化肥减量配施有机肥对葡萄产量、品质及土壤质量的影响

范晓晖，陈慕松*，刘文婷，林 旭，翁琳琳，吴寿华，谢 星

（1.福建省宁德市农业科学研究所，福建 福安 355017；2.宁德市扶贫开发服务中心，福建 宁德 352100）

葡萄是我国主要的栽培果树之一，截至2016年，我国葡萄栽培面积为80.96万hm2，产量达1374.5万t[1]。然而，随着葡萄栽培面积的不断扩大，其在带来经济效益的同时，由于果农长期靠经验种植及片面追求产量，造成盲目施肥现象严重，其中过量施用化肥导致土壤酸化、板结、养分流失、面源污染等问题日益突出，严重制约我国葡萄产业的健康可持续发展[2-4]。

土壤是葡萄栽培和生长的基础，土壤质量直接影响葡萄的生长发育[5]。相关研究表明，合理施用有机肥能改善土壤质量状况，有助于葡萄产量和品质的提高，同时有机肥还可替代部分化肥，减少化肥的施用量，提高肥料利用率。韩建等[6]在张家口市怀来县“红地球”葡萄园连续4年的研究表明，合理的有机无机肥配施可提高葡萄的产量和品质，且随着年份的增加日趋明显。张筠筠等[7]针对贺兰山东麓4年生“赤霞珠”葡萄园化肥减量增效研究结果表明，化肥减半配施有机肥可提高土壤肥力和酿酒葡萄品质，但过量减少化肥施用不利于优质酿酒葡萄原料的生产。这些地区通过开展葡萄化肥减量增效田间试验，为当地葡萄的优质生产提供了施肥指导，但由于葡萄栽培品种、土壤类型、种植年限等存在差异，不同地区得到的化肥减量比例及有机肥施用量不尽相同。因此，在不同葡萄主产区开展化肥减量配施有机肥相关研究工作就显得尤为重要。

福建省闽东地区是我国南方鲜食葡萄新兴产区，在葡萄生产过程中亦存在过度施用化肥、肥料利用率低、鲜食葡萄品质及土壤质量下降等问题[8]。因此，本研究以5年生“巨峰”葡萄为试验材料，在福建省福安市连续2年开展葡萄园化肥减量配施有机肥的田间试验，以明确不同化肥减量配施有机肥处理对福建“巨峰”葡萄产量、品质及土壤质量的影响，以期为福建“巨峰”葡萄优质高产高效栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况

本试验于2018年7月至2020年8月在福建省福安市赛岐镇福安市华瑞农业有限公司葡萄种植园内进行。试验地海拔15 m，属中亚热带海洋性季风气候，光照充足，雨水充沛，年平均气温15.0～20.0℃，年降水量1350～2050 mm，降水主要集中于春夏季。年日照时数1906 h，全年无霜期230～300 d，年平均相对湿度78%～84%。

1.1.2 供试肥料

商品有机肥由厦门市江平生物基质技术股份有限公司（N-P2O5-K2O为2.46-2.25-1.45）提供；尿素（N 47%）；平衡型复合肥（N-P2O5-K2O为17-17-17）；硫酸钾（K2O 52%）。

1.2 试验设计

试验采用5年生当地主栽葡萄品种“巨峰”，行距2.5 m，株距1.2 m，自然伞形栽培。试验采用随机区组设计，共设置4个处理，每个处理3次重复，共12个小区，每个小区的葡萄树20～22株，试验区田间管理与当地葡萄园管理一致。各处理施肥策略及养分投入量见表1，其中CK处理为当地果农传统施肥习惯。

表1 葡萄4个生育期各处理肥料种类及养分投入量 （kg/hm2）

1.3 项目测定

1.3.1 土壤理化性质的测定

利用环刀法现场取样，带回实验室进行土壤容重测定。采集各处理土壤样品，混合均匀后四分法带回实验室风干处理，用于测定土壤理化性质。土壤pH采用电位法测定；有机质含量采用重铬酸钾容量法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用冷HNO3浸提-火焰光度法测定[9]。

1.3.2 葡萄品质的测定

果实成熟后，按照葡萄测产要求测定单果重、单穗重和折算公顷产量。同时，在每个处理随机选取具有代表性的果穗带回实验室，测定葡萄鲜果品质指标。可溶性固形物含量使用ATAGO PAL-1数显测糖仪测定；可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定；果实pH采用电位法测定；果实维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定[10]。

