有机无机肥配施对‘巨峰’葡萄果实品质的影响*

孙海高，王海波，史祥宾，王孝娣，王小龙，刘凤之

（中国农业科学院果树研究所，农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁省落叶果树矿质营养与肥料高效利用重点实验室，辽宁兴城 125100）

截至2016年底，我国葡萄栽培面积居世界第2位，产量居世界首位，达到1 374.5万t，我国已成为世界葡萄生产大国[1]。‘巨峰’葡萄作为欧美杂交种的典型代表，果实酸甜可口、香气浓郁，树体抗病能力强、栽培适应性广，为我国主要栽培品种之一[2]。

目前，葡萄生产管理中普遍存在只施化肥和化肥过量施用的情况，导致葡萄园肥料利用效率低、果实品质下降等问题日益凸显[3]。相关研究结果表明，有机肥养分全且肥力持久，不仅能提升土壤肥力，而且养分中多为有机结合态，释放养分与分解矿化过程协调进行，与化肥配合施入，可显著改善果实品质。有机肥在土壤中腐殖化、分解过程中产生各种有机酸，可使土壤中难以降解的磷盐酸化合物转化为植物可直接吸收的磷酸盐[4]；同时各种有机酸有利于增加土壤微团聚体的团聚度，从而改善土壤物理环境[5]，并促进土壤中微生物大量繁殖，加快有机肥料的分解，释放养分供根系吸收，满足植物生长发育，从而提升产量及改善品质[4-8]。汤小宁等[8]、田益华等[9]研究发现，增施有机肥可以促进葡萄植株生长，提高肥料利用率，进而改善果实品质。王桂良等[10]研究认为，当基施沼渣替代化肥氮比例超过70%时，葡萄可溶性固形物、维生素C含量有下降趋势，主要原因是沼渣用量过多，养分释放缓慢，导致葡萄植株后期生长养分供应不足，葡萄植株生育期延迟，果实成熟度下降，从而降低了果实品质。周喜荣等[11]研究认为，有机肥与化肥配施综合了有机肥的长效和化肥的速效特点，不仅可以满足植物短期养分的需求，还能满足养分的长期供给，从而改善果实品质。

虽然已有较多学者在有机无机肥配施方面展开了研究，但在我国葡萄主产区—东北产区开展研究极少，无法对东北产区葡萄上适宜有机肥种类及配施比例的选择提供直接参考。本研究开展了我国东北产区葡萄的不同种类有机肥与化肥配施对‘巨峰’葡萄果实品质的影响，以生产优质果品为目标前提下，探究有机肥与化肥配施的适宜比例，以期为东北产区葡萄生产中有机肥与化肥科学配施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年10月至2019年11月在中国农业科学院果树研究所砬山葡萄试验示范基地（辽宁省兴城市，东经120.51°，北纬40.45°）进行，海拔283 m。试材为5年生盛果期‘巨峰’葡萄，砧木为‘贝达’，双株定植，行株距8.00 m×1.25 m，每处理12株树，采用斜干水平龙干形配合水平叶幕，新梢间距15 cm，每个新梢留1个花序，各处理统一整穗，树盘覆盖黑地膜，膜下滴灌，行间自然生草，其他管理同常规。

供试土壤主要为粗骨土，试验前取0～40 cm土层的土壤样品，测定各项指标作为土壤的本底值，其中土壤容重1.33 g/cm3，田间持水率23.24%，有机质含量1.39%，碱解氮含量119 mg/kg，速效磷含量23.49 mg/kg，速效钾含量182.56 mg/kg，pH值6.58。

供试肥料：生物有机肥（主要原料为羊粪、豆粕，有机质≥45%、N+P2O5+K2O≥5%、腐殖酸13%、氨基酸10%、生物活性菌2亿个/g，购自山东省烟台市绿源有机肥有限公司）。磷酸二氢钾（KH2PO4≥99%、P2O5≥52%、K2O≥34%），尿素（总氮≥46.4%）。四水合硝酸钙（N ≥11.86%、CaO ≥23.73%）、磷酸二氢钠（P2O5≥59.17%）、硫酸钾（K2O≥54.02%）和硫酸镁（MgO≥33.33%）。

