梅樂葡萄果實、葉片、葉柄礦質營養與土壤礦質養分的關系

王小龍 張正文 邵學東 鐘曉敏 王福成 史祥賓 張藝燦 王海波

摘要：為分析山東省蓬萊地區配方施肥條件下梅樂葡萄不同生育期、組織部位的礦質營養與土壤養分的關系，為制定梅樂葡萄植株和土壤營養診斷標準奠定基礎。以不同施肥條件下的梅樂葡萄為研究對象，使用相關分析法研究葉片、葉柄、土壤礦質養分與果實礦質元素的相關性。結果表明，各生育期土壤N含量分別與果實N/P/K/Ca、葉片N/P/K/Ca含量間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，土壤P含量分別與果實N/P/Ca/Mg、葉片N含量間至少存在一種顯著相關關系，土壤K含量分別與果實N/P/K/Ca/Mg、葉片N/P/Ca/Mg含量間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，土壤Ca含量分別與果實P/Ca、葉片N/P含量間至少存在一種顯著相關關系，土壤Mg含量分別與果實P/K/Ca、葉片N/P/K含量間至少存在一種顯著或極顯著相關關系。土壤N、P、Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，末花期土壤K含量與盛花期葉柄P含量呈顯著負相關，土壤Mg含量分別與葉柄N、P、K、Ca含量間至少存在一種顯著或極顯著相關關系。

關鍵詞：梅樂葡萄;葉片;葉柄;果實;土壤;礦質養分;果實品質

中圖分類號： S663.101? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）10-0125-08

梅樂（Vitis vinifera L. cv. Merlot）是葡萄科葡萄屬木質藤本植物，屬歐亞種葡萄品種，具有優良的釀酒特性，目前已成為山東省蓬萊市葡萄與葡萄酒產區主栽紅色釀酒葡萄品種。近年來，人們盲目追求梅樂的高產，依靠經驗施肥現象嚴重，導致樹體養分比例失衡、果實品質下降。果樹葉片是生理生化反應的器官，通過對葉片中礦質元素含量的分析，可以及時了解和診斷樹體的礦質營養水平[1]。同時，有研究發現，葉柄相關性狀與果實品質相關[2]。果實礦質元素含量不僅與果實的品質特性、營養價值和貯藏期間的生理病害有密切關系[3]，而且對人們的身體健康起到關鍵作用[4]，通過對果實礦質元素進行分析，可以彌補葉片礦質營養與果實品質間相關性較差的弱點[5]。探討葉片、葉柄、土壤礦質養分與梅樂葡萄果實礦質元素含量間的相關性關系，對于指導果園合理施肥、提高果實營養價值具有重要的理論意義。姚智研究發現，芒果葉片中的鈣（Ca）含量與土壤全氮（N）含量呈顯著負相關[6]。枇杷果實中磷（P）、鉀（K）含量與對應葉片中的礦質元素含量呈極顯著正相關，果實中的K含量與土壤全K含量呈顯著負相關[7]。甜橙葉片中的K含量與土壤堿解N、交換性Ca、交換性鎂（Mg）含量呈顯著負相關[8]。環渤海灣蘋果產區影響富士蘋果果實Ca含量的主要土壤養分因子有全N、有效K含量等[9]。土施Mg肥極顯著增加了葡萄葉片、果實中的鎂含量，葉面噴施Mg肥極顯著增加了葉片中的鎂含量[10]。在果實發育期間，赤霞珠葡萄葉片P、K含量與果實P、K含量之間表現為正相關，而與N、Ca、Mg含量之間表現為負相關[11]。赤霞珠葉柄錳（Mn）含量與果實Mn含量間存在顯著負相關關系[12]。上述研究結果為梅樂葉片、葉柄和果實礦質元素特性及其影響因子的研究提供了參考，但是關于梅樂葡萄葉片、葉柄礦質元素、土壤養分與果實礦質元素間關系的研究鮮見報道，而這些正是及時了解和診斷樹體營養水平、改善梅樂葡萄果實營養品質的關鍵因素。通過對蓬萊地區5416配方肥條件下梅樂葡萄葉片、葉柄及果實礦質元素含量和土壤養分進行測定，分析梅樂葡萄葉片、葉柄礦質元素含量，土壤養分與果實礦質元素含量間的關系，旨在明確影響果實礦質元素的植株、土壤礦質營養因子及相應生育期，為制定梅樂葡萄植株和土壤營養診斷標準奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗于2019—2020年連續2年在君頂酒莊有限公司基地進行，試驗區屬暖溫帶大陸性季風氣候，2019—2020年生長季（4—11月）的平均有效積溫為2 191.9? ℃·d，平均降雨量為363.6 mm。梅樂葡萄根系的富集深度為0～40 cm，其土壤容重為 1.3 g/cm3，pH值為7.6，堿解N含量為60.6 mg/kg，速效P含量為107.8 mg/kg，速效K含量為 675.7 mg/kg，可交換性Ca含量為6.5 mg/g，可交換性Mg含量為406.5 mg/kg。

