養分綜合管理模式對葡萄產量及土壤養分含量的影響

李火良，韓科峰

(1.長興四合園果蔬專業合作社，浙江 長興 313102；2.浙江大學 環境與資源學院浙江省農業資源與環境重點實驗室，浙江 杭州 310058)

我國是世界最大的鮮食葡萄生產國和消費國[1]，葡萄產業在我國現代農業生產中發揮著重要作用[2]。施肥是葡萄種植管理過程中的重要環節，科學合理施肥對改良土壤，提高土壤養分含量，促進葡萄對肥料養分含量的吸收，提高葡萄產量和品質具有重要作用[3]。過去很多種植戶為了提高葡萄產量，化學肥料施用偏多，有機肥施用量少，導致土壤質地退化且污染嚴重，目前我國葡萄園地土壤普遍存在酸化、板結、營養失衡[4-5]，有機質含量和微生物活性降低以及環境污染等問題。生物有機肥是一類兼具微生物肥料與有機肥效應的肥料[6]，不僅可以解決葡萄種植過程中過量使用化肥造成的土壤富營養化、板結、鹽漬化和生物功能退化的問題，而且能將土壤中被固定的氮磷鉀等營養元素通過富含的功能微生物菌解離出來供植物吸收[7]。相比普通有機肥和單質化肥，生物有機肥的優點很多，但也存在明顯的缺點，首先就是肥效緩慢，中微量元素含量較少，不能滿足作物整個生育期的養分需求，需要配施一定量的化學肥料[8]。已有大量研究表明，施用中微量元素不僅可以促進作物對NPK元素的吸收，提高土壤肥料利用率，而且對提高作物產量和改善果實品質效果很明顯[9]。因此，開展生物有機肥配施專用水溶肥田間試驗，驗證其對葡萄產量和土壤養分指標的影響，以期為當地葡萄高效施肥提供理論依據和技術指導。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年10月至2021年9月連續2 a在浙江省湖州市長興縣李家巷晶津家庭農場進行。長興縣屬亞熱帶海洋性季風氣候，歷年平均氣溫15.6 ℃，年降水量1 309 mm。

土壤基本理化性狀：pH值5.37，有機質含量40.63 g·kg-1，全氮含量1.17 g·kg-1，有效磷含量12.97 mg·kg-1，速效鉀含量442 mg·kg-1，交換性鈣含量6.65 cmol·kg-1，交換性鎂含量2.28 cmol·kg-1。

1.2 供試材料

供試葡萄品種為四或五年生陽光玫瑰，避雨栽培，種植密度：667 m2100株。供試肥料為市售商品有機肥(N+P2O5+K2O≥5.0%，有機質含量≥45%，由江坤倫有機肥料有限公司生產)，司爾特生物有機肥(有效活菌數≥2億·g-1，有機質含量≥50%，氨基酸含量≥1%)，金正大復合肥(N、P2O5、K2O 質量分數分別為17%、17%、17%，記作17-17-17，下同)，金正大復合肥(15-15-15)，諾普豐水溶肥(19-19-19)，諾普豐水溶肥(14-14-30)，司爾特專用復合肥(10-10-8+7CaO+12 MgO)，司爾特專用水溶肥 (27-8-15+2 MgO+TE)，司爾特專用水溶肥(16-6-30+3 MgO+TE)。

1.3 處理設計

試驗共設3個處理，以常規施肥為對照(FP處理)，施用生物有機肥(SR處理)和施用生物有機肥+專用水溶肥(ISSM處理)，3次重復，共9個小區，每個小區面積200 m2，每個小區30棵葡萄樹，采用隨機區組排列，基肥于 11月4日在距果樹主干30 cm處一次性施入，后期通過滴灌設施追施水溶肥，田間管理保持一致。具體肥料用量見表1。