1.4 统计分析

数据采用Excel 2010整理，通过SPSS 19.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 各处理对葡萄园土壤质量的影响

从表2可以看出，各化肥减量配施有机肥处理葡萄园土壤碱解氮、有效磷、速效钾残留量均随着化肥减量比例的增加而减少。2019年，各化肥减量配施有机肥处理碱解氮残留量均显著低于CK，降低幅度为7.71%～15.83%；T1处理有效磷残留量低于CK，降低了9.16%，但差异不显著，T2和T3处理有效磷残留量显著低于CK，分别降低了28.26%和40.60%；T1处理速效钾残留量略高于CK，但不显著，而T2和T3处理速效钾残留量则显著低于CK，分别降低了19.71%和32.98%；各处理土壤有机质含量表现为T3＞T2＞T1＞CK，与CK相比，T1、T2和T3处理增幅分别为5.74%、12.25%和23.43%，T1处理增加不显著，T2和T3处理增加显著；T1处理土壤pH值较CK仅降低了0.01个单位，而T2和T3处理土壤pH值则显著提高，分别提高了6.00%和2.75%；各处理土壤容重分别较CK降低了6.90%、8.62%、8.62%。

表2 不同处理对葡萄园土壤质量的影响

2020年，各化肥减量配施有机肥处理碱解氮残留量均低于CK，其中T3处理显著降低了23.19%，T1和T2处理分别降低了9.24%和6.69%；各化肥减量配施有机肥处理有效磷残留量均低于CK，其中T3处理降低幅度最大，降低了12.59%；T3处理速效钾残留量高于CK，增加了27.39%，而T1和T2处理则低于CK，分别降低了14.96%和5.21%，无显著性差异；各化肥减量配施有机肥处理土壤有机质分别较CK 增加了24.03%、57.23%和28.87%；各化肥减量配施有机肥处理土壤pH值较CK分别提高了0.24%、1.96%和5.15%，其中仅T3处理增加显著；各化肥减量配施有机肥处理土壤容重分别较CK 降低了4.59%、1.83%和5.26%，且无显著性差异。

2.2 各处理对葡萄产量的影响

由表3可知，通过化肥减量配施有机肥可增加“巨峰”葡萄产量，2019、2020年较CK分别平均增产17.91%、21.41%。各处理对葡萄的单果重、单穗重及产量的影响有所差异。试验第1年（2019年），T2处理与 CK相比增加显著，单果重、单穗重和产量分别增加15.11%、12.57%和33.05%，而T1、T3 处理与CK相比无显著性增加；试验第2年（2020年），各化肥减量配施有机肥处理对葡萄单果重、单穗重及产量的影响有所不同，与CK相比，T2处理的单果重、单穗重及产量均显著增加，分别增加15.90%、25.41%和33.68%，T1、T3处理的单穗重与CK相比也显著增加，分别增加15.80%、17.53%，但单果重及产量与CK相比无显著性增加。总体而言，T2处理对葡萄增产优于T1、T3处理，尤其在试验第2年（2020年），T2处理葡萄的单果重、单穗重及产量的影响均显著高于T1、T3处理。

表3 不同处理对葡萄产量的影响

2.3 各处理对葡萄品质的影响

从表4可以看出，各化肥减量配施有机肥处理可改善“巨峰”葡萄的品质。试验第1年（2019年），各化肥减量配施有机肥处理可溶性固形物含量均高于CK，其中T2处理含量最高，为18.07%，比CK显著提高了8.66%，其次为T1处理，比CK显著提高了6.25%，而T3处理增加不显著；各化肥减量配施有机肥处理可滴定酸和pH值较CK有所改善，但差异不显著；T2处理维生素C含量最高，为52.30 mg/kg，比CK显著提高了20.92%，并与T1和T3处理有显著性差异，而T1和T3处理较CK分别降低了2.69%和1.87%，但差异不显著；T2处理固酸比最高，然后依次为T1、T3和CK，其中T2处理较CK显著提高25.67%，而T1和T3处理较CK差异不显著。

