌溉條件保證了該地區葡萄的正常生長和各種物質的平衡。試驗土壤為風沙土，基本化學性質詳見表1。

1.2 試驗設計

試驗采用多因素隨機區組設計，設置4個處理，即：①N0P21K30，②N24P0K30，③N24P21K0，④N24P21K30，采用滴灌設備進行施肥，全生育期分8次施用，具體施肥時間見表2。

1.3 測定項目與方法

全生育期每隔10 d采1次樣品，殺青、烘干、粉碎最后過篩。植株樣品采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏滴定法測定全氮，用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定植株中的全磷，采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度計法測定植株全鉀。

肥料利用率(%)=[施肥區葡萄吸養分量(kg/hm2)-無肥區葡萄吸養分量(kg/hm2)]/施肥量×100 %氮磷鉀含量(kg/hm2)=氮磷鉀含量(g/kg)×干重(kg/株)×株數(株數/hm2)×10-3

表1 試驗地土壤基本化學性質

表2 鮮食葡萄施肥時間

表3 紅地球葡萄氮素分配規律

1.4 數據處理

試驗數據以Excel 2003軟件整理數據和作圖。

2 結果與分析

2.1 紅地球葡萄氮素分配規律及肥料利用率研究

氮是植物生長的關鍵礦物質之一，氮可以促進植物的生長。由表3可得，隨氮施用各器官中氮均增多，葉片以及新梢中的氮增加尤為顯著，分別增加了0.8、1.6倍，氮肥可以使植株生長旺盛，且磷的追施會促進氮的吸收，使得植株更好生長，從而使得修剪掉的部分比其他處理多，這也是施氮比不施氮明顯多的原因。氮也是葡萄產量的主要構成要素，因此果實中全氮含量也明顯增多，但總體所占的百分比沒有增加。各器官中全氮含量分配大小為：果實>葉片>新梢>主干>根>葉柄，其中果實中全氮含量約占植株的27 %～30 %，葉片中大致為27 %，兩者占植株的50 %以上，是全氮分配的主要器官，新梢中全氮含量也占18 %～25 %，為避免植株過多營養生長，可以適量增加葉以及新梢的修剪。在該施肥處理下，氮肥的肥料利用率為46.11 %。

2.2 紅地球葡萄磷素分配規律及肥料利用率研究

由表4可知，隨磷的施用各器官中的磷含量均增多，葉片以及果實中的磷增加尤為顯著，分別達到1.4、0.58倍，磷的施用會促進氮的吸收，氮素吸收量增加使得植株生長旺盛，促進植株更好生長，從而使修剪掉的部分比其他處理更多，這也是葉片施磷比不施磷明顯多的原因，同時磷也是葡萄產量的主要構成要素，因此果實中全氮含量也明顯增多，且二者的百分比也明顯增多。施磷處理下各器官中全磷含量分配大小為：葉片>果實>新梢>根>主干>葉柄，其中果實中全磷含量大致占植株的22 %，葉片中大致為32 %，兩者占植株的50 %以上，是全磷分配的主要器官，新梢中全氮含量約占17 %，為避免植株營養生長過剩，可以適量增加葉以及新梢的修剪。在該施肥處理下，磷肥的肥料利用率為46.11 %。

2.3 紅地球葡萄鉀素分配規律及肥料利用率研究

由表4可知，隨鉀肥的施用各器官中鉀的含量均增多，葉片以及新梢中增加尤為顯著，分別達到1.1、1.3倍，磷的施用會促進鉀的吸收，修剪掉的部分施鉀處理比不施鉀肥處理多，葉片和新梢是修剪的主要對象，因此葉片和新梢中全鉀含量明顯增多。施鉀肥處理下各器官中全鉀含量分配大小為：新梢>果實>葉片>主干>葉柄>根，其中新梢中全鉀含量大致為31 %，果實中約占植株的23 %，葉片中約為19 %，三者占植株的70 %以上，是全鉀分配的主要器官，新梢中全氮含量也約占了17 %，為避免植株過多的養分流失，可以適量增加葉以及新梢的修剪。在該施肥處理下，鉀肥的肥料利用率為33.07 %。

