不同灌溉和施肥方式對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

不同灌溉和施肥方式對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

蘭芝以東是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)葡萄酒產(chǎn)區(qū)之一，也是中國(guó)三大“原產(chǎn)地”之一。近年來(lái),寧夏將釀酒葡萄列為了重點(diǎn)培育和農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)建設(shè)行列,目前釀酒葡萄種植面積已達(dá)2.133萬(wàn)hm2,計(jì)劃到“十三五”末發(fā)展到6.667萬(wàn)hm2。然而,賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)土壤瘠薄,保水保肥性能差,且種植方法還多停留在大水漫灌和重施化肥的傳統(tǒng)管理上,水肥利用率低,產(chǎn)量低而不穩(wěn)。研究如何提高賀蘭山東麓釀酒葡萄生產(chǎn)中土肥水管理水平,是賀蘭山東麓釀酒葡萄和葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迫切的課題。解決賀蘭山東麓水肥滲漏的首選技術(shù)是實(shí)行節(jié)水灌溉。滴灌可提供均衡水肥供應(yīng),協(xié)調(diào)土壤中的水、肥、氣、熱,有利于釀酒葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的提高。類似荒漠地區(qū)研究表明,滴灌在節(jié)水率達(dá)到30%的同時(shí)還能提高17%的產(chǎn)量和1.9%的含糖量,葡萄可溶性固形物和Vc含量顯著增加,果酸降低,明顯改善和提高了葡萄口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。葡萄生長(zhǎng)過(guò)程中葉片的營(yíng)養(yǎng)成分、光合能力與產(chǎn)量之間存在一定的相關(guān)性,極端干旱區(qū)的葡萄滴灌量設(shè)定為750mm時(shí),新梢長(zhǎng)勢(shì)最旺盛,葡萄品質(zhì)最佳。高品質(zhì)釀酒葡萄原料是賀蘭山東麓葡萄酒產(chǎn)業(yè)的突出優(yōu)勢(shì)。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施中微量元素和腐植酸肥等,能夠進(jìn)一步提升釀酒葡萄的品質(zhì)。腐植酸肥作為一類新型肥料,其腐植酸類物質(zhì)具有較高的生物活性和生理刺激作用,能促進(jìn)葡萄葉片的葉綠素合成代謝,降低葉片氣孔的阻力,提升蒸騰速率,增加超氧化物歧化酶和過(guò)氧化物酶等活性,從而能明顯促進(jìn)葡萄對(duì)N、P、K的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。石灰性土壤金屬離子常被固定而失去活性,對(duì)河北昌黎赤霞珠葡萄葉柄Mg含量分析發(fā)現(xiàn),不同葡萄園沒(méi)有顯著差異,但均接近標(biāo)準(zhǔn)值下限,說(shuō)明3種葡萄園Mg供應(yīng)不足,因此增施鈣鎂硫肥具有很好的營(yíng)養(yǎng)作用。施肥與葡萄葉片養(yǎng)分含量有較高的一致性,葡萄葉柄內(nèi)的礦質(zhì)元素能反應(yīng)樹(shù)體對(duì)各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求狀況,從而對(duì)葉片和葉柄中元素含量分析可較準(zhǔn)確地反映營(yíng)養(yǎng)元素的豐缺狀況。前人相關(guān)研究主要集中在鮮食葡萄節(jié)水措施以及氮磷鉀化肥的合理利用上,對(duì)不同灌溉和施肥措施下釀酒葡萄的生長(zhǎng)和品質(zhì)研究較少。本試驗(yàn)以寧夏賀蘭山東麓3年生初果期釀酒葡萄為研究對(duì)象,設(shè)置不同灌水和施肥處理,探討在貧瘠土壤下灌水方式和肥料品種對(duì)釀酒葡萄的綜合效應(yīng),以期為提高釀酒葡萄土肥水管理水平,并形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1土壤理化性質(zhì)試驗(yàn)于2011年5月10日至10月10日在寧夏賀蘭山東麓玉泉營(yíng)葡萄與葡萄酒教育部工程研究中心基地進(jìn)行,該地區(qū)氣侯干旱,年均溫度7℃~9℃,年均降水量200mm。