基于养分平衡减钾对葡萄果实品质和土壤养分的影响

刘亚柏， 黄洁雪， 陈海波

(1.江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏句容 212400； 2.江苏省句容市农业农村局，江苏句容 212400)

随着高效农业的发展，江苏省葡萄种植面积规模不断扩大，截至2016年，葡萄种植面积近 4万hm2。葡萄产业单位经济价值高，已成为提高农民收益和地方财政收人的高效农业产业重要支柱。但在生产过程中，农户为了效益最大化，过量施用化肥，达到提高产量、提前上市的效果。化肥的不合理使用，直接导致葡萄园土壤板结、酸化等问题，造成葡萄生产经济效益下滑。

土壤是果树生产的基础，土壤养分状况直接决定果园效益的高低，果园生产现普遍存在土壤养分不均，许修柱等研究福建省平和县琯溪蜜柚发现生产中钾素过剩明显，钾是国家战略资源，而我国钾矿资源相对溃泛，果园的过剩使用，更加剧了资源紧张[1]。莫钊文等研究水稻减钾生产，适当减钾可以提高水稻结实率和增加有效穗数，达到增产效果[2]。葡萄生产过程中，钾肥的用量非常惊人，范晓晖等研究统计，部分农户葡萄种植纯钾用量达436 kg/hm2[3]；据史祥宾等研究，生产1 000 kg葡萄仅需要纯钾4.98 kg，折算葡萄产量要达到 87.55 t/hm2(正常产量30 t/hm2左右)才能消耗掉所施用的钾[4]；由此可见，当今葡萄生产施钾水平严重超量，这严重影响了葡萄园土壤质量。自从农业农村部提出2015年到2019年，逐步将化肥使用量年增长率控制在1%以内，力争到2020年，主要农作物化肥使用量实现零增长目标以来，各地开展了化肥减量增效试验，邹立新等开展化肥减量配施有机肥对藤稔葡萄的影响表明，N、P、K总含量减施20%，能获得比常规施肥更高的产量和经济效益[5]；但是，基于土壤养分平衡减钾在葡萄生产上的响应，尚未见报道。因此，本研究开展葡萄果品基于养分平衡减钾的响应研究，以期为当地葡萄园合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区基本情况

试验于2021年5月17至2021年11月17日在江苏省句容市白兔镇张峰良品家庭农场葡萄园大棚内实施。该地区属亚热带季风气候区，四季分明，雨水丰沛，光照充足，气候条件比较优越。年均气温15.3 ℃，日均气温10 ℃以上的作物生长期年均为226 d，总积温为4 859.6 ℃，无霜期为229 d。年降水量为1 058.8 mm，光照年均为2 157 h。供试土壤为黄棕壤，0～20 cm土壤有机质含量为 31.6 g/kg，铵态氮含量为23.1 mg/kg，有效磷含量为386.0 mg/kg，速效钾含量为953 mg/kg，pH值为6.73。土壤地力上等。

1.2 供试材料

供试肥料：黄腐酸钾，由山西广宇通科技股份有限公司提供，水溶腐殖酸含量≥55%，黄腐酸含量≥25%，K2O含量≥12%，水溶性≥99%，pH值为7～9；硫酸钾。供试葡萄品种：美人指。

1.3 试验处理

试验设5个处理，3次重复，小区面积为12 m2。每个小区栽1棵葡萄，试验中水肥、病虫管理一致。处理设置及肥料使用情况：T1(对照，农户常规用量施肥：腐熟鸡粪有机肥15 t/hm2，美盛(含N、P2O5、K2O分别为16%、9%、21%)复合肥300 kg/hm2，微多元15 kg/hm2，硫酸钾 600 kg/hm2)，T2(硫酸钾540 kg/hm2，其他一致)，T3(硫酸钾420 kg/hm2，其他一致)，T4(硫酸钾 540 kg/hm2+腐殖酸 30 kg/hm2，其他一致)，T5(硫酸钾420 kg/hm2+腐殖酸30 kg/hm2，其他一致)。

