不同有机肥对土壤特性及‘红地球’葡萄生长和品质的影响

陈青英，耿 芳，何风杰，徐小菊，卓宣含，贾惠娟，孙良都

（1玉环市农业农村和水利局，浙江玉环 317600；2台州市农业技术推广中心，浙江台州 318000；3温岭市农业农村和水利局，浙江温岭 317500；4浙江大学园艺系，杭州 310058；5玉环市金田果业专业合作社，浙江玉环 317606）

0 引言

‘红地球’葡萄也称红提，属欧亚种，原产美国，中国于1987年由沈阳农业大学引进[1]，是目前中国晚熟葡萄的主栽品种之一。浙江省玉环市于21世纪初引进种植，其具有适应性强、穗大、粒大、丰产、优质、耐贮运、货架期长、商品性状优异等特点，深受玉环市栽培者喜爱，成为玉环市沿海设施葡萄的主栽品种。但由于‘红地球’葡萄丰产性能好且穗大，在浙江沿海地区昼夜温差不大、大棚设施栽培光照不足的情况下，往往出现果穗着色不好、果粒风味淡、商品性差、果实品质不高等问题。而且，玉环市大棚设施栽培下盖棚早、覆膜时间长，常年高温、高湿、无降水淋洗、高施肥高产出，常导致土壤板结、土壤养分失调、土壤酸化、盐渍化等诸多问题[2-3]，葡萄产量的增加和品质的改善更多归功于土壤营养状况的改善。与无机肥相比，有机肥具有肥效长、补充土壤肥力等优点[4]，在果树上已有较多应用，如施用有机肥可以增加土壤中氮磷钾和有效态微量元素的含量，提高葡萄产量[5-6]，施鸡粪可以使板结葡萄园土壤理化性质和肥力产生有益改变[7]；施用菜籽饼肥可以促进蓝莓生长、提高果实品质[8]，但过量施用菜饼肥会增加盐分离子含量，加重土壤次生盐渍化[9]；羊粪还田不仅可以提高葡萄园土壤含水量、降低pH、提高肥力[10]，还能使葡萄生长健壮，提高果实品质[11]；碳基微生物肥与化肥复配，不仅可以促进葡萄新梢及叶片的生长，而且可显著提高产量和品质[12]。与传统有机肥相比，生物菌肥还具有提高植物抗逆性、提高作物品质、对环境友好等特点[13]，微生物菌肥在果树上的应用逐年增多，在桃[14]、大棚油桃[15]、杨梅[16]、葡萄[17]、猕猴桃[18]等果树上的探索显示，微生物菌肥在改良果园土壤理化性状、增加生物量、促进花芽分化、提高果实品质等方面均显示出了积极作用。增施有机肥、减少化肥特别是氮肥的使用量可明显提高果实品质，是葡萄果品绿色生产的重要方向。但是，有机肥来源广泛，种类繁多且功能不一，施肥效果差异很大，目前的研究多集中在有机肥施肥量或单一有机肥对果园土壤改良、果实品质的影响方面，不同有机肥种类对葡萄园土壤理化性状、肥力及植株生长发育和果实品质影响的综合性研究不多。如何科学、合理地施用有机肥来改良土壤、提高肥水利用率、提高果实品质等，是近年葡萄提质增效研究的重点。为此，笔者在做好控制产量、减轻树体负荷的同时，通过施用几种生产上应用较多的有机肥，探索不同有机肥对设施葡萄园土壤环境的改良效果，及其对‘红地球’葡萄生长发育及果实品质的影响，以期为中国南方沿海地区设施‘红地球’葡萄的施肥管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2019年在浙江省玉环市金田果业合作社‘红地球’葡萄基地进行，供试土壤为水稻壤土，pH 7.1，供试‘红地球’为5年生，贝达砧木，水平棚架。小区面积0.033 hm2，每公顷种植1650株，行株距4.8 m×1.3 m，棚架为水泥、三角铁混合架，大棚高2.5 m，架面离棚顶高为0.8 m，单顶膜覆盖。

