2種類型微生物肥對夏黑葡萄生長發育及果實品質的影響

陳國品，李 瑋，謝蜀豫，黃秋鳳，陳 立，李 敏，黃 羽，管敬喜，黃 竟，李洪艷，覃錦聲，曹慕明*

(1.廣西農業科學院葡萄與葡萄酒研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西大學農學院，廣西 南寧 530004)

【研究意義】葡萄適應性強，結果早且年限長，產量和營養價值高，是我國栽培較廣泛且發展前景廣闊的果樹品種之一。近年來，隨著南方葡萄一年兩收栽培技術的成功推廣應用，廣西葡萄產業已得到迅速發展，葡萄種植已成為農民增收和鄉村振興的重要特色產業。但在葡萄生產過程中，群眾為了追求產量而長期過量施用化肥，造成土壤有機質含量降低、微生物種群受到破壞及土壤板結，影響了葡萄的正常生長發育，從而導致葡萄產量和品質降低[1]。此外，化肥過量施用也造成肥料利用率降低，增加了農業生產成本[2]。因此，推廣應用新型、高效、安全的肥料已成為廣大葡萄種植戶的迫切需求。微生物菌肥作為一種新型肥料已在水稻、玉米、甘蔗、香蕉和茄子等作物上得到廣泛應用，促進作物生長和提高品質效果良好[3-8]。保根120是中國農業科學院微生物保藏管理中心以精心選育微生物菌種生產的新型菌肥；多肽海藻復混肥是集微生物、無機、有機和微量元素四位于一體的高效復合微生物肥；腐熟羊糞是一種養分全面、性能溫和、肥效持久的有機肥。為發揮微生物肥、有機肥和無機肥各自的優勢，本研究應用兩種微生物肥料與有機肥和無機肥混合配施，探討不同用量微生物肥料對夏黑葡萄生長發育及果實品質的影響，對篩選優質、安全、生態和合理的葡萄施肥模式及發展廣西葡萄產業具有重要意義。【前人研究進展】隨著人們對微生物肥料了解的深入及對綠色農產品需求的增加，微生物肥料在我國農業可持續發展中的地位越來越高[9-11]。張朝軒等[12]、劉璐等[13]研究發現，施用微生物肥可改善土壤生態環境，提高土壤微生物量及真菌、放線菌和細菌數量，改善微生物區系結構，降低土壤容重，提高陽離子交換量，改善土壤理化性狀，促進葡萄植株生長。常娟[14]研究表明，施用微生物肥可提高土壤中氮、磷、鉀、有機質和微量元素含量。姜莉莉等[15]研究指出，在葡萄發芽期，應用生物有機肥部分替代和完全替代化肥，能顯著提高葡萄果實的著色度和可溶性固形物含量，顯著降低葡萄裂果率、病果率和土壤全鹽含量。商佳胤等[16]研究顯示，生物有機肥根施和葉面噴施葡萄可顯著提高果實中酮類、酯類化合物等香氣組分的相對含量。高亮和宋杰[17]研究認為，以腐植酸生物有機肥作基肥，能促進葡萄生長發育、果實提早成熟、果粒增大和硬度提高，改善色澤，提高果實品質。柳驍桐等[18]研究表明，在葡萄關鍵生育時期施入沼液復合微生物肥能促進葡萄生長和改善果實品質，抑制病蟲害發生，提高葡萄產量。孫少霞等[19]研究顯示，葡萄施用生物有機肥混加復合肥較單一施用復合肥，其葉片濃綠，葉面積增大，枝蔓節間變短、基部增粗、成熟度提高，樹勢健壯，不徒長，土壤pH趨向中性，根系增多。【本研究切入點】目前，針對微生物肥料的研究多為使用單一產品在單一作物上應用，綜合兩種或兩種以上微生物肥料與有機肥和無機肥配合施用對葡萄生長效應的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】對田間栽培的4年生夏黑葡萄施用不等量保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣，觀察分析各處理對夏黑葡萄生長發育和果實品質指標的影響，為合理應用微生物肥、優化廣西葡萄栽培技術和提高鮮食葡萄果實品質提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市吳圩鎮明陽雙季葡萄示范園(東經108°14′27″，北緯22°36′35″)，屬南亞熱帶季風氣候區。據廣西南寧市氣象局統計結果[20]，試驗地30年(1971-2000年)平均氣溫21.8 ℃，年均降水量1309.7 mm，≥13 ℃有效積溫7822.3 ℃，年均日照時數1584.8 h。試驗地土壤為改良黃壤，肥力中等。耕層土壤基本理化性狀：pH 6.98，有機質含量34.10 g/kg，水解氮含量134.20 mg/kg，有效磷(P2O5)含量88.10 mg/kg，速效鉀(K2O)含量87.10 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試葡萄品種為避雨栽培4年生夏黑，采用V型籬架栽培，株距×行距為1.5 m×3.3 m，群體通風條件良好。供試微生物肥為微生物菌劑保根120(有效活菌數≥2.0億個/g，中國農業科學院微生物保藏管理中心生產)和多肽海藻復混肥(有效活菌數≥0.2億個/g，N+P2O5+K2O=25 %，有機質≥20 %，北京中農富源生物工程技術有限公司生產)，有機肥為發酵羊糞(西安黑土地肥業有限公司生產)，無機肥為過磷酸鈣(P2O5≥16 %，紅河合眾鋅業有限公司生產)。其中，保根120的總氮含量0.59 %，有效磷含量2.35 %，速效鉀含量0.61 %；多肽海藻復混肥的總氮含量12.51 %，有效磷含量3.78 %，速效鉀含量5.33 %；發酵羊糞的總氮含量1.16 %，有效磷含量0.41 %，速效鉀含量1.28 %；過磷酸鈣含P2O5≥16 %。

