限根栽培下不同施肥方式對葡萄果實品質的影響

張擁兵，黃軍保，李 卓，呂英忠

（山西農業大學果樹研究所，山西太谷 030815）

葡萄為葡萄科葡萄屬木質藤本植物，與蘋果、柑橘和香蕉并稱為世界四大水果，2007 年以來，其栽培面積和產量逐年上升[1]。葡萄果實不僅糖、酸、維生素和礦質元素等營養成分含量豐富，還含有較高的花色苷和兒茶素等多酚類功能成分，具有較強的抗氧化、降血脂、消除炎癥和抗腫瘤等功效[2-3]。

限根栽培是通過限制根系生長達到調節果樹營養生長和生殖生長的一種栽培模式。目前，在蘋果、柑橘、桃、葡萄、櫻桃等[4-8]果樹上均有較深入的研究。限根栽培的方式較多，有溝槽限根、起壟限根和容器限根等。其中，容器限根栽培是應用最為廣泛的一種栽培模式。限根容器主要有普通瓦盆、普通塑料盆、無坊布袋和控根盆等。

葡萄限根栽培在科研生產中已有較大范圍的應用，容器種類、限根寬度、基質配比等對葡萄生長發育和果實品質的影響研究較多[9-11]。田間栽培過程中不同肥料與施肥方式對葡萄生長發育和果實品質影響的研究也較多[12-14]，但限根栽培條件下不同施肥方式對葡萄生長和果實品質的影響則未見報道。

本試驗以PVC 控根容器中定植的早黑寶葡萄為研究對象，揭示發酵有機肥、緩控釋肥和普通化肥及其施用量對葡萄單果質量、可溶性固形物、可溶性糖、維生素C、白藜蘆醇等品質指標的影響，評價不同肥料種類和施肥量對葡萄果實品質的影響，以期為葡萄優質限根栽培提供施肥理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料為早黑寶葡萄，由山西農業大學果樹研究所葡萄育種項目提供；控根容器購自市場，規格為30 cm×40 cm。

1.2 試驗設計

試驗于2017—2019 年在山西農業大學果樹研究所進行。早黑寶于2017 年定植于控根容器內，栽培株行距1.0 m×1.2 m，蘺架式，滴灌。2018 年春選擇主干粗度和長勢基本一致的葡萄苗為試材進行施肥處理，每處理10 株樹，單株重復，2019 年施肥方式同2018 年。

表1 不同處理的肥料種類及施肥量

試驗共設6 個肥料處理，分別為發酵有機肥全量（T1）、發酵有機肥半量（T2）、復混緩控釋肥全量（T3）、復混緩控釋肥半量（T4）、普通化肥全量（T5）、普通化肥半量（T6），其中，發酵有機肥原料為羊糞，購自附近羊場，有機質含量23.6%，全N 含量1.56%，全磷（P2O5）含量1.30%，全鉀（K2O）含量1.93%，秋季與水按照體積比1∶2 比例發酵；復混緩控釋肥購自山東勝邦綠野化學有限公司，全N 含量18.0%，全磷（P2O5）含量8.0%，全鉀（K2O）含量18.0%；普通化肥為尿素（總氮≥46.4%）、磷酸二銨（總養分≥64%）、硫酸鉀（氧化鉀≥52%、硫≥17.0%）混合施用，分別用U、DAP 和PS 表示。肥料具體施用時間和用量如表1 所示，此外，2018 年和2019 年10 月下旬每株分別施用發酵有機肥800 mL。每株留果量2～3 穗，每穗75 粒。8 月下旬進行果實品質指標測定，試驗結果取10 株樹的平均值。

1.3 測定指標及方法

單果質量采用電子天平秤量；可溶性固形物采用ATAGO 手持糖度計測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定[15]；可滴定酸采用酸堿滴定法測定[15]；維生素C 采用鉬藍比色法測定[15]；可溶性蛋白質采用考馬斯亮藍法測定[15]；原花青素采用香草醛- 鹽酸法測定[16]；白藜蘆醇采用高效液相色譜法測定[17]。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2010 整理，采用SPSS 22.0 進行差異顯著性檢驗、Tukey多重比較分析及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對葡萄果實品質的影響

2.1.1 單果質量 從表2 可以看出，T6 處理的葡萄單果質量最大，T1 處理的葡萄單果質量最小，但各處理之間差異不顯著。

表2 不同施肥處理對葡萄果實單果質量的影響 g

2.1.2 果實內在品質 決定葡萄果實口感和風味的主要指標是可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和可溶性蛋白質含量，一定范圍內糖酸比值越大果實口感越好。由表3 可知，不同施肥方式對葡萄果實的可溶性固形物、可溶性糖、可滴酸和可溶性蛋白質含量影響都較大，不同處理間存在較大差異。施發酵有機肥和復混緩控釋肥葡萄的可溶性固形物和可溶性糖含量都高于施普通化肥的，最高的是T1 處理；可滴定酸含量最低的是T2 處理，最高的是T6 處理，各處理間差異相對較小；糖酸比除T3與T5 處理間差異不顯著外，其他3 個處理都顯著高于施普通化肥的葡萄果實，T2 和T4 處理在所有處理中較高，T6 處理最低，口感較差；可溶性蛋白質含量也是T2 和T4 處理較高。