1.2 试验设计

试验共设5个处理，随机区组排列，每处理3次重复，每重复10株。处理I为碳基生物肥，处理II为生物菌肥，处理III为腐熟菜饼肥，处理IV为干燥腐熟猪粪，处理V(CK)为复合肥；除冬季基肥施入的肥料按各处理要求进行外，其他时期施入的肥料各处理均相同，详见表1。

表1 各处理的施肥量和施肥方法 kg/hm2

1.3 测定项目及方法

1.3.1 果实品质 果实成熟时（全树有75%果实从色泽、风味等方面具备了该品种成熟的特征）每处理每株随机选取1穗果测定穗重，并在每穗上、中、下部位共取10粒果实，测粒重[3]、果实硬度、可溶性固形物含量、色泽等品质指标。穗重和粒重分别用德国赛多利斯公司的BL3型和BP3100S型电子天平测量；用游标卡尺测量果实纵径、横径，纵径、横径的值表示果形指数；果实硬度采用杭州托普仪器有限公司的GY-2型果实硬度计去皮后测量；可溶性固形物含量(TSS)用PAL-1数显手持数显糖度计测量；使用酸碱滴定法测定可滴定酸(TA)含量；果实色泽使用MiniScan EZ便携式分光光度计(Hunter Associates Laboratory,Inc.,USA)，以 CIE 1976 L∗a∗b∗颜色空间规范为标准，测定果实赤道部位的L∗、a∗和b∗值，计算CIRG值（红色葡萄颜色指数）；果实着色情况统计参照晁无疾[19]的方法进行（表2）。

表2 果实着色状况分级

着色指数计算见式(1)。

1.3.2 生长指标 转色期调查枝蔓木质化程度和叶片生长指标，每处理随机选10株，每处理随机调查10个枝蔓，调查枝蔓木质化程度；每株各选1张叶片，测定同一方位结果枝基部第2片叶的叶面积、叶厚度和叶绿素含量；用托普云农的YMJ-CH测量叶面积，用游标卡尺测量叶片厚度，用便携式叶绿素含量测定仪SPAD-502Plus即时测量植物的叶绿素相对含量或“绿色程度”。

1.3.3 土壤指标 除去土表覆盖物和地面杂质，在每处理选5个取土点，在离葡萄植株主干40 cm处取土，深度为0～20 cm，剔除腐熟有机肥，从中选出1 kg送浙江大学检测中心进行土壤养分及理化指标测定[20-23]。pH采用电位法测定，土壤容重采用环刀法测定，土壤孔隙度采用比重瓶法测定，电导率采用电导率仪测定。

1.4 数据分析

数据采用Excel 2007和DPS 7.05软件进行相关统计分析，用Duncan新复极差法(P＜0.05)进行差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 有机肥对‘红地球’葡萄园土壤营养状况的影响

从表3可知，施用有机肥对土壤有机质、营养状况均有较大改良作用。有机质含量各处理均显著高于对照，处理I最高，较对照提高43.77%，处理II、III和IV较对照提高20.38%～27.17%，差异显著；全氮含量除了处理IV显著高于对照0.056%，其他处理均与对照无明显差异，且都略低于对照。各处理有效磷和速效钾含量均显著高于对照，有效磷含量以处理I和处理IV较高，分别较对照提高35.45%和20.92%，速效钾含量以处理I和处理III较高，分别较对照提高57.9%和28.6%，最低的处理II较对照提高18.3%，增施有机肥可以明显提高果园土壤速效钾含量，从而改善果实品质。施用碳基生物肥、菜饼肥和猪粪均可明显提高土壤有机质、有效磷和速效钾含量，效果以碳基生物肥（处理I）最佳。

从表3可以看出，各处理的交换钙比对照提高0.37～15.43 cmol/kg，除处理IV外，其他处理均达到显著差异，以处理III最高，较对照提高了40.58%；各处理的交换镁除处理I低于对照外，其余均高于对照，处理II和III达到显著差异，以处理III为最高，比对照提高1.01 cmol/kg；各处理的锌含量效果不一，处理II的锌含量较对照提高15.76%，差异显著，其他处理锌含量则不同程度降低，处理IV比对照低1.54%，其余处理无显著性差异；有效硼含量以处理IV最高，比对照高54.72%，且显著差异，其余处理较对照略有降低，差异不明显。综合来看，施用菜饼肥（处理III）对提高土壤微量元素含量的效果最好，其次为生物菌肥和猪粪。

