2种类型微生物肥对夏黑葡萄生长发育及果实品质的影响

陈国品，李 玮，谢蜀豫，黄秋凤，陈 立，李 敏，黄 羽，管敬喜，黄 竟，李洪艳，覃锦声，曹慕明*

(1.广西农业科学院葡萄与葡萄酒研究所，广西 南宁 530007；2.广西大学农学院，广西 南宁 530004)

【研究意义】葡萄适应性强，结果早且年限长，产量和营养价值高，是我国栽培较广泛且发展前景广阔的果树品种之一。近年来，随着南方葡萄一年两收栽培技术的成功推广应用，广西葡萄产业已得到迅速发展，葡萄种植已成为农民增收和乡村振兴的重要特色产业。但在葡萄生产过程中，群众为了追求产量而长期过量施用化肥，造成土壤有机质含量降低、微生物种群受到破坏及土壤板结，影响了葡萄的正常生长发育，从而导致葡萄产量和品质降低[1]。此外，化肥过量施用也造成肥料利用率降低，增加了农业生产成本[2]。因此，推广应用新型、高效、安全的肥料已成为广大葡萄种植户的迫切需求。微生物菌肥作为一种新型肥料已在水稻、玉米、甘蔗、香蕉和茄子等作物上得到广泛应用，促进作物生长和提高品质效果良好[3-8]。保根120是中国农业科学院微生物保藏管理中心以精心选育微生物菌种生产的新型菌肥；多肽海藻复混肥是集微生物、无机、有机和微量元素四位于一体的高效复合微生物肥；腐熟羊粪是一种养分全面、性能温和、肥效持久的有机肥。为发挥微生物肥、有机肥和无机肥各自的优势，本研究应用两种微生物肥料与有机肥和无机肥混合配施，探讨不同用量微生物肥料对夏黑葡萄生长发育及果实品质的影响，对筛选优质、安全、生态和合理的葡萄施肥模式及发展广西葡萄产业具有重要意义。【前人研究进展】随着人们对微生物肥料了解的深入及对绿色农产品需求的增加，微生物肥料在我国农业可持续发展中的地位越来越高[9-11]。张朝轩等[12]、刘璐等[13]研究发现，施用微生物肥可改善土壤生态环境，提高土壤微生物量及真菌、放线菌和细菌数量，改善微生物区系结构，降低土壤容重，提高阳离子交换量，改善土壤理化性状，促进葡萄植株生长。常娟[14]研究表明，施用微生物肥可提高土壤中氮、磷、钾、有机质和微量元素含量。姜莉莉等[15]研究指出，在葡萄发芽期，应用生物有机肥部分替代和完全替代化肥，能显著提高葡萄果实的着色度和可溶性固形物含量，显著降低葡萄裂果率、病果率和土壤全盐含量。商佳胤等[16]研究显示，生物有机肥根施和叶面喷施葡萄可显著提高果实中酮类、酯类化合物等香气组分的相对含量。高亮和宋杰[17]研究认为，以腐植酸生物有机肥作基肥，能促进葡萄生长发育、果实提早成熟、果粒增大和硬度提高，改善色泽，提高果实品质。柳骁桐等[18]研究表明，在葡萄关键生育时期施入沼液复合微生物肥能促进葡萄生长和改善果实品质，抑制病虫害发生，提高葡萄产量。孙少霞等[19]研究显示，葡萄施用生物有机肥混加复合肥较单一施用复合肥，其叶片浓绿，叶面积增大，枝蔓节间变短、基部增粗、成熟度提高，树势健壮，不徒长，土壤pH趋向中性，根系增多。【本研究切入点】目前，针对微生物肥料的研究多为使用单一产品在单一作物上应用，综合两种或两种以上微生物肥料与有机肥和无机肥配合施用对葡萄生长效应的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】对田间栽培的4年生夏黑葡萄施用不等量保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙，观察分析各处理对夏黑葡萄生长发育和果实品质指标的影响，为合理应用微生物肥、优化广西葡萄栽培技术和提高鲜食葡萄果实品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市吴圩镇明阳双季葡萄示范园(东经108°14′27″，北纬22°36′35″)，属南亚热带季风气候区。据广西南宁市气象局统计结果[20]，试验地30年(1971-2000年)平均气温21.8 ℃，年均降水量1309.7 mm，≥13 ℃有效积温7822.3 ℃，年均日照时数1584.8 h。试验地土壤为改良黄壤，肥力中等。耕层土壤基本理化性状：pH 6.98，有机质含量34.10 g/kg，水解氮含量134.20 mg/kg，有效磷(P2O5)含量88.10 mg/kg，速效钾(K2O)含量87.10 mg/kg。

