葉面補鐵對賀蘭山東麓釀酒葡萄生理調節及品質提升的影響

張 麗，古超峰，王 銳，2*

（1．寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021；2．中國葡萄酒產業技術研究院，寧夏 銀川 750021）

鐵是果樹生長發育所必需的微量元素，鐵肥對于果樹的生長發育意義重大。鐵參與葉綠素的形成，而葉綠素則促進了果樹的光合作用，其作用與氮磷鉀等大量元素同等重要，且無法被其他元素替代。受地溫、砧木、品種、土壤鹽堿和土壤中鐵含量等因素的影響，全世界約有40%土壤上的植物容易表現缺鐵失綠癥，缺鐵已成為威脅果樹生長的嚴重營養問題［1］。國內外研究者和果樹種植者采取了很多矯正果樹缺鐵失綠癥的方法，包括鐵肥樹冠噴施、土施、強力高壓注射等［2-3］，釀酒葡萄尤其容易發生缺鐵黃化現象。有研究表明，秋季葉面噴施鐵肥處理可以增強紅地球葡萄葉片光合能力，增加百粒重，提高葡萄可溶性固形物、Vc含量以及糖酸比［4］。噴施硫酸亞鐵能夠提高葡萄葉片葉綠素含量﹑凈光合速率和水分利用率，繼而影響果實的緊密度和單果重［5-6］。楊艷等［7］研究表明在紅地球葡萄果實成熟期補鐵有助于產量的形成和商品果率的提升，每公頃增產1183.5 kg，且含糖量和糖酸比均有提高；牛曉琳等［8］研究表明樹干注射0.2 g/L Fe-EDTA處理顯著促進了果實的生長發育，使橫徑、縱徑、單果重和可溶性糖含量相對基液對照分別提高6.6%、4.2%、6.2%和7.9%，且成熟期樹干注射鐵肥，有效防止了葉片缺鐵失綠癥［9］。

寧夏賀蘭山東麓處寧夏黃河沖積平原和賀蘭山沖積扇平原之間，總面積達到20萬hm2，為大陸性氣候，年平均日照1500 h，年降水量只有150～240 mm，病蟲害相對較少，其所存在的沙礫結合型土質透氣極佳，是中國釀酒葡萄的最佳生態區之一［10-12］。近年來，寧夏賀蘭山東麓葡萄產業發展迅猛，釀酒葡萄種植面積達到4萬hm2，年產葡萄酒1億瓶以上。產業快速發展的同時也面臨一些有待完善的問題，在釀酒葡萄栽培方面，施肥方式偏向傳統大量元素肥料的補充，忽視了微量元素的重要性，生產過程中對微量元素投入不足。該區域堿性土壤中礦質營養有效性低，有效鐵含量遠低于全國平均值，也低于果樹有效鐵豐缺的臨界值，使得原本總量就不足的各類元素很難滿足葡萄正常生長的營養需求，尤其因缺鐵造成的葉片黃化問題，嚴重制約著賀蘭山東麓釀酒葡萄產業的發展。

目前，施鐵肥以改善果樹黃化問題的研究多存在于蘋果［1，9］、鮮食葡萄［4］、棗梨［13］等果樹上，對釀酒葡萄的研究較少，且施肥方式以穴施、滴施、樹干注射為多。本研究采用葉面噴施的方式可以避免土壤對營養元素的固定，而且采用薄肥多施的方式，見效快，且螯合鐵肥具有高效、高品質、超強生物活性小分子有機螯合形態，可克服普通鐵肥容易氧化的缺點。本研究在原有常規施肥的基礎上葉面噴施螯合鐵，探究鐵肥噴施用量對寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄的生理改善及產量和品質的提升效果，為有效改善葡萄缺鐵引發的黃化現象，科學的鐵肥施用和促進釀酒葡萄產業的健康發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

研究區位于寧夏永寧縣閩寧鎮立蘭酒莊葡萄基地（38°16′38″ N，105°58′20″ E），該區域光照充足，年日照率65%以上，太陽總輻射量6100 MJ/m2，年平均氣溫8.9℃，積溫3289℃，年均降水量200 mm，年均蒸發量1580 mm，全年日照時數在2851～3106 h，平均日照時長為7.8～8.3 h，無霜期176 d，充足的日照為釀酒葡萄生長提供了足夠的熱量，晝夜溫差大有利于釀酒葡萄糖分的累積。試驗區地形平緩，地面坡度約為1%，平均海拔為1129 m，葡萄園土壤質地為壤質砂土，砂粒、粉粒和粘粒含量分別為85%～90%、5%～8%和6%～10%，石礫含量10%左右，土壤類型為普通灰鈣土，基本化學性質見表1。

