基于養分平衡減鉀對葡萄果實品質和土壤養分的影響

劉亞柏， 黃潔雪， 陳海波

(1.江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所，江蘇句容 212400； 2.江蘇省句容市農業農村局，江蘇句容 212400)

隨著高效農業的發展，江蘇省葡萄種植面積規模不斷擴大，截至2016年，葡萄種植面積近 4萬hm2。葡萄產業單位經濟價值高，已成為提高農民收益和地方財政收人的高效農業產業重要支柱。但在生產過程中，農戶為了效益最大化，過量施用化肥，達到提高產量、提前上市的效果。化肥的不合理使用，直接導致葡萄園土壤板結、酸化等問題，造成葡萄生產經濟效益下滑。

土壤是果樹生產的基礎，土壤養分狀況直接決定果園效益的高低，果園生產現普遍存在土壤養分不均，許修柱等研究福建省平和縣琯溪蜜柚發現生產中鉀素過剩明顯，鉀是國家戰略資源，而我國鉀礦資源相對潰泛，果園的過剩使用，更加劇了資源緊張[1]。莫釗文等研究水稻減鉀生產，適當減鉀可以提高水稻結實率和增加有效穗數，達到增產效果[2]。葡萄生產過程中，鉀肥的用量非常驚人，范曉暉等研究統計，部分農戶葡萄種植純鉀用量達436 kg/hm2[3]；據史祥賓等研究，生產1 000 kg葡萄僅需要純鉀4.98 kg，折算葡萄產量要達到 87.55 t/hm2(正常產量30 t/hm2左右)才能消耗掉所施用的鉀[4]；由此可見，當今葡萄生產施鉀水平嚴重超量，這嚴重影響了葡萄園土壤質量。自從農業農村部提出2015年到2019年，逐步將化肥使用量年增長率控制在1%以內，力爭到2020年，主要農作物化肥使用量實現零增長目標以來，各地開展了化肥減量增效試驗，鄒立新等開展化肥減量配施有機肥對藤稔葡萄的影響表明，N、P、K總含量減施20%，能獲得比常規施肥更高的產量和經濟效益[5]；但是，基于土壤養分平衡減鉀在葡萄生產上的響應，尚未見報道。因此，本研究開展葡萄果品基于養分平衡減鉀的響應研究，以期為當地葡萄園合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區基本情況

試驗于2021年5月17至2021年11月17日在江蘇省句容市白兔鎮張峰良品家庭農場葡萄園大棚內實施。該地區屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，雨水豐沛，光照充足，氣候條件比較優越。年均氣溫15.3 ℃，日均氣溫10 ℃以上的作物生長期年均為226 d，總積溫為4 859.6 ℃，無霜期為229 d。年降水量為1 058.8 mm，光照年均為2 157 h。供試土壤為黃棕壤，0～20 cm土壤有機質含量為 31.6 g/kg，銨態氮含量為23.1 mg/kg，有效磷含量為386.0 mg/kg，速效鉀含量為953 mg/kg，pH值為6.73。土壤地力上等。

1.2 供試材料

供試肥料：黃腐酸鉀，由山西廣宇通科技股份有限公司提供，水溶腐殖酸含量≥55%，黃腐酸含量≥25%，K2O含量≥12%，水溶性≥99%，pH值為7～9；硫酸鉀。供試葡萄品種：美人指。

1.3 試驗處理

試驗設5個處理，3次重復，小區面積為12 m2。每個小區栽1棵葡萄，試驗中水肥、病蟲管理一致。處理設置及肥料使用情況：T1(對照，農戶常規用量施肥：腐熟雞糞有機肥15 t/hm2，美盛(含N、P2O5、K2O分別為16%、9%、21%)復合肥300 kg/hm2，微多元15 kg/hm2，硫酸鉀 600 kg/hm2)，T2(硫酸鉀540 kg/hm2，其他一致)，T3(硫酸鉀420 kg/hm2，其他一致)，T4(硫酸鉀 540 kg/hm2+腐殖酸 30 kg/hm2，其他一致)，T5(硫酸鉀420 kg/hm2+腐殖酸30 kg/hm2，其他一致)。