1.4 试验调查及方法

2021年5月17日取0～20 cm原始土壤样品，6月27日追施钾肥，7月12日、8月11日分别对葡萄生长情况进行调查，8月17日对葡萄及土壤进行取样分析；11月17日葡萄叶已转黄开始掉叶，取土壤样品进行分析。

7月12日，定性调查早期转色情况，将红色果粒数超过10粒的果穗记为转色穗，统计每个处理的转色穗率，公式如下：转色穗率=转色穗数/总穗数×100%。

8月11日，定性调查后期转色情况，每株葡萄选择具有代表性的5穗，记录每穗的转色程度，即红色(转色75%以上的)果粒数占总果粒数的百分比，统计每个处理的转色度。

果实颜色定量检测：8月17日，采用申光 WSC-3B便携式精密色差仪测定每个处理具有代表性的10粒果实的颜色参数，包括L(亮度)、a(红为正，绿为负)、b(黄为正、蓝为负)、c(色度值)和h(色调值)。

果实食味品质和病果率检测：8月17日，每个处理每次重复取4穗，统计病果率、果穗质量、10粒质量，并用日本爱拓(ATAGO)PAL-1/2糖度计测定可溶性固形物含量。

采用玻璃电极法测定土壤 pH值；用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量；用氟化铵-盐酸溶液，钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量；用乙酸铵浸提-火焰光度计测定土壤速效钾含量；二乙三铵五乙酸(DTPA)-三乙醇胺(TEA)浸提法测定土壤有效锌含量；用乙酸铵法测定土壤交换性钙、镁含量。

1.5 数据统计与分析

数据统计分析采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05统计软件进行，多重比较采用Tukey’s法(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同处理对葡萄果品转色的影响

7月12日测的早期转色定性调查结果表明，减钾处理与常规用量相比，转色穗率无显著差异，平均转色穗率为25.06%；8月11日测的后期转色定性调查结果表明，此时各处理的转色穗率均为100%，而减钾处理与常规用量相比，转色度无显著差异，平均转色度为54.20%(表1)。8月17日采收后，用申光WSC-3B便携式精密色差仪对果粒的果皮颜色进行定量检测。结果(表2)表明，所有减钾处理(T2～T5)与对照(T1)相比，b、h和L均没有显著差异，但a均显著高于对照，其中T4(减钾10%+腐殖酸)处理的a最大，除T3外，其余减钾处理的c也均显著高于对照，T4处理的L最高。总体而言，各处理果皮颜色优异程度表现为T4>T5>T2>T3>T1。

表1 减钾处理对葡萄转色的影响

2.2 不同处理对葡萄果品食味品质和病果率的影响

果穗质量的大小在一定程度决定产量的高低，试验结果(表3)表明，各处理果穗质量无显著差异，单穗质量表现为T1>T4>T2>T5>T3。T2处理10粒质量显著高于CK，其他处理与CK无显著差异，各处理10粒质量表现为T2>T3>T5>T4>T1，阿力木·阿不迪力木等有相似报道[6]。T2和T5处理的可溶性固形物含量显著高于CK，而T3和T4处理则与CK无显著差异，郑小能等有相同的研究结果[7]。

表2 减钾处理对葡萄果皮颜色的影响

表3 不同处理对葡萄果品食味品质和病果率的影响

T5处理病果率显著低于CK，其他处理则与CK无显著差异，各处理病果率表现为T1>T2>T3>T4>T5。

2.3 不同处理对土壤养分变化的影响

在葡萄采收结束及葡萄进入休眠前分别取土壤样品进行检测，分析土壤养分变化情况，结果(图1、图2)表明，各处理碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌含量，从果实采收结束到落叶都有不同程度的变化，不同时期土壤养分含量除速效钾含量差异显著外，其他均差异不显著；交换性钙、镁含量表现为下降趋势，且交换性钙含量差异显著。各处理之间，通过减钾处理，土壤中速效钾含量随用量减少而减少，其他养分无显著变化；但是，即使减钾30%，土壤速效钾的含量还远远高于一级土壤(>200 mg/kg)的标准，而钾含量过高，同时又影响钙、镁的活性，影响葡萄对钙镁的吸收。