表1 土壤基本化學性質

1.2 供試材料

供試品種為6年生赤霞珠（Vitis viniferaL.‘Cabernet Sauvignon’），南北行向定植，整形方式為長梢修剪傾斜上架，株行距分別為0.6和3.5 m，種植密度4760株/hm2。鐵肥為螯合鐵，一種含鐵的有機化合物（含有效鐵13%），具有100%全水溶、全吸收、見效快、穩定性好和作物易吸收等特點，施用方式為葉面噴施。灌溉方式為滴灌，統一灌水3000 m3/hm2。常規氮磷鉀施肥方式為溝施，常規施肥量為葡萄出土后4月中旬施氮肥N 57.5 kg/hm2；5月下旬追施氮磷肥分別為N 130.5 kg/hm2、P2O5135.3 kg/hm2；6月下旬追施氮磷鉀肥分別為N 56.2 kg/hm2、P2O575.0 kg/hm2、K2O 243.0 kg/hm2。

1.3 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，共設6個處理，5個不同螯合鐵肥噴施處理：0.86 kg/hm2（T1）、1.14 kg/hm2（T2）、1.43 kg/hm2（T3）、1.73 kg/hm2（T4）、2.00 kg/hm2（T5），以 噴 施 清 水 為 對 照（CK）。每個處理設3個重復，共18個小區，小區面積為30 m×3.5 m=105 m2，每小區有釀酒葡萄樹50棵。各處理于葡萄果實膨大和轉色期，即2019年6月30日、7月15日、8月5日、8月25日 分別對葡萄葉片均勻噴施4次，以噴施葉片正、背面80%以上為宜。

1.4 樣品采集

2019年9月1日，從樹冠外圍4個方位中上部位隨機采摘大小、形狀、成熟度等指標一致的葉片，每個處理共采20張葉片。將采摘的樣品置于裝有冰塊的泡沫保溫箱中，帶回實驗室測定葉綠素含量。釀酒葡萄產量為每小區單獨測產后折算成公頃產量。于2019年9月下旬各處理隨機采摘25個具有代表性的果穗置于自封袋中，從每個果穗的上、中、下3個部位隨機采集大小均勻的20粒葡萄，用于測定葡萄可溶性固形物、可滴定酸和總酚等品質指標。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 釀酒葡萄生理指標的測定

葉片用LI-6800便捷式光合測量系統測定其光合特性，包括光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率；葉綠素a、葉綠素b含量的測定參照李合生［14］的方法，用95%乙醇浸提24 h后用紫外可見分光光度計在665和649 nm下進行比色測定。

1.5.2 釀酒葡萄品質測定

可溶性固形物含量用手持糖量計測定；可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定；單寧、總酚、花色苷含量測定前先將葡萄粒在液氮中速凍后于-80℃超低溫冰箱冰凍保存備用，單寧含量采用福林-丹尼斯法測定；花色苷含量采用pH示差法測定；總酚含量采用福林-肖卡法測定［14］。

1.6 數據分析方法

試驗數據采用Excel 2010進行整理和作圖，用SPSS 25.0進行統計分析，并對各處理下釀酒葡萄的各指標進行顯著性檢驗，顯著性水平為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 葉面補鐵對釀酒葡萄光合特性的影響

由圖1A可知，與對照（CK）相比，噴施螯合鐵處理會提高葉片的光合速率，其中在T3處理下光合速率最高，然后，光合速率隨噴施量的增加明顯下降，T3處理較CK、T1、T2、T4、T5處理分別增加35.1%、10.3%、10.6%、16.7%、17.8%；葉片氣孔導度隨螯合鐵噴施濃度的增加呈現出先升高后降低的趨勢，T3和T4處理較其他處理差異顯著（圖1B）。葉片胞間CO2濃度隨螯合鐵噴施量的增加呈現出先升高后降低的趨勢，T3處理用量時達最高，CO2濃度較其他處理差異顯著，然后開始降低；T3處理較CK增加18.6%，較其他處理增加4.4%～14.9%（圖1C）。不同處理間葉片蒸騰速率的變化與胞間CO2濃度相似（圖1D）。

2.2 葉面補鐵對釀酒葡萄葉綠素含量的影響

由圖2得出，葉面補鐵處理的葉片總葉綠素、葉綠素a和葉綠素b含量均顯著高于CK，含量均隨著鐵肥用量的增加呈現升高趨勢，在T3處理時達最大，然后隨著噴施螯合鐵用量的增加呈下降趨勢。T3處理總葉綠素含量較CK增加35.7%，較其他處理分別增加11.0%、14.0%、16.7%、15.0%。說明T3用量下葉綠素含量最高，更加有利于光合作用，從而合成更多有機物使植株生長的更加健壯，為葡萄果實的生長發育提供了良好的生理條件。