1.3 試驗設計

于2019年1月22日，根據微生物肥生產廠家推薦的施用方法，將不同用量的保根120與多肽海藻復混肥按1∶1混合均勻后與發酵羊糞+過磷酸鈣再混合均勻作基肥施入距樹干40 cm處預先開好的施肥溝(寬20 cm，深30 cm)。設5個施用微生物肥處理(T1～T5處理)(表1)，以常規施肥(發酵羊糞7500.00 kg/hm2+過磷酸鈣375.00 kg/hm2)為對照(CK)，3次重復，共18個小區，每小區面積36 m2，隨機區組排列。小區實行控產處理，每穗留果60～80粒，產量控制在22 500.00 kg/hm2以下。其他追肥、灌溉及田間管理措施均一致。

表1 各處理施肥種類及用量Table 1 Applied types and rate of all treatments (kg/hm2)

1.4 測定項目及方法

1.4.1 生物指標調查及測定 采取田間調查方法統計葡萄生長發育過程中的物候期。每處理選取生長健壯、樹勢相近的3株葡萄樹作為觀察樹，跟蹤調查葡萄萌芽期、始花期、著色期和成熟期。盛花期調查30穗花序長度，取平均值。每處理選取長勢相近的新梢30個，于2019年3月28日測量長度、粗度和節間長度。于果實膨大期(2019年5月18日)，選掛果枝基部第5節上成齡葉30片，用直尺測定其縱徑和橫徑，同時用HY-1葉片厚度儀(浙江托普云農科技股份有限公司)測定葉片厚度。

1.4.2 品質測定 葡萄成熟時采收，稱量每小區實際產量，折算為公頃產量。每處理隨機剪取30個果穗，測定單穗重和穗長；從每穗上、中、下部位各取5個果粒，用SYLVAC數顯式游標卡尺測量果粒縱徑和橫徑；用電子天平稱量百粒重；可溶性固形物含量使用PAL-1型便攜式數顯折光儀測定；可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定。

1.5 統計分析

試驗數據采用Excel 2007和DPS v7.55進行統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同用量微生物肥對夏黑葡萄物候期的影響

由表2可知，施用微生物肥后，夏黑葡萄的始花期、著色期和成熟期分別比CK提前2～10、3～11和2～10 d，且總體上隨著微生物肥用量的增加表現早開花、果實早著色和成熟快，其中以T4和T5處理的果實成熟最早，從萌芽至成熟僅需118 d，比CK提早10 d。說明施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2或施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1350.00 kg/hm2+1350.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2對促進夏黑葡萄提早著色和成熟效果較佳。

表2 不同用量微生物肥對夏黑葡萄物候期的影響Table 2 Effect of different microbial fertilizer application rates on the phenophase of Summer black grape

2.2 不同用量微生物肥對夏黑葡萄新梢生長的影響

由表3可知，與CK相比，各施用微生物肥處理夏黑葡萄的新梢葉片長度、寬度和厚度分別為20.73～22.17 cm、20.21～21.27 cm和0.333～

表3 不同用量微生物肥對夏黑葡萄新梢生長的影響Table 3 Effect of different microbial fertilizer application rates on the shoot growth of Summer black grape