2.4 紅地球葡萄全氮積累動態研究

將葡萄樹體理想化，修剪掉的部分仍存在于樹體上，但這部分不再生長，之后生長的積累量在此基礎上累加，從而符合田塊尺度上的氮磷鉀養分動態積累規律。

表4 紅地球葡萄磷素分配規律

表5 紅地球葡萄鉀素分配規律

從圖1可以看出，鮮食葡萄植株全氮的動態積累曲線大致為“S”型，在萌芽后40 d內以及萌芽后80～110 d增長速度較大。為避免鮮食葡萄落花，花期不施肥，所以萌芽前的施肥應把花期的也計算在內。全生育期內施氮肥全氮增加了363 kg/hm2，不施氮肥增加了197 kg/hm2。萌芽期和花期施氮肥植株增加151 kg/hm2，不施氮肥增加75 kg/hm2，兩者相差76 kg/hm2，根據氮肥的肥料利用率計算得出需要施用氮168 kg/hm2；膨大期內施肥增加了46 kg/hm2，不施肥增加23 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比增加了23 kg/hm2，需施51 kg/hm2；轉色期施肥增加了108 kg/hm2，不施肥增加了66 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比加了41 kg/hm2，需施肥91 kg/hm2；成熟期施肥時增加了57 kg/hm2，不施肥增加了32 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比增加了25 kg/hm2，需施肥55 kg/hm2。

2.5 紅地球葡萄全磷積累動態研究

從圖2可以看出，鮮食葡萄植株全磷的動態積累曲線大致為“S”型，萌芽后30 d內以及萌芽后70～100 d增長較快，磷的施用對萌芽期植株磷的積累有明顯影響，因為磷植株的生長，且磷是可以促進氮吸收的元素，不施磷肥使得植株磷的積累量明顯變緩。全生育期內施磷肥全磷增加222 kg/hm2，不施磷肥增加119 kg/hm2。萌芽期和花期施磷肥植株增加76 kg/hm2，不施磷肥增加36 kg/hm2，兩者相差41 kg/hm2，根據磷肥的肥料利用率計算得出需要施用123 kg/hm2；膨大期內施肥時增加了88 kg/hm2，不施肥增加了48 kg/hm2，施磷肥與不施磷肥相比增加了40 kg/hm2，需施122 kg/hm2；轉色期施肥時增加了34 kg/hm2，不施肥增加了19 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比加了15 kg/hm2，需施肥46 kg/hm2；成熟期施肥時增加了15 kg/hm2，不施肥增加了9 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比增加了6 kg/hm2，需施肥18 kg/hm2。

圖1 鮮食葡萄氮素動態積累規律Fig.1 The dynamic accumulation of nitrogen in fresh grapes

2.6 紅地球葡萄全鉀積累動態研究

從圖2可以看出，鮮食葡萄植株全鉀的動態積累曲線在萌芽后50～100 d內增長速度最快，其次是萌芽后100 d，萌芽后50 d內植株鉀積累速度最慢，不施鉀肥會使得萌芽后100 d的鉀積累速度明顯變小，影響果實品質，鉀肥的施用對全生育期植株全鉀積累的速度有明顯的影響，不施鉀肥會使得鉀的積累速度明顯變緩。從圖中可以計算得出全生育期內施用鉀肥的曲線中全鉀增加了305 kg/hm2，不施鉀肥的曲線增加了156 kg/hm2。萌芽期和花期施鉀肥植株每公頃增加了62 kg/hm2，不施鉀肥時增加了48 kg/hm2，兩者相差了14 kg/hm2，根據鉀肥的肥料利用率計算得出需要施用41 kg/hm2；膨大期內施鉀肥時增加了105 kg/hm2，不施鉀肥增加了59 kg/hm2，施磷肥與不施磷肥相比增加了46 kg/hm2，需施139 kg/hm2；轉色期施肥時增加了69 kg/hm2，不施肥增加了29 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比加了40 kg/hm2，需施肥121 kg/hm2；成熟期施肥時增加了69 kg/hm2，不施肥增加了20 kg/hm2，施氮肥與不施氮肥相比增加了49 kg/hm2，需施肥147 kg/hm2。