表3 不同种类的有机肥对葡萄园土壤理化性质的影响

2.2 不同有机肥对土壤理化性质的影响

如表4所示，施用有机肥后土壤理化性质有不同程度的改善。各处理的土壤容重较对照均有一定程度降低，但差异不显著，处理III和IV的容重最低，较对照降低了1.86%；总孔隙度各处理均有一定提高，以处理IV和III效果最佳，分别较对照提高1.53%和1.29%，但处理间差异不显著。增施有机肥可降低土壤中的总盐量，各处理的总盐量均比对照显著降低，以处理I最低，较对照低38.14%，其次为处理III、II和IV，分别较对照降低34.11%、33.33%和15.50%，且差异显著。本试验各处理的电导率均有显著降低，处理I最低，较对照低33.94%，其次为处理III、II和IV，变化规律与总盐量一致。增施有机肥还可对土壤pH起到调节作用，各处理的土壤pH与对照相比均有显著提高，各处理的pH均更接近中性，以处理I和IV最好，分别为6.74和6.84。由此可以看出，施用有机肥可以不同程度上降低容重、增加孔隙度、降低土壤含盐量、提高pH，进而提高土壤理化性状，效果以施用菜饼肥（处理III）效果最佳。

表4 不同有机肥对葡萄园土壤理化性质的影响

2.3 不同有机肥对葡萄植株生长的影响

施用有机肥对植株生长有积极影响（表5）。施用有机肥后叶面积均有不同程度提高，与对照相比，处理III、IV的叶面积分别提高了21.62%和19.00%，且差异显著，处理I和处理II的叶面积略有提高，差异不显著；有机肥对叶片厚度和叶绿素含量均有不同程度影响，2个指标变化规律一致，其中处理IV和处理II的叶厚度和叶绿素含量略有提高，处理I和III较对照略低，但差异均不显著；施用有机肥后枝条木质化程度均有不同程度提高，处理III的木质化程度最高，较对照提高了14.31%，且有显著性差异，其他处理木质化程度也有不同程度提高，但与对照相比差异不显著。由此可以看出，施用有机肥可以增加叶面积，提高枝条木质化程度，促进植株生长与枝条老熟，综合效果以施用菜饼肥（处理III）最佳。

表5 不同有机肥对植株生长的影响

2.4 不同有机肥对‘红地球’葡萄品质的影响

从表6可知，与对照施复合肥相比，各处理的所有果实品质的指标均有明显提高。单果重各处理较对照均有显著提高，其中处理III的单果重最高，较对照提高了26.46%，其次为处理II、I和IV，分别较对照提高21.82%、20.70%和13.19，且差异显著；各处理的果形指数、果实（红色）颜色纯度和果实硬度均较对照有一定提高，但差异不显著；各处理的可溶性固形物含量除处理Ⅳ外均较对照有显著提高，处理I和III的TSS较高，较对照都提高了2°Brix；可滴定酸含量各处理均显著高于对照，其中处理I、III的TA最高，较对照提高15.15%，其次为处理II、IV，较对照提高9.09%；各处理的糖酸比存在显著差异，以处理III的固酸比最高，较对照提高了34.20%，其他依次是处理I、II、IV，较对照均有显著提高。综合果实单果重、硬度、固酸比等指标，腐熟菜饼肥（处理III）的果实综合品质最高。

表6 不同种类的有机肥对‘红地球’葡萄果实品质的影响

2.5 不同种类的有机肥对‘红地球’葡萄经济效益的影响

从表7可知，尽管是控产栽培，各处理与对照相比产量差异不大，但增施有机肥提高了土壤中有机质和各类营养元素的含量，使‘红地球’葡萄果实着色均匀，品质提高，商品性好，各处理的售价均比对照高0.5～2元/kg，以处理I和III为最高。每公顷产值也比对照高11407.5～67344.0元，除去施用有机肥增加的生产成本，各处理的每公顷效益均比对照增加5257.5～58794.0元，以处理III（腐熟菜饼肥）为最好，增加58794.0元，其次是处理I（碳基生物肥）增加39456.0元。