按中國(guó)土壤分類系統(tǒng)(1992)分研究區(qū)土壤為初育土土綱,土質(zhì)初育土亞綱,風(fēng)沙土土類。研究區(qū)基本土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表1。按照全國(guó)第二次土壤普查土壤肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知供試土壤除速效鉀含量達(dá)到中等水平外,其余各類養(yǎng)分均屬于低肥力水平,尤其是有機(jī)質(zhì)含量小于5g/kg,表現(xiàn)出半干旱區(qū)貧瘠沙土低有機(jī)碳累積特征。因葡萄實(shí)行溝栽,逐年施肥覆土,堿解氮和速效鉀次表層含量高于表層。pH值較高,沙化嚴(yán)重,土壤容重較大,田間持水量較低。1.2地灌草護(hù)坡釀酒葡萄為當(dāng)?shù)刂髟云贩N之一的3年生赤霞珠。試驗(yàn)采用水肥二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),分別設(shè)置1:溝灌+常規(guī)施肥(CK);2:滴灌+常規(guī)施肥;3:滴灌+常規(guī)施肥+鈣鎂硫肥;4:滴灌+常規(guī)施肥+腐植酸肥共四種處理,每處理重復(fù)3次,小區(qū)面積大小為150m2;其中,溝灌為大水漫灌,全年灌水11次,每667m2總灌水量880m3;滴灌材料選用16寸內(nèi)鑲式滴灌帶,用鐵絲鉤將地管帶平行掛于葡萄架離地20cm的最下層鐵絲上。單次灌水量由水表計(jì)量,土壤田間持水量的55%和90%作為灌溉下限和上限,因開(kāi)春第一次灌水和冬灌均為溝灌,每667m2總灌水量為545m3。常規(guī)施肥為葡萄出土后4月底施75kg/hm2尿素,5月下旬花后追施尿素和二銨各150kg/hm2,6月下旬追肥氮磷鉀三元復(fù)合肥300kg/hm2,8月底追肥硫酸鉀300kg/hm2。鈣鎂硫肥由硫酸鈣和硫酸鉀鎂肥摻混;腐植酸為陜西鑫田富農(nóng)牌腐植酸有機(jī)肥,有機(jī)質(zhì)>30%,腐植酸>15%,NPK>4%。1.3全氮、全鉀的測(cè)定葉片成熟時(shí),在大田測(cè)量中上部成熟部位葉片葉綠素含量、新梢長(zhǎng)、百葉鮮重等生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo);在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定葉柄、葉片中的全氮、全磷和全鉀含量。全氮的測(cè)定用H2SO4-H2O2消煮,蒸餾法;全磷的測(cè)定用釩鉬黃比色法;全鉀的測(cè)定用火焰光度計(jì)法。葡萄于2011年9月24日收獲,產(chǎn)量為小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量折算后的公頃產(chǎn)量。葡萄收獲后當(dāng)天測(cè)定品質(zhì)。隨機(jī)采集每處理10個(gè)有代表性果穗上的20粒葡萄用于品質(zhì)測(cè)定,可溶性固形物含量用手持糖量計(jì)測(cè)定,果實(shí)酸度采用NaOH滴定法測(cè)定,可溶性糖用苯酚法測(cè)定,維生素C用2,4-二硝基苯肼比色法測(cè)定。1.4釀酒葡萄的顯著性分析利用SAS8.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用鄧肯多重極差對(duì)不同處理下釀酒葡萄長(zhǎng)勢(shì)、品質(zhì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),顯著性水平為P<0.05,n=5。2結(jié)果與分析2.1加強(qiáng)中量元素和腐植酸肥對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)和干物質(zhì)的影響從表2可見(jiàn),常規(guī)施肥下,滴灌和溝灌對(duì)新梢的促長(zhǎng)作用無(wú)顯著差異,而增施中量元素或腐植酸肥,能夠進(jìn)一步促進(jìn)新梢的生長(zhǎng);灌溉方式對(duì)葡萄葉綠素含量沒(méi)有顯著影響,但增施中量元素或腐植酸肥,均能顯著促進(jìn)葉片葉綠素的增加。葉片是植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ),葉片形狀大小、薄厚、鮮重和干重等發(fā)育程度的好壞直接決定了葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)。