竹纤维微生物肥对‘巨峰’葡萄发育和土壤养分的影响

彭言劼，宋春草，康颖，张丹丹，潘露嘉，潘自辉，陈小溪，周勇,3*

（1. 乐山师范学院，四川乐山 614000；2. 竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室，四川乐山 614000；3. 峨眉山生物多样性保护与利用研究所，四川乐山 614000；4. 湖北省林业调查规划院，武汉 430079；5. 襄阳市林业科学技术推广站，湖北襄阳 441022）

葡萄是世界四大水果之一，其中鲜食葡萄因其市场需求量大，效益稳定，已成为我国广大农村重点发展的果树之一[1]。鲜食葡萄种植对生产环境和种植技术要求较高，特别是水肥调控和土壤管理对葡萄品质影响较大。近年来，由于农户在大规模生产中片面追求产量，过量施用农药化肥，造成土壤等农业生产环境恶化，葡萄品质逐渐下降，生产效益难以提升[2]。微生物肥是一类添加了有益微生物的有机肥料或菌剂。研究表明，微生物肥能够培肥地力，改良土壤，改善水果的产量、品质及土壤环境，有利于水果生产和产业的可持续发展[3-6]。目前，微生物肥主要分为养分释放型，如添加固氮、溶磷、解钾、溶铁等微生物类型；有益代谢产物型，如添加分泌促进生长物质的微生物；抗病耐逆型，如添加抗病、抗虫、耐旱、降低重金属吸附的微生物，这些微生物肥已被广泛应用于农业生产中[7-8]。很多研究发现，微生物肥与有机肥配合施用能够有效地改良葡萄园的土壤状况，并提高葡萄的产量与品质[9-11]。

竹纤维微生物肥是一种添加了高吸水性改性竹纤维的新型菌肥，其除了具有常规微生肥固氮、解磷钾，促进植物生长，提高植株抗病耐性特点外，还具有保肥增墒，改善土壤水肥供给的效果。已有研究表明，竹纤维微生物肥在提高番茄单株产量，增加果实可溶性糖和维生素，促进果实转色方面具有显著的效果[12]。葡萄与番茄同属浆果类植物，竹纤维微生物肥在葡萄上的应用尚无报道，对葡萄品质的影响及作用机制也不清楚。本研究通过竹纤维微生物肥与有机肥配施，探索该菌肥对葡萄光合能力、品质提升和葡萄园土壤水肥环境的影响，以探讨竹纤维微生物肥在优质葡萄生产中的作用，为葡萄控肥定产、提质增效，推进绿色可持续葡萄产业发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试验材料为4年生‘巨峰’葡萄，每垄种植1行，垄宽2.5 m，垄间挖排水沟，株距约0.7 m，采用“Y”型架避雨栽培模式。

供试肥料为科斯润微生物肥（四川鑫鑫骄扬生物科技有限公司生产），含有高浓度、高活性的有益微生物菌群（枯草芽孢杆菌、棕色固氮菌等），有效活菌数≥5×108cfu/g，有机质≥60%，且添加了高吸水性的改性竹纤维，能够同时对土壤起到增肥保墒效果。

试验地点位于四川省乐山市夹江县甘江镇新生村葡萄产业基地内（E102°52′，N28°25′），海拔400 m。土壤类型为紫色冲积土，pH6.0，有机质含量15.12 g/kg，速效氮含量125.38 g/kg，有效磷含量36.65 g/kg，速效钾含量160.82 g/kg。

1.2 试验处理

秋末每667 m2按6 kg竹纤维微生物肥、150 kg油枯、75 kg发酵有机肥（N＋P2O5＋K2O≥5%，有机质≥45%）混匀，作为基肥均匀撒施在距葡萄树干基部20～60 cm。翻土混匀，施肥后及时覆盖地膜并滴灌清水，对照（CK）除不添加竹纤维微生物肥外，施用的肥料种类和数量与施肥处理（T）相同，各处理葡萄树按照随机区组排列。