1.2 试验材料

供试葡萄品种为避雨栽培4年生夏黑，采用V型篱架栽培，株距×行距为1.5 m×3.3 m，群体通风条件良好。供试微生物肥为微生物菌剂保根120(有效活菌数≥2.0亿个/g，中国农业科学院微生物保藏管理中心生产)和多肽海藻复混肥(有效活菌数≥0.2亿个/g，N+P2O5+K2O=25 %，有机质≥20 %，北京中农富源生物工程技术有限公司生产)，有机肥为发酵羊粪(西安黑土地肥业有限公司生产)，无机肥为过磷酸钙(P2O5≥16 %，红河合众锌业有限公司生产)。其中，保根120的总氮含量0.59 %，有效磷含量2.35 %，速效钾含量0.61 %；多肽海藻复混肥的总氮含量12.51 %，有效磷含量3.78 %，速效钾含量5.33 %；发酵羊粪的总氮含量1.16 %，有效磷含量0.41 %，速效钾含量1.28 %；过磷酸钙含P2O5≥16 %。

1.3 试验设计

于2019年1月22日，根据微生物肥生产厂家推荐的施用方法，将不同用量的保根120与多肽海藻复混肥按1∶1混合均匀后与发酵羊粪+过磷酸钙再混合均匀作基肥施入距树干40 cm处预先开好的施肥沟(宽20 cm，深30 cm)。设5个施用微生物肥处理(T1～T5处理)(表1)，以常规施肥(发酵羊粪7500.00 kg/hm2+过磷酸钙375.00 kg/hm2)为对照(CK)，3次重复，共18个小区，每小区面积36 m2，随机区组排列。小区实行控产处理，每穗留果60～80粒，产量控制在22 500.00 kg/hm2以下。其他追肥、灌溉及田间管理措施均一致。

表1 各处理施肥种类及用量Table 1 Applied types and rate of all treatments (kg/hm2)

1.4 测定项目及方法

1.4.1 生物指标调查及测定 采取田间调查方法统计葡萄生长发育过程中的物候期。每处理选取生长健壮、树势相近的3株葡萄树作为观察树，跟踪调查葡萄萌芽期、始花期、着色期和成熟期。盛花期调查30穗花序长度，取平均值。每处理选取长势相近的新梢30个，于2019年3月28日测量长度、粗度和节间长度。于果实膨大期(2019年5月18日)，选挂果枝基部第5节上成龄叶30片，用直尺测定其纵径和横径，同时用HY-1叶片厚度仪(浙江托普云农科技股份有限公司)测定叶片厚度。

1.4.2 品质测定 葡萄成熟时采收，称量每小区实际产量，折算为公顷产量。每处理随机剪取30个果穗，测定单穗重和穗长；从每穗上、中、下部位各取5个果粒，用SYLVAC数显式游标卡尺测量果粒纵径和横径；用电子天平称量百粒重；可溶性固形物含量使用PAL-1型便携式数显折光仪测定；可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel 2007和DPS v7.55进行统计和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同用量微生物肥对夏黑葡萄物候期的影响

由表2可知，施用微生物肥后，夏黑葡萄的始花期、着色期和成熟期分别比CK提前2～10、3～11和2～10 d，且总体上随着微生物肥用量的增加表现早开花、果实早着色和成熟快，其中以T4和T5处理的果实成熟最早，从萌芽至成熟仅需118 d，比CK提早10 d。说明施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2或施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1350.00 kg/hm2+1350.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2对促进夏黑葡萄提早着色和成熟效果较佳。

表2 不同用量微生物肥对夏黑葡萄物候期的影响Table 2 Effect of different microbial fertilizer application rates on the phenophase of Summer black grape

2.2 不同用量微生物肥对夏黑葡萄新梢生长的影响

由表3可知，与CK相比，各施用微生物肥处理夏黑葡萄的新梢叶片长度、宽度和厚度分别为20.73～22.17 cm、20.21～21.27 cm和0.333～

表3 不同用量微生物肥对夏黑葡萄新梢生长的影响Table 3 Effect of different microbial fertilizer application rates on the shoot growth of Summer black grape

