有機無機肥配施對‘巨峰’葡萄果實品質的影響*

孫海高，王海波，史祥賓，王孝娣，王小龍，劉鳳之

（中國農業科學院果樹研究所，農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧省落葉果樹礦質營養與肥料高效利用重點實驗室，遼寧興城 125100）

截至2016年底，我國葡萄栽培面積居世界第2位，產量居世界首位，達到1 374.5萬t，我國已成為世界葡萄生產大國[1]。‘巨峰’葡萄作為歐美雜交種的典型代表，果實酸甜可口、香氣濃郁，樹體抗病能力強、栽培適應性廣，為我國主要栽培品種之一[2]。

目前，葡萄生產管理中普遍存在只施化肥和化肥過量施用的情況，導致葡萄園肥料利用效率低、果實品質下降等問題日益凸顯[3]。相關研究結果表明，有機肥養分全且肥力持久，不僅能提升土壤肥力，而且養分中多為有機結合態，釋放養分與分解礦化過程協調進行，與化肥配合施入，可顯著改善果實品質。有機肥在土壤中腐殖化、分解過程中產生各種有機酸，可使土壤中難以降解的磷鹽酸化合物轉化為植物可直接吸收的磷酸鹽[4]；同時各種有機酸有利于增加土壤微團聚體的團聚度，從而改善土壤物理環境[5]，并促進土壤中微生物大量繁殖，加快有機肥料的分解，釋放養分供根系吸收，滿足植物生長發育，從而提升產量及改善品質[4-8]。湯小寧等[8]、田益華等[9]研究發現，增施有機肥可以促進葡萄植株生長，提高肥料利用率，進而改善果實品質。王桂良等[10]研究認為，當基施沼渣替代化肥氮比例超過70%時，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，養分釋放緩慢，導致葡萄植株后期生長養分供應不足，葡萄植株生育期延遲，果實成熟度下降，從而降低了果實品質。周喜榮等[11]研究認為，有機肥與化肥配施綜合了有機肥的長效和化肥的速效特點，不僅可以滿足植物短期養分的需求，還能滿足養分的長期供給，從而改善果實品質。

雖然已有較多學者在有機無機肥配施方面展開了研究，但在我國葡萄主產區—東北產區開展研究極少，無法對東北產區葡萄上適宜有機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區葡萄的不同種類有機肥與化肥配施對‘巨峰’葡萄果實品質的影響，以生產優質果品為目標前提下，探究有機肥與化肥配施的適宜比例，以期為東北產區葡萄生產中有機肥與化肥科學配施提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年10月至2019年11月在中國農業科學院果樹研究所砬山葡萄試驗示范基地（遼寧省興城市，東經120.51°，北緯40.45°）進行，海拔283 m。試材為5年生盛果期‘巨峰’葡萄，砧木為‘貝達’，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，每個新梢留1個花序，各處理統一整穗，樹盤覆蓋黑地膜，膜下滴灌，行間自然生草，其他管理同常規。

供試土壤主要為粗骨土，試驗前取0～40 cm土層的土壤樣品，測定各項指標作為土壤的本底值，其中土壤容重1.33 g/cm3，田間持水率23.24%，有機質含量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：生物有機肥（主要原料為羊糞、豆粕，有機質≥45%、N+P2O5+K2O≥5%、腐殖酸13%、氨基酸10%、生物活性菌2億個/g，購自山東省煙臺市綠源有機肥有限公司）。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 試驗設計

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

表1 ‘巨峰’葡萄不同生育階段每生產1 000 kg果實對各礦質元素的需求量

試驗前測定不同有機肥的氮、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準，單施化肥為對照，配施處理的有效養分含量與對照一致，且氮、磷、鉀、鈣、鎂等的有效養分不足部分由化肥補充。

表2 各有機肥養分含量 %

試驗共設置13個處理，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%生物有機肥+75%化肥（B1）、50%生物有機肥+50%化肥（B2）、75%生物有機肥+25%化肥（B3）、單施生物有機肥（B4）、單施化肥（CK），每個處理3次重復。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。‘巨峰’葡萄不同生育階段追肥量（表4）由表2進行計算，最后結合滴灌施入。