2.3 葉面補鐵對釀酒葡萄產量及漿果品質的影響

由表2得出，與CK相比噴施螯合鐵提高了葡萄產量、果實可溶性固形物和花色苷含量，各指標以T3處理最高，與T2和T4處理沒有顯著差異；T3處理下花色苷含量還與T1處理沒有顯著差異。螯合鐵用量超過T3處理后，上述各指標呈降低變化。葉面噴施螯合鐵肥可以顯著降低糖酸比和單寧含量，其中糖酸比以T1處理最低，而單寧含量以T3處理最低。噴施螯合鐵較CK提高了果實總酚含量，而不同噴施處理間差異不顯著。

表2 不同處理對釀酒葡萄產量及漿果品質的影響

2.4 葉面補鐵與釀酒葡萄品質的關系

本試驗選取光合速率、氣孔導度、葉綠素含量、釀酒葡萄產量及品質指標共16項數據為評價指標，進行主成分分析。第一、二主成分對總方差的貢獻率分別為79.7%、8.9%，2個主成分累計貢獻率為88.6%，大于85%，說明2個主成分基本涵蓋了16個指標的全部信息。由表3可知，T1～T5處理的綜合得分均高于CK處理，得分排名依次為T3>T2=T4>T5>T1>CK，故T3處理螯合鐵噴施量為1.43 kg/hm2效果最佳。

表3 葉面補施不同鐵肥量與釀酒葡萄品質指標主成分分析

3 討論

本試驗探討了葉面補鐵對賀蘭山東麓釀酒葡萄品種“赤霞珠”的產量和品質的影響。鐵對于葉綠素前體的合成不可缺少，在中性或堿性土壤條件下鐵的有效性降低會導致植物缺鐵黃化，在較高的光合速率下植株能夠合成更多的有機物，更利于植株的營養生長和生殖生長，為葡萄的生長發育提供了良好的生理條件［15-16］。馮密等［17］研究認為，噴施新型葉面鐵肥也可以顯著提高酸性土壤上葡萄葉片葉綠素含量。本研究表明，在賀蘭山東麓堿性石灰性土壤上，葉面噴施螯合鐵可以顯著提高釀酒葡萄果樹的光合速率，胞間CO2濃度、氣孔導度以及葉綠素含量，這與馮密等［17］的研究相一致。葉面補施鐵肥可顯著增加釀酒葡萄葉片光合速率，可以有效避免因果樹缺鐵而引發的葡萄黃化病，且隨著葉面補施鐵肥量的增加，“赤霞珠”光合特性及葉綠素含量逐步增加，更加有利于果樹的生長發育。這與趙志軍等［1］、薛進軍等［9］、崔美香等［18］研究相符，葉面補施螯合鐵用量在1.43和1.73 kg/hm2時變化尤為明顯，分析其原因可能由于過低或過高的螯合鐵都會抑制釀酒葡萄的生長，噴施適量的螯合鐵才能有效地增加釀酒葡萄光合特性及葉綠素含量。楊艷等［7］研究表明，在葡萄成熟期適當噴施葉面鐵肥有利于提高單粒重和單產，增加果實含糖量和改善果實的著色、提高葡萄的商品果率。本研究中，T3處理有效地增加了釀酒葡萄的產量，這與楊艷等［7］的研究結果相符。但本研究中，T4和T5的產量較T2和T3降低，可能由于高量的螯合鐵對釀酒葡萄生長產生毒害而影響了產量。花色苷、總酚、可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸是反映釀酒葡萄品質的重要指標［19-20］，葉面適量補施鐵肥能有效提高釀酒葡萄花色苷、總酚、可溶性固形物、可溶性糖含量，降低可滴定酸含量，這與高陸旭等［21］研究相符，說明一定量的鐵肥供應能有效提高光合速率，促進光合產物的積累，有利于糖類物質和酚類物質的合成和運轉，降低果實的酸度，對改善釀酒葡萄品質有顯著性效果。在本研究中，T3處理下葡萄產量提升的同時，漿果的糖酸比、單寧、花色苷等各項生理指標都有一個良好的平衡關系，具有釀造優質酒的潛力。

4 結論

葉面補施鐵肥可以提高釀酒葡萄的葉綠素含量，增強釀酒葡萄光和特性，提高釀酒葡萄產量、花色苷含量、總酚含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量。通過釀酒葡萄漿果產量和品質的綜合分析，螯合鐵的葉面噴施最佳用量為1.43 kg/hm2。