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施肥区域对酿酒葡萄生长及品质的影响

2018-08-01锐,颖,磊,欣,

江苏农业科学 2018年13期
关键词:酿酒主干养分

王 锐, 李 颖, 李 磊, 顾 欣, 孙 权

(宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄“原产地保护区”因独特的气候条件与土壤类型,而成为发展优质酿酒葡萄的主栽产区[1-2]。然而受冬季气温过低和空气湿度较小的影响,葡萄必须采取埋土防寒的方式越冬,在施肥过程中距离葡萄主干过近或过远时,对根系损伤较大或根系对养分吸收不畅,导致葡萄生长受到影响,降低了葡萄原料的品质,继而影响葡萄酒的优劣[3]。

植物主要通过根系从土壤中吸收养分和水分,植株根系的生长与地上部的生长发育直接取决于土壤养分的供应情况。施肥区域直接影响着植株根系吸收养分的速率及肥料的利用率。葡萄树属于深根性藤本植物,其根系最深可达 10 m,但在贺兰山东麓质地较粗、容重较大的区域,根系分布较浅,水平分布不均匀,部分区域垂直分布不足1 m,尤其毛根的分布与肥料施入的深度和水平位置息息相关,不当的施肥区域引发肥料利用率低和葡萄抗寒性差的同时,对葡萄植株生长和浆果品质影响也较大。有机肥通常在春季或秋季采用一次性沟施,施肥深度在20 cm以内,追肥则通常将化肥撒施在表面或施于地表5 cm以内,然后进行灌水,该种方式不仅造成肥料大量浪费,严重降低肥料利用率,同时,浅施肥导致深层根系得不到养分供给,植株生长受到抑制,果实品质降低,更为严重时,会造成植株支撑力不足,早衰枯萎[4-5]。葡萄施肥区域应与树龄、土壤状况、根系分布深度相关,在根毛集中区域施肥有利于提高养分转化率,促进更多养分向营养器官输送,增加干物质积累[2,6]。在施肥量一定的情况下,施肥位置过于集中会导致根系有效吸收相对较少、养分浓度的波动较大等问题[7],但在葡萄根域限制栽培下施肥精度高,容易实现自动化灌水管理体系[8]。

关于根区土壤养分和根系分布情况的研究较多,关于行向种植的酿酒葡萄合理施肥水平区域和施肥深度的成果较少,为了构建贺兰山东麓酿酒葡萄的合理施肥体系,本研究通过设定不同施肥区域,探讨不同施肥区域对酿酒葡萄生长发育、产量和品质的影响,确定最佳施肥区域,以期为宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产业的发展提供相应理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于宁夏银川玉泉营农场南大滩葡萄基地(38°14′21″N,106°01′38″E),系贺兰山洪积扇三级阶梯,成土母质以洪积物为主,地形相对平坦,土壤侵蚀度轻。该区域属典型的大陆性气候,光能资源丰富,平均日照时长为7.8~8.3 h,年均日照数在2 800 h以上,昼夜温差10~15 ℃,年均温度8.8 ℃,年均降水量198 mm,无霜期160~170 d。试验地土壤相对贫瘠,土壤类型为淡灰钙土,基本化学性质见表1。

表1 土壤基本化学性质

1.2 试验设计

试验对象为7年生酿酒葡萄品种“梅鹿辄”,架形为“独立龙干”形,采用多因素随机区组设计,行长85 m,行距 3.0 m,株距0.6 m,小区面积255 m2。设置6个处理,重复5次,具体设计方案见表2。所有处理均采用滴灌方式进行灌溉,枝条修剪以及病虫害防治等栽培措施均保持一致。除对照(CK)外,所有处理均采用口径为30 cm的小型挖机开沟后进行施肥填埋,施肥采用有机无机配合一次性施入方式,生物有机肥施用量为9 t/hm2,按照当年1/3分解释放,当年实际供应养分量为60 kg/hm2N、30 kg/hm2P2O5、60 kg/hm2K2O。投入的化学肥料为240 kg/hm2N、135 kg/hm2P2O5、180 kg/hm2K2O。当年投入养分总计:300 kg/hm2N、165 kg/hm2P2O5、240 kg/hm2K2O。