圖2 鮮食葡萄磷素動態積累規律Fig.2 The dynamic accumulation of phosphorus in fresh grapes

圖3 鮮食葡萄鉀素動態積累規律Fig.3 The dynamic accumulation of potassium in fresh grapes

3 討 論

探究肥料利用率可以指導科學施肥，更好地促進養分的吸收。滴灌施肥肥效快，可以避免肥料施在較干的表土層易引起的揮發損失、溶解慢，最終肥效發揮慢的問題，尤其避免了銨態和尿素態氮肥施在地表揮發損失的問題，既節約氮肥又有利于環境保護[15]。研究表明：葡萄在栽培中氮磷鉀的肥料利用率分別為N:50 %、P2O5：30 %、K2O：40 %[14-15]。該試驗研究結果為：滴灌條件下氮的利用率為45.11 %，磷肥的利用率為33.01 %。果實、葉片以及新梢是養分分配的主要器官，可以指導修剪。這與前人的研究存在差異，可能與葡萄的樹齡、修剪方式以及土壤養分狀況有關。

根據土壤環境和養分含量狀況及作物不同生長期需肥規律進行不同生育期的需求設計，把水分、養分定時定量，按比例提供給作物，滿足作物在關健生育期“吃飽喝足”的需要，杜絕缺素癥狀，因而在生產上可達到作物的產量和品質良好的目標[16]。有研究表明：在萌芽期和花期氮磷鉀的配比為3-2-1，在膨大期的配比為2-2-2，著色期和成熟期的配比為1-1-4時取得較好的產量及品質[17]。萌芽期和花期施氮肥與不施氮肥相比植株全氮增加了76 kg/hm2，根據氮肥的肥料利用率計算得出需要施用氮168 kg/hm2。膨大期內兩者相比增加了23 kg/hm2，需施51 kg/hm2，轉色期施內兩者相比相比加了41 kg/hm2，需施肥91 kg/hm2。成熟期施肥時增加了25 kg/hm2，需施肥55 kg/hm2。萌芽期和花期施磷肥與不施磷肥相比植株全磷41 kg/hm2，根據磷肥的肥料利用率計算得出需要施用磷123 kg/hm2。膨大期內增加了40 kg/hm2，需施122 kg/hm2，轉色期增加了15 kg/hm2，需施肥46 kg/hm2。成熟期增加了6 kg/hm2，需施肥18 kg/hm2。萌芽期和花期施鉀肥與不施鉀肥相比植株全鉀增加了14 kg/hm2，根據鉀肥的肥料利用率計算得出需要施用41 kg/hm2。膨大期內增加了46 kg/hm2，需施139 kg/hm2，轉色期加了40 kg/hm2，需施肥121 kg/hm2。成熟期增加了49 kg/hm2，需施肥147 kg/hm2。具體生育期施肥比例與其它研究存在差異，可能因為葡萄樹品種、樹齡以及目標產量和土壤肥力的差異。

4 結 論

滴灌條件下氮的利用率為45.11 %，磷肥的利用率為33.01 %，鉀肥的利用率為33.07 %。果實、葉片以及新梢中全氮、全磷以及全鉀均占植株體的60 %以上，是養分分配的的主要器官。萌芽期和花期需要施用氮168 kg/hm2，膨大期51 kg/hm2，轉色期需施肥91 kg/hm2，成熟期需施肥55 kg/hm2。對磷肥萌芽期和花期需要施用磷123 kg/hm2。膨大期需施122 kg/hm2，轉色期需施肥46 kg/hm2，成熟期需施肥18 kg/hm2。萌芽期和花期施需要施用鉀41 kg/hm2。膨大期需施139 kg/hm2，轉色期需施肥121 kg/hm2，成熟期需施肥147 kg/hm2。