后期施肥对延后栽培葡萄综合品质的影响

吴玉霞，毛 娟，杨江山，常永义，陈佰鸿

(甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州 730070)

葡萄是我国重要的落叶果树之一，近年来，葡萄产业发展十分迅速。据统计，2015年全国葡萄栽培总面积达79.92万hm2，产量达1 367万t，鲜食葡萄(含制干品种)栽培面积占全国总面积的90%以上[1]。我国已成为世界瞩目的葡萄生产第一大国。葡萄延后栽培是利用西北地区气候冷资源，通过设施保护开展葡萄优质、高效栽培，延迟采收的技术，广泛应用于西北高寒地区及非耕地开发利用中。延后栽培中，葡萄生长期长，产量高，对矿质元素的吸收量大，施肥是影响葡萄产量和品质的关键因素之一，科学合理的施肥有利于提高果实产量和品质[2-4]。氮、磷、钾作为果树生长发育必须的大量矿质元素，对果树的生长发育有重要影响。葡萄不同发育时期对肥料的需求不同，在葡萄年生长周期中，从萌芽至开花前追肥以氮磷肥为主，果实膨大期和转色期追肥则以磷钾肥为主[5-7]。葡萄浆果着色、成熟期需钾量较大，果实着色期追施钾肥，能显著提高果实品质，明显提高钾肥的利用效率，提高产量[8]。在果实发育和成熟期，控制氮肥、增施钾肥和必要的磷肥和微肥是获得优质葡萄的必要措施[9]。水肥一体化施肥技术是滴灌系统发展而成的节水、节肥、高产、高效的农业工程技术[10]，果树栽培中应用水肥一体化技术可以大幅实现节水节肥，提高肥料利用率，对改善果树光合特性，提高果实品质等具有重要意义[11]。

永登县位于甘肃省中部，土地沙化、贫瘠化严重，气候冷凉，自然灾害频繁，种植结构单一。2000年结合当地自然特点对非耕地荒山荒坡进行改造，开始葡萄设施保护地生产，2015年全县葡萄种植规模达640 hm2，葡萄产业已发展成为当地的特色支柱产业。引进水肥一体化技术后，在葡萄生产管理上尚缺少科学合理的施肥技术，农户凭经验盲目施肥，普遍存在氮肥施用过量，施肥不合理的问题，致使葡萄后期生长养分不足，抗寒能力差，果品品质良莠不齐，肥料利用率低、浪费严重引起土壤性状恶化、环境污染等次生危害。针对上述问题，结合葡萄需肥规律，在生长后期设计不同的施肥方案，研究不同配比氮磷钾冲施肥对延后栽培葡萄果实品质的影响，以期为当地葡萄提质增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在永登县城关镇红砂川红提葡萄种植基地开展。试验区属典型大陆性气候，年平均气温5～7℃，年日照时数为2 659 h；海拔2 109 m，全年无霜期120 d，年平均降水量290 mm，日照充足，气候冷凉，较适合葡萄设施延后栽培。试验区土壤为非耕地，主要为黄绵土和灰钙土，经多年耕种培肥，呈中等肥力。土壤养分情况为有机质13.6 g·kg-1，全氮1.15 g·kg-1，全磷2.14 g·kg-1，全钾19.7 g·kg-1，碱解氮126 mg·kg-1，有效磷97 mg·kg-1，速效钾181 mg·kg-1，pH值为7.84。

1.2 试验材料

供试品种为“红地球”葡萄，日光温室延后栽培，多主蔓扇形整枝，单篱“V”型架，树龄8年。株距0.8 m，行距2.0 m，成行种植，南北行向，每行种植9株，种植密度为6 253株·hm-2。避开温室东西山墙，选择温室中间部位、长势较一致的葡萄开展滴灌施肥试验。