1.4 試驗調查及方法

2021年5月17日取0～20 cm原始土壤樣品，6月27日追施鉀肥，7月12日、8月11日分別對葡萄生長情況進行調查，8月17日對葡萄及土壤進行取樣分析；11月17日葡萄葉已轉黃開始掉葉，取土壤樣品進行分析。

7月12日，定性調查早期轉色情況，將紅色果粒數超過10粒的果穗記為轉色穗，統計每個處理的轉色穗率，公式如下：轉色穗率=轉色穗數/總穗數×100%。

8月11日，定性調查后期轉色情況，每株葡萄選擇具有代表性的5穗，記錄每穗的轉色程度，即紅色(轉色75%以上的)果粒數占總果粒數的百分比，統計每個處理的轉色度。

果實顏色定量檢測：8月17日，采用申光 WSC-3B便攜式精密色差儀測定每個處理具有代表性的10粒果實的顏色參數，包括L(亮度)、a(紅為正，綠為負)、b(黃為正、藍為負)、c(色度值)和h(色調值)。

果實食味品質和病果率檢測：8月17日，每個處理每次重復取4穗，統計病果率、果穗質量、10粒質量，并用日本愛拓(ATAGO)PAL-1/2糖度計測定可溶性固形物含量。

采用玻璃電極法測定土壤 pH值；用堿解擴散法測定土壤堿解氮含量；用氟化銨-鹽酸溶液，鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量；用乙酸銨浸提-火焰光度計測定土壤速效鉀含量；二乙三銨五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)浸提法測定土壤有效鋅含量；用乙酸銨法測定土壤交換性鈣、鎂含量。

1.5 數據統計與分析

數據統計分析采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05統計軟件進行，多重比較采用Tukey’s法(α=0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同處理對葡萄果品轉色的影響

7月12日測的早期轉色定性調查結果表明，減鉀處理與常規用量相比，轉色穗率無顯著差異，平均轉色穗率為25.06%；8月11日測的后期轉色定性調查結果表明，此時各處理的轉色穗率均為100%，而減鉀處理與常規用量相比，轉色度無顯著差異，平均轉色度為54.20%(表1)。8月17日采收后，用申光WSC-3B便攜式精密色差儀對果粒的果皮顏色進行定量檢測。結果(表2)表明，所有減鉀處理(T2～T5)與對照(T1)相比，b、h和L均沒有顯著差異，但a均顯著高于對照，其中T4(減鉀10%+腐殖酸)處理的a最大，除T3外，其余減鉀處理的c也均顯著高于對照，T4處理的L最高。總體而言，各處理果皮顏色優異程度表現為T4>T5>T2>T3>T1。

表1 減鉀處理對葡萄轉色的影響

2.2 不同處理對葡萄果品食味品質和病果率的影響

果穗質量的大小在一定程度決定產量的高低，試驗結果(表3)表明，各處理果穗質量無顯著差異，單穗質量表現為T1>T4>T2>T5>T3。T2處理10粒質量顯著高于CK，其他處理與CK無顯著差異，各處理10粒質量表現為T2>T3>T5>T4>T1，阿力木·阿不迪力木等有相似報道[6]。T2和T5處理的可溶性固形物含量顯著高于CK，而T3和T4處理則與CK無顯著差異，鄭小能等有相同的研究結果[7]。

表2 減鉀處理對葡萄果皮顏色的影響

表3 不同處理對葡萄果品食味品質和病果率的影響

T5處理病果率顯著低于CK，其他處理則與CK無顯著差異，各處理病果率表現為T1>T2>T3>T4>T5。

2.3 不同處理對土壤養分變化的影響

在葡萄采收結束及葡萄進入休眠前分別取土壤樣品進行檢測，分析土壤養分變化情況，結果(圖1、圖2)表明，各處理堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅含量，從果實采收結束到落葉都有不同程度的變化，不同時期土壤養分含量除速效鉀含量差異顯著外，其他均差異不顯著；交換性鈣、鎂含量表現為下降趨勢，且交換性鈣含量差異顯著。各處理之間，通過減鉀處理，土壤中速效鉀含量隨用量減少而減少，其他養分無顯著變化；但是，即使減鉀30%，土壤速效鉀的含量還遠遠高于一級土壤(>200 mg/kg)的標準，而鉀含量過高，同時又影響鈣、鎂的活性，影響葡萄對鈣鎂的吸收。

