硅肥施用方式在贺兰山东麓酿酒葡萄上的应用比较

2018-03-12纪立东

江苏农业科学 2018年2期

李磊，纪立东，王锐

(1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021； 2.宁夏农林科学院农业资源与环境研究所，宁夏银川 750002)

硅(Si)是植物体组成的重要营养元素，被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素[1]。硅肥有利于提高作物的光合作用和叶绿素含量，使茎叶挺直，促进有机物积累，能使作物体内通气性增强，能有效调节叶片气孔开闭和抑制水分蒸腾，同时可明显改善农产品品质，有效预防裂果、缩果和畸形果[2-3]。大麦在盐胁迫下，施硅肥能改善叶绿体超微结构，减轻叶绿体结构的破坏程度，增加其光合速率[4]。在施氮磷钾肥的基础上，增施硅肥等微肥通过优化配方施肥可显著提高葡萄产量[5]。石彦召等研究发现，增施硅肥葡萄果实中可溶性固形物含量比对照增加17.07%，总糖含量比对照增加12.12%[6]。

裕源硅肥是以单硅酸形式存在的硅肥，能被植物直接吸收，为准确掌握山东烟台裕原硅肥在贺兰山东麓酿酒葡萄上的应用效果、施用方法、最佳施用量及施用效益，本试验通过田间试验和室内分析，综合土壤性质和酿酒葡萄生长指标、光合指标、产量以及品质等相关性指标，探讨硅肥施用方式对酿酒葡萄的影响，旨在研究硅肥在葡萄上的应用效果，提高和完善平衡配套施肥技术，进一步为大田配方施肥提供良好的科技保障以及为裕源硅肥大面积示范推广提供可靠的依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验从2015年4—10月在宁夏永宁县玉泉营葡萄基地进行。该地区属中温带干旱气候区，大陆性气候特征十分明显，年平均气温8.7 ℃，≥10 ℃的积温平均为3 245.6 ℃，积温有效性高，无霜期平均为165 d，年日照时数达 2 866.7 h，光能资源丰富，日照长，温度和日照条件可满足酿酒葡萄生长发育的需要，有利于有机物质的合成和积累，适宜优质葡萄生长。年均降水量为200 mm，蒸发量达到降水量8倍以上，冬春季多盛行西北风和东北风，夏秋季多东南风。

1.2 供试土壤

试验区土壤类型为干旱土土纲，灰钙土土类，淡灰钙土亚类，土壤剖面(0～20 cm、20～40 cm)各层土壤基本理化性质见表1。

表1 土壤基本化学性质

通过对该地区基础土样化学性质的分析可知，未施肥前，供试土壤养分均属于低肥力水平，土壤pH值大于8.5，已属于强碱地区，应通过适当介质进行土壤改良。由于该地区蒸发量较大，全盐含量表层高于次层，有机质含量总体较低，基肥深施，次层高于表层。碱解氮含量在0～40 cm层内变化不大，在培施化肥作用下，加上磷素淋溶，有效磷含量表现出明显的空间垂直特征，次层含量显著高于表层，速效钾含量则为中等三级水平[7]，总体较低，应通过施肥进行补充。总之，应合理施肥提高土壤质量。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设计4个处理：T1(CK)，叶面喷水；T2，叶面喷施；T3，滴施；T4，叶面喷施+滴施。试验重复3次，共计12个小区。实际布设中，葡萄单行行长100 m，行距 4 m，共15个杆空，每5个杆空设置为1次重复，1行设置3个重复，总共4行，面积共1 600 m2。葡萄园区采用滴灌技术，灌溉用水为抽取的地下水，灌水量通过水表控制，整个生育期统一灌水定额为6 750 m3/hm2，滴灌肥施用量为750 kg/hm2，分8次均施，增施硅肥具体方案见表2。