1.2 試驗設計

以2009年定植的SO4砧木嫁接的梅樂葡萄為研究對象，單干雙臂架型，株行距為2 m×2 m。5416配方肥的具體施肥處理（共16個施肥處理，T1～T16）及方法參照王小龍等的研究結果[13]。于盛花期（FBS）、轉色期（VS）和成熟期（MS）采集葉片（_L）、葉柄（_P）和花序/果實（_F），用于測定N、P、K、Ca、Mg含量。于萌芽期（GS）、初花期（IFS）、末花期（EBS）、轉色期和成熟期采集距離主干30、0～20、20～40 cm深度的土壤樣品，用于測定0～40 cm 土壤速效N、P、K和可交換性Ca、Mg的平均含量。以上所有指標均進行3次生物學重復。

1.3 數據分析

試驗數據為2年數據的平均值，用Excel 2007處理原始數據并作圖。用相關分析方法，研究葉片、葉柄及果實礦質元素、根系層土壤養分間的關系。

2 結果與分析

2.1 不同生育期各組織部位礦質營養含量的變化

由圖1-A可以看出，在盛花期，葉片N含量最高，其次為花序和葉柄中的N含量，3個部位的N含量分別為31.65、27.28、14.70 g/kg。從盛花期到轉色期，葉片、葉柄和花序/果實中的N含量均顯著下降，其中果實中N含量的降幅最大，為62.28%。從轉色期到成熟期，葉片、果實中的N含量均顯著下降，分別下降了11.75%、26.27%;同時，葉柄中的N含量顯著升高，在成熟期達8.47 g/kg。如圖1-B所示，葉片中的P含量在盛花期、轉色期和成熟期無顯著差異，分布在2.62～2.93 g/kg之間。從盛花期到轉色期，葉片、葉柄中的P含量無顯著變化，果實中的P含量顯著下降，降幅為27.81%。從轉色期到成熟期，葉柄、果實中的P含量分別顯著下降至2.79、2.13 g/kg，降幅分別為6.53%、14.42%。由圖1-C可以看出，從盛花期至成熟期，葉片中的K含量無顯著變化，分布在4.68～6.00 g/kg之間;葉柄中的K含量在轉色期最高，為13.04 g/kg，在成熟期含量最低，較轉色期顯著降低38.23%;果實中的K含量從高到低排序為盛花期>轉色期>成熟期，轉色期、成熟期果實中的K含量分別較盛花期降低了39.30%、45.90%。如圖1-D所示，葉片中的Ca含量在轉色期、成熟期顯著高于盛花期，分別提高了43.78%、40.22%;葉柄中的Ca含量隨果實生長而逐漸顯著升高，在盛花期、轉色期、成熟期的含量分別為11.62、21.65、26.99 g/kg;與之相反的是，果實中的Ca含量隨果實生長的推進而逐漸下降，其中在轉色期和成熟期無顯著差異，分別較盛花期顯著下降了38.11%、41.39%;各生育期葉片、葉柄和果實中的Mg含量與Ca含量相似，葉片中的Mg含量在盛花期、轉色期和成熟期無顯著差異，分布在2.07～2.29 g/kg之間;葉柄中的Mg含量在成熟期最高，為6.63 g/kg;果實中的Mg含量在盛花期顯著高于轉色期、成熟期，且轉色期與成熟期間無顯著差異。