1.2 试验设计

秋施基肥时设置羊粪、猪粪、生物有机肥等有机肥替代不同比例化肥处理，有机肥替代的最大养分量为‘巨峰’葡萄采收至落叶生育阶段的养分需求量[2]（表1）。

表1 ‘巨峰’葡萄不同生育阶段每生产1 000 kg果实对各矿质元素的需求量

试验前测定不同有机肥的氮、磷、钾、钙、镁等的有效含量（表2），以有效钾含量作为替代化肥的标准，单施化肥为对照，配施处理的有效养分含量与对照一致，且氮、磷、钾、钙、镁等的有效养分不足部分由化肥补充。

表2 各有机肥养分含量 %

试验共设置13个处理，分别为25%羊粪+75%化肥（S1）、50%羊粪+50%化肥（S2）、75%羊粪+25%化肥（S3）、单施羊粪（S4）、25%猪粪+75%化肥（P1）、50%猪粪+50%化肥（P2）、75%猪粪+25%化肥（P3）、单施猪粪（P4）、25%生物有机肥+75%化肥（B1）、50%生物有机肥+50%化肥（B2）、75%生物有机肥+25%化肥（B3）、单施生物有机肥（B4）、单施化肥（CK），每个处理3次重复。距主干水平距离30～50 cm、垂直深度20～40 cm的位置，均以穴施的方式施入，各处理的施肥量见表3。‘巨峰’葡萄不同生育阶段追肥量（表4）由表2进行计算，最后结合滴灌施入。

表3 各处理基肥的施肥量

表4 ‘巨峰’葡萄不同生育阶段追肥施肥量

1.3 样品采集与测定方法

果实成熟期每个处理采集8穗果穗，从每穗果穗上、中、下部位分别采集10粒果粒，混合后平分为3份，用于品质指标的测定。采用电子天平称量单粒重（精确至0.01 g）；可溶性固形物含量采用手持日产PAL-I型数显折光仪测定；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH进行滴定，用酒石酸含量来表示；维生素C含量用改良2,6-二氯酚靛酚点位滴定法测定；花青苷含量测定参照冀晓昊等的方法[12]；果实质地指标参考张克坤等的方法[13]，使用英国Stsble Micro Systems公司生产的TA-HD plus双臂质构仪进行测定，SMS P/2（直径2 mm）探头。

选取单粒重、维生素C含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青苷含量、果皮强度等果实品质指标，运用topsis方法进行果实品质综合评价，可滴定酸含量高，葡萄口感偏酸，不受消费者青睐，因此将此指标设为低优指标，其他指标设为高优指标，而单粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青苷含量、果皮强度等的权重均为1，维生素C含量的权重为0.5[14-15]。评价时，各高低优指标的确定和授予各指标权重的大小，由专家会议（产业与销售专家）进行商讨、投票，最后确定各高优指标并授予各指标权重的大小，以品质指数的得分值作为新的评价指标，反映果实的综合品质，品质指数越高，综合品质越优。以此评价各处理的果实品质指标，确定有机肥与化肥配施适宜比例。

1.4 数据处理与分析

试验数据运用Microsoft Excel 2016进行整理，运用SPSS 19.0软件进行单因素多重比较方差分析（Duncan’s），运用DPS软件的topsis方法对果实品质进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 羊粪与化肥配施对葡萄果实品质的影响

