我国生物有机肥在葡萄种植中的应用

金 丽 张艺馨 姚光磊 刘晓鹏

（郑州市农林科学研究所 河南郑州450005）

葡萄是世界上的四大水果之一，种植遍布于世界各地，FAO 数据显示，2017 年葡萄产量 7 428 万 t，位居世界水果产量第3 位。改革开放后的40 余年，随着品种的不断优化，新技术、新模式、新设施不断更新完善，中国葡萄产业飞速发展，成为了农村振兴、农民脱贫致富的朝阳产业[1]。根据2018 年OIV 公布的全球葡萄种植及生产、加工及消费数据，中国葡萄种植面积87.5 万hm2，仅次于西班牙96.9 万hm2的种植面积，位居世界第2 位。在葡萄产量方面，中国以年总产量1 170 万t 和鲜食葡萄产量950 万t 位居世界首位，中国葡萄产量将近占世界总产量的一半[2]。但是，我国葡萄种植中还存在很多问题，例如不合理施肥不仅影响了葡萄的产量和品质，而且还会造成资源浪费和环境污染，严重影响了生态平衡，违背了我国“可持续发展”的理念[3]。

1 葡萄种植施肥现状

葡萄施肥是根据葡萄不同生长发育时期所需的矿质养分，对土壤中不足的营养元素进行补给和调节的过程。合理的施肥是生产高产优质葡萄的重要前提。目前在葡萄施肥上存在很多误区，除了施肥时期和施肥方式等技术方面问题，肥料种类的选择也很重要，主要存在重化肥轻有机肥、酸化严重的土壤继续使用酸性肥料、肥料施用平衡有误等问题[4-5]。

葡萄种植中所施用的肥料大致可以分为无机肥、有机肥和微生物肥。无机肥中含有大量的速效氮、磷、钾等营养元素，但长期单一施用无机肥会造成土壤酸化板结，地力下降，不仅会使葡萄根系分布浅，还会影响枝梢生长、花芽分化、果实品质和产量，甚至破坏生态环境；有机肥中虽含有大量的有机物和营养物质，不会影响土壤的理化性状和肥力，但是施用体积大，有效养分含量偏低，利用率低，如果没有充分腐熟，无害化程度低，还会导致葡萄烧根、病虫害严重，也会造成环境污染；而微生物肥是一种含有特定功能菌体的间接肥料，是通过功能菌种将土壤中固定的化合物分解转化为农作物可以直接利用的有效养分，不仅可以改善土壤结构，增加土壤肥力，安全无毒，而且可以提高葡萄的产量和品质[6]，但是将微生物肥直接施入土壤，土壤的环境复杂，不能保证微生物肥稳定的发挥作用。因此，将三者优点有效的结合起来形成复合成分的有机生物肥是绿色生态农业和可持续发展农业的必然选择[7]。

2 生物有机肥概况

2.1 生物有机肥的概念与特点

生物有机肥是指以畜禽粪便、秸秆、优质棉饼、草粉等动植物残体充分腐熟、脱臭、无害化处理的有机肥为载体，配以一定比例的无机氮、磷、钾复合造粒，加入具有特定功能的微生物，“三合一”复合而成的新型微生物肥料。生物有机肥一般有机肥含量大于35%，氮、磷、钾无机盐含量大于30%，微量元素含量2%，还含有多种氨基酸和维生素，营养丰富，性状优良，安全无毒。

生物有机肥具有特定功能的有益菌，能够固氮、解磷、解钾。这些活的微生物适合生长在农作物根际，能够固定空气中的氮元素，分解土壤中的化合态磷和钾，转化为能够被植物直接利用的营养物质；同时可以解析土壤中10 多种微量元素为农作物所用，增加土壤肥力；有益微生物生命活动还会产生一些刺激物质促进植物分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素等植物激素，调节植物生长，提高农作物产量和品质；有益菌在农作物根部大量繁殖，分泌粘多糖，与土壤中矿质胶体，有机胶体结合形成团粒结构，能够有效的保持土壤肥力[8]。

2.2 生物有机肥生产菌种使用现状及安全性

据统计，截止到2019 年6月我国共有生物有机肥生长企业1 000 多家，年产量达800 多万吨，获得农业农村部认定登记的产品有1 872 个。其中，使用单一菌种的生物肥产品有1 006 个，使用两种菌种的产品有716 个，使用3 种及3 种以上复合菌种的产品有140 个[9]。目前生物有机肥产品使用菌种已经覆盖细菌、真菌、放线菌等72 个菌种。细菌类中常见的用于生物有机肥生产的是芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属菌种；真菌类生产用菌主要是哈茨木霉、米曲霉、淡紫紫孢菌、长枝木霉等丝状真菌或酵母菌；放线菌类多为链霉菌属。