表1 各處理肥料用量表Table 1 Fertilizer dosage for each treatment 單位：kg·hm-2

1.4 試驗數據采集與分析

收獲期各處理每株均測定產量，最后統計總產量。葡萄采摘后，每個小區采集3個0～20 cm土層的混合土壤，自然風干，去除碎片和部分根后過2 mm和0.5 mm篩測定土壤養分。

采集的樣品分別采用電位法、重鉻酸鉀氧化法、凱氏定氮法、堿解擴散法、鉬銻抗比色法、火焰光度計法、乙酸銨交換-EDTA絡合滴定法測定pH值、有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、交換性鈣含量和交換性鎂含量。

1.5 數據處理

數據采用SPSS13.0統計軟件和OriginPro 2021進行分析作圖。

2 結果與分析

2.1 各施肥處理對葡萄產量的影響

由圖1可以看出，連續2 a ISSM處理產量均顯著高于其他處理(P<0.05)，分別為11 985和10 939 kg·hm-2，與FP處理比，ISSM處理增產最明顯，增幅分別為2 550和2 528 kg·hm-2，增產率達到了27.03%和30.05%，雖然SR處理和FP處理產量沒有顯著性差異，但是SR處理產量有一定幅度的增加，說明施用生物有機肥和葡萄專用水溶肥聯用對提高葡萄產量效果大于單獨施用生物有機肥，后者效果大于常規施肥。

2.2 各施肥處理對葡萄園地土壤pH值的影響

土壤酸堿度(pH值)是葡萄正常生長發育的重要因子之一。葡萄適宜的土壤pH值為6.5～7.0，過酸和過堿都會影響葡萄生長發育，導致葡萄的產量和品質下降。由圖2可知，2020年各處理pH值沒有顯著性差異(P>0.05)，各處理pH值在6.42～6.55，其中FP處理pH值最低，為6.42。2021年ISSM處理pH值顯著高于SR和FP處理(P<0.05)，pH值達到了6.90，較FP和SR處理分別提高了0.86和0.68，各處理pH值從大到小依次排序為ISSM>SR>FP。

圖2 各施肥處理對葡萄園地土壤pH值的影響Fig.2 Effect of different fertilization treatments on the soil pH value of vineyards

2.3 各施肥處理對葡萄園地土壤養分含量的影響

由圖3可知，在葡萄園地土壤全氮、堿解氮和有機質含量方面，連續2 a各處理土壤全氮含量、堿解氮含量和有機質含量均沒有顯著性差異，但較FP處理，SR和ISMM處理土壤全氮含量、堿解氮含量和有機質含量均有不同程度提高，從大到小排序依次為ISSM>SR>FP。在土壤有效磷含量和速效鉀含量方面，2020年各處理有效磷和速效鉀含量均沒有顯著性差異(P>0.05)，但ISSM和SR處理有效磷和速效鉀含量略高于FP處理；2021年各處理有效磷和速效鉀含量均達到了顯著性差異(P<0.05)，其中ISMM處理最高，分別為65.47、505.67 mg·kg-1。

圖3 各施肥處理對葡萄園地土壤養分含量的影響Fig.3 Effects of fertilization treatments on soil nutrient content in vineyards

2.4 各施肥處理對葡萄園地土壤交換性鈣鎂含量的影響

由圖4可知，2020年各處理葡萄園地土壤交換性鈣含量沒有顯著性差異(P>0.05)，各處理交換性鈣含量在10.89～11.96 cmol·kg-1，2021年ISMM處理交換性鈣含量顯著高于其他處理(P>0.05)，為14.42 cmol·kg-1。與2020年相比，SR處理和ISSM處理交換性鈣含量均有不同幅度提高，其中ISSM處理效果好于SR處理。

圖4 各施肥處理對葡萄園地土壤交換性鈣鎂含量的影響Fig.4 Effects of fertilization treatments on exchangeable calcium and magnesium content in vineyards

