葡萄树养分吸收特性研究

马文娟

（渭南职业技术学院，陕西渭南714000）

葡萄是陕西省的主要经济作物之一。2008年全省种植面积17 700 hm2，葡萄产量达22万t，尽管葡萄生产发展迅速，但也存在较多问题，如管理粗放、盲目施肥、葡萄品质普遍不高等，故如何管理养分以提高产量和品质是目前葡萄生产中面临的突出问题。目前，对葡萄树养分管理的研究不像对禾本科作物研究的那样精细彻底，主要侧重于肥料的施用对葡萄产量与质量的影响；有关氮、磷、钾施肥量对葡萄养分吸收与品质效应的影响也有较多报道[1-3]，其中,葡萄植株养分含量变化的研究多集中于叶片、叶柄或果实[4-8]，而对葡萄树全株各器官在整个生育期内的养分需求尚未明确。笔者试图通过对红地球葡萄生育期内不同器官养分含量和累积动态进行定量研究，初步确定红地球葡萄对养分的吸收利用规律，以期为葡萄树合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

葡萄试验设在陕西省扶风县揉谷乡新集村，该村位于暖温带半湿润偏旱气候区，年降水量550～650 mm。供试品种为7年树龄的红地球，栽植密度3 750株/hm2，果园为塿土，一年灌溉1次。试验前取该葡萄园基础土样（0～40 cm），测得全氮含量1.05 g/kg，速效磷含量17.8 mg/kg，速效钾含量为145 mg/kg，有机质含量9.9 g/kg。上年果实采收后按农民习惯施肥每株基施纯氮、磷、钾分别为0.12、0.05、0.06 kg，施入深度40 cm，施肥方式为穴施；花前7 d每株追施纯氮0.06 kg。全园果树管理方式相同。试验前在园中选取18株葡萄树挂牌标记，作为试材；选取原则为地面到枝条分叉处高度最相近，主干粗度相同，剪枝后留枝条数及粗度相同，无病虫害、结果正常的葡萄树。

1.2 样品的采集与测定

该试验于2006年进行。每次在园中选择3株长势基本一致、无病虫害、结果正常的葡萄树，试验作3次重复。分别在萌芽期（3月30日）、新梢旺长期（5月10日）、幼果期（6月30日）、果实膨大期（8月20日）、果实成熟期（9月30日）及果树休眠期（11月30日）进行采样。每次采样方法相同，即按果实、叶片、新梢、枝条（指除新梢外的其他老枝）、干和根系解析；根系收集距主干半径50 cm范围内，深0～100 cm坑中的所有根，每20 cm的根系分置，用自来水冲去泥土；称量各器官的鲜重，用不锈钢刀分离枝、干及根系的皮层和木质部。

将样品100～105℃杀酶15 min，然后在70～80℃烘干至恒质量。计算葡萄树单株各器官干质量以及所占全株的百分数及含水量，以及分离木质部与皮层器官的木质部与皮层的比例。样品粉碎后，用浓H2SO4-H2O2消解，Tector 5020流动注射分析仪测定氮含量，钼锑抗比色法测定磷含量，火焰光度计测定钾含量。养分累积量（kg/hm2）=养分含量（g/kg）×器官干重（kg/株）×株数/hm2；收获期，全园果实累加计产。

文中数据为3株树的平均值。数据采用EXCEL和DPS软件处理分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄树各器官及整株年周期干物质累积动态

由图1a可知，由于早春低温干旱，葡萄树前期生物量累积缓慢，从萌芽期（3月30日）的5 391 kg/hm2增加到新梢旺长期（5月10日）的5 779 kg/hm2，增幅仅7.2%；新梢旺长期后，葡萄枝、叶建成，生物量快速增加，到葡萄成熟期（9月30日），整株生物量累积达到峰值，为21 233 kg/hm2。果实成熟期之后，由于果实的采收、落叶，使整株生物量累积呈下降趋势；年周期内整株生物量增加12369kg/hm2。

根系生物量总体变化不大，在2302～4132 kg/hm2范围内波动，呈增加趋势，生长期内生物量净增加1 830 kg/hm2，占整株的14.8%。刘俊等[9]对龙眼葡萄根系分布情况进行研究，结果表明，定植后3年内，根系生长速度较快；进入结果期后，生长速度会逐渐变缓。有研究证明，果树局部自疏与更新贯穿于整个生命周期，吸收根的死亡与更新在生命的初始阶段就已发生，随之须根和低级次根也发生更新现象[10]。王建等[11]研究了10年生猕猴桃树，同样发现根系年生长量较小，总量维持在一个平衡状态，休眠期旧的根系会有较多脱落。

