滴灌专用肥对酿酒葡萄‘赤霞珠’生长、品质以及产量的影响
2019-11-08葛新伟常芳弟闫鹏科
马 蕾,葛新伟,王 锐,常芳弟,闫鹏科,孙 权
(宁夏大学农学院,银川750021)
宁夏吴忠红寺堡区地处宁夏中部干旱带中心罗山脚下,得天独厚的地理位置使该区域土壤、气候等条件优于法国波尔多葡萄酒产区,被誉为世界酿酒葡萄种植的黄金区域[1]。2011年,红寺堡产区被扩入贺兰山东麓葡萄酒国家地理标志产品保护范围,并冠与“宁夏优质酿酒葡萄最具发展前景的精品区域”的光荣称号[2-3],促进了红寺堡区酿酒葡萄种植面积的迅速扩展。同时,在酿酒葡萄种植上,该地区原先传统粗放的养分管理方式已被先进的水肥一体化技术所代替,但是适合该地区的科学有效的滴灌施肥方法仍在研究中[4]。
单纯的滴灌不利于葡萄糖分的提高,但是水肥的交互作用可以抵消该不利影响[5],因此滴灌专用肥的研究尤为重要,一方面其溶解性可以适应滴灌条件,另一方面它可根据各生育期对养分的需求规律提供植株所需的养分[6]。在枣树应用中,滴灌肥能明显改善果实的产量以及品质[7]。在酿酒葡萄的相关研究中,滴灌肥能明显地提高肥料利用率,显著促进酿酒葡萄的生长,改善葡萄品质,极显著提高酿酒葡萄的产量[8-10]。
针对宁夏红寺堡酿酒葡萄主栽区水肥一体化技术仍需进一步提高的问题,本研究通过田间试验,探讨滴灌专用肥的不同滴灌量对酿酒葡萄品种‘赤霞珠’生长指标、形态指标、产量以及品质方面的影响,进一步明确酿酒葡萄优质高产的最佳施肥量,为半干旱区酿酒葡萄高效生产技术提供科学依据,以实现宁夏酿酒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
试验地位于宁夏红寺堡区汇达酿酒葡萄基地,海拔1 240—1 450 m,为山间盆地,属于中温带干旱气候区。该地区常年干旱少雨,年均降水量250 mm,年均蒸发量2 387 mm,昼夜温差大,年平均气温8.7℃,日温差13.7℃,全年>10℃积温达3 200℃以上,全年日照时数2 900—3 550 h,年平均风速2.9—3.7 m/s,大风日数25 d。供试土壤为灰钙土,土壤贫瘠,土壤养分含量为:有机质2.64 g/kg,碱解氮23.8 mg/kg,有效磷 4.62 mg/kg,速效钾 78.25 mg/kg,全盐 0.56 g/kg。
1.2 试验设计
以4年生‘赤霞珠’(‘Cabernet Sauvignon’)为试材,采用篱架“厂”字型,南北行向定植,行长100 m,行距3.5 m,株距0.8 m,小区面积350 m2。试验采用单因素多水平随机区组设计,设置8个处理,即全生育期滴灌专用肥(滴灌专用肥中微量元素含量大于0.3%)滴灌量(kg/hm2)分别为0(CK)、150、300、450、600、750、900、1 050,重复 4次。
滴灌专用肥采用水溶性较好的化肥原料,根据施肥配比进行配置,在萌芽期和花期N、P、K的配比为3∶2∶1,在膨大期的配比为2∶2∶2,着色期的配比为1∶1∶4。灌溉采用滴灌方式,每个处理的灌水次数与灌水量分别为10次和3 750 m3/hm2。枝条修剪以及病虫害防治等栽培措施一致。
1.3 指标测定与方法
1.3.1 酿酒葡萄生长指标测定
在2017年7月中旬,各处理随机选取新梢30根,用卷尺测量长度;在膨大期和成熟期,采用手持叶绿素仪SPAD-502现场测定同一高度无损伤成熟叶片的叶绿素含量。
1.3.2 酿酒葡萄品质指标测定