1.3 指标测定

1.3.1 果实品质的测定

于果实发育的膨大期、转色期和成熟期分别随机选择穗形大小一致的果穗5穗，每穗取上、中、下部各2粒果实，每个处理30粒，3次重复，及时对葡萄外观品质和食用品质进行测定。其中，果实横径和纵径使用游标卡尺测量（精度0.02 mm），每粒测量2次取平均值；使用电子天平称量30粒果实，计算平均粒质量；可溶性固形物使用PAL-1数显糖度计（爱拓，日本）测定。可滴定酸测定采用电位滴定法[13]，计算固酸比[2]。果色测定方法参照孟祥云[14]的方法。

1.3.2 葡萄叶片气体交换参数和营养的测定

在果实转色中期，用TPS-2光合作用测定系统（PP Systems，美国）对葡萄叶片气体交换参数进行测定。具体操作为：上午9:00—11:00，每处理随机选取5株，测定其最顶端成熟叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），使用红蓝光源设置光照强度第8档 [2023 µmol/(m2·s)]，每叶片测定3次取平均值。同时使用植物营养测定仪（托普云农，中国）测定其叶绿素相对含量和含N量，每叶片测定3次，取平均值。

1.3.3 土壤养分含量和含水量的测定

葡萄成熟采摘后，使用系统布点法，在葡萄树干基部水平距离30～50 cm，挖深度10～20 cm的土壤，装入自封袋，标记密封。每个处理单独采集10个样点的土壤。

土壤含水量采用烘干法测定。取烘干土壤研磨后，采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量[15]，采用联合浸提法测定土壤有效磷和速效钾含量[16]，采用氯化钾浸提法测定土壤铵态氮含量[17]。

1.4 数据处理及分析

测试数据使用Excel 2019进行初步整理，使用SPSS25进行统计分析，作图采用Origin 9作图软件。

2 结果与分析

2.1 竹纤维微生物肥对葡萄果实品质的影响

在葡萄膨大期、转色期和成熟期对施用和未施用竹纤维微生物肥的果实进行品质分析，发现竹纤维微生物肥对葡萄果实的生长发育有显著的影响，且主要表现在果实成熟期。

从表1可知，在果实成熟前，施用竹纤维微生物肥的葡萄果实纵径、横径、果形和粒质量与对照均无显著差异。果实成熟后，除果形指数无显著差异外，处理的果实纵径、横径和粒质量均显著高于对照。菌肥处理过后，平均粒质量可达11.18 g，较未施菌肥的葡萄提高了21.0%。

表1 竹纤维微生物肥对葡萄果实大小和形状的影响Table 1 Influence of BFMF on grape berry size and shape

由表2可知，进入转色期后，竹纤维微生物肥显著提高了果实的可溶性固形物含量，但对可滴定酸的影响不大。在转色期，施用竹纤维微生物肥的葡萄可溶性固形物含量为14.92%，较对照提高了1.62%；果实成熟后，菌肥处理的葡萄可溶性固形物含量可达18.46%，较不施肥的葡萄提高了1.54%，固酸比可达37.3∶1，表明竹纤维微生物肥对果实糖分积累和口感提升有显著促进作用。

表2 竹纤维微生物肥对‘巨峰’葡萄糖酸含量的影响Table 2 Influence of BFMF on grape sugar and acid content

果实成熟后，竹纤维微生物肥处理与对照的‘巨峰’果色光泽明亮度（L*）、黄蓝色差（b*）和总色差（ΔE）均有显著差异（图1）。菌肥处理‘巨峰’葡萄果色L*值较对照更小，表明果色更暗，着色更深；b*值较对照更小，表明果色与对照相比更偏向蓝色，而对照与之相比更偏向黄色；与白纸相比，施肥处理的葡萄总色差ΔE值更大，亦表明其着色更深。与对照相比，施用竹纤维微生物肥的葡萄红绿色差（a*）值更大，表明果色更红，而对照果色较之偏绿，但差异未达到显著水平。总体上讲，竹纤维微生物肥对‘巨峰’葡萄的转色有促进效果。