2.2 不同生育期各施肥處理土壤礦質養分含量的變化

如圖2-A所示，T1～T4處理的土壤N含量在各生育期均呈較低水平，分布在50.90～80.20 mg/kg之間;在末花期、轉色期，T8～T16處理的土壤N含量均較高，平均為129.34 mg/kg，T8～T16處理的土壤平均N含量在萌芽期、初花期、成熟期分別為101.23、90.72、90.26 mg/kg。由圖2-B可以看出，在萌芽期和初花期，各處理的土壤P含量均呈較低水平，其平均值分別為634.21、650.58 mg/kg;T7、T8、T12處理的土壤P含量在末花期、轉色期、成熟期均呈較高水平，各處理在3個生育期的平均土壤P含量分別為1 147.6、1 236.7、1 123.37 mg/kg。由圖2-C可以看出，在各生育期中 轉色期各處理的土壤K含量較高，平均為224.02 mg/kg，各處理在萌芽期、初花期、末花期和成熟期的土壤K平均含量分別為119.69、136.63、151.63、139.15 mg/kg。如圖2-D所示，T7、T12、T15處理土壤Ca平均含量在萌芽期、初花期均呈較高水平，分別為8.28、8.12、7.64 mg/g;在末花期、轉色期，T2、T4、T8、T9、T12處理的土壤Ca含量較高，其平均值分別為8.08、8.92、9.11、7.99、7.76 mg/g。如圖2-E所示，T3、T13處理的土壤平均Mg含量在萌芽期、初花期較高，分別為668.00、749.10 mg/kg;在末花期、轉色期和成熟期，T5、T8、T13、T14處理土壤的平均Mg含量較高，分別為724.57、815.40、861.37、812.33 mg/kg。

2.3 不同生育期梅樂葡萄果實礦質營養與土壤礦質養分的關系

土壤養分是梅樂葡萄果實生長發育中必需礦質元素的源頭，研究土壤礦質養分與果實礦質元素的相關性，可以了解施肥對梅樂葡萄果實礦質元素的影響。由表1可以看出，梅樂葡萄各生育期根系層土壤N含量分別與果實N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如萌芽期土壤N含量與盛花期果實N含量呈顯著負相關。土壤P含量分別與果實N、P、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著相關關系，如末花期土壤P含量與轉色期果實P含量之間的相關性。土壤K含量分別與果實N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如轉色期土壤K含量與成熟期果實Ca、Mg含量均極顯著負相關。土壤Ca含量分別與果實P、Ca含量之間至少存在一種顯著相關關系，如轉色期土壤Ca含量與盛花期果實P含量、成熟期土壤Ca含量與盛花期果實Ca含量呈顯著負相關。土壤Mg含量分別與果實P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如初花期土壤Mg含量與盛花期果實K、Ca含量呈顯著負相關。

2.4 不同生育期梅樂葡萄葉片礦質營養與土壤礦質養分的關系

植株礦質元素運輸的動力源于蒸騰拉力，通過根系從土壤中吸收、轉運礦質元素至植株各個組織部位，由葉片、葉柄中的礦質元素含量能夠快速、準確地判斷植株礦質營養豐缺狀況。梅樂葡萄葉片中礦質元素含量與根系層土壤肥力因子間的相關性分析結果（表2）表明，各生育期土壤N含量與葉片N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如萌芽期土壤N含量與成熟期葉片N含量呈極顯著正相關。土壤P含量分別與葉片N含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如末花期土壤P含量與盛花期葉片N含量呈顯著正相關。土壤K含量分別與葉片N、P、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如萌芽期土壤K含量與盛花期葉片P含量呈顯著負相關。土壤Ca含量分別與葉片N、P含量之間至少存在一種顯著相關關系，如初花期土壤Ca含量與轉色期葉片P含量呈顯著負相關，成熟期土壤Ca含量與成熟期葉片N含量呈顯著正相關;土壤Mg含量分別與葉片N、P、K含量之間至少存在一種顯著或極顯著正相關關系，如萌芽期土壤Mg含量與盛花期葉片N含量之間的相關性。