在葡萄收获后,各处理随机采集果穗10串,每穗随机取10粒葡萄用搅拌机打成匀浆测定品质。可溶性固形物含量采用手持糖量计测定;可溶性糖采用蒽酮法测定;可滴定酸采用NaOH滴定法测定;还原糖采用3,5-二硝基水杨酸法测定;单宁采用福林-丹尼斯法测定;花色苷采用pH示差法测定;总酚采用福林-肖卡法测定[11-12]。
1.3.3 酿酒葡萄产量测定
调查每个小区的穗数和株数,计算每株穗数以及每公顷的株数。称重,计算每个小区的平均穗重,产量(t/hm2)=平均穗重(g)×每株穗数×(株数/hm2)×10-6。
1.4 统计分析
试验数据利用Excel 2003软件进行整理,采用SASS 8.0软件进行统计分析,用LSD法进行显著性检验,P<0.05(n=4)表示差异显著。秩相关分析,得出施肥量与各品质间的秩相关系数P值,对相关系数进行检验,当P>0.05时,两个变量构成的关系没有统计学意义;P<0.05时,具有显著的统计学意义;P<0.01时,具有极显著的统计学意义[13]。
2 结果与分析
2.1 不同滴灌量对酿酒葡萄生长的影响
由表1可知,酿酒葡萄的秋梢长和秋梢发生数均随滴灌量的增加而增加,且与CK均有显著差异,说明增加滴灌量可以显著增加酿酒葡萄的生物量。成熟期叶片的SPAD值较膨大期有明显的增加,在滴灌量750 kg/hm2时,显著增加了14.9%,膨大期和成熟期叶片的SPAD值随滴灌量的增加先增加后减少,膨大期叶片的SPAD值在滴灌量600 kg/hm2时达到最大,而成熟期在滴灌量750 kg/hm2时达到最大,且均显著高于CK,分别增加了4.2%和12.5%。整体而言,滴灌量为750 kg/hm2时,葡萄的生长状况最好。
表1 滴灌量对酿酒葡萄生长的影响Table 1 Effects of irrigation amount on the grow th of w ine grape
2.2 不同滴灌量对酿酒葡萄品质的影响
由表2可知,随着滴灌量的增加,可溶性固形物含量呈现先增加后减少的趋势,在滴灌量为750 kg/hm2时达到最大,且与滴灌水平低的处理有显著差异,较CK提高了13.3%。随着滴灌量的增加,还原性糖含量随之增加,在滴灌量为900 kg/hm2时,还原性糖含量达到最大,较CK显著增加25.5%。随着滴灌量的增加,可滴定酸含量随之降低,且在滴灌量最大时达到最小,较CK显著减少12.7%。糖酸比随之增加,且在滴灌量最大时达到最大,与CK有显著差异。
随着滴灌量的增加,单宁含量呈现先减少后增加的趋势,而花色苷为先增加后减少,在滴灌量为750 kg/hm2时,单宁含量最小,较CK显著减少26.4%,花色苷含量最大,较CK显著增加23.1%。总酚含量随滴灌量的增加而增加,在滴灌量最大时达到最大,较CK显著增加22.1%,表明适当增加滴灌量可提高酿酒葡萄品质。整体而言,滴灌量为750 kg/hm2时,酿酒葡萄品质最好。
表2 滴灌量对酿酒葡萄品质的影响Table 2 Effects of irrigation amount on the quality of wine grape
当两个变量之间的关系不适合用直线相关描述时,可考虑用秩相关进行分析。由表3可知,滴灌量与可溶性固形物秩相关系数为0.7785,对应的P=0.0229<0.05,说明滴灌量与可溶性固形物有统计学意义。滴灌量与还原性糖的相关性更强,其统计学意义更为显著。滴灌量与可滴定酸呈负相关关系,且具有极显著的统计学意义。滴灌量与糖酸比呈正相关关系。滴灌量与单宁和花色苷均没有统计学意义,与总酚有极显著的统计学意义。以上分析结果表明,滴灌专用肥的滴灌量显著影响酿酒葡萄的品质。