3 討論與結論

3.1 鉀肥減量對葡萄果品品質的影響

葡萄是需鉀較多的果樹之一，尤其在葡萄的著色期，土壤提供充分的鉀素營養，既可提高葡萄的可溶性固形物含量，又可以增加葡萄的著色度，甚至提前上市，因此，農戶在葡萄生產中，為了提前上市銷售，獲得較大的經濟效益，往往增加鉀肥的使用量；但過分盲目增加鉀肥的用量，不一定能取得如意的效果。鄒立新等的研究表明，化肥減量配施有機肥可以提高藤稔葡萄的產量及可溶性固形物含量[5]；王濤等研究報道，浙江省長興縣葡萄夏黑鉀肥減量可以提高其品質，產量不減[8]；本研究有相似的研究結果，著色期鉀肥用量減少10%或減少30%配施30 kg/hm2腐殖酸，葡萄可溶性固形物含量顯著高于常規生產，十粒果質量明顯高于對照處理。同時，著色期減少一定量的鉀肥用量，對葡萄色澤沒有負影響，本研究發現， 所有鉀肥減量處理，其果品色澤指標a(紅的程度)、c(色度值)均顯著高于對照，果皮顏色優異程度表現為T4>T5>T2>T3>T1；鄭小能等報道，著色期施K2O量為 15. 08 kg/667 m2時葡萄果實著色系數較優[7]；朱會調等報道，施用黃腐酸肥能明顯提高葡萄的色澤指數，而減鉀對葡萄色澤指數的影響尚未見報道[9]。

3.2 鉀肥減量對葡萄病害的影響

葡萄生產中，病害一直是困擾種植戶的難題，南方濕潤地區的葡萄生產中，種植戶為葡萄病害防治要付出更多的努力。吳婷等在新疆哈密區域葡萄主要病害發生及危害的調查中發現，土壤養分供給不均衡，會導致葡萄裂果病[10]；玉素甫江·那曼夏在哈密地區葡萄病害的綜合防治技術中指出，平衡施肥可以有效防治葡萄的爛果病[11]。本研究在對各處理葡萄病果率的調查中發現，著色期鉀肥用量減少30%配施30 kg/hm2腐殖酸，葡萄病果率顯著減少，各處理病果率表現為T1>T2>T3>T4>T5。化肥不合理施用對南方葡萄病害的影響報道很少，南方葡萄生產中，哪些病害發生與化肥施用不合理相關，這有待于進一步研究。

3.3 鉀肥減量對葡萄園土壤養分平衡的影響

葡萄是喜鉀果樹，果農為獲得較好的經濟收益，葡萄的整個生長期，都在不停地施用鉀肥；鉀肥的長期過量施用，導致葡萄園土壤鉀素大量累積，由試驗取樣分析結果可知，葡萄園土壤速效鉀含量達到 1 000 mg/kg，已經遠遠高于一級土壤的標準，嚴重影響了土壤養分平衡，影響葡萄對其他養分的吸收。范曉輝等研究發現，化肥減量配施有機肥可以有效減少土壤中大量元素的累積[3]；孔海民等研究發現化肥用量減少10%，土壤速效磷、速效鉀含量都有不同程度的提升[12]；本研究通過鉀肥減量試驗發現，在葡萄果實生長期間，由于葡萄對鉀需求較多，土壤中的鉀素一部分供給葡萄吸收，一部分游離于土壤，當葡萄采收結束，葡萄樹對鉀的需求減少，土壤中的速效鉀累積增多，土壤處于高鉀狀態，對鈣鎂產生拮抗，所以土壤中鉀及鈣鎂的含量在葡萄不同時期存在負相關關系。

綜上所述，在句容市葡萄生產中，著色肥的用量為硫酸鉀420 kg/hm2配施腐殖酸30 kg/hm2最佳，減少鉀肥的用量，既降低了農戶的生產成本，又保證了葡萄的品質，同時可以有效減低土壤中大量元素積累所造成的土壤養分不均。