滴灌條件下葉片百葉鮮重均顯著高于溝灌方式,說(shuō)明滴灌均勻補(bǔ)水有利于葡萄葉片的發(fā)育;滴灌下,不同施肥方式差異極顯著,以增施腐植酸肥百葉鮮重最高。該處理下釀酒葡萄葉片肥厚,葉色深綠,葉面積大,葉柄粗壯,表明腐殖酸對(duì)葉片的生長(zhǎng)及光合作用有明顯效果;滴灌且增施Ca、Mg、S肥百葉重次之,該處理下葉面積較大,顏色及葉片大小均勻,表明中量元素的施用能使釀酒葡萄葉片平衡生長(zhǎng)。百葉干重體現(xiàn)的是葉片干物質(zhì)積累的程度。滴灌補(bǔ)水均勻,顯著提高葡萄葉片干重;而施用中量元素和腐植酸肥進(jìn)一步顯著促進(jìn)葡萄葉片干物質(zhì)的積累。植物葉片鮮干比能很好地表征葉片中水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例,鮮干比越大表明葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所占比例越小。通過(guò)研究鮮干比,發(fā)現(xiàn)常規(guī)施肥溝灌處理下,灌水量大,葉片徒長(zhǎng),葉片含水多而干物質(zhì)累積少,鮮干比最大。施肥促進(jìn)了葉片營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的累積,鮮干比降低,尤其是施用腐植酸肥作用最顯著。2.2不同肥料對(duì)釀酒葡萄葉片全氮、鉀、總總氮的影響測(cè)定葉部營(yíng)養(yǎng)被認(rèn)為是診斷葡萄營(yíng)養(yǎng)水平高低的重要手段,葉柄是最受推薦的葉部營(yíng)養(yǎng)診斷采樣部位。低氮水平下隨著施氮量的增加葉片含氮量上升。過(guò)量施氮肥會(huì)引起旺長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)分配不當(dāng),降低產(chǎn)量,與氮、鉀相比,葉片全生育期內(nèi)磷含量變化很小,表明釀酒葡萄需磷量相對(duì)較少。表3看出,滴灌有促進(jìn)葉片全氮累積的趨勢(shì),滴灌葉片全氮含量均高于溝灌。滴灌+常規(guī)施肥方式下,葉片全磷含量最高,顯著高于溝灌,說(shuō)明滴灌水分分布均勻,有利于磷的遷移和吸收.滴灌促進(jìn)葡萄均衡發(fā)育,顯著提高葉柄全氮含量;滴灌條件下進(jìn)一步增施中量元素和腐植酸肥,更好地促進(jìn)了葡萄生長(zhǎng)發(fā)育,稀釋效應(yīng)使得單位質(zhì)量葉柄含氮量反而降低。在滴灌供水下,不同肥料施處理對(duì)釀酒葡萄葉片氮素積累影響顯著。滴灌施肥水分分布均勻,有利于促進(jìn)磷的吸收,葉柄磷含量顯著增加;進(jìn)一步增施中量元素和腐植酸肥,因促長(zhǎng)作用顯著,單位質(zhì)量葉柄磷含量反而下降。在滴灌供水下,不同肥料施用處理對(duì)釀酒葡萄葉片磷素積累影響顯著,說(shuō)明葉柄磷含量對(duì)施肥敏感。滴灌顯著促進(jìn)了葉柄鉀素的累積。進(jìn)一步增施中量元素和腐植酸肥,增強(qiáng)了供鉀能力,葉柄中鉀累積量顯著升高。因此在滴灌供水下,不同肥料施用處理對(duì)釀酒葡萄葉片鉀素積累影響顯著,葉柄鉀含量對(duì)肥水管理敏感。2.3加強(qiáng)改土和灌溉對(duì)釀酒葡萄可溶性糖和糖含量的影響紅酒產(chǎn)業(yè)開(kāi)始被越來(lái)越多的人關(guān)注,釀酒葡萄的品質(zhì)直接決定著紅酒品質(zhì)。中量營(yíng)養(yǎng)元素及養(yǎng)分全面的腐植酸肥應(yīng)該能夠促進(jìn)漿果成熟,改善漿果品質(zhì)。干旱區(qū)砂質(zhì)土壤栽培釀酒葡萄,灌水和肥料類型共同決定著葡萄的產(chǎn)量。表4看出,溝灌常規(guī)施肥下,在砂質(zhì)土上大水漫灌,養(yǎng)分淋溶損失嚴(yán)重,水肥利用率低,產(chǎn)量較低;滴灌常規(guī)施肥下,雖然實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目標(biāo),但單支滴灌管供水?dāng)?shù)量及范圍有限,水分蒸發(fā)強(qiáng)烈,產(chǎn)量未增加。滴灌條件下進(jìn)一步增施鈣鎂硫后產(chǎn)量雖高于滴灌常規(guī)施肥,但差異不顯著。而滴灌條件下進(jìn)一步增施腐植酸肥,產(chǎn)量顯著提高。相同灌溉條件下,適當(dāng)施用鈣鎂硫等中量元素和腐植酸肥,水肥協(xié)同效應(yīng)對(duì)砂質(zhì)土地上釀酒葡萄的增產(chǎn)效果明顯。在常規(guī)施肥下,滴灌比溝灌條件下可溶性固形物含量要高,相同滴灌條件下,增施鈣鎂硫肥和腐植酸肥后,釀酒葡萄果實(shí)可溶性固形物含量顯著增加。