图1 葡萄树各器官生物量变化曲线

地上部生物量与整株的变化规律相似。图1b是葡萄树地上部各器官生物量累积变化曲线。由图1b可知，各器官生物量均随物候期的进展而增加。年周期内枝条（除新梢外其他枝条）与主干生物量增加2 481和1 939 kg/hm2，占生物量总累积的19%和15%。新生器官即叶、果实、新梢生物量分别为2 357、4 866、6 118 kg/hm2。新梢旺长期之前，枝与主干生物量增加缓慢；新梢旺长期之后，新梢、叶、果实生物量累积迅速。因此，新梢旺长期为果树养分管理的关键时期，水、肥要适量供应以满足正常生长需要。

2.2 葡萄树氮磷钾累积量动态变化

由图2可知，随生育期的延长，氮累积量逐渐增加。从萌芽期到新梢旺长期，整株氮累积量从30.3 kg/hm2增加到31.1 kg/hm2；新梢旺长期以后，由于展叶、春梢萌发及果树开花，氮累积量迅速增加，成熟期达到累积峰值，为128 kg/hm2。成熟期以后，由于葡萄果实的采收、落叶及冬季修剪枝条携走大部分氮素，使氮累积量大幅下降，到休眠期（11月30日）降到60.1 kg/hm2。

图2 葡萄树氮累积年周期变化

地上部氮素累积与整株累积相似。根系氮累积年周期内呈先降低后增加的趋势。萌芽期开始，根系贮存的氮素供应葡萄植株地上部器官建造，根系累积量下降；到幼果期（6月30日）累积量最低，为12.98 kg/hm2。幼果期以后累积量开始增加，到休眠期（11月30日）累积量达到22.87 kg/hm2，增加量为9.89 kg/hm2。年周期内根系氮累积总量为2.64 kg/hm2。

由图3可知，在主要生长期内，葡萄树植株磷累积增加量为33.1 kg/hm2，其中地上部增加了29.3 kg/hm2，占总增加量的88.5%；根系增加了3.8 kg/hm2。从3月30日至5月10日，整株的磷累积量没有增加，原因可能是磷含量逐渐下降，而果树生物量增加缓慢，累积量为磷含量与生物量的乘积，所以磷累积量变化较小。这表明在此期间由于低温干旱的影响，根系从土壤中吸收的磷素较少，果树生长主要利用上年树体内贮存的磷。5月10日至6月30日植株营养生长旺盛，吸收大量磷素以满足生长需要，整株磷累积量净增8.1 kg/hm2；在果实成熟期（9月30日），整株葡萄的磷累积量为38.35 kg/hm2，较果实膨大期（8月20日）增加了67.3%，说明在葡萄果实膨大期至成熟期，生长中后期其吸收磷较多，此时应及时适量供给磷肥（追肥或根外追肥），以促进果实着色和成熟，提高浆果品质。9月30日以后，整株磷累积量继续增加。植株地上部磷累积量与整株有相似的变化规律。

图3 葡萄树磷累积年周期变化

在主要生长期内，根系的磷累积量为3.8kg/hm2，整体变化不大。萌芽期（3月30日）至花期（6月30日），根系磷累积量降低14%，说明早期器官建造主要利用树体上年贮存的磷，从土壤中吸收的较少；花期（6月30日）后，根系磷累积量开始增加；至果实成熟期（9月30日），根系的磷累积量达到12.7 kg/hm2，较果实膨大期（8月20日）增加了31.4%；果实收获后根系的磷累积量仍有一定程度的增加，至果树休眠期（11月30日）时为13.0 kg/hm2，说明休眠期有部分磷素转移到了根系。

图4为葡萄树钾累积年周期变化曲线，与图2氮累积曲线变化趋势相似。由图4可知，由于早春低温，萌芽期至幼果期植株钾累积量很小；幼果期后，由于新梢、树叶快速生长，植株吸钾量迅速增加，至6月30日净增加38.59 kg/hm2，占全年总累积量的27.5%；6月30日至8月20日阶段，浆果膨大需钾量较大，整株钾累积量净增加了64.29 kg/hm2，占全年总累积量的45.8%。此时需钾量大与钾素对光合作用、糖的转化及运输作用是相关的，建议重施钾肥；9月30日，全株钾累积量达到158.28 kg/hm2，以后由于果实采收、落叶等，全株累积量降低，至11月30日降为92.94 kg/hm2，其不包括果实及落叶中带走的钾。