2.5 不同生育期梅樂葡萄葉柄礦質營養與土壤礦質養分的關系

為了豐富植株營養診斷技術基礎，本研究增加了關于葉柄礦質元素與植株根系分布層的礦質養分相關性分析，由表3可以看出，各生育期土壤N含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如萌芽期土壤N含量與成熟期葉柄N含量呈顯著負相關。土壤P含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如萌芽期土壤P含量與轉色期葉柄Mg含量呈極顯著負相關。末花期土壤K含量與盛花期葉柄P含量呈顯著負相關。土壤Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如末花期土壤Ca含量與轉色期葉柄P含量呈顯著正相關。土壤Mg含量分別與葉柄N、P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，如初花期土壤Mg含量與成熟期葉柄Ca含量呈極顯著負相關。

3 討論

果樹植株礦質元素含量不僅與根系層土壤的養分狀況、肥力水平和吸收效率相關，且在果樹的生長發育、果實的形成、產量及品質調控等方面發揮了重要作用[14]。施用N肥能夠促進枸杞葉片生長，葉面積增大、數量增多，增加光合作用面積，提高光合效率，進而提高單株產量和百粒質量[15]。K元素在果樹調節光合作用、氣孔運動、水分代謝等一系列生理活動中發揮了重要作用[16]，還參與調節果樹樹體其他元素間的比例關系[17-18]。在蘋果[19]、菠蘿[20]、 柑橘[21]上已有的研究發現，適量施用K肥有助于產量的提高。對梨[22]、榛子[23]、馬家柚[24]、越桔[25]、蘋果[26]已有的研究發現，土壤有效養分含量與植株礦質元素含量、產量和品質的相關性較強。

趙宜波等研究得出，甜橙葉片N含量與果實Ca含量的拮抗作用一致[8]。白永超等研究發現了篤斯越橘葉片P含量與果實P、K含量間的相關性[27]。設施枇杷葉片Ca含量與果實N、P、K、Ca、Mg含量均呈極顯著正相關[28]。由于植株葉片和葉柄中的礦質元素是果實礦質元素的直接來源，葉片、葉柄的良好生長會直接影響果實產量和品質，如P是植物細胞核和各種質膜的重要組成成分，具有促進細胞分裂、提高果實產量的作用[14];Ca處理能夠增加葉片中的葉綠素含量，可以提高葉片過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性，增加單果質量[29]，因此促進P、Ca向正在發育的果實中輸送。因此可見，果實、葉片、葉柄礦質營養與果實品質密切相關，可以通過對各組織部位的營養診斷結果來調節果實品質。植株各組織部位的礦質元素多源于土壤吸收，因此了解果實、葉片、葉柄礦質營養與土壤礦質養分的關系已成為有效的診斷技術。

白永超等研究發現，篤斯越橘根系層土壤有效養分顯著影響葉片中的N、P、K、Mg含量[27]。梅樂葡萄末花期土壤K含量與盛花期果實K含量呈極顯著正相關，轉色期土壤K含量與成熟期果實Ca含量呈極顯著負相關，成熟期土壤Ca含量與盛花期果實Ca含量呈顯著負相關，與曹勝等研究發現的蜜柑果實與土壤間K、Ca含量的相關性[30]相似。黃霄等研究發現，枇杷根系層土壤N含量與果實N含量呈極顯著正相關[7]，與本研究發現的萌芽期土壤N含量與盛花期果實N含量呈顯著負相關的結果相似。與馬家柚果實中N含量與土壤交換性Mg含量呈顯著負相關的研究結果[24]不同，土壤Mg含量分別與果實P、K、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著負相關關系，可能是由樹種、土壤肥力和氣候差異等外界因素而引起的。

4 結論

梅樂葡萄各生育期根系層土壤N、P、K、Ca、Mg含量分別與果實P、Ca含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系，與葉片N含量同時顯著或極顯著相關，與葉柄P含量同時顯著或極顯著相關。其中，土壤K含量分別與果實N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系。土壤N、P、Ca含量分別與葉柄N、P、K、Ca、Mg含量之間至少存在一種顯著或極顯著相關關系。

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