3 讨论与结论

3.1 钾肥减量对葡萄果品品质的影响

葡萄是需钾较多的果树之一，尤其在葡萄的着色期，土壤提供充分的钾素营养，既可提高葡萄的可溶性固形物含量，又可以增加葡萄的着色度，甚至提前上市，因此，农户在葡萄生产中，为了提前上市销售，获得较大的经济效益，往往增加钾肥的使用量；但过分盲目增加钾肥的用量，不一定能取得如意的效果。邹立新等的研究表明，化肥减量配施有机肥可以提高藤稔葡萄的产量及可溶性固形物含量[5]；王涛等研究报道，浙江省长兴县葡萄夏黑钾肥减量可以提高其品质，产量不减[8]；本研究有相似的研究结果，着色期钾肥用量减少10%或减少30%配施30 kg/hm2腐殖酸，葡萄可溶性固形物含量显著高于常规生产，十粒果质量明显高于对照处理。同时，着色期减少一定量的钾肥用量，对葡萄色泽没有负影响，本研究发现， 所有钾肥减量处理，其果品色泽指标a(红的程度)、c(色度值)均显著高于对照，果皮颜色优异程度表现为T4>T5>T2>T3>T1；郑小能等报道，着色期施K2O量为 15. 08 kg/667 m2时葡萄果实着色系数较优[7]；朱会调等报道，施用黄腐酸肥能明显提高葡萄的色泽指数，而减钾对葡萄色泽指数的影响尚未见报道[9]。

3.2 钾肥减量对葡萄病害的影响

葡萄生产中，病害一直是困扰种植户的难题，南方湿润地区的葡萄生产中，种植户为葡萄病害防治要付出更多的努力。吴婷等在新疆哈密区域葡萄主要病害发生及危害的调查中发现，土壤养分供给不均衡，会导致葡萄裂果病[10]；玉素甫江·那曼夏在哈密地区葡萄病害的综合防治技术中指出，平衡施肥可以有效防治葡萄的烂果病[11]。本研究在对各处理葡萄病果率的调查中发现，着色期钾肥用量减少30%配施30 kg/hm2腐殖酸，葡萄病果率显著减少，各处理病果率表现为T1>T2>T3>T4>T5。化肥不合理施用对南方葡萄病害的影响报道很少，南方葡萄生产中，哪些病害发生与化肥施用不合理相关，这有待于进一步研究。

3.3 钾肥减量对葡萄园土壤养分平衡的影响

葡萄是喜钾果树，果农为获得较好的经济收益，葡萄的整个生长期，都在不停地施用钾肥；钾肥的长期过量施用，导致葡萄园土壤钾素大量累积，由试验取样分析结果可知，葡萄园土壤速效钾含量达到 1 000 mg/kg，已经远远高于一级土壤的标准，严重影响了土壤养分平衡，影响葡萄对其他养分的吸收。范晓辉等研究发现，化肥减量配施有机肥可以有效减少土壤中大量元素的累积[3]；孔海民等研究发现化肥用量减少10%，土壤速效磷、速效钾含量都有不同程度的提升[12]；本研究通过钾肥减量试验发现，在葡萄果实生长期间，由于葡萄对钾需求较多，土壤中的钾素一部分供给葡萄吸收，一部分游离于土壤，当葡萄采收结束，葡萄树对钾的需求减少，土壤中的速效钾累积增多，土壤处于高钾状态，对钙镁产生拮抗，所以土壤中钾及钙镁的含量在葡萄不同时期存在负相关关系。

综上所述，在句容市葡萄生产中，着色肥的用量为硫酸钾420 kg/hm2配施腐殖酸30 kg/hm2最佳，减少钾肥的用量，既降低了农户的生产成本，又保证了葡萄的品质，同时可以有效减低土壤中大量元素积累所造成的土壤养分不均。