试验肥料为诺普丰NovaNPK系列水溶肥和诺普丰PeakMKP磷酸二氢钾，配方分别为19-19-19、0-52-34，均为以色列进口肥，纯度≥99%。

1.3 试验设计

试验于2015年9月中旬葡萄转色期开始,12月下旬葡萄成熟收获结束。结合当地葡萄生产中后期N、P、K平衡施肥的习惯，在保持施肥总量不变的基础上，依次增加磷钾肥比例，减少氮肥施用量，设计施肥梯度，研究其对葡萄综合品质的影响，具体施肥量见表1，其中CK为对照，T4为当地习惯施肥量。每个处理1行，重复3次，小区面积14.4 m2，采用滴灌，灌水定额为75 m3·hm-2，用水表控制水量，将肥料溶化后冲施。按天气状况，每15 d左右滴灌1次，分别于9月22日、10月9日、10月24日、11月8日进行施肥处理，共4次。供试材料前期田间管理一致，处理之前果穗统一进行整穗和套袋。

表1 不同处理施肥情况 (kg·hm-2)

1.4 测定项目与方法

葡萄于2015年12月下旬收获，每处理随机选取10个有代表性的果穗用于品质测定。葡萄单穗重、单粒重用1%的电子天平称量；果粒纵、横径用数显游标卡尺测量；果皮厚度用YH-1型厚度计测定；果实硬度用GY-4型数显硬度计测定；果实可溶性固形物含量和含酸量(酒石酸)用日本Atago PAL-BX糖酸一体机测定；花青素和Vc含量用分光光度法[12]测定。

1.5 统计分析

用Excel 2010和SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析和制图，用Duncan法对不同处理样品做显著性检验和相关性分析。处理样品品质指标的综合评判，采用模糊数学隶属函数计算公式进行定量转换，正相关指标用式(1)，负相关指标用式(2)，将各指标隶属函数值取平均数进行比较。平均隶属函数值越大，表明该处理样品的综合品质越好[13-14]。

U(xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

U(xi)′=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中，U(xi)和U(xi)′为数据转化后的隶属函数值，Xi为处理样品某项品质指标测定值，Xmax、Xmin分别为某一指标内的最大值、最小值。

2 结果与分析

2.1 施肥处理对葡萄外观品质的影响

2.1.1 对穗重和单粒重的影响

由表2可以看出，T1处理葡萄穗重最大，平均穗重708.00 g，其次为T2处理，穗重594.60 g，分别比CK高76.38%和48.13%，与CK有显著差异；T3、T4和CK处理差异性不明显。不同施肥处理对葡萄单粒重的影响较大，增施肥料各处理的单粒重均显著高于对照，T1、T2处理单粒重均在12 g以上，差异不显著，但均显著大于T3、T4处理。T1、T2处理果穗外观大小适中，穗形紧凑，粒大均匀，达到了一级果分级标准，说明在延后栽培中，后期增施较高水平的磷钾肥可促进葡萄果粒发育，提高产量。

表2 不同处理葡萄果实的外观品质

注：同列不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05)，下同。

2.1.2 对果粒大小和果形的影响

‘红地球’果粒一般呈圆形或卵圆形，延后栽培中受较低夜温的影响，果实纵径发育较横径快，多呈长圆形。由表2可知，T1处理果粒纵径最大，为33.96 mm，与CK和其他处理有显著差异，其他处理果粒纵径在31.71～32.63 mm之间，差异不显著。T2处理果粒横径最大，显著大于CK、T3、T4处理；T1处理果粒横径长24.81 mm，与T2差异不明显。所有处理果形指数均大于1.2，果形整体呈长圆形，施肥对果形变化的作用明显，T1>T3>CK>T4>T2，处理间差异显著。

2.1.3 对果皮厚度和果实硬度的影响

‘红地球’作为脆肉型欧亚种葡萄的代表种，果皮厚度会直接影响葡萄口感；而果实硬度是果实品质高低、耐贮耐运的标志[15]。表2显示，CK处理葡萄果皮较厚，显著高于其他处理，而肥料各处理间果皮厚度差异不显著。T1处理果实硬度最大，其次为T2处理，分别比CK高81.82%和64.94%,差异显著；T3、T4处理与CK无显著差异。T1和T2处理均施用了较高水平的磷、钾素，说明后期增施磷、钾可以增加果实硬度，提高葡萄耐贮性。