最常用的有枯草芽孢杆菌、胶质类芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等，这些菌种生物安全风险等级低,但是随着使用菌种的不断扩大，其潜在风险不容忽视,进行生物有机肥产品生产菌种生物安全风险评价是有必要的。目前，生物有机肥生产用菌严格执行NY/T 1109－2017 《微生物肥料生物安全通用技术准则》标准要求进行生产，相对安全无毒。但是现行标准NY 884－2012《生物有机肥》对于杂菌并无限量要求，可能存在潜在风险隐患。马鸣超等人对施用生物有机肥后的水果的有害微生物残留情况进行分析，结果表明施用生物有机肥后的葡萄、桃子、京白梨均未检测到沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等有害致病菌，虽部分样品检测到植物致病微生物，但对人体无害，总体来说施用生物有机肥的水果安全性是可控的。因此生物有机肥是相对绿色安全的，它将成为绿色有机农业的发展中不可或缺的一部分[10]。

3 生物有机肥在葡萄种植中的应用效果

3.1 生物有机肥能够改良葡萄生长土壤环境，提高肥料利用率

葡萄适宜生长在pH 5.8～7.5 的中性或微酸性土壤环境中，但目前陆地种植葡萄的土壤pH 为4.0～9.7，不利于提高葡萄的产量和品质。而生物有机肥的施用，能够代谢分泌出多种有机酸物质，给葡萄创造一个微酸性的最佳生长环境。

生物有机肥中的功能微生物在根际大量繁殖，分泌大量粘多糖物质与土壤的有机胶体、矿物胶体等相结合形成土壤团粒，有利于土壤保水、保肥，提高土壤肥力。生物有机肥的长期使用还可以增加土壤的通气性和土壤的性状，这些都为葡萄生产提供了有力条件。

韩凤兰表示生物有机肥本身不产生毒素,并且可以降解土壤中残留的化肥、农药等有害物质，能够溶解灌溉时污水中的重金属等物质，是绿色有机葡萄种植中的最佳选择[11]。姜莉莉等人研究表明，“丰田宝”生物有机肥代替化肥应用在玫瑰香葡萄种植中，能够显著降低土壤全盐含量，能够有效提高滨海盐碱胁迫地区葡萄的产量[12]。李瑞祥表明生物有机肥采用了γ-PGA 技术，能够提高土壤 pH ，有效缓解土壤酸化，有修复和保护土壤的作用，并能促进有益微生物菌群快速繁殖，与病原微生物产生拮抗作用，改善土壤微生态环境。同时，有益微生物菌群代谢可以降解肥料中难溶的磷、钾化合物为易溶的磷、钾元素，提高肥料利用率[13]。

3.2 生物有机肥能提高葡萄品质和产量

葡萄品质由外观品质和内在品质组成。外观品质较直观，包括果实的大小、质量、色泽、形态等指标[14]，内在品质主要包括可溶性固形物含量和可滴定酸含量两个重要口感指标[15]。合理施用生物有机肥可以增加葡萄的单粒质量、单穗质量、可溶性固形物、维生素C、花青素等含量，降低可滴定酸、醛类等含量，改善葡萄果实光泽度、整齐度和风味特性，提高葡萄产量。

何志强等人在研究“农日升”生物有机肥和“绿能瑞奇” 氨基酸液肥对日光温室延后栽培的 “红地球”葡萄果实品质的影响中，发现施用生物有机肥后能够明显提高葡萄单粒重、单穗重、可溶性固形物、花青素、维生素C 等含量，能够降低葡萄中可滴定酸的含量[16]。姜莉莉等人研究“丰田宝”生物有机肥部分或完全代替化肥在玫瑰香葡萄上的应用效果，发现生物有机肥相对化肥，能够显著的提高葡萄果实的着色度和可溶性固形物含量，降低葡萄裂果率、病果率，一定程度提高了果实硬度和葡萄叶片SOD 和POD 防御霉活性，降低果实的可滴定酸含量，在改善品质的同时，葡萄产量不仅没有降低还略有增加，经济效益显著[12]。李凯等人在研究两种有机生物肥对红地球葡萄品质的影响中发现，施用生物有机肥能够显著降低红地球葡萄果实中的醛类成分相对含量，同时显著提高醇、酮、酯、烷和烯类成分的相对含量，明显提高了葡萄果实风味特性[17]。季中良等人表示施用沃丰生物有机肥的巨峰葡萄产量明显高于施用复合肥的对照组产量[19]。

3.3 生物有机肥能促进葡萄植株生长，提高抗性

生物有机肥中的功能微生物活动能够将土壤中的营养物质分解为植物易吸收的成分，快速供给植物合成碳水化合物、蛋白质、核酸、叶绿素等，促进根部发育、树体长成，甚至能够促进葡萄提早成熟，还为葡萄提供其他肥料无法提供的高含量的腐殖酸和有机质。同时能够刺激植物体内分泌生长素、细胞分裂素等生长激素调节植物生长平衡[18]。另外生物有机肥中含有2.8%～3.0%的黄腐酸，有刺激葡萄增产、提高葡萄抗病能力的功效。功能微生物在土壤中大量繁殖，与病原菌产生拮抗作用，也达到了防治土传病害的作用[19]。