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

果實成熟期每個處理采集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，用于品質指標的測定。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PAL-I型數顯折光儀測定；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH進行滴定，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]；果實質地指標參考張克坤等的方法[13]，使用英國Stsble Micro Systems公司生產的TA-HD plus雙臂質構儀進行測定，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、果皮強度等果實品質指標，運用topsis方法進行果實品質綜合評價，可滴定酸含量高，葡萄口感偏酸，不受消費者青睞，因此將此指標設為低優指標，其他指標設為高優指標，而單粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青苷含量、果皮強度等的權重均為1，維生素C含量的權重為0.5[14-15]。評價時，各高低優指標的確定和授予各指標權重的大小，由專家會議（產業與銷售專家）進行商討、投票，最后確定各高優指標并授予各指標權重的大小，以品質指數的得分值作為新的評價指標，反映果實的綜合品質，品質指數越高，綜合品質越優。以此評價各處理的果實品質指標，確定有機肥與化肥配施適宜比例。

1.4 數據處理與分析

試驗數據運用Microsoft Excel 2016進行整理，運用SPSS 19.0軟件進行單因素多重比較方差分析（Duncan’s），運用DPS軟件的topsis方法對果實品質進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 羊糞與化肥配施對葡萄果實品質的影響

從表5可以看出，羊糞與化肥配施處理均能改善‘巨峰’葡萄的果實品質。各處理的單粒重和可滴定酸含量均無顯著性差異。可溶性固形物含量以S4處理最高，達到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%。花青苷含量，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品質

2.2 豬糞與化肥配施對葡萄果實品質的影響

由表6可知，豬糞與化肥配施處理均改善了‘巨峰’葡萄的果實品質。豬糞與化肥配施各處理的單粒重無顯著差異，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%。可溶性固形物含量以P1處理最高，達到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%。花青苷含量以P1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品質

2.3 生物有機肥與化肥配施對葡萄果實品質的影響

由表7可知，生物有機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%。可溶性固形物含量方面，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%。可滴定酸含量以B1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%。花青苷含量以B2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處理的果皮強度分別比CK提高2.8%、10.0%、12.4%和13.1%。

表7 生物有機肥與化肥配施處理葡萄果實品質

2.4 不同有機肥與化肥配施處理的果實品質指標綜合評價

由表8可知，利用topsis方法對不同有機肥與化肥配施處理的果實品質綜合評價，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，果皮強度較高，為614.43 g，品質指數最高，為0.84，綜合品質最佳，排名第一；其次為B2處理，品質指數為0.76，綜合排名第二；CK的品質指數最低，僅為0.16，綜合品質最差，排名最后。

有機肥與化肥配施處理的果實品質綜合評價，根據品質指數可以看出，羊糞與化肥配施處理中，S2處理的品質指數最高，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，品質指數最高，為0.39，排名第一；生物有機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，品質指數最高，為0.76，排名第一（表8）。

表8 不同有機肥與化肥配施處理的果實品質綜合評價

3 結論與討論

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

本研究結果表明，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，此結論與張筠筠等[4]研究結果一致；而較單施化肥和單施羊糞（S4）處理，各配施處理的果實可滴定酸含量呈降低趨勢，這可能是本試驗施入年限較短，有機肥中養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，果實品質綜合評價排名第一。這可能是羊糞的養分含量較高，替代一半化肥時，有機無機肥配施處理充分發揮出化肥的速效和有機肥的長效特點[11]，保證葡萄植株所需養分持續有效供應，養分穩步釋放，提高了土壤中各養分利用率，滿足葡萄各生長發育階段對養分的需求，從而改善了葡萄的果實品質。

本研究結果表明，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、花青苷含量和品質指數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，品質指數呈下降趨勢。究其原因，可能是本試驗豬糞有效養分含量較低且在土壤中釋放養分緩慢，所以提高其替代比例時難以滿足葡萄各生長發育階段對養分的需求，致使果實品質降低；也可能是豬糞施入量增多導致葡萄后期生長出現貪青現象，延遲果實成熟度，降低了果實品質[10]。而降低豬糞的替代比例、提高化肥比例時，使葡萄植株在各生育階段獲得更為均衡的礦質營養，從而提升果實品質。

周喜榮等[11]研究認為，60%生物有機肥+40%化肥處理為最佳配比比例，在本研究中也有類似結果。與CK相比，生物有機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，此結論與周媛等[18]、粟萍等[20]、劉慧穎等[22]的研究結果相似；其中，生物有機肥替代率為50%（B2）處理的花青苷含量和品質指數在生物有機肥與化肥配施處理中最高，綜合品質最優。這可能是生物有機肥除含有大量有機質之外，還能提供多種植物所需的微量營養元素、有益微生物及核酸、氨基酸等有機營養成分，施入土壤后，一方面提高有益微生物的群體，加快有機肥在土壤中分解，釋放養分供根系吸收，滿足植物生長發育，從而提升產量及改善品質；另一方面生物有機肥釋放的各種有機酸，不僅能促進土壤中微團聚體的形成，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分，改善果實品質。