表4 不同处理对葡萄品质的影响

试验第2年（2020年），各化肥减量配施有机肥处理可溶性固形物均高于CK，其中T2处理含量最高，为18.27%，比CK显著提高了6.41%，其次为T3、T1处理，分别提高了3.26%、1.51%，但提高不显著；各化肥减量配施有机肥处理可滴定酸均略低于CK，各处理间差异不显著；T1处理pH值较CK降低了2.70%，而T2和T3处理则分别提升了2.16%和1.08%，但各化肥减量配施有机肥处理与CK均差异不显著，此外，T2处理pH值最高，T1处理最低，两者间差异显著；各化肥减量配施有机肥处理维生素C含量均高于CK，其中T2处理含量最高，其次为T1处理，较CK分别显著提高了25.17%、18.44%，而T3处理较CK提升了12.69%，提高不显著；各化肥减量配施有机肥处理固酸比均高于CK，其中T2和T3处理较CK分别显著提高了19.98%和15.39%，而T1处理较CK提高不显著。

3 讨论与结论

氮、磷、钾是作物生长所必需的大量营养元素，合理施用氮、磷、钾等无机肥料可提高作物产量，但过量施用化肥不仅不能使作物增产，还会降低肥料利用率，使部分养分在土壤中大量积累，造成土壤养分失衡，破坏土壤质量，最终影响作物的产量和品质[11-13]。孙晓姝等[14]研究认为，在设施条件下氮素挥发所占的氮损失较低，每年都会有大量的氮素滞留在土壤中。魏玉奎等[15]研究认为，由于设施栽培的微环境相对封闭、无降水淋洗等特点，相较于露天作物土壤，更易造成耕层磷素大量富集，且随着种植年限的增加而增加。郑小能等[11]研究结果表明，磷肥的合理施用会使作物增产，而磷的含量过高则会降低葡萄产量。本研究中，CK连续2年仅施用化肥，其葡萄园土壤碱解氮、有效磷和速效钾残量均高于其他化肥减量配施有机肥处理，这或许是导致CK处理葡萄产量和品质较低的重要限制性因素。各化肥减量配施有机肥处理葡萄园土壤碱解氮、有效磷、速效钾残留量均随着化肥减量比例的增加而减少，说明减少化肥施用量是有效减少大量元素在土壤中累积的主要措施[16]。此外，增施有机肥可有效提高土壤有机质含量，缓解土壤板结及酸化。这主要因为有机质中的腐殖质可改善土壤孔隙状况和水、气比例，疏松土壤，改善土壤结构[17]；同时，有机质中的有机胶体，带有大量负电荷，具有强大的吸附能力，能吸附大量的阳离子和水分，从而提高土壤对酸碱的缓冲性，缓解酸化[18]。

诸多研究表明，肥料的种类、施肥量、施肥时间与方式等均可以影响果实产量及品质[19-21]，因此，科学施肥是实现丰产优质的基础。韩建等[6]研究表明，有机肥15000 kg/hm2+ 尿素318 kg/hm2+复合肥300 kg/hm2+硫酸钾357 kg/hm2配施后，“红地球”葡萄产量和品质高于单施化肥。本研究结果亦表明，增施有机肥处理的“巨峰”葡萄产量和品质均优于单施化肥。这可能是由于有机肥不仅富含有机质及氮、磷、钾养分，还含有多种葡萄所需的微量营养元素。因此，通过增施有机肥可有效改善土壤微生态环境，提高肥料的利用率，使葡萄园土壤养分更加丰富，为葡萄生长提供的养分更为全面[22-25]。本研究中T2处理（有机肥15000 kg/hm2+复合肥855 kg/hm2+硫酸钾225 kg/hm2）下，“巨峰”葡萄产量和品质表现最优。分析其原因，一方面可能是单施化肥仅为葡萄生长提供氮、磷、钾3元素，而未能及时补充葡萄生长所需的其他微量元素[26]；另一方面，长期单施化肥特别是施用平衡型复合肥，造成土壤中部分大量元素过度累积，土壤中养分失衡[27]，从而影响葡萄产量及品质的提升。T1处理化肥减量过少，可在一定程度上减少大量元素的过度累积，但较T2处理，其未能有效改善土壤养分平衡状况，因此其葡萄的产量及品质要劣于T2处理；而T3处理则化肥减量过多，造成土壤养分无法满足葡萄健康生长所需的养分供应，虽然增施有机肥在一定程度上提高了土壤养分，但其施用的总养分要低于T2处理，仍然会在一定程度上限制葡萄产量和品质的提升。因此，单施化肥、化肥减量过少或过多均不能使葡萄产量和品质达到最佳。

因此，合理的化肥减量配施有机肥，不仅不会造成“巨峰”葡萄产量和品质的下降，反而可减少化学肥料的投入量，减少大量元素在土壤中的累积，促进土壤养分均衡发展，改善土壤质量状况，实现葡萄产量和品质的提升。