季中良等人在研究沃丰生物有机肥在‘巨峰’葡萄种植上的应用效果实验中发现，生物有机肥可以增加葡萄植株的生长量，促进枝条叶片的成熟，增强葡萄植株的的抗病能力[20]。李瑞祥认为有机生物肥中运用γ-PGA 技术，可使根部形成包复膜，能够促进侧根、吸收根及根毛的生长，提高了葡萄根部的吸收能力[12]。孙少霞等人在研究本达生物有机肥在玫瑰香葡萄上的施用效果时发现，本达生物有机肥可有效地防止过度的营养生长，促使营养生长与生殖生长协调发展，为连年丰产、稳产奠定基础[19]。韩凤兰表示生物有机肥的施用能够使葡萄的转色期提早3～4 d，成熟期提前6～7 d，同时还能改善品质，大大提高了葡萄种植的经济效益[11]。刘甲启等人以‘红地球’葡萄为试验材料，研究了不同生物有机肥对渭南地区受冻葡萄根系生长的影响情况，结果表明，生物有机肥的施用能使受冻害影响的‘红地球’葡萄恢复根系生长，增强新梢发育和坐果能力，其中“12 菌”生物有机肥效果最好[21]。“12 菌”是由多种功能菌混合而成生物有机肥，其中含有抗线虫、抗病原真菌，耐盐碱 、生防、产酶、固氮等优良菌种，通过功能菌种科学配比，达到刺激生根、抑制病害、调节酸碱度、改善土壤团粒结构等作用[22-23]。

4 生物有机肥在葡萄种植应用中存在的问题及应对措施

生物有机肥作为一种绿色环保的新型肥料在我国迅速发展起来，但在发展过程中，很多问题不断显现出来。生物有机肥生产过程中还存在系统化生产技术落后、产品创新速度慢、生产工艺简单、成本高、追溯体系不完善等产业链不完善问题[24]。生物有机肥菌种选择和使用上，随着可以运用的菌种种类不断扩大，生物安全性不容忽视，很多在生物有机肥生产中常用的解淀粉芽孢杆菌和短小芽孢杆菌等常见菌种，其不同菌株还存在溶血等潜在风险，安全隐患的问题有待解决[10]。葡萄专用生物有机肥的研发和生产较少，生物有机肥在葡萄上的经济价值和生态效益大多都在试验探索过程中，没有根据葡萄生长特性调整生物有机肥的成分配比，使生物有机肥的优势发挥到极致。除此之外，生物有机肥在葡萄种植生产中的推广力度小，很多葡萄种植户对生物有机肥了解少，或还持有观望态度，或是因为生物有机肥储藏期短、存活效果较差，对速效化肥长期依赖等原因不愿尝试使用生物有机肥。

应对措施： 国家要加大对生物有机肥研发和推广的扶持力度，降低生物有机肥生产成本，加强市场监管力度，完善生产菌种安全风险评价体系和标准，建立生物有机溯源机制。企业应该加大对生物有机肥创新研发的力度，学习引进国外先进技术，克服技术工艺上的缺点，并针对我国不同地区、不同土壤环境、不同施用对象，开发具有针对性的专用生物有机肥。各级农业技术推广部门要加大对生物有机肥功能特性、施用方法的宣传力度，让农民认识到生物有机肥带来的经济效益和生态效益是不可估量的，心甘情愿的做绿色有机产品生产的践行者。

5 生物有机肥在葡萄种植中的应用前景

随着我国人民生活水平的不断提高，人们对物质生活质量的要求越来越高，越来越多的人开始追求健康绿色的饮食，对绿色有机食品的需求越来越大。对于葡萄爱好者来说，他们希望能品尝到绿色有机认证的健康葡萄。而生物有机肥具有低投入、高产出，原料充足、节约能源，无毒、环保等特点，不仅可以解决葡萄种植中过量使用化肥造成的土壤富营养化、板结、盐渍化、生物功能退化的问题，提高肥料的利用率，有较高的生态效益。还能够有效调节葡萄营养生长和生殖生长的协调，加快葡萄生长速度，提高抗病害、抗寒等能力，促进葡萄提早成熟，提高延后栽培葡萄的品质、增加经济效益、提升葡萄的商品价值。符合现代生态农业可持续发展的要求，因此生物有机肥是种植绿色有机葡萄的首选。但目前生物有机肥在整体农作物肥料比重中与欧美发达国家相比较低，重视程度还够[25]。生物有机肥料作为我国农业结构战略性调整的重要内容，对建设可持续发展的小康社会具有巨大作用。随着研究的不断深入，越来越多的生物有机肥将得以研发，我国的生物有机肥的发展还有很大的潜力和空间。在今后的葡萄种植中，要积极响应“2020 年实现主要农作物化肥使用量零增长”行动号召，应用生物有机肥为广大消费者提供更多高品质的绿色健康葡萄。