表2 硅肥试验设计

注：T1(CK)每次喷施地下水，叶面喷施硅肥与水比例1 ∶400，即喷液1 500 kg/hm2，滴施结合滴灌，单侧开沟40 cm，均匀滴施于葡萄树根部。

1.4 指标测定与方法

1.4.1 土壤化学性质的测定采用常规分析方法，pH值(水土比为5 ∶1)用pH计测定；全盐含量用DDS-11电导率仪测定；有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；碱解氮含量用碱解扩散法测定；速效磷含量用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾含量用1 mol/L CH3COONH4浸提-火焰光度法[8]测定。

1.4.2 酿酒葡萄生长指标及产量测定在新梢生长期后，用卷尺测量株高、新梢长、副梢长并记录副梢数，用CM1000-NDVI测量仪测量归一化差分植被指数(NDVI)，葡萄收获时记录每个处理小区单株产量，理论折算成单位面积产量。

1.4.3 酿酒葡萄光合指标测定采用美国CI-340手持光合测量系统，选取发育良好的成熟叶片，于8月25日 09：00—11：00测定光合指标，每行处理测量6株，每株选择同一水平3张叶片进行测量，测量时叶片充满叶室，垂直光照。

1.4.4 酿酒葡萄品质测定在酿酒葡萄收获后，随机采集各处理具有代表性的果穗，选取30粒用搅拌机打成匀浆后测定品质，可溶性固形物含量用手持糖量计测定；总酸含量用NaOH滴定法测定；可溶性糖含量用蒽酮法测定；部分指标如单宁、花色苷、总酚含量则需要葡萄粒用液氮保存24 h后测定。单宁含量用福林-丹尼斯法测定；花色苷含量用pH示差法测定；总酚含量用福林-肖卡法测定[9-10]。

1.5 数据分析方法

用Excel 2003软件整理试验数据和作图，用SPSS 17.0软件进行统计分析，对相关性指标进行显著性检验，显著性水平为0.05(n=5)。

2 结果与分析

2.1 硅肥施用方式对酿酒葡萄生长、NDVI值的影响

由图1可知，增施硅肥对酿酒葡萄初果期株高有一定的促进作用，T4相比T1增加了8.66%。同时T4显著提高葡萄初果期新梢长，与其他处理间均存在显著性差异，相比T1、T2、T3分别增加了15.98%、16.60%、16.17%(图2)。由图3可知，增施硅肥对初果期副梢长以及副梢数也有一定的促进作用，T4副梢长达到34.83 cm，副梢发生数也较多，增加了修剪工作量。NDVI在各处理间均差异显著，增施硅肥显著提高NDVI，并且膨大期相比初果期NDVI值较高，T4膨大期NDVI最大，为0.91，相比T1提高了4.62%(图4)。

2.2 硅肥施用方式对酿酒葡萄膨大期光合作用的影响

由表3可知，T4显著提高膨大期葡萄叶片净光合速率和蒸腾速率，相比T1分别提高了38.42%和32.17%，水分有效利用率以T3最高，与T4间存在显著差异。增施硅肥对气孔导度有一定的抑制作用，增施硅肥后气孔导度呈现下降趋势，尤其T3最为显著，T4比T1降低了25.39%。适当的硅肥施用方式有利于酿酒葡萄叶片对CO2的吸收，T1和T3胞间CO2浓度最高，T2比T1降低了47.90%，T2、T4与T2、T1差异显著(P<0.05)。

表3 硅肥施用方式对酿酒葡萄膨大期光合作用的影响

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。表4同。

2.3 硅肥施用方式对酿酒葡萄产量的影响

由图5可知，增施硅肥具有明显增产效应，T2、T3、T4分别比对照增产22.98%、25.87%、44.51%，T2与T3间无显著差异，T4产量最大，高达10.00 t/hm2，相比T2、T3分别增加了17.51%、14.81%，说明硅肥叶面喷施结合滴施双重作用下更加有利于产量提高。

