李志强,刘洪亮,陈红梅,刘晓伟,田玲枝,李 君,吕 军,陈 虎
(石河子农业科学研究院,新疆 石河子 83200)
近年新疆葡萄种植业发展迅速,2010年新疆种植鲜食葡萄12.53万hm2,到2014年鲜食葡萄面积种植达到 14.91万 hm2,5年期间增长了19.05%[1]。“弗雷无核”葡萄作为早熟鲜食品种,因其口感脆甜,成熟早,在新疆地区已大面积推广种植,并已成为葡萄主栽品种之一。氮素是葡萄必需的营养元素,氮肥施用量的多少对植物生长和产量有显著影响[2]。适量施氮可促进葡萄生长、花芽分化和萌发[3],增加植株养分积累,提高座果率和果实产量[4]。缺氮时,树体营养不足,产量降低[5],过量施氮,不仅造成营养生长过旺,落花落果,果实品质降低,还会造成氮素利用率的降低和环境的污染[6-7]。目前,葡萄施肥基本停留在基施、穴施等传统施肥手段,偏施氮肥、过量施氮肥等现象普遍存在,随着滴灌节水技术的发展,随水施肥,果树生育期精准施肥技术已日趋完善。
本文通过不同氮肥施用量的处理,研究滴灌条件下不同氮肥用量对 “弗雷无核”葡萄生长发育、养分吸收、产量和品质的影响,为“弗雷无核”葡萄合理施用氮肥,提高氮肥利用率和葡萄品质提供科学依据。
试验于2013年8月至2014年10月在石河子农业科学研究院试验地进行。试验选取土壤肥力均匀、果树长势较一致的4年生“弗雷无核”葡萄作为试验材料。供试土壤为灌耕灰漠土,土壤有机质 21.23 g/kg,速效氮 46.52 mg/kg,速效磷28.54 mg/kg,速效钾 324.57 mg/kg,土壤 pH值为8.03,电导率0.152 ms/cm。
试验共设4个氮肥处理,3次重复,供试氮肥为尿素,由中石油天然气股份有限公司生产,N含量46.4%。试验施肥方案如表1,小区南北走向,随机排列,每小区5株葡萄,株距1.0 m,行距3.0 m,小区面积15.0 m2。每个小区单独一个施肥罐,每个小区两条滴灌带,滴灌带分别位于葡萄树两侧15 cm处,其它栽培管理措施与大田一致。
2013年10月葡萄落叶前每个小区取葡萄枝条4—5条,用纯净水冲洗干净,烘干、粉碎,测定植株氮、磷、钾含量;2014年5月葡萄出土后,观测每个小区葡萄萌芽数量和萌芽大小 (直径);5月底测定葡萄枝条日生长长度,6月葡萄膨大期取葡萄枝条4—5条,用纯净水冲洗干净,烘干、粉碎,测定植株氮、磷、钾含量;葡萄成熟期测定葡萄果粒横径、纵径、单粒重、果穗重、产量、葡萄果实硬度、可溶性固形物含量、酸含量、VC含量及可溶性糖含量。
土壤碱解氮采用碱解扩散法测定;土壤速效磷采用0.5mol/L NaHCO3浸提,钼锑抗比色法测定;土壤速效钾采用NH4OAc浸提,火焰光度计测定;pH采用pH计测定;电导率采用电导率仪按土水比1∶5测定;植株氮、磷、钾测定采用浓H2SO4-H2O2消解,全氮采用凯式定氮仪测定,全磷采用钼锑抗比色法测定,全钾采用火焰光度计测定[8]。果实纵径、横径采用电子数显卡尺测定;葡萄单粒重、果穗重采用百分之一天平测定;葡萄硬度采用爱德堡G-4数显硬度计测定;可溶性固形物含量用PAL-1型数显测糖仪测定;可滴定酸含量用NaOH滴定法测定;维生素C含量用2,6-二氯苯酚吲哚染料滴定法测定[9];可溶性糖测定采用GB/T6194-1986《水果、蔬菜可溶性糖测定法》方法测定。
数据采用Excel 2010进行数据统计和作图,SPSS17.0软件进行方差分析。
由表2可知,秋季葡萄收获后施用氮肥可促进植株养分的吸收,随着施氮量的增加,植株体内氮、磷、钾养分显著增加,处理4比处理1氮、磷、钾含量分别增加47.23%、25.00%、25.68%;在葡萄果实膨大期葡萄植株体内氮含量随着施氮量的增加显著增加,处理4比处理1全氮含量增加了15.79%,而植株磷和钾的含量没有显著变化。
表2 不同施氮量对葡萄养分吸收的影响Table 2 Effect of different nitrogen levels on nutrient absorption of grape
表3 不同施氮量对葡萄生长发育的影响Table 3 Effect of different nitrogen levels on grape growth and development
表4 不同施氮量对葡萄产量及构成的影响Table 4 Effect of different nitrogen levels on yield and composition of grape