从表5可以看出，羊粪与化肥配施处理均能改善‘巨峰’葡萄的果实品质。各处理的单粒重和可滴定酸含量均无显著性差异。可溶性固形物含量以S4处理最高，达到18.73%，其次为S2处理，S3处理与S2、S1处理之间均无显著差异，羊粪与化肥配施各处理的可溶性固形物含量均显著高于CK，S1、S2、S3、S4处理的可溶性固形物含量分别比CK提高6.2%、8.3%、7.6%和16.1%。维生素C含量，S3处理和S4处理之间无显著差异，均显著高于其他处理，S1、S2、S3、S4处理的维生素C含量分别比CK提高18.8%、11.1%、37.9%和36.8%。花青苷含量，S2处理与S1、S3处理之间均无显著差异，显著高于S4处理和CK，后二者之间无显著差异，S2、S3、S1处理的花青苷含量分别比CK提高163.9%、126.2%和110.4%。果皮强度，S2处理和S3处理之间无显著差异，均显著高于其他处理，S1处理显著高于S4处理，二者与CK之间均无显著差异。

表5 羊粪与化肥配施处理葡萄果实品质

2.2 猪粪与化肥配施对葡萄果实品质的影响

由表6可知，猪粪与化肥配施处理均改善了‘巨峰’葡萄的果实品质。猪粪与化肥配施各处理的单粒重无显著差异，均显著高于CK，P1、P2、P3、P4处理的单粒重分别比CK提高18.0%、23.1%、20.6%、18.7%。可溶性固形物含量以P1处理最高，达到17.73%，与P2、P3处理之间均无显著差异，P1、P2、P3处理的可溶性固形物含量均显著高于P4处理和CK，后二者间无显著差异。维生素C含量，P1处理和P3处理间无显著差异，均显著高于其他处理，其次为P2处理和P4处理，二者间无显著差异，各配施处理的维生素C含量均显著高于CK，P1、P2、P3、P4处理的维生素C含量分别比CK提高19.6%、8.9%、18.1%和10.3%。花青苷含量以P1处理最高，为22.87 nmol/g，显著高于其他处理，其次是P2处理，为19.78 nmol/g，显著高于P3、P4处理和CK，P3、P4处理花青苷含量显著低于CK，花青苷含量随猪粪替代化肥比例的升高呈降低的趋势。果皮强度方面，P4处理与P2、P3处理之间无显著差异，显著高于P1处理和CK，P1处理与CK间无显著差异。各处理的可滴定酸含量均无显著差异。

表6 猪粪与化肥配施处理葡萄果实品质

2.3 生物有机肥与化肥配施对葡萄果实品质的影响

由表7可知，生物有机肥与化肥配施处理的单粒重以B4处理最高，为12.22 g，与B1、B3处理间均无显著差异，显著高于B2处理和CK，B1、B2、B3、B4处理的单粒重分别比CK提高15.3%、11.9%、20.4%和22.6%。可溶性固形物含量方面，B1、B2处理间无显著差异，均显著高于其他处理，B3处理和B4处理均显著高于CK，B1、B2、B3、B4处理的可溶性固形物含量分别比CK提高12.6%、12.0%、9.7%和10.2%。可滴定酸含量以B1处理最高，为0.55%，显著高于除B2处理之外的其他处理，B4处理与CK无显著差异，显著高于B3处理。维生素C含量，B3、B4处理间无显著差异，均显著高于其他处理，B1、B2处理与CK间均差异显著，B1、B2、B3、B4处理的维生素C含量分别比CK提高26.1%、12.3%、37.2%和37.2%。花青苷含量以B2处理最高，为39.80 nmol/g，显著高于其他处理，其次为B1处理。果皮强度方面以B4处理最高，与B2、B3处理间均无显著差异，显著高于B1处理和CK，B1、B2、B3、B4处理的果皮强度分别比CK提高2.8%、10.0%、12.4%和13.1%。

表7 生物有机肥与化肥配施处理葡萄果实品质

2.4 不同有机肥与化肥配施处理的果实品质指标综合评价

由表8可知，利用topsis方法对不同有机肥与化肥配施处理的果实品质综合评价，S2处理的单粒重较大，为11.61 g，可溶性固形物含量较高，为17.47%，可滴定酸含量较低，为0.44%，花青苷含量最高，为42.01 nmol/g，果皮强度较高，为614.43 g，品质指数最高，为0.84，综合品质最佳，排名第一；其次为B2处理，品质指数为0.76，综合排名第二；CK的品质指数最低，仅为0.16，综合品质最差，排名最后。

