红地球葡萄养分积累及分配规律研究

马 蕾，王振龙，王 锐，常芳弟，孙 权

(宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021)

【研究意义】贺兰山东麓鲜食葡萄产区多为砂质土壤和风沙土，土壤结构性弱，漏水漏肥严重，养分供应能力差，营养元素常处于亏缺状态，且土壤一般为碱性，导致磷极易被固定；此外，该产区葡萄施肥过程中也存在很多的问题[1]。在葡萄生产中，施肥是关乎经济效益以及环境效益的主要因素之一，合理施肥不仅能改善葡萄的品质，而且能提高果园的土壤肥力和环境效益[2]。植株养分需求规律是制定合理科学施肥的依据，是植物收获理想产量的重要因素，遵循植物营养元素平衡施肥的原则防止营养元素过剩而造成污染或施入不足造成植株生长发育不良[3-4]。随着栽培技术的发展以及营养管理水平的提高，定向研究作物吸收、利用土壤与肥料中的营养元素规律，不仅可以达到科学施肥管理而且可以降低生产成本[5]。【前人研究进展】苏联连续9年对葡萄进行施肥试验，最后得出氮磷钾的最佳施肥配方为：60-60-120[5]。在巨峰上的研究结果为每生产1000 kg果实需N 3.87 kg、P2O51.95 kg、K2O 3.07 kg[6]。Vidal Blanc葡萄生产1000 kg果实所需N，P2O5和K2O量分别为13.82，4.584和9.144 kg，养分吸收比例为3∶1∶2(N∶P2O5∶K2O)[8]。在赤霞珠上的研究结果为：N 5.95 kg、P2O53.95 kg、K2O 7.68 kg[9]。双优山葡萄的施肥量为：生产100 kg果实需要的氮磷钾的量分别为844、1276、1313 g[10]。在“藤稔”葡萄建立的数学模型，进行综合模拟寻优，获得使葡萄优质、高产的最佳氮磷钾施肥配比为1-1.24-1.41[11]。山葡萄品种双红、双优、左优红和北冰红及品系2001-6-135和8-8-165的较优氮磷钾施肥配比为1-0.5-1[12]。张晓娟[13]得出3年生酿酒葡萄的氮磷钾施肥比为1.65-1-0.85，4年生酿酒葡萄的氮磷钾施肥比为1.31-1-0.83。对于11年生的汤普森无核葡萄氮磷钾配比为1-1-3时的反应最佳[14]。由于土壤质地、葡萄品种以及修剪方式和树龄的不同各研究结果各不相同。【本研究切入点】贺兰山东麓葡萄的相关研究中有关根据养分需求规律进行施肥的较少，有关鲜食葡萄的研究更少。【拟解决的关键问题】因此本试验以7年生的鲜食葡萄“红地球”为研究对象，设置常规施肥以及不施肥处理，在全生育期内每隔10 d采样1次，探究红地球葡萄的养分积累规律以及养分分配规律，以期为贺兰山东麓鲜食葡萄的科学施肥以及修剪提提供科学依据，实现宁夏葡萄栽培园区标准化、科学化、精准化的目标。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于宁夏银川永宁金沙林场(N 45°45′21″，E 131°21′23″)，该区域属典型的温带大陆季风气候区，光能资源丰富，年平均日照时数2800～3000 h，是中国太阳辐射和日照时数最多的地区之一。年平均气温8.5 ℃左右，年平均日照时数2800～3000 h，是中国太阳辐射和日照时数最多的地区之一。年平均降水量200 mm左右，无霜期185 d左右。7-9月葡萄浆果成熟期间降雨量分别为32.1、51.9、23.4 mm，7-9月的水热系数为0.63，远远小于国际公认的1.5，有利于抑制病虫害的发生。降雨量少，保证了葡萄的高品质，便利的灌溉条件保证了该地区葡萄的正常生长和各种物质的平衡。试验土壤为风沙土，基本化学性质详见表1。

1.2 试验设计

试验采用多因素随机区组设计，设置4个处理，即：①N0P21K30，②N24P0K30，③N24P21K0，④N24P21K30，采用滴灌设备进行施肥，全生育期分8次施用，具体施肥时间见表2。

1.3 测定项目与方法

全生育期每隔10 d采1次样品，杀青、烘干、粉碎最后过筛。植株样品采用H2SO4-H2O2消煮，凯氏滴定法测定全氮，用H2SO4-H2O2消煮，钒钼黄比色法测定植株中的全磷，采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度计法测定植株全钾。

肥料利用率(%)=[施肥区葡萄吸养分量(kg/hm2)-无肥区葡萄吸养分量(kg/hm2)]/施肥量×100 %氮磷钾含量(kg/hm2)=氮磷钾含量(g/kg)×干重(kg/株)×株数(株数/hm2)×10-3