由表3可知,不同氮肥施用量对葡萄开春萌芽数量、萌芽大小有显著影响,随着施用量的增加,萌芽数量、萌芽大小有增加的趋势,处理4萌芽数量、萌芽大小比处理1分别增加77.14%、17.91%;不同氮肥施用量对葡萄5月份枝条生长速率没有显著影响,但是随着施用量的增加,枝条生长速率有增加的趋势,处理4比处理1增加6.45%。
葡萄秋季采收后施用氮肥,促进了葡萄树体氮、磷、钾的积累,为来年开春葡萄生长发育提供营养,促进葡萄萌芽数量增加,萌芽质量提高,果树长势良好。
由表4可知,不同氮肥施用量对葡萄纵径、横径、单粒重、果穗重和产量有显著影响,并且随着施用量的增加有增加的趋势。随着施氮量的增加葡萄纵径、横径、单粒重、果穗重显著增加,处理4比处理1分别增加7.02%、7.14%、22.14%、24.57%。随着施氮量的增加葡萄产量也有显著的增加,处理4比处理1增产34.57%。有可能是施氮量的增加促进了葡萄果粒的膨大,造成果粒横径和纵径的增加,从而使葡萄单粒重增加,单穗重增加,产量增加。
由表5可知,不同氮肥施用量对葡萄品质有显著影响。果实硬度、可溶性固形物含量、VC含量和总糖均随着氮肥施用量的增加呈现先增大后减小的趋势,并且最大值都出现在处理2,处理2比处理1分别增加4.44%、8.79%、7.04%和19.53%,处理2比处理4分别增加21.55%、19.40%、17.00%和40.83%。随着施氮量的增加葡萄酸度显著增加,处理4比处理1酸度增加1倍以上。由此可以看出,适量增加氮肥的供应可以提
表5 不同施氮量对葡萄品质的影响Table 5 Effect of different nitrogen levels on quality of grape
由图1 A可知,施肥量和葡萄产量成显著正相关,相关系数达到0.997,说明施肥量越高,葡萄产量越高;由图1 B可知,施肥量与葡萄品质呈现二次相关性,随着施肥量的增加葡萄品质先提高后降低,施肥量与葡萄果实硬度(图1 B)、可溶性固形物(图 1 C)、酸含量(图 1 D)、VC 含量(图 1 E)、总糖含量(图 1 F)相关系数分别为0.971、0.831、0.962、0.975,达到显著相关;由图 1 B、C、E、F 可求得葡萄最佳品质时最佳施肥量分别为375.00 kg/hm2、341.00 kg/hm2、266.33 kg/hm2、309.50 kg/hm2,考虑到产量与酸度和品质的关系,建议1 hm2尿素施肥量320 kg/hm2左右。
施肥量对葡萄生长发育、产量和品质有显著影响,本研究表明,“弗雷无核”葡萄秋季收获后,随着氮肥施用量的增加,秋季修剪前果枝贮存氮、磷、钾等营养增加,来年开春葡萄萌发萌芽质量高,萌芽萌发早,枝条营养充足;在果实膨大期,随着氮肥施用量的增加,果树体内氮素显著增加。有研究发现,施氮量增加可促进葡萄枝条生长[10],这与本试验结果相似。
本研究发现,施用过多氮肥葡萄品质会有所下降,这与有些研究发现施用过多氮肥会提高果实含酸量从而降低果实品质[5,10-11]结论相似。施氮量的增加导致葡萄品质下降,有可能是氮素促进了植株生长,导致果实养分或糖分、有机物积累不足,值得进一步研究。
图1 施氮量与葡萄产量和品质的关系Figure 1 Relationship between nitrogen and yield and quality of grape
本研究探讨了不同施肥水平对葡萄生长、养分吸收、产量和品质的影响,得出滴灌条件下,施用320 kg/hm2尿素,葡萄果实品质指标达到优良,继续增加施肥量,果实品质指标有下降趋势。因此,选择适宜的施肥水平,可以为葡萄种植者节约成本,提高葡萄品质,增加收益。
[1]http://www.xjtj.gov.cn/sjcx/tjnj_3415/
[2]史祥宾,杨阳,翟衡,等.不同时期施用氮肥对巨峰葡萄氮素吸收、分配及利用的影响.植物营养与肥料学报,2011,17( 6):1 444-1 450.Shi X B,Yang Y,Zhai H,et al.Effects of N fertilization on grape nitrogen absorption,distribution and utilization in differenttimes.PlantNutrition and FertilizerScience,2011,17(6):1 444-1 450.(in Chinese)
[3]周显骥.巨峰葡萄施氮技术研究.湖南农业大学学报,1999,25(3):188-190.Zhou X J.Kyoho Grape nitrogen technology.Journal of Hunan Agricultural University,1999,25 (3):188-190.(in Chinese)