常規(guī)施肥營(yíng)養(yǎng)有保障基礎(chǔ)上改大水漫灌漏水漏肥為節(jié)水滴灌,能夠小幅度增加葡萄可溶性固形物含量。表4可知,常規(guī)施肥條件下,滴灌對(duì)比溝灌,可溶糖含量有增加的趨勢(shì);滴灌條件下,增施鈣鎂硫肥和腐植酸肥,均能顯著提升可溶性糖含量,說(shuō)明砂土地保障供水的基礎(chǔ)上增施中量元素肥料和腐植酸肥料均能改善葡萄糖分轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,從而提高可溶性糖含量。換言之,在常規(guī)施肥營(yíng)養(yǎng)有保障基礎(chǔ)上改大水漫灌漏水漏肥為為節(jié)水滴灌,能夠小幅度增加葡萄可溶性糖含量;而在保障基礎(chǔ)水肥供應(yīng)條件下,進(jìn)一步增施砂質(zhì)土最缺乏的鈣鎂硫肥和有機(jī)類的腐植酸肥,能夠大幅度提升可溶糖含量;單滴灌有限水源保障下,肥的作用大于水的作用。常規(guī)施肥滿足營(yíng)養(yǎng)條件下,滴灌對(duì)比溝灌能夠顯著降低葡萄果實(shí)總酸度;在滴灌有限滿足水分的條件下,增施的鈣鎂硫肥中鈣和鎂的移動(dòng)性差,總酸度未發(fā)生顯著變化,而增施腐植酸肥,有機(jī)類物質(zhì)含鉀豐富,總酸度進(jìn)一步降低。滴灌對(duì)比溝灌提高了果實(shí)Vc含量,但不同處理間變異大,差異不顯著,溝灌葡萄果實(shí)糖酸比最小,滴灌因提升了果實(shí)可溶性性固形物含量并降低了總酸度,糖酸比顯著提高;進(jìn)一步增施鈣鎂硫肥和腐植酸肥,均顯著提高了糖酸比,尤其是增施有機(jī)類的腐植酸肥,糖酸比高達(dá)34.42%,達(dá)到了理想風(fēng)味狀態(tài)。3不同施肥對(duì)釀酒葡萄葉綠素的影響釀酒葡萄的新梢作為表征葡萄生長(zhǎng)狀況的一個(gè)指標(biāo),受灌水方式和施肥處理影響明顯,王利軍研究發(fā)現(xiàn),灌水處理對(duì)新梢生長(zhǎng)量影響差異不顯著,一定范圍內(nèi)減少灌水量并采用滴灌技術(shù)對(duì)葡萄的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)沒(méi)有明顯的影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明滴灌和溝灌的新梢長(zhǎng)差異也不顯著,但滴灌條件下增施中量元素鈣、鎂、硫或腐植酸后,新梢有顯著增加。由此可見(jiàn)肥料對(duì)于新梢的貢獻(xiàn)大于水的作用。許詠梅認(rèn)為腐植酸的施用能顯著增加植物葉片葉綠素,相比常規(guī)施肥葉綠素a和b含量一般均能增加30%以上,腐植酸復(fù)合肥對(duì)葉片P累積量明顯高于相應(yīng)的無(wú)機(jī)肥處理,且隨施肥量的增大P累積量增加。本研究得出施用腐植酸后,葉綠素顯著高于常規(guī)施肥,表明施用該類肥料對(duì)促進(jìn)葡萄葉片的正常生長(zhǎng)有很大促進(jìn)作用。棉花施用腐植酸后葉柄的全鉀高于其他施肥處理方式,但施用腐植酸對(duì)葉片氮磷鉀含量并無(wú)影響。本研究也證實(shí)葡萄葉片養(yǎng)分吸收過(guò)程中,氮主要集中在葉片部位,鉀主要集中在葉柄部位,葉片中氮磷鉀含量不受鈣鎂硫肥和腐殖酸肥施用的影響,而葉柄中的氮、磷、鉀均對(duì)不同施肥或灌水處理敏感,從而表明以葉柄作為釀酒葡萄氮磷鉀三要素營(yíng)養(yǎng)診斷部位在葡萄園土肥水管理中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。葡萄施用多元中微量元素能提高葉綠素含量,增加光合作用,增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),提高坐果率、單果重和產(chǎn)量,促進(jìn)著色、早熟,提高含糖量,改善果品質(zhì)量。Ca與葡萄的甜度相關(guān),Mg有利于調(diào)節(jié)葡萄的酸度。鉀鎂肥配合后,可以明顯提高鉀肥的增產(chǎn)量,表現(xiàn)出交互效果。與單施鉀肥比較,每公斤K2O多增產(chǎn)葡萄11.55kg。本研究得出,施用鈣鎂硫肥促進(jìn)了葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育,從而提高葡萄產(chǎn)量,尤其是施用營(yíng)養(yǎng)元素全面的腐殖酸肥,在顯著提升葡萄生理功能后,產(chǎn)量顯著增加。這一結(jié)果表明,缺乏有機(jī)質(zhì)的低肥力砂質(zhì)土壤,施用腐植酸類肥料改良培肥土壤是實(shí)現(xiàn)葡萄較高產(chǎn)量的有效措施。此外,施用鈣鎂硫后可溶性糖含量和可溶性固形物顯著增加,總酸明顯