2.2 施肥处理对葡萄内在品质的影响

2.2.1 对果实可溶性固形物、酸含量及果实风味的影响

由表3可知，施肥处理对葡萄可溶性固形物含量有较大影响，T1、T2、T3、T4处理可溶性固形物含量分别比对照高24.55%、18.97%、11.09%、10.00%，与CK差异显著，施高水平磷、钾肥的处理效果更好。施肥对葡萄含酸量变化的影响不明显，各处理及其与CK均无显著差异。T1、T2处理固酸比与CK差异显著，果实风味更佳。说明生长后期增施较高水平磷、钾对提高葡萄品质、口感有重要作用。

表3 不同处理葡萄果实的内在品质

2.2.2 对Vc含量的影响

还原型Vc是对人体健康至关重要的一种维生素，是果品营养价值的重要指标[16]。从表3中可以看出，T1处理Vc含量最高，T4次之，均显著高于CK，T3处理与CK差异不显著，T2处理较CK低。说明在果实品质形成的中后期，施肥对葡萄果实Vc含量的积累有一定作用。

2.2.3 对果皮花青素含量的影响

对果皮花青素含量的测定结果(表3)显示，4种施肥处理与CK均无显著差异。果皮花青素含量的多少主要与果实着色有关，永登地处高海拔地区，冬季光照资源丰富，紫外线强，果皮颜色普遍呈紫红色，着色较深，不存在着色不良的现象。肥料方面，钾肥与果实着色有关，但在紫外线较强的地区，主要与光照和光质有关，后期补充钾肥与否对果实着色影响不大。

2.3 施肥处理与品质指标间的相关分析

在不同施肥处理下，对葡萄外观品质和内在品质各项指标进行相关性分析，结果(表4)表明，葡萄穗重、单粒重和果实纵、横径、果实硬度、可溶性固形物呈极显著正相关；果粒大小和果皮厚度、果实硬度、可溶性固形物、酸含量呈正相关关系，与固酸比呈负相关关系，其中果实纵、横径与果实硬度、可溶性固形物、含酸量呈极显著正相关，与固酸比呈显著负相关；果皮厚度和果实含酸量、固酸比呈极显著负相关；果实硬度和可溶性固形物、含酸量极显著正相关，与固酸比显著负相关；Vc含量与果实横径、果型指数显著正相关；果皮花青素含量与果实纵径、果实硬度显著正相关。

表4 葡萄品质相关性分析

注：X1-X12分别为穗重(g)，单粒重(g)，果实纵径(mm)，果实横径(mm)，果形指数，果皮厚度(mm)，果实硬度(kg·cm-2)，可溶性固形物(%)，含酸量(%)，固酸比，Vc(mg·100 g-1)，果皮花青素(nmol·g-1)；**表示差异极显著(P<0.01)，*表示差异显著(P<0.05)。

2.4 施肥对品质影响的综合评价

隶属函数评估法是采用模糊数学原理，利用隶属函数对植物抗性、品质等指标进行综合评价的一种方法。不同施肥条件下，对延后栽培葡萄果实的外观品质和内在品质进行综合评价，结果(表5)显示，葡萄果实品质综合排序依次为：T1>T2>T3>T4>CK，各施肥处理葡萄品质均优于对照，不同处理N、P、K配比不同，品质也有差别，T1处理综合品质最优。说明在葡萄生长后期增施较高水平的磷钾肥、控制氮肥对提高果实品质具有重要作用；前期正常施肥，后期施肥不足和施肥不当(高氮素，低磷钾)均不利于果实品质的形成。