2020年SR處理和ISSM處理交換性鎂含量顯著高于FP處理，其交換性鎂含量分別為 2.48和2.64 cmol·kg-1；與2020年相比，2021年ISSM處理進一步豐富了土壤交換性鎂含量，為2.97 cmol·kg-1。說明在葡萄園地施用生物有機肥能一定程度提高土壤交換性鈣鎂含量，生物有機肥和含鈣鎂離子的專用水溶肥聯用進一步豐富土壤交換性鈣鎂的含量。

2.5 土壤養分含量與葡萄產量的相關性

相關性分析表明(表2)，不同產量受土壤養分的影響不同，2020年葡萄產量與堿解氮含量、速效鉀含量和交換性鈣含量呈顯著正相關(P<0.05)，與其他指標相關性不顯著；2021年葡萄產量與pH值、有效磷含量、速效鉀含量和交換性鈣含量呈極顯著正相關(P<0.01)，與交換性鎂含量呈顯著正相關(P<0.05)。

表2 土壤養分含量與葡萄產量的相關性Table 2 Correlation between soil nutrient content and grape yield

3 結果與討論

合理施肥對改變土壤理化性質和生物學性質有一定效果，對葡萄生長也有非常重要的作用，如何正確選擇合適的肥料品種尤為關鍵，與普通有機肥相比，生物有機肥是一種兼具化肥速效、有機肥長效和功能菌增效等功能為一體的新型肥料[10]，在葡萄生產上的應用越來越廣泛，施用生物有機肥可減少化肥的用量，提高肥料利用率，避免有效養分淋溶，降低污染，改善土壤理化性質，減少土壤板結，提高土壤肥力，提升葡萄果實品質[11]。胡可等[12]研究表明，生物有機肥能增加土壤孔隙度，活化土壤，提高有益菌群活性，提高作物品質和抗病能力?？缀Ｃ竦萚13]研究結果顯示，在化肥減量10%的基礎上，生物有機肥可明顯提高葡萄植株的抗病性，增加葡萄產量，同時可改善土壤理化性狀，提升土壤肥力；郭潔等[14]研究表明，生物有機肥可顯著提高葡萄產量和品質，同時可改善土壤理化性狀，對提高土壤養分含量效果也很明顯。賀生兵[15]研究表明，在常規施肥模式的基礎上，增施生物有機肥對葡萄生長和果實產量、品質的影響效果非常好。雖然生物有機肥的施用效果很好，但是也存在一定的不足，首先其不能滿足作物整個生育期的養分需求，需要配施一定量的化肥，其次中微量元素也存在一定的不足，大量研究表明，植物在生長發育過程中除需要大量元素氮、磷、鉀外，還需要中微量元素，且其作用無法取代[16]。于洋[17]研究結果表明，施用新型中微量元素顆粒肥不但能顯著提高土壤中養分含量，改善土壤酸堿性，而且能顯著改善葡萄品質，增產效果明顯。本試驗研究結果表明，ISSM處理葡萄增產明顯，對土壤全氮含量和有機質含量提高雖然有一定效果，但是各處理沒有達到顯著性差異，與前人研究結果存在一定的不同，其原因可能是園地土壤有機質含量非常豐富，導致各處理有機質含量差異不大，但是對提高土壤pH值，土壤有效磷含量、速效鉀含量和交換性鈣鎂含量效果十分明顯，其原因是葡萄專用水溶肥含有一定鎂離子，施入土壤后引起土壤中鎂離子含量增加，導致土壤pH值上升。大量研究表明，土壤酸堿度是影響葡萄生長的重要因子之一，過酸或過堿均會影響葡萄生長，2021年ISSM處理土壤pH值為6.9，適宜陽光玫瑰種植土壤pH值6.5～7.0的范圍之間。本研究結果與前人研究結果基本一致。

4 結論

試驗結果表明，養分綜合管理模式(ISSM處理)葡萄增產明顯，與FP和SR處理達到了顯著性差異，另外對提高土壤養分含量也有一定效果，尤其是對提高土壤pH值、有效磷含量、速效鉀含量和交換性鈣鎂含量效果十分明顯。因此，在該地區葡萄園采用養分綜合管理模式具有更高的經濟效益和社會效益。