0.392 mm，增幅分别为1.92 %～9.00 %、0.40 %～5.66 %和1.22 %～19.15 %；新梢长度、粗度和节间长度分别为167.55～173.34 cm、9.16～9.86 mm和12.89～13.33 cm，增幅分别为0.31 %～3.78 %、2.81 %～10.66 %和0.31 %～3.74 %。其中，T3～T5处理的叶片长度、宽度和新梢粗度显著大于CK(P<0.05，下同)；T2～T5处理的新梢叶片厚度显著大于CK；新梢长度方面，T2和T3处理显著大于CK，其余处理与CK间差异不显著(P>0.05，下同)；新梢节间长度方面，T1和T4处理与CK差异不显著，其余处理均显著大于CK。综合叶片和新梢长势，以处理4表现最佳，即施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2对夏黑葡萄新梢生长的促进作用更佳。

2.3 不同用量微生物肥对夏黑葡萄花序伸长生长的影响

由表4可知，夏黑葡萄的花序长度排序为T5>T4>T3>T2>T1>CK，其中各施用微生物肥处理的花序长度均显著大于CK，且花序长度随着微生物肥用量的增加而增加，即T5处理促进夏黑葡萄花序伸长(28.27 cm)生长的效果最佳，T4处理(26.93 cm)次之，分别比CK提高47.62 %和40.63 %。但T5处理的花序前端出现一定程度扭曲，对果实后期生长发育及果穗外观造成一定的不良影响，综合判断以T4处理即施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2对促进夏黑葡萄花序伸长生长的效果最佳，果穗和果实生长发育正常，且未出现大小粒现象。

表4 不同用量微生物肥对夏黑葡萄花序伸长生长的影响Table 4 Effect of different microbial fertilizer application rates on the inflorescence elongation growth of Summer black grape

2.4 不同用量微生物肥对夏黑葡萄产量及其构成因素的影响

葡萄的单穗重、穗长、单粒重、果粒纵横径和单株产量等是构成产量的重要指标。由表5可知，T4处理的单穗重(492.50 g)、果粒纵径(22.16 mm)、果粒横径(20.95 mm)与T3和T5处理差异不显著，但显著高于T1、T2处理和CK，较CK分别提高9.83 %、13.93 %和11.26 %；穗长(30.03 cm)和单株产量(7.96 kg)显著高于其他处理，分别比CK增加30.11 %和18.10 %；单粒重(7.55 g)显著高于CK 13.88 %，但与其他处理差异不显著；产量(17 684.00 kg/hm2)高于其他处理，比CK提高15.93 %。综上所述，施用保根120 1125.00 kg/hm2+多肽海藻复混肥1125.00 kg/hm2+发酵羊粪7500.00 kg/hm2+过磷酸钙375.00 kg/hm2对改善夏黑葡萄果穗和果实外观及提高产量的效果最佳。

表5 不同用量微生物肥对夏黑葡萄产量及构成因素的影响Table 5 Effect of different microbial fertilizer application rates on yield and its in Summer black grape

2.5 不同用量微生物肥对夏黑葡萄果实品质的影响

由表6可知，与CK相比，施用微生物肥处理的夏黑葡萄果实可溶性固形物含量和固酸比增加，可滴定酸含量降低。其中，T1～T4处理果实的可溶性固形物含量随着微生物肥用量的增加逐渐增加，除T1处理与CK差异不显著外，其余处理均显著高于CK，尤其以T4处理最高，T5处理次之，分别达18.03 %和17.97 %，分别比CK提高6.18 %和5.83 %；可滴定酸含量方面，T3～T5处理随着微生物肥用量的增加逐渐降低，尤其以T4和T5处理较低，分别为0.449 %和0.433 %，降幅分别达17.31 %和20.26 %；固酸比方面，各施用微生物肥处理均显著高于CK，尤其以T4和T5处理较高，分别为40.21和41.52，增幅分别为28.51 %和32.69 %。综上所述，T4和T5处理夏黑葡萄果实的品质较佳，即施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1125.00 kg/hm2+1125.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2或施用保根120+多肽海藻复混肥+发酵羊粪+过磷酸钙=1350.00 kg/hm2+1350.00 kg/hm2+7500.00 kg/hm2+375.00 kg/hm2对提高夏黑葡萄果实品质的效果较佳。

表6 不同用量微生物肥对夏黑葡萄果实品质的影响Table 6 Effect of different microbial fertilizer application rates on fruit quality in Summer black grape

2.6 不同用量微生物肥对夏黑葡萄经济效益的影响

由表7可知，施用微生物肥处理夏黑葡萄的基肥成本和疏果成本分别为9637.50～15 937.50和9111.23～19 500.24元/hm2。与CK相比，施用微生物肥处理的基肥成本增加3150.00～9450.00元/hm2，但人工疏果成本降低1611.14～12 000.15元/hm2；施用微生物肥处理的夏黑葡萄能早成熟和早上市，因此其售价和经济效益得到相应提高，经济效益比CK高18 151.63～144 256.15元/hm2，产投比达2.24～3.59，其中以T4处理的成本最低(98 473.73元/hm2)，经济效益最高(255 206.28元/hm2)；同时，有效降低人工疏果成本12 000.15元/hm2，经济效益比CK高144 256.15元/hm2。综上所述，施用保根120 1125.00 kg/hm2+多肽海藻复混肥1125.00 kg/hm2+羊粪7500.00 kg/hm2+过磷酸钙375.00 kg/hm2对降低葡萄生产成本，提高经济效益的效果最佳。