2.4 硅肥施用方式对成熟期酿酒葡萄品质的影响

由表4可知，T4显著提高了酿酒葡萄可溶性固形物、可溶性糖及花色苷的含量。花色苷含量方面，T2、T3、T4分别比T1提高了60.00%、53.33%、126.67%。同时施用硅肥明显降低单宁的含量，T2、T3、T4相比对照分别降低了2.96%、17.13%、7.81%。总酸含量在施用硅肥后有一定的降低趋势。T2显著提高了总酚含量，相比T1增加了17.48%。总体上，硅肥的合理施用可以有效地改善酿酒葡萄的品质。

表4 硅肥施用方式对成熟期酿酒葡萄品质的影响

2.5 硅肥施用方式对酿酒葡萄采摘后土壤基本化学性质的影响

增施硅肥显著降低0～20、20～40 cm 土层的土壤pH值，T1、T3、T4与T2差异显著(除0～20 cm土层的T3)，说明仅喷施能降低土壤pH值(图6)。0～20 cm土层，T3的全盐含量最高，相比T1表层、次层土壤分别提高了32.51%、33.31%，T3、T4全盐含量在土壤20～40 cm层次与T1、T2差异显著(图7)。0～20 cm土层的碱解氮含量方面，T4比T1高51.8%，20～40 cm土层的碱解氮含量T2与T1变化不显著；T4提高土壤的有机质含量效果明显(图8、图9)。

T4显著提高土壤有效磷含量，0～20 cm土层内与其他处理间均存在显著差异，相比T1、T2分别提高了28.50%、28.27%(图10)。T3和T4均提高0～20 cm土层速效钾含量，相比T1分别提高了64.71%和70.62%；T3提高20～40 cm 土层速效钾含量，比T1增加了28.67%，T2次之，比T1增加了18.31%(图11)。

3 讨论与结论

大棚葡萄试验表明，施硅肥葡萄株高比对照增加了 15.7%[11]，并且增施硅肥可提高作物水分有效利用率与叶绿素含量[12]。本研究发现，施用硅肥能提高酿酒葡萄长势，仅滴施硅肥可提高水分有效利用率，叶面喷施+滴施硅肥可显著提高净光合速率以及增加植被覆盖指数，这与前人研究基本一致，分析原因是中量元素硅可促使植株对氮磷钾养分充分吸收，同时硅肥可使作物表皮细胞硅质化，使作物的茎、叶挺直，减少遮阴度，产生的硅化细胞有效地调节叶片气孔的开闭，控制水分蒸腾作用。

硅肥对产量有一定的积极促进作用，施硅也可以促进养分在植物体内的运输，提高可溶性固形物和总糖的含量，改善果实风味[13-15]。本研究发现，增施硅肥具有明显的增产效应，叶面喷施+滴施硅肥相比对照增产44.50%，产量高达 10.00 t/hm2。另外，增施硅肥可提高可溶性固形物、总酚、花色苷含量，降低总酸与单宁含量，均衡糖酸比，改善口味，这与前人研究结果基本一致，分析原因可能是硅肥在叶面喷施+滴施处理下，更好地协调营养生长与生殖生长之间的关系，促进更多养分向果实中输送，尤其是促进葡萄在成熟期品质元素钾离子的积累，进而改善品质。

硅肥能活化有益微生物，改良土壤，矫正土壤pH值，促进有机肥分解，施硅肥可使土壤中磷酸根的吸附量减少，解吸量增加，还可促进氮的同化，强化钙、镁的吸收和利用，能很好地调节作物对氮磷钾等不同养分的平衡吸收[16-18]。本试验发现，施用硅肥能有效降低表层(0～20 cm)土壤的pH值，对深层土壤pH值影响不大，采用硅肥滴施的方式更有利于表层土壤有机质、碱解氮、速效钾的分解与活化，减少磷肥在土壤中的固定，促进根系对磷的吸收。

施用硅肥对酿酒葡萄生长发育、生理指标、产量及品质等方面具有积极的促进作用，综合各项指标，以滴施+喷施施用方式效果最佳，在实践中值得推广。

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