表1 试验地土壤基本化学性质

表2 鲜食葡萄施肥时间

表3 红地球葡萄氮素分配规律

1.4 数据处理

试验数据以Excel 2003软件整理数据和作图。

2 结果与分析

2.1 红地球葡萄氮素分配规律及肥料利用率研究

氮是植物生长的关键矿物质之一，氮可以促进植物的生长。由表3可得，随氮施用各器官中氮均增多，叶片以及新梢中的氮增加尤为显著，分别增加了0.8、1.6倍，氮肥可以使植株生长旺盛，且磷的追施会促进氮的吸收，使得植株更好生长，从而使得修剪掉的部分比其他处理多，这也是施氮比不施氮明显多的原因。氮也是葡萄产量的主要构成要素，因此果实中全氮含量也明显增多，但总体所占的百分比没有增加。各器官中全氮含量分配大小为：果实>叶片>新梢>主干>根>叶柄，其中果实中全氮含量约占植株的27 %～30 %，叶片中大致为27 %，两者占植株的50 %以上，是全氮分配的主要器官，新梢中全氮含量也占18 %～25 %，为避免植株过多营养生长，可以适量增加叶以及新梢的修剪。在该施肥处理下，氮肥的肥料利用率为46.11 %。

2.2 红地球葡萄磷素分配规律及肥料利用率研究

由表4可知，随磷的施用各器官中的磷含量均增多，叶片以及果实中的磷增加尤为显著，分别达到1.4、0.58倍，磷的施用会促进氮的吸收，氮素吸收量增加使得植株生长旺盛，促进植株更好生长，从而使修剪掉的部分比其他处理更多，这也是叶片施磷比不施磷明显多的原因，同时磷也是葡萄产量的主要构成要素，因此果实中全氮含量也明显增多，且二者的百分比也明显增多。施磷处理下各器官中全磷含量分配大小为：叶片>果实>新梢>根>主干>叶柄，其中果实中全磷含量大致占植株的22 %，叶片中大致为32 %，两者占植株的50 %以上，是全磷分配的主要器官，新梢中全氮含量约占17 %，为避免植株营养生长过剩，可以适量增加叶以及新梢的修剪。在该施肥处理下，磷肥的肥料利用率为46.11 %。

2.3 红地球葡萄钾素分配规律及肥料利用率研究

由表4可知，随钾肥的施用各器官中钾的含量均增多，叶片以及新梢中增加尤为显著，分别达到1.1、1.3倍，磷的施用会促进钾的吸收，修剪掉的部分施钾处理比不施钾肥处理多，叶片和新梢是修剪的主要对象，因此叶片和新梢中全钾含量明显增多。施钾肥处理下各器官中全钾含量分配大小为：新梢>果实>叶片>主干>叶柄>根，其中新梢中全钾含量大致为31 %，果实中约占植株的23 %，叶片中约为19 %，三者占植株的70 %以上，是全钾分配的主要器官，新梢中全氮含量也约占了17 %，为避免植株过多的养分流失，可以适量增加叶以及新梢的修剪。在该施肥处理下，钾肥的肥料利用率为33.07 %。

2.4 红地球葡萄全氮积累动态研究

将葡萄树体理想化，修剪掉的部分仍存在于树体上，但这部分不再生长，之后生长的积累量在此基础上累加，从而符合田块尺度上的氮磷钾养分动态积累规律。

表4 红地球葡萄磷素分配规律

表5 红地球葡萄钾素分配规律

从图1可以看出，鲜食葡萄植株全氮的动态积累曲线大致为“S”型，在萌芽后40 d内以及萌芽后80～110 d增长速度较大。为避免鲜食葡萄落花，花期不施肥，所以萌芽前的施肥应把花期的也计算在内。全生育期内施氮肥全氮增加了363 kg/hm2，不施氮肥增加了197 kg/hm2。萌芽期和花期施氮肥植株增加151 kg/hm2，不施氮肥增加75 kg/hm2，两者相差76 kg/hm2，根据氮肥的肥料利用率计算得出需要施用氮168 kg/hm2；膨大期内施肥增加了46 kg/hm2，不施肥增加23 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比增加了23 kg/hm2，需施51 kg/hm2；转色期施肥增加了108 kg/hm2，不施肥增加了66 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比加了41 kg/hm2，需施肥91 kg/hm2；成熟期施肥时增加了57 kg/hm2，不施肥增加了32 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比增加了25 kg/hm2，需施肥55 kg/hm2。

2.5 红地球葡萄全磷积累动态研究

从图2可以看出，鲜食葡萄植株全磷的动态积累曲线大致为“S”型，萌芽后30 d内以及萌芽后70～100 d增长较快，磷的施用对萌芽期植株磷的积累有明显影响，因为磷植株的生长，且磷是可以促进氮吸收的元素，不施磷肥使得植株磷的积累量明显变缓。全生育期内施磷肥全磷增加222 kg/hm2，不施磷肥增加119 kg/hm2。萌芽期和花期施磷肥植株增加76 kg/hm2，不施磷肥增加36 kg/hm2，两者相差41 kg/hm2，根据磷肥的肥料利用率计算得出需要施用123 kg/hm2；膨大期内施肥时增加了88 kg/hm2，不施肥增加了48 kg/hm2，施磷肥与不施磷肥相比增加了40 kg/hm2，需施122 kg/hm2；转色期施肥时增加了34 kg/hm2，不施肥增加了19 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比加了15 kg/hm2，需施肥46 kg/hm2；成熟期施肥时增加了15 kg/hm2，不施肥增加了9 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比增加了6 kg/hm2，需施肥18 kg/hm2。