表5 不同施肥条件下葡萄品质指标的隶属函数值

3 小结与讨论

葡萄果实的品质是决定其商品价值高低的关键因素，包括外观品质和内在品质，其中外观品质主要包括果穗大小及形状、果粒大小、果形、质地及色泽等；内在品质主要包括风味和营养成分[17]。在延后栽培中，葡萄生长后期正值寒冬季节，室外温度较低，葡萄生长发育过程中常受到低温胁迫，温室内潮湿阴冷，影响树体生长及果实品质的形成。葡萄对土壤中氮、磷、钾的需求量较高，其中磷、钾供应状况是影响葡萄产量和品质的主要因素，后期加强磷钾肥，能提高树体抗性，促进葡萄果实发育，改善果实品质[18-20]。通过在葡萄膨大后期增施不同配比的复合肥来改善设施葡萄的果实品质在葡萄的生产实践中有普遍意义。

朱本岳等[21]研究表明，巨峰葡萄增施钾肥能促进果实膨大，果粒的纵径和横径明显增大。在转色期合理施用氮磷钾可有效提高果实硬度，延长果实的货架期[20]。本研究表明，T1处理葡萄的单穗重、单粒重分别为708.00、13.28 g，明显优于对照和其他处理，产量较高；果粒纵径较长，果形指数1.37，果粒呈长圆形，粒大而均匀，肉质脆硬，外观品质最优。其他施肥处理，肥料中氮磷钾配比的变化亦对葡萄穗重、单粒重、果形及果实硬度产生重要影响，磷钾水平较高的处理，其葡萄外观品质更佳，表明生长后期增施高水平磷钾肥、控制氮素用量，能提高葡萄产量，增大果粒，增加果实硬度，提高葡萄耐贮性。综合分析可知，后期施肥对果粒大小影响不明显，施肥时葡萄处于转色中期，果粒膨大已近停止，果粒增大速度减缓，养分仅对果实内含物积累起作用，进而影响其单粒重、穗重、耐贮性及营养物质。

葡萄内在品质的优劣是通过一些参数综合表现出来的，决定鲜食葡萄品质的指标主要有糖、酸、固酸比、Vc等[22-23 ]。大量研究表明，在葡萄成熟过程中增施钾肥可提高产量，浆果可溶性固形物、总糖、固酸比、Vc含量高，果品适口性较好[24-26]。本研究中，增施复合肥的各处理果实可溶性固形物含量均显著高于对照组，处理间比较，增施较高水平磷、钾肥的处理果实可溶性固形物较施氮多的处理高，味甜多汁，口感较好。可见，葡萄生长后期维持较高水平的磷钾肥能提高果实可溶性固形物含量和品质风味，而施用速效氮肥会降低果实的可溶性固形物含量，果酸味淡[27]。酒石酸是葡萄果实中主要的有机酸，后期增施N、P、K复合肥后，酒石酸含量虽较对照组有一定程度的下降，但效果不明显。P、K素含量高的处理其固酸比、果实Vc含量均显著高于对照组，而配合了高水平N素的处理与对照组差异不显著。说明在生长后期追施磷肥和钾肥，有利于果实碳水化合物的积累，有利于果实风味和营养品质的改善。后期施肥对葡萄果皮青花素含量没有显著影响，果实着色一方面与K素有关，另一方面与光照和光质关系密切，试验所在地永登县冬季光照充足，海拔高，紫外线强，温室内葡萄都能正常着色。

不同施肥条件下葡萄外观品质和内在品质相关分析结果表明，葡萄穗重、单粒重、果粒大小、果实硬度与果实糖、酸指标有明显的正相关关系，说明外观品质佳的葡萄，亦具有较好的口感；隶属函数综合评价显示，后期追施较高水平的磷钾肥、不施氮素或少施氮素的处理，葡萄综合品质较高，大量氮素使葡萄营养生长过旺，不利于果实养分的积累。因此，在葡萄延后栽培生产中，后期应严格控制氮肥用量，合理增施磷钾肥，以改善果品品质。