表7 不同有机肥对‘红地球’葡萄经济效益的影响

3 结论与讨论

土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，增施有机肥是提高土壤肥力的主要途径，能增加土壤中的各种营养元素，促进土壤团粒结构的形成，可改善土壤物理结构，提高土壤保肥能力和缓冲性能，并有效改善葡萄园土壤质地[22]，以满足葡萄在生长过程中对有机质和氮、磷、钾等元素的大量需求[22-23]，促进葡萄的生长。本研究中，增施不同有机肥后土壤有机质含量提高了27.17%～43.77%，提高土壤pH 0.12～0.28，这与王健鹂[24]的研究结果是一致的，这可能是由于有机物分解过程中产生的有机酸分解、转化从而使pH提高。与魏晓兰[25]、张良英[26]、路克国[27]、刘国伟等[28]在小白菜、桃、苹果、玉米上的研究结果相似，施用菜饼肥处理的土壤有机质、交换性钙和镁含量显著提高，土壤容重较对照降低1.9%、总孔隙度降低6.8%，改良土壤理化性质的效果最佳，这与菜饼肥的有机质含量较高(70%～80%)且氮磷钾等营养元素多呈有机态的特性有关，施用后可以使土壤结构疏松，增加土壤团粒结构和孔隙度[29]。

电导率是指示土壤盐分含量的指标，水溶性盐分含量高，电导率也高。本试验中，土壤含盐量和电导率在施用有机肥后均有不同程度降低，分别较对照降低了15.50%～38.14%和4.56%～33.94%，且两者变化规律是一致的，均是碳基生物肥效果最佳、菜饼肥次之、猪粪效果最差。这应该与碳基生物肥含有生物炭，具有良好的吸附作用，能吸附硝酸盐和一些盐分有关。因此，通过施用有机肥可以提高pH、降低含盐量，这有利于解决设施葡萄园土壤酸化、盐渍化[2,24]等问题。

土壤有机质含量、酸碱性及土壤各种性质对土壤养分供应状况及作物生长发育具有重要意义。据施平丽[30]、刘松忠[31]、熊荟菁等[32]的研究结果，施用有机肥可以增加叶面积，提高枝条木质化程度，本研究中施用菜饼肥的叶面积和枝蔓木质化程度分别提高了21.62%和14.31%。施用菜饼肥的果实综合品质最高，单果重、TSS、固酸比分别提高26.46%、2°Brix和34.20%。这可能与菜饼肥含有丰富的蛋白质、有机氮及其他营养元素，不仅能使土壤微生物活性增强，还能提高土壤养分的有效性，从而促进了植物的生长有关[29]。经济效益以腐熟菜饼肥和碳基生物肥为最好，每公顷增加效益58794.0和39456.0元，这与赵昌杰[33]、周敏[34]等在‘夏黑’、‘里扎马特’葡萄上施用饼肥、猪粪等有机肥能增加果粒质量、提高产量和品质的结果也是一致的，进一步证明了菜饼肥可以改良土壤理化性质及营养状况，进而增产提质的作用。

根据‘红地球’葡萄的需肥特性，在冬季施基肥时有针对性地增施有机肥，并结合各阶段进行配方施肥，可有效改善土壤理化性质，增加土壤有机质和各种元素的含量，保证树体营养供应，促进‘红地球’葡萄的生长发育[35]，提高果实品质和经济效益。

不同的有机肥施入，产生的效果不同。本试验各处理无论是从土壤改良、果实品质还是经济效益的综合结果来看，以增施腐熟菜饼肥和碳基生物肥有机肥的葡萄果实综合品质和经济效益最好，生物菌肥和干燥腐熟猪粪次之。总之，增施有机肥可提高‘红地球’葡萄的果实品质和经济效益，值得推广。