0.392 mm，增幅分別為1.92 %～9.00 %、0.40 %～5.66 %和1.22 %～19.15 %；新梢長度、粗度和節間長度分別為167.55～173.34 cm、9.16～9.86 mm和12.89～13.33 cm，增幅分別為0.31 %～3.78 %、2.81 %～10.66 %和0.31 %～3.74 %。其中，T3～T5處理的葉片長度、寬度和新梢粗度顯著大于CK(P<0.05，下同)；T2～T5處理的新梢葉片厚度顯著大于CK；新梢長度方面，T2和T3處理顯著大于CK，其余處理與CK間差異不顯著(P>0.05，下同)；新梢節間長度方面，T1和T4處理與CK差異不顯著，其余處理均顯著大于CK。綜合葉片和新梢長勢，以處理4表現最佳，即施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2對夏黑葡萄新梢生長的促進作用更佳。

2.3 不同用量微生物肥對夏黑葡萄花序伸長生長的影響

由表4可知，夏黑葡萄的花序長度排序為T5>T4>T3>T2>T1>CK，其中各施用微生物肥處理的花序長度均顯著大于CK，且花序長度隨著微生物肥用量的增加而增加，即T5處理促進夏黑葡萄花序伸長(28.27 cm)生長的效果最佳，T4處理(26.93 cm)次之，分別比CK提高47.62 %和40.63 %。但T5處理的花序前端出現一定程度扭曲，對果實后期生長發育及果穗外觀造成一定的不良影響，綜合判斷以T4處理即施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2對促進夏黑葡萄花序伸長生長的效果最佳，果穗和果實生長發育正常，且未出現大小粒現象。

表4 不同用量微生物肥對夏黑葡萄花序伸長生長的影響Table 4 Effect of different microbial fertilizer application rates on the inflorescence elongation growth of Summer black grape

2.4 不同用量微生物肥對夏黑葡萄產量及其構成因素的影響

葡萄的單穗重、穗長、單粒重、果粒縱橫徑和單株產量等是構成產量的重要指標。由表5可知，T4處理的單穗重(492.50 g)、果粒縱徑(22.16 mm)、果粒橫徑(20.95 mm)與T3和T5處理差異不顯著，但顯著高于T1、T2處理和CK，較CK分別提高9.83 %、13.93 %和11.26 %；穗長(30.03 cm)和單株產量(7.96 kg)顯著高于其他處理，分別比CK增加30.11 %和18.10 %；單粒重(7.55 g)顯著高于CK 13.88 %，但與其他處理差異不顯著；產量(17 684.00 kg/hm2)高于其他處理，比CK提高15.93 %。綜上所述，施用保根120 1125.00 kg/hm2+多肽海藻復混肥1125.00 kg/hm2+發酵羊糞7500.00 kg/hm2+過磷酸鈣375.00 kg/hm2對改善夏黑葡萄果穗和果實外觀及提高產量的效果最佳。

表5 不同用量微生物肥對夏黑葡萄產量及構成因素的影響Table 5 Effect of different microbial fertilizer application rates on yield and its in Summer black grape

2.5 不同用量微生物肥對夏黑葡萄果實品質的影響

由表6可知，與CK相比，施用微生物肥處理的夏黑葡萄果實可溶性固形物含量和固酸比增加，可滴定酸含量降低。其中，T1～T4處理果實的可溶性固形物含量隨著微生物肥用量的增加逐漸增加，除T1處理與CK差異不顯著外，其余處理均顯著高于CK，尤其以T4處理最高，T5處理次之，分別達18.03 %和17.97 %，分別比CK提高6.18 %和5.83 %；可滴定酸含量方面，T3～T5處理隨著微生物肥用量的增加逐漸降低，尤其以T4和T5處理較低，分別為0.449 %和0.433 %，降幅分別達17.31 %和20.26 %；固酸比方面，各施用微生物肥處理均顯著高于CK，尤其以T4和T5處理較高，分別為40.21和41.52，增幅分別為28.51 %和32.69 %。綜上所述，T4和T5處理夏黑葡萄果實的品質較佳，即施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2或施用保根120+多肽海藻復混肥+發酵羊糞+過磷酸鈣=1350.00 kg/hm2+1350.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2對提高夏黑葡萄果實品質的效果較佳。

表6 不同用量微生物肥對夏黑葡萄果實品質的影響Table 6 Effect of different microbial fertilizer application rates on fruit quality in Summer black grape

2.6 不同用量微生物肥對夏黑葡萄經濟效益的影響

由表7可知，施用微生物肥處理夏黑葡萄的基肥成本和疏果成本分別為9637.50～15 937.50和9111.23～19 500.24元/hm2。與CK相比，施用微生物肥處理的基肥成本增加3150.00～9450.00元/hm2，但人工疏果成本降低1611.14～12 000.15元/hm2；施用微生物肥處理的夏黑葡萄能早成熟和早上市，因此其售價和經濟效益得到相應提高，經濟效益比CK高18 151.63～144 256.15元/hm2，產投比達2.24～3.59，其中以T4處理的成本最低(98 473.73元/hm2)，經濟效益最高(255 206.28元/hm2)；同時，有效降低人工疏果成本12 000.15元/hm2，經濟效益比CK高144 256.15元/hm2。綜上所述，施用保根120 1125.00 kg/hm2+多肽海藻復混肥1125.00 kg/hm2+羊糞7500.00 kg/hm2+過磷酸鈣375.00 kg/hm2對降低葡萄生產成本，提高經濟效益的效果最佳。