图4 葡萄树钾累积年周期变化

2.3 葡萄树各器官养分累积量变化

由表1可知，7年生红地球葡萄树（葡萄产量18 t/hm2）果实与叶片年带走65.36 kg/hm2的氮。新梢最终吸氮量为23.00 kg/hm2，修剪带走5.11 kg/hm2；而枝条、主干、根系年吸氮量则分别为2.57、1.56、2.64 kg/hm2；葡萄树休眠期（11月30日）植株氮累积量为60.10 kg/hm2，不包括果实与叶片带走的氮素，以及修剪枝条带走的那一部分；事实上将葡萄植株各器官吸氮量累加可知，年周期内葡萄树从土壤中吸收氮素总量为97.13 kg/hm2。新梢旺长期和果实膨大期吸收量显著，分别吸收氮素38.00和29.60 kg/hm2，占吸收总量的39.0%和30.5%。

由表2可知，葡萄树叶与果实年携走磷素分别为3.1和11.9 kg/hm2。尽管冬季剪枝带走磷素量为1 kg/hm2，周年内新梢仍累积9.1 kg/hm2磷素，枝条（除新梢外其他枝条）年吸收磷素3.5 kg/hm2，主干年吸磷量1.6 kg/hm2，新梢>枝条>主干。根系年周期内大约吸收3.8 kg/hm2的磷素，贮藏以供来年生长需要。葡萄树各器官年吸磷量累加可知，整株树年吸收磷素为33.1 kg/hm2。

由表2还可以看出，3月30日到5月10日，叶萌发及枝条生长所需的磷素主要来自根系的转移，少量来自主干，根系与主干磷累积量分别降低1.07和0.13 kg/hm2，而叶和枝条分别增加磷素0.08和0.49 kg/hm2，整株磷累积量降低0.64 kg/hm2。5月10日到6月30日，除根系磷累积减少0.22 kg/hm2外，其他各器官磷累积量均增加，叶与新梢增加显著，分别净增2.19和4.69 kg/hm2，整株磷累积量增加8.01 kg/hm2。6月30日到8月20日，为满足果实膨大对磷素的需求，枝条、主干中累积的磷分别降低41.7%和0.9%，整株累积量增加4.72 kg/hm2。8月20日至果实成熟期（9月30日），整株磷累积增加15.4 kg/hm2，占总吸收量的47%；果实收获以后，由于浆果的采收和落叶，整株磷累积量降低，11月30日降为28.93 kg/hm2（不包括叶与果实带走的磷）。

表1 葡萄树各器官氮累积量变化 kg/hm2

表2 葡萄树不同器官各时期磷累积kg/hm2

表3为葡萄树体不同器官钾累积量的年周期变化。由表3可知，植株年吸收钾素140.52 kg/hm2。3月30日到5月10日，植株钾累积量变化不大；5月10日后，由于新梢、树叶快速生长，植株吸钾量迅速增加，至6月30日净增加38.59 kg/hm2，占全年总累积量的27.5%；6月30日至8月20日，该阶段浆果膨大需钾量较大，整株钾累积量由70.71 kg/hm2猛增至 135.00 kg/hm2，增加了 64.29 kg/hm2，占全年总累积量的45.8%。此时需钾量大与钾素对光合作用、糖的转化及运输作用相关，建议重施钾肥；9月30日，全株钾累积量达到158.28 kg/hm2，以后由于果实采收、落叶等，全株累积量降低，至11月30日降为92.94 kg/hm2，其不包括果实及落叶中带走的钾。

由表3还可看出，枝条、主干、根系年周期钾累积量分别为8.43、7.06、11.87 kg/hm2；叶与果实年携走钾素为17.24、64.29 kg/hm2；新梢年累积钾量为31.63 kg/hm2，其中包括剪枝带走的3.47 kg/hm2钾素；将各部分累加得年周期葡萄树体钾素累积量，为140.52 kg/hm2。

表3 葡萄树不同器官钾累积量年周期变化 kg/hm2

2.4 生产单位产量葡萄吸收的养分量

该研究每形成1 000 kg葡萄，需要吸收氮素5.4 kg，低于张志勇等[12]的5.95 kg和秦嗣军等[13]对12年生双优山葡萄的研究结果8.44 kg，但高于葡萄研究协作网[14]对6年生巨峰的研究结果3.91 kg。这由于受葡萄品种、树龄和土壤条件等多种因素的影响，不同的研究者得出的葡萄养分需求量也不同。按照果树合理施肥量=（果树吸收量-土壤供应量）/肥料利用率，土壤供应量按吸收量的1/3计，肥料利用率为50%[15]，该研究推荐合理施氮量为129.5 kg/hm2（产量18 t/hm2），其中秋季果实采收后基施39.4 kg/hm2，新梢旺长期和果实膨大期分别施50.7和39.4 kg/hm2。每形成1 000 kg葡萄，需要吸收氮素5.4 kg。