图1 竹纤维微生物肥对‘巨峰’葡萄果色指标的影响Figure 1 Influence of BFMF on grape color

2.2 竹纤维微生物肥对‘巨峰’叶片光合效率的影响

竹纤维微生物肥对‘巨峰’叶片的光合作用影响显著（图2）。施用菌肥后，‘巨峰’葡萄叶片的Pn显著升高，达到21.83 µmol/(m2s)，较对照提升了27.3%；Gs和Tr分别较对照提高了36.6%和9.4%，但差异并未达到显著水平。在叶片营养方面，竹纤维微生物肥施用后的‘巨峰’叶片叶绿素相对含量较未施肥的叶片提高了4.4%，叶片N含量提高了3.6%，但差异均未达到显著水平（图3）。

图2 竹纤维微生物肥对‘巨峰’叶片气体交换参数的影响Figure 2 Influence of BFMF on leaf gas exchange parameters

图3 竹纤维微生物肥对‘巨峰’叶片营养的影响Figure 3 Influence of BFMF on leave nutrients

2.3 竹纤维微生物肥对葡萄土壤养分的影响

竹纤维微生物肥对葡萄土壤养分和含水率有较大的影响（表3）。在成熟期，施用竹纤维微生物肥的葡萄土壤中有效磷和速效钾含量显著高于未施用菌肥的土壤，分别比对照高出2.8%和7.9%。施过菌肥的土壤含水率高达32.4%，而对照土壤含水率仅为27.8%，说明竹纤维微生物肥能促进土壤维持更高的含水率。施用竹纤维微生物肥土壤有机质含量为14.10 g/kg，而对照土壤的有机质含量为16.68 g/kg，显著高于施菌肥的土壤。此外，施用竹纤维微生物肥土壤铵态氮含量略高于对照，但差异未达到显著水平。

表3 竹纤维微生物肥对‘巨峰’葡萄园土壤理化性质的影响Table 3 Influence of BFMF on soil physical and chemical property

3 讨论

大量研究表明，合理施用微生物肥料可以增加水果含糖量、固酸比和Vc含量等，明显改善果实品质[9,18-20]。乐小凤等[21]研究发现，葡萄果实可溶性固形物含量随粒径的增大而降低，Roby和Mtthews[22]认为这种情况主要是由于土壤水分不足造成的，本研究的结果支持这种观点。

光合同化产物是葡萄果实干物质的最主要来源，因此，光合作用能够直接影响到葡萄树的生长状况和葡萄品质的形成[23]。土壤水分状况是影响植物叶片的光合速率的关键因子之一，土壤含水量较低时，水分是植物光合速率的主要限制性因素[24-26]。在葡萄栽培中，可采用滴灌和覆膜相结合的方法，提高土壤水分含量和水分的有效利用率，也可施用竹纤维微生物肥等含保水性生物炭的肥料，以保证土壤水分充足。

土壤速效氮磷钾和有机质含量是土壤肥力的重要指标。胡诚等[27]对土壤长期施肥研究发现，长期配施菌肥和有机肥能够明显提高土壤肥力。其中，磷能促进葡萄的糖分运输与积累，钾能提高葡萄浆果的含糖量，二者皆对葡萄果实品质有重要的影响[28]。在葡萄生产中施用竹纤维微生物肥能够通过激活土壤磷钾库，促进土壤中固定态磷和钾的释放，显著提高了土壤有效磷和速效钾含量，从而促进葡萄果实含糖量的提高。同时，在葡萄果实的膨大期对叶片喷施适量的速效磷钾肥，也可促进果实品质的提升。

对葡萄采收后土壤有机质含量测定发现，施用竹纤维微生物肥的土壤有机质含量显著低于对照水平。土壤有机质可被土壤微生物分解，产生许多可被利用的矿物营养素和CO2[29]，而施用菌肥的土壤中，微生物数量较对照显著升高[30]，大量分解了有机质，这可能是造成施用微生物肥后土壤有机质含量降低的原因。

由此可见，竹纤维微生物肥可以通过功能菌促进土壤养分释放，改善土壤墒情，提高植株体光合效率，提升葡萄品质，在葡萄生产上具有较大的应用潜力。