表2 试验设计

1.3 测定方法

1.3.1 土壤化学性质 pH值(水土比为5 ∶1)采用pH计测定;全盐含量采用DDS-11电导率仪测定;有机质含量采用重铬酸钾容量法外加-硫酸亚铁滴定法测定;碱解氮含量采用碱解扩散法测定;有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定;速效钾含量采用1 mol/L醋酸铵浸提-火焰光度法测定[9]。

1.3.2 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果穗10串,选取30粒用搅拌机打成匀浆进行品质测定:采用手持糖量计测定可溶性固形物含量;NaOH滴定法测定可滴定酸含量(以酒石酸计);蒽酮法测定可溶性糖含量;3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖含量;福林-丹尼斯法测定单宁含量(以单宁酸计);pH示差法测定花色苷含量(以二甲花翠素-3-葡萄糖苷计);福林-肖卡法测定总酚含量(以没食子酸计)[10-11]。

1.3.3 酿酒葡萄生长指标及产量测定 在新梢生长期采用钢卷尺测量新梢长,SPAD-502叶绿素仪测定酿酒葡萄叶片的叶绿素含量(SPAD值),CM1000-NDVI测量仪测量归一化植被差异指数(NDVI值),葡萄成熟时在每个处理下随机采取9株的果实,计算其单株的平均产量,然后按照公式:理论产量=小区总株数×单株产量,进行理论产量的计算。

1.4 统计分析

采用Excel 2003和SPSS 17.0软件对试验数据进行整理与分析。

2 结果与分析

2.1 施肥区域对酿酒葡萄新梢长、SPAD值和NDVI值的影响

由表3可知,施肥处理下均能提高酿酒葡萄膨大期新梢长、SPAD值以及NDVI值。施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm时,显著提高新梢长,相比不施肥处理提高20.05%,相比施肥深度20、60 cm处理分别提高8.24%、18.53%,其中在施肥深度60 cm处理下,土壤紧实度大,抑制毛根向下延伸,进而抑制养分的吸收,显著降低新梢长,且与不施肥处理相比无显著性差异。另外在相同施肥深度条件下,距离植株20 cm和60 cm处理间新梢长无显著性差异。施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm处理下SPAD值最大,相比施肥深度60 cm处理增加了5.43%。施肥距离植株 40 cm,施肥深度20、40 cm处理以及施肥深度40 cm,距离植株20 cm处理均提高NDVI值,增加植株叶片对地面的覆盖度,有助于促进叶片光合作用,有利于营养物质积累,为成熟期酿酒葡萄增产和提质奠定良好基础。

表3 施肥区域对酿酒葡萄新梢长、SPAD和NDVI值的影响

注:同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下表同。

2.2 施肥区域对酿酒葡萄糖、酸的影响

由表4可知,在施肥距离主干水平距离40 cm时,施肥深度在40 cm处理下可溶性固形物含量最高,与施肥深度20 、60 cm 相比,达显著性差异水平(P<0.05),可溶性固形物含量相比不施肥增加17.72%,相比施肥深度20、60 cm分别增加 7.06%、11.24%,有助于酿酒葡萄品质的提高。表层不施肥或施肥过深会加重酿酒葡萄酸度,对品质不利。施肥深度一定时,施肥距离主干20 cm和60 cm处理间可溶性固形物含量差异不显著;在施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm时还原糖含量最高,显著高于施肥深度20 cm和 60 cm。施肥深度相同,为40 cm时,施肥距离主干20 cm和60 cm处理间还原糖含量无显著差异。在施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm处理下糖酸比最大,与其他处理间均存在显著性差异,有助于优质葡萄酒的酿造。植株根系一般分布在10~40 cm 范围内,过深施肥不仅会影响肥效释放,还会造成养分的流失。施肥距离主干水平距离相同,为40 cm时,施肥深度20 cm处理糖酸比显著下降,相比施肥深度40 cm处理降低了 25.20%,严重影响了葡萄品质的提高。