表7 不同用量微生物肥对夏黑葡萄经济效益的影响Table 7 Effect of different microbial fertilizer application rates on the economic profit in Summer black grape

3 讨 论

微生物肥中的有益微生物能产生糖类物质参与腐殖质的形成，改善植物根际土壤物理性状并释放或活化土壤中的矿质元素，如固氮、解磷和解钾作用等，提高根际土壤养分活性[21-23]，从而促进作物生长发育。本研究结果表明，施用微生物肥可促进夏黑葡萄植株新梢和叶片生长，有利于葡萄开花坐果、果实膨大、增糖着色、花芽分化、枝条老熟及果实提前成熟且新梢不徒长等，与高亮和宋杰[17]、柳骁桐等[18]、孙少霞等[19]的研究结果一致。目前，生产上促进葡萄花序伸长多数在开花前应用GA3进行处理[24-25]，而GA3浓度过高会使葡萄穗轴弯曲、硬化，果粒僵化并出现大小粒现象，果穗着色晚、成熟期推迟[24,26]。本研究应用微生物肥与有机肥+无机肥配施作基肥使用，可有效促进夏黑葡萄花序增长21.93 %～47.62 %，操作简便，即可避免因GA3使用不当对果实造成的不良影响，也可节省劳动力。徐福乐等[22]、张艳群等[23]研究发现微生物肥中的功能微生物在根际定殖并形成优势菌群，能分泌大量生理活性物质或代谢产物[生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA) ]及多种维生素等。据此推测，在本研究中夏黑葡萄花序增长可能是根系吸收了优势菌群分泌的生理活性物质或代谢产物(如赤霉素)的缘故。此外，施用微生物肥超过一定量时，葡萄花序前端出现扭曲，对果实后期的生长发育及果穗外观造成一定的不良影响，在葡萄栽培中应予重视。施肥是改善作物品质和提高作物产量的重要措施，不同肥料及施用模式对促进作物生长的效果及作用机制不同[27-28]。微生物肥所含养分全面且肥效持久，可为作物进行干物质积累提供营养，并有利于葡萄长期持续地吸收养分，促进葡萄营养和生殖生长[29]。大量研究表明，施用微生物肥可显著提高水稻[30]、甘蔗[31]、南瓜[32]、柑橘[33]，龙眼和荔枝[34]的产量，改善西瓜[35]、葡萄[17]和猕猴桃[36]的品质。本研究结果与上述研究结果相似，施用微生物肥夏黑葡萄的产量及果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量和固酸比等均优于CK。其中，T4处理表现最佳，产量(17 684.00 kg/hm2)、可溶性固形物含量(18.03 %)、固酸比(40.21)分别比CK提高15.93 %、6.18 %和28.51 %，可滴定酸含量降低17.31 %，果实风味得到改善，同时，还可有效降低人工疏果成本12 000.15元/hm2，经济效益比CK提高144 256.15元/hm2。

现有研究表明，应用微生物肥料代替化肥的施肥方式可有效减少化肥施用量，提高土壤养分和有机质含量，改善土壤结构，增加细菌和放线菌数量[36]，提高作物抗性[37-38]，有利于作物生长，改善品质[39-40]。本研究中，试验设计的化肥用量处于同一水平，在后续研究中需完善试验设计方案，开展不同化肥减施量试验，并按照化肥减施比例添加微生物肥，探讨微生物肥代替化肥的可行性。同时，进一步对应用微生物肥后的土壤结构、养分及有机质含量、微生物多样性和抗逆性等进行测定分析，为葡萄生产上科学、合理地应用微生物肥提供可靠依据。

4 结 论

施用微生物肥对夏黑葡萄生长、产量、品质和经济效益均具有一定促进作用，其中以保根1201 125.00 kg/hm2+多肽海藻复混肥1125.00 kg/hm2+羊粪7500.00 kg/hm2+过磷酸钙375.00 kg/hm2配施对促进夏黑葡萄生长、降低生产成本、提升果实品质和提早果实上市时间的效果最佳，该施肥模式可供广西夏黑葡萄或其他鲜食葡萄种植区参考应用。