表3 滴灌量对酿酒葡萄品质的秩相关分析Table 3 Rank correlation analysis of fertilizer app lication amount on the quality of w ine grape quality
2.3 滴灌量对酿酒葡萄生长指标及产量的影响
由表4可见,随着滴灌量的增加,酿酒葡萄单粒重先增加后减少,滴灌量为750 kg/hm2时,单粒重达到最大,且与低水平滴灌量处理及CK有显著差异,但低水平滴灌量处理与CK之间没有显著差异,表明适当增加滴灌量可以显著增加单粒重。果实粒径随滴灌量的增加而增加,在滴灌量为750 kg/hm2达到较高水平,较 CK显著提高10.8%。果穗长随着滴灌量的增加而增加,且在滴灌量最大时达到最大16.26 cm,较CK显著增加24.7%,且与低水平滴灌处理之间有显著差异。产量随着滴灌量的增加先增加后减少,在滴灌量为900 kg/hm2时,单粒重以及果穗长处于较高水平,穗数以及果实紧实情况较理想,此时产量达到最大(7.55 t/hm2),且与低水平滴灌处理相比显著增加,说明适当增加滴灌量可明显增加葡萄产量,继续增加滴灌量对产量反而有抑制作用。
表4 滴灌量对酿酒葡萄生长指标及产量的影响Table 4 Effects of irrigation amount on the grow th index and yield of wine grape
3 讨论与结论
合理的滴灌可以弥补红寺堡地区土壤肥力不足的缺点,保证酿酒葡萄树体的正常生长。张晓娟[14]研究表明,氮含量不超过450 kg/hm2,磷含量不超过300 kg/hm2时,增加氮磷钾含量可以促进新稍长增加。氮是叶绿素的重要组成部分,叶片中氮含量的增加有利于叶绿素的合成[15]。施明[16]研究表明,滴灌肥能促进4年生葡萄叶片叶绿素含量的增加。本试验表明,适量增加滴灌肥施用量可以显著提高新稍长和发生数以及叶绿素含量。
滴灌专用肥可以为作物提供所需的氮磷钾肥以及微量元素,氮磷钾肥是影响果树品质的重要因素。陈刚等[17]认为,配方肥比任意一种单一元素施肥对果实品质影响都要大。适量的全营养滴灌肥可以显著提高果实的品质[4]。但是随着滴灌量的增加会引起新稍的徒长,增加葡萄树体冠层密度,树体光照条件受到影响,果实含糖量等品质指标降低[18-19]。本研究表明,适量增加滴灌肥施用量可以显著改善葡萄品质,提高可溶性固形物、还原性糖、总酚含量等,同时降低可滴定酸含量;但滴灌过量时,则会造成叶绿素含量降低,果实品质下降,产量下降。
科学合理的施肥可以提高葡萄的产量。李战国[20]研究认为,滴灌专用肥与常规滴灌相比可以显著提高葡萄的产量。范富等[21]通过数字模型得出肥料用量满足抛物线趋势,并通过边际分析进行施肥决策,即通过求偏导得到最高产量施肥配比方案。本研究表明,随着施肥量的增加,产量先增加后减少,在滴灌量900 kg/hm2时达到最大。
酿酒葡萄专用滴灌肥施用量的增加可以显著增加新稍长和新稍发生数,影响葡萄的品质以及产量,适量增加滴灌量可以显著提高可溶性固形物、还原性糖、总酚含量,并显著降低可滴定酸含量,但随着滴灌量的持续增加,葡萄品质变差,产量减少。酿酒葡萄生产首要考虑的是果实品质,其次是果树的产量。综合而言,酿酒葡萄专用滴灌肥的最佳滴灌量为750 kg/hm2。