该试验每形成1 000 kg经济产量需要P2O5量为1.84 kg；按照果树合理施肥量=（果树吸收量-土壤供应量）/肥料利用率，土壤供应量按吸收量的1/2计，肥料利用率为30%[15]，推荐葡萄树（产量18 t/hm2）年施纯磷55.1 kg/hm2，果实收获后秋季基施29.2 kg/hm2，果实膨大期之前追施磷25.9 kg/hm2。

表4 生产1 000 kg葡萄养分需求量

该试验每形成1 000 kg经济产量需要K2O的量为7.80 kg，高于葡萄研究协作网[14]对6年生巨峰的研究结果5.26 kg和张志勇等[12]对酿酒葡萄赤霞珠的研究结果7.68 kg。该试验推荐施肥量K2O为175.6 kg/hm2（产量18 t/hm2），基施46.9 kg/hm2，新梢旺长期和果实膨大期分别追施48.3和80.4 kg/hm2。

3 结论与讨论

（1）植物生长发育过程中要连续不断地从外界吸收养分，以满足生命活动的需要，但各生育期需肥特点却有所差异，因此肥料在不同时期施用，其所产生的效果不同，其中某一时期肥料的效果最好，这个时期为植物营养的最大效率期。该试验葡萄树生长季节内从土壤中吸收氮素总量为97.13 kg/hm2，其中新梢旺长期和果实膨大期吸氮量显著，分别吸收氮素 38.0和 29.6 kg/hm2，占吸收总量的 39.0%和30.5%，因此，葡萄树氮素营养的最大效率期在新梢旺长期到果实膨大期阶段。推荐合理施氮量为129.5 kg/hm2（产量18 t/hm2），其中秋季果实采收后基施39.4 kg/hm2，新梢旺长期和果实膨大期分别施50.7和39.4kg/hm2。

（2）养分的吸收贮藏会影响树体当年和以后几年的生长和发育，Weinbaum等[16]研究表明，树体中贮存的养分重复利用可有较长的时间，这一点在果园生产管理中必须考虑。该试验主要生长期内葡萄树体吸收的磷素为33.1 kg/hm2，果实膨大期果树吸收磷素15.4 kg/hm2，占总吸收量的47.0%，因此建议将磷肥重点施于果实膨大期之前，这与张志勇等[12]的研究结论一致。早期葡萄树器官建造主要利用树体贮存的磷素，且磷的分配随生长中心的转移而转移。推荐葡萄树（产量18 t/hm2）年施纯磷55.1 kg/hm2，果实收获后秋季基施29.2 kg/hm2，果实膨大期之前追施磷25.9 kg/hm2。

（3）年周期葡萄树体总吸钾量为140.52 kg/hm2，新梢旺长期和果实膨大期需钾量较大，吸收钾素38.59和64.29 kg/hm2，分别占全年总吸收量的27.5%和45.8%。推荐施肥量K2O为175.6 kg/hm2（产量18 t/hm2），基施46.9 kg/hm2。葡萄的钾素营养最大效率期在果实膨大期，即浆果快速生长、糖分快速积累时期，此时重施钾肥，既可满足葡萄成熟对钾的需求又有助于提高葡萄品质[12]，推荐追施K2O为80.4 kg/hm2。新梢旺长期施钾除了满足葡萄树生长外，可使枝条成熟提前2～3 d，提高葡萄叶中叶绿素含量，有利于光合作用的进行，为后期浆果的糖分累积和提早成熟奠定了物质基础，推荐追施K2O为48.3kg/hm2。

（4）合理的养分施用量不仅可以提高产量，还能有效提高肥料利用率。不同地区由于土壤、气候、品种等条件的差异，其适宜的肥料用量、配比也不同。因此，葡萄生产中，要根据葡萄品种、树龄和土壤条件等多种因素进行施肥决策。

（5）土壤养分丰缺指标是指导施肥重要依据，而目前关于葡萄叶片营养指标的研究和报道较多，关于葡萄土壤养分丰缺指标的研究还未见报道。根据已有的研究成果和该研究发现的问题及该领域的发展趋势，今后将加强这方面研究。

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