[4]李淑玲,何尚仁,杨建国,等.葡萄营养与施肥.北方园艺,2000(3):19-20.Li S L,He S R,Yang J G,et al.Nutrition and fertilization of grapes.North Horticulture,2000(3):19-20.(in Chinese)
[5]谢海霞,何帅,侯振安.全球红葡萄氮素营养及氮肥施用效果研究.安徽农业科学,2009,37(32):15 804-15 806.Xie H X,He S,Hou Z A.Study on the effects of nitrogen nutrition and nitrogen fertilization on global red grapes.Journal of Anhui Agricultural Sciences,2009,37 (32):15804-15806.(in Chinese)
[6]Chloupek O,Hrstkova P,Schweigert P.Yield and its stability,crop diversity,adaptability and response to climate change,weather and fertilization over 75 years in the Czech Republic in comparison to some European countries.Field Crops Res,2004,85(2-3):167-190.
[7]Rance S J,Myers RJK,Cameron D M.Dynamics of uptake,distribution and utilization of nitrogen applied at different times after planting in a Eucalyptus grandis plantation.Plant Soil,2009,324:241-252.
[8]鲍士旦.土壤农化分析.北京:中国农业出版社,2000.Bao S D.Analysis of Soil Agricultural Chemistry.Beijing:China Agriculture Press,2000.(in Chinese)
[9]张志良.植物生理学实验指导.北京:高等教育出版社,1990.Zhang Z L.Plant physiology Experiment Technology.Beijing:Higher Education Press,1990.(in Chinese)
[10]蒋万峰,周建斌.氮磷钾化肥配合施用对无核白葡萄品质与产量的影响.中外葡萄与葡萄酒,2009(3):4-8.Jiang W F,Zhou J B.Effects of application of nitrogen,phosphorus and potassium on the yield and quality of Thompson Seedless.Sino-Overseas Grapevine&Wine,2009(3):4-8.(in Chinese)
[11]黄显淦,钟泽,邓文兰,等.葡萄施用 KCl及其与氮磷配施效果试验.中国果树,1992(2):7-10.Huang X G,Zhong Z,Deng W L,et al.Effects of applying potassium chloride and its combination with nitrogen and phosphorus fertilizer on grape.Chinese fruits,1992(2):7-10.(in Chinese)
[12]程杰山,蒋爱丽,奚晓军,等.不同施肥量对“巨玫瑰”葡萄生长和果实品质的影响。中国农学通报,2012,28(25):167-171.Cheng J S,Jiang A L,Xi X J,et al.Effects of different amounts of fertilizer on growth and fruit quality of giant rose grapes.Chinese Agricultural Science Bulletin,2012,28(25):167-171.(in Chinese)