图1 鲜食葡萄氮素动态积累规律Fig.1 The dynamic accumulation of nitrogen in fresh grapes

2.6 红地球葡萄全钾积累动态研究

从图2可以看出，鲜食葡萄植株全钾的动态积累曲线在萌芽后50～100 d内增长速度最快，其次是萌芽后100 d，萌芽后50 d内植株钾积累速度最慢，不施钾肥会使得萌芽后100 d的钾积累速度明显变小，影响果实品质，钾肥的施用对全生育期植株全钾积累的速度有明显的影响，不施钾肥会使得钾的积累速度明显变缓。从图中可以计算得出全生育期内施用钾肥的曲线中全钾增加了305 kg/hm2，不施钾肥的曲线增加了156 kg/hm2。萌芽期和花期施钾肥植株每公顷增加了62 kg/hm2，不施钾肥时增加了48 kg/hm2，两者相差了14 kg/hm2，根据钾肥的肥料利用率计算得出需要施用41 kg/hm2；膨大期内施钾肥时增加了105 kg/hm2，不施钾肥增加了59 kg/hm2，施磷肥与不施磷肥相比增加了46 kg/hm2，需施139 kg/hm2；转色期施肥时增加了69 kg/hm2，不施肥增加了29 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比加了40 kg/hm2，需施肥121 kg/hm2；成熟期施肥时增加了69 kg/hm2，不施肥增加了20 kg/hm2，施氮肥与不施氮肥相比增加了49 kg/hm2，需施肥147 kg/hm2。

图2 鲜食葡萄磷素动态积累规律Fig.2 The dynamic accumulation of phosphorus in fresh grapes

图3 鲜食葡萄钾素动态积累规律Fig.3 The dynamic accumulation of potassium in fresh grapes

3 讨 论

探究肥料利用率可以指导科学施肥，更好地促进养分的吸收。滴灌施肥肥效快，可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题，尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护[15]。研究表明：葡萄在栽培中氮磷钾的肥料利用率分别为N:50 %、P2O5：30 %、K2O：40 %[14-15]。该试验研究结果为：滴灌条件下氮的利用率为45.11 %，磷肥的利用率为33.01 %。果实、叶片以及新梢是养分分配的主要器官，可以指导修剪。这与前人的研究存在差异，可能与葡萄的树龄、修剪方式以及土壤养分状况有关。

根据土壤环境和养分含量状况及作物不同生长期需肥规律进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例提供给作物，满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要，杜绝缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质良好的目标[16]。有研究表明：在萌芽期和花期氮磷钾的配比为3-2-1，在膨大期的配比为2-2-2，着色期和成熟期的配比为1-1-4时取得较好的产量及品质[17]。萌芽期和花期施氮肥与不施氮肥相比植株全氮增加了76 kg/hm2，根据氮肥的肥料利用率计算得出需要施用氮168 kg/hm2。膨大期内两者相比增加了23 kg/hm2，需施51 kg/hm2，转色期施内两者相比相比加了41 kg/hm2，需施肥91 kg/hm2。成熟期施肥时增加了25 kg/hm2，需施肥55 kg/hm2。萌芽期和花期施磷肥与不施磷肥相比植株全磷41 kg/hm2，根据磷肥的肥料利用率计算得出需要施用磷123 kg/hm2。膨大期内增加了40 kg/hm2，需施122 kg/hm2，转色期增加了15 kg/hm2，需施肥46 kg/hm2。成熟期增加了6 kg/hm2，需施肥18 kg/hm2。萌芽期和花期施钾肥与不施钾肥相比植株全钾增加了14 kg/hm2，根据钾肥的肥料利用率计算得出需要施用41 kg/hm2。膨大期内增加了46 kg/hm2，需施139 kg/hm2，转色期加了40 kg/hm2，需施肥121 kg/hm2。成熟期增加了49 kg/hm2，需施肥147 kg/hm2。具体生育期施肥比例与其它研究存在差异，可能因为葡萄树品种、树龄以及目标产量和土壤肥力的差异。

4 结 论

滴灌条件下氮的利用率为45.11 %，磷肥的利用率为33.01 %，钾肥的利用率为33.07 %。果实、叶片以及新梢中全氮、全磷以及全钾均占植株体的60 %以上，是养分分配的的主要器官。萌芽期和花期需要施用氮168 kg/hm2，膨大期51 kg/hm2，转色期需施肥91 kg/hm2，成熟期需施肥55 kg/hm2。对磷肥萌芽期和花期需要施用磷123 kg/hm2。膨大期需施122 kg/hm2，转色期需施肥46 kg/hm2，成熟期需施肥18 kg/hm2。萌芽期和花期施需要施用钾41 kg/hm2。膨大期需施139 kg/hm2，转色期需施肥121 kg/hm2，成熟期需施肥147 kg/hm2。