表4 施肥区域对酿酒葡萄糖、酸的影响

2.3 施肥区域对酿酒葡萄总酚、单宁以及花色苷含量的影响

由表5可知,施肥显著提高酿酒葡萄总酚含量,施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度为40 cm时总酚含量最高,相比不施肥增加了13.34 mg/g,相比施肥深度20 cm处理增加了 2.00 mg/g,增幅11.32%,差异不显著;施肥深度60 cm处理显著降低总酚含量,严重影响酿酒葡萄的品质。单宁含量在施肥情况下显著低于不施肥处理,降幅较大,施肥深度 40 cm,施肥距离主干20 cm处单宁含量最低。施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm处理花色苷含量最高,相比施肥深度20、60 cm处理分别增加了 5.67%、4.62%,差异显著。可见,在土壤深度40 cm处进行施肥有利用植株对养分吸收,提高养分转化,提高酿酒葡萄的品质。

2.4 施肥区域对酿酒葡萄产量以及经济效益的影响

由表6可知,相比不施肥处理,施用有机-无机肥有助于提高酿酒葡萄产量,施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm显著提高了产量,相比不施肥处理增加了157.99%,对于同等施肥深度,比施肥水平距离主干20、60 cm分别增加了4.59%、9.81%, 表明强碱性土壤容易降低离子移动性, 施肥距离主干太远会影响养分供给。此外,施肥深度60 cm也会降低养分利用率,灰钙土60 cm深度处于钙积层,土壤容重较大,限制根系生长,大部分养分因固定作用而损耗严重,根系得不到充足的营养物质,从而影响果实干物质积累。结果表明,施用有机-无机肥可显著增加产值,提高经济效益,尤其施肥距离主干水平距离40 cm,施肥深度40 cm处理产投比最高,为4.21,较大程度上提高了产值。

表5 施肥区域对酿酒葡萄总酚、单宁、花色苷含量的影响

表6 施肥区域对酿酒葡萄产量以及经济效益的影响

注:计算时酿酒葡萄价格采用当年平均价,为5.60元/kg,生物有机肥0.8元/kg,纯N 5.0元/kg,P2O58.0元/kg,K2O 10.0元/kg,20 cm机械开沟费用为360元/hm2,加深20 cm增收750元/hm2。

3 讨论

酿酒葡萄栽培离不开养分管理,充足的养分供给是维持植株生长的重要保障,同时,对酿酒葡萄营养生长与生殖生长关系起到协调作用[12-14]。施肥区域决定肥料利用率,尤其在灰钙土种植酿酒葡萄需要通过确定合理施肥区域来提高养分转化率,进而增加产量和改善品质,此外,也能增强植株抗逆能力[15]。施肥过深、过浅对设施葡萄产量和品质均不利,将肥料施入根毛集中区域(20~40 cm)有助于提高长势和改善品质[16-17],本研究得出的结论与之一致。此外,表层和根区施用相同肥料后,产量表现显著性差异[18]。同等距离主干位置不同,深度施肥对酿酒葡萄长势产生影响,尤其在施肥深度 40 cm 下新梢长达到最大,并且提高叶片SPAD值以及植被归一化指数,显著提高还原糖含量,降低可滴定酸含量,可溶性固形物含量相比施肥深度20 cm和60 cm分别增加了7.06%、11.24%。此外施肥深度40 cm下,距离主干位置对酿酒葡萄影响也较大,特别是距离主干60 cm施肥显著降低总酚含量,花色苷含量随之减少,同时,抑制产量增加,对经济效应的提高产生负面影响。主要由于肥料在表施情况下,极易诱导根系表层伸展,不利于根系下扎,限制生长;在施肥过深条件下,土层处于钙积层,土壤容重较大,通气性差,不利于葡萄根系向下生长,而且养分离子容易被固定而降低移动性,无法及时迁移至根部,进而促进生长,导致酿酒葡萄养分失衡,营养生长与生殖生长关系紊乱,干物质积累较少,容易造成产量下降、品质恶化等现象。

4 结论

施肥位置为距离主干水平距离40 cm、深度40 cm,有利于根系对养分吸收,促进酿酒葡萄植株生长,叶片叶绿素含量较多,光合作用强,提高对地面覆盖度,同时,提高糖酸比、总酚含量、花色苷含量,增产提质,经济效益显著,值得示范推广。

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