表7 不同用量微生物肥對夏黑葡萄經濟效益的影響Table 7 Effect of different microbial fertilizer application rates on the economic profit in Summer black grape

3 討 論

微生物肥中的有益微生物能產生糖類物質參與腐殖質的形成，改善植物根際土壤物理性狀并釋放或活化土壤中的礦質元素，如固氮、解磷和解鉀作用等，提高根際土壤養分活性[21-23]，從而促進作物生長發育。本研究結果表明，施用微生物肥可促進夏黑葡萄植株新梢和葉片生長，有利于葡萄開花坐果、果實膨大、增糖著色、花芽分化、枝條老熟及果實提前成熟且新梢不徒長等，與高亮和宋杰[17]、柳驍桐等[18]、孫少霞等[19]的研究結果一致。目前，生產上促進葡萄花序伸長多數在開花前應用GA3進行處理[24-25]，而GA3濃度過高會使葡萄穗軸彎曲、硬化，果粒僵化并出現大小粒現象，果穗著色晚、成熟期推遲[24,26]。本研究應用微生物肥與有機肥+無機肥配施作基肥使用，可有效促進夏黑葡萄花序增長21.93 %～47.62 %，操作簡便，即可避免因GA3使用不當對果實造成的不良影響，也可節省勞動力。徐福樂等[22]、張艷群等[23]研究發現微生物肥中的功能微生物在根際定殖并形成優勢菌群，能分泌大量生理活性物質或代謝產物[生長素(IAA)、赤霉素(GA)和脫落酸(ABA) ]及多種維生素等。據此推測，在本研究中夏黑葡萄花序增長可能是根系吸收了優勢菌群分泌的生理活性物質或代謝產物(如赤霉素)的緣故。此外，施用微生物肥超過一定量時，葡萄花序前端出現扭曲，對果實后期的生長發育及果穗外觀造成一定的不良影響，在葡萄栽培中應予重視。施肥是改善作物品質和提高作物產量的重要措施，不同肥料及施用模式對促進作物生長的效果及作用機制不同[27-28]。微生物肥所含養分全面且肥效持久，可為作物進行干物質積累提供營養，并有利于葡萄長期持續地吸收養分，促進葡萄營養和生殖生長[29]。大量研究表明，施用微生物肥可顯著提高水稻[30]、甘蔗[31]、南瓜[32]、柑橘[33]，龍眼和荔枝[34]的產量，改善西瓜[35]、葡萄[17]和獼猴桃[36]的品質。本研究結果與上述研究結果相似，施用微生物肥夏黑葡萄的產量及果實可溶性固形物含量、可滴定酸含量和固酸比等均優于CK。其中，T4處理表現最佳，產量(17 684.00 kg/hm2)、可溶性固形物含量(18.03 %)、固酸比(40.21)分別比CK提高15.93 %、6.18 %和28.51 %，可滴定酸含量降低17.31 %，果實風味得到改善，同時，還可有效降低人工疏果成本12 000.15元/hm2，經濟效益比CK提高144 256.15元/hm2。

現有研究表明，應用微生物肥料代替化肥的施肥方式可有效減少化肥施用量，提高土壤養分和有機質含量，改善土壤結構，增加細菌和放線菌數量[36]，提高作物抗性[37-38]，有利于作物生長，改善品質[39-40]。本研究中，試驗設計的化肥用量處于同一水平，在后續研究中需完善試驗設計方案，開展不同化肥減施量試驗，并按照化肥減施比例添加微生物肥，探討微生物肥代替化肥的可行性。同時，進一步對應用微生物肥后的土壤結構、養分及有機質含量、微生物多樣性和抗逆性等進行測定分析，為葡萄生產上科學、合理地應用微生物肥提供可靠依據。

4 結 論

施用微生物肥對夏黑葡萄生長、產量、品質和經濟效益均具有一定促進作用，其中以保根1201 125.00 kg/hm2+多肽海藻復混肥1125.00 kg/hm2+羊糞7500.00 kg/hm2+過磷酸鈣375.00 kg/hm2配施對促進夏黑葡萄生長、降低生產成本、提升果實品質和提早果實上市時間的效果最佳，該施肥模式可供廣西夏黑葡萄或其他鮮食葡萄種植區參考應用。