有机肥与化肥配施处理的果实品质综合评价，根据品质指数可以看出，羊粪与化肥配施处理中，S2处理的品质指数最高，为0.84，排名第一；猪粪与化肥配施处理中，P1处理的单粒重较大，为11.76 g，可溶性固形物含量最高，为17.73%，可滴定酸含量较低，为0.46%，维生素C含量最高，为104.9 mg/kg，花青苷含量最高，为22.87 nmol/g，品质指数最高，为0.39，排名第一；生物有机肥与化肥配施处理中，B2处理的可溶性固形物含量较高，为18.07%，花青苷含量最高，为39.80 nmol/g，品质指数最高，为0.76，排名第一（表8）。

表8 不同有机肥与化肥配施处理的果实品质综合评价

3 结论与讨论

大量研究表明，科学施肥是葡萄树体正常生长及生产优质果的基础[16]，肥料的种类、施肥量[17]、施肥时间与方式等均可以影响果实品质[15,18]。与单施化肥相比，有机无机肥配施能显著改善葡萄果实品质[6,19-20]。吴红等[21]通过研究配方施肥对‘巨峰’葡萄产量和品质的影响结果表明，羊粪与化肥配施处理能显著提高果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比。

本研究结果表明，较单施化肥（CK），羊粪与化肥配施处理显著提高可溶性固形物含量和维生素C含量，此结论与张筠筠等[4]研究结果一致；而较单施化肥和单施羊粪（S4）处理，各配施处理的果实可滴定酸含量呈降低趋势，这可能是本试验施入年限较短，有机肥中养分没有完全分解释放；其中羊粪替代率为50%（S2）处理在羊粪与化肥配施处理中花青苷含量最高、可滴定酸含量最低，果实品质综合评价排名第一。这可能是羊粪的养分含量较高，替代一半化肥时，有机无机肥配施处理充分发挥出化肥的速效和有机肥的长效特点[11]，保证葡萄植株所需养分持续有效供应，养分稳步释放，提高了土壤中各养分利用率，满足葡萄各生长发育阶段对养分的需求，从而改善了葡萄的果实品质。

本研究结果表明，与CK相比，猪粪与化肥配施处理可显著提高单粒重、可溶性固形物含量和维生素C含量，其中，猪粪替代率为25%（P1）处理的可溶性固形物含量、花青苷含量和品质指数在猪粪与化肥配施处理中最高，且随着猪粪替代比例的增加，品质指数呈下降趋势。究其原因，可能是本试验猪粪有效养分含量较低且在土壤中释放养分缓慢，所以提高其替代比例时难以满足葡萄各生长发育阶段对养分的需求，致使果实品质降低；也可能是猪粪施入量增多导致葡萄后期生长出现贪青现象，延迟果实成熟度，降低了果实品质[10]。而降低猪粪的替代比例、提高化肥比例时，使葡萄植株在各生育阶段获得更为均衡的矿质营养，从而提升果实品质。

周喜荣等[11]研究认为，60%生物有机肥+40%化肥处理为最佳配比比例，在本研究中也有类似结果。与CK相比，生物有机肥与化肥配施可显著提高单粒重、可溶性固形物含量和维生素C含量，此结论与周媛等[18]、粟萍等[20]、刘慧颖等[22]的研究结果相似；其中，生物有机肥替代率为50%（B2）处理的花青苷含量和品质指数在生物有机肥与化肥配施处理中最高，综合品质最优。这可能是生物有机肥除含有大量有机质之外，还能提供多种植物所需的微量营养元素、有益微生物及核酸、氨基酸等有机营养成分，施入土壤后，一方面提高有益微生物的群体，加快有机肥在土壤中分解，释放养分供根系吸收，满足植物生长发育，从而提升产量及改善品质；另一方面生物有机肥释放的各种有机酸，不仅能促进土壤中微团聚体的形成，还能降解土壤中难以被植株吸收的磷酸盐，从而使植株获得更为均衡的养分，改善果实品质。