表3 不同施肥處理對葡萄果實內在品質的影響

維生素C、白藜蘆醇和原花青素含量是衡量葡萄保健價值的重要指標[14]。從表3 可以看出，不同施肥處理對葡萄果實的保健價值也影響較大，T3處理的葡萄果實Vc 含量最高；T1 處理的葡萄皮中白藜蘆醇含量最高；施復混緩控釋肥和發酵有機肥的葡萄皮中原花青素含量都顯著高于施普通化肥的葡萄，含量較高的是T2 和T4 處理。

不同處理間葡萄的8 項品質指標差異有所不同，差異最大的是原花青素含量，指標間變異系數達39.07%，其次是白藜蘆醇、可溶性蛋白質和糖酸比，變異系數均在15%左右，其他4 項指標處理間變化較小，變異系數均在10%以下。

2.2 不同施肥處理下葡萄果實品質的主成分分析

2.2.1 不同施肥處理后葡萄果實品質的主成分分析不同處理葡萄果實品質的主成分分析如表4 所示。

表4 主成分對應的旋轉成分矩陣、特征值和貢獻率

從表4 可以看出，葡萄的9 項品質指標可以提取出3 個主成分，其累計方差貢獻率達86.139%，可以反映葡萄果實品質的大部分信息。為更好地解釋各品質指標與主成分因子之間的關系，利用方差極大法對提取出的主成分進行旋轉，利用旋轉載荷反映品質指標在主成分中的重要程度。第1 主成分代表了所有指標的47.438%，是3 個主成分中最重要的一個，主要綜合的是維生素C 和原花青素的信息，反映了葡萄的保健價值；第2 主成分代表了全部指標的23.177%，主要綜合的是蛋白質和可溶性固形物的信息，反映了葡萄的口感和風味；第3 主成分代表了全部指標的15.524%，主要綜合的是葡萄單果質量信息，反映的是葡萄的外觀指標。

2.2.2 不同施肥處理后葡萄果實品質評價 將不同施肥處理后葡萄果實品質指標數據標準化后的數值與其對應的特征向量相乘，將所得乘積相加即可得到每個主成分得分，以各主成分對應的方差貢獻率為權重，構建的葡萄果實品質綜合評價模型為：Z＝0.474 4Z1＋0.231 8Z2＋0.155 2Z3。由綜合評價模型計算出的不同施肥處理對葡萄果實品質的總得分如表5 所示。

表5 不同施肥處理后葡萄果實的主成分值與綜合評價指數值

由表5 可知，葡萄果實品質最優的是半量施復混緩控釋肥（T4），其次是半量施發酵有機肥（T2），全量施發酵有機肥（T3）的葡萄果實品質排名第3。

3 結論與討論

對果實品質進行全面綜合評價是一個較為復雜的課題，評價角度、評價指標和評價方法不同都可造成評價結果的差異。評價果實品質的指標眾多，外觀指標、營養指標、保健指標不一而足，不同栽培條件下各項指標的變化情況也不一致，單純通過指標的差異顯著性來評價果實品質摻雜了太多的人為因素和重疊信息，顯然不夠準確。主成分分析法是用幾個彼此獨立的綜合指標代替原來多個存在相關關系的性狀指標，避免重疊信息和人為因素的干擾，從而客觀篩選出綜合品質優良的新品種的一種降維分析方法[18]，農業上進行優良品種選擇和綜合性狀評價時應用較多[19]。本研究運用主成分分析法對不同施肥處理的葡萄果實進行果實品質評價，結果表明，果實品質由高到低排序為：半量緩控釋肥＞半量發酵有機肥＞全量發酵有機肥＞半量普通化肥＞全量復混緩控釋肥＞全量普通化肥。本研究中半量施用緩控釋肥的葡萄品質最好，原因是復混緩控釋肥養分針對性強，釋放速度適中，保證了肥料的全面長效利用，加之秋施的基肥中含有的多種礦質營養元素和其他養分，不僅保證了葡萄的正常生長發育，也提高了果實品質，這與陳麗楠等[20]的研究結果相一致；單純施用發酵有機肥的葡萄品質高于生長期間單施普通化肥的葡萄品質，但不如發酵有機肥與復混緩控釋肥配施效果好，這與周喜榮[21]研究結果相一致。

控根容器栽培條件下，對3 年生葡萄秋施發酵有機肥后，在葡萄不同生長發育期分施發酵有機肥、復混緩控釋肥和普通化肥，雖然葡萄單果質量無顯著差異，但果實口感、風味和功能性成分含量都差異較大，果實品質也有所不同。研究結果表明，肥料種類與施肥量對葡萄果實品質都有較大影響。從肥料種類來說，施用發酵有機肥和復混緩控釋肥的葡萄果實品質基本都高于化肥；從施肥量來看，半量施肥處理的葡萄果實品質都顯著高于相應的全量施肥處理的葡萄果實，說明控根容器栽培條件下，施肥量為大田常規用量的1/2 時即可滿足葡萄正常的生長發育，生產出品質優良的葡萄果實。