限根栽培下不同施肥方式对葡萄果实品质的影响

张拥兵，黄军保，李 卓，吕英忠

（山西农业大学果树研究所，山西太谷 030815）

葡萄为葡萄科葡萄属木质藤本植物，与苹果、柑橘和香蕉并称为世界四大水果，2007 年以来，其栽培面积和产量逐年上升[1]。葡萄果实不仅糖、酸、维生素和矿质元素等营养成分含量丰富，还含有较高的花色苷和儿茶素等多酚类功能成分，具有较强的抗氧化、降血脂、消除炎症和抗肿瘤等功效[2-3]。

限根栽培是通过限制根系生长达到调节果树营养生长和生殖生长的一种栽培模式。目前，在苹果、柑橘、桃、葡萄、樱桃等[4-8]果树上均有较深入的研究。限根栽培的方式较多，有沟槽限根、起垄限根和容器限根等。其中，容器限根栽培是应用最为广泛的一种栽培模式。限根容器主要有普通瓦盆、普通塑料盆、无坊布袋和控根盆等。

葡萄限根栽培在科研生产中已有较大范围的应用，容器种类、限根宽度、基质配比等对葡萄生长发育和果实品质的影响研究较多[9-11]。田间栽培过程中不同肥料与施肥方式对葡萄生长发育和果实品质影响的研究也较多[12-14]，但限根栽培条件下不同施肥方式对葡萄生长和果实品质的影响则未见报道。

本试验以PVC 控根容器中定植的早黑宝葡萄为研究对象，揭示发酵有机肥、缓控释肥和普通化肥及其施用量对葡萄单果质量、可溶性固形物、可溶性糖、维生素C、白藜芦醇等品质指标的影响，评价不同肥料种类和施肥量对葡萄果实品质的影响，以期为葡萄优质限根栽培提供施肥理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为早黑宝葡萄，由山西农业大学果树研究所葡萄育种项目提供；控根容器购自市场，规格为30 cm×40 cm。

1.2 试验设计

试验于2017—2019 年在山西农业大学果树研究所进行。早黑宝于2017 年定植于控根容器内，栽培株行距1.0 m×1.2 m，蓠架式，滴灌。2018 年春选择主干粗度和长势基本一致的葡萄苗为试材进行施肥处理，每处理10 株树，单株重复，2019 年施肥方式同2018 年。

表1 不同处理的肥料种类及施肥量

试验共设6 个肥料处理，分别为发酵有机肥全量（T1）、发酵有机肥半量（T2）、复混缓控释肥全量（T3）、复混缓控释肥半量（T4）、普通化肥全量（T5）、普通化肥半量（T6），其中，发酵有机肥原料为羊粪，购自附近羊场，有机质含量23.6%，全N 含量1.56%，全磷（P2O5）含量1.30%，全钾（K2O）含量1.93%，秋季与水按照体积比1∶2 比例发酵；复混缓控释肥购自山东胜邦绿野化学有限公司，全N 含量18.0%，全磷（P2O5）含量8.0%，全钾（K2O）含量18.0%；普通化肥为尿素（总氮≥46.4%）、磷酸二铵（总养分≥64%）、硫酸钾（氧化钾≥52%、硫≥17.0%）混合施用，分别用U、DAP 和PS 表示。肥料具体施用时间和用量如表1 所示，此外，2018 年和2019 年10 月下旬每株分别施用发酵有机肥800 mL。每株留果量2～3 穗，每穗75 粒。8 月下旬进行果实品质指标测定，试验结果取10 株树的平均值。

1.3 测定指标及方法

单果质量采用电子天平秤量；可溶性固形物采用ATAGO 手持糖度计测定；可溶性糖采用蒽酮比色法测定[15]；可滴定酸采用酸碱滴定法测定[15]；维生素C 采用钼蓝比色法测定[15]；可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝法测定[15]；原花青素采用香草醛- 盐酸法测定[16]；白藜芦醇采用高效液相色谱法测定[17]。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2010 整理，采用SPSS 22.0 进行差异显著性检验、Tukey多重比较分析及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对葡萄果实品质的影响

2.1.1 单果质量 从表2 可以看出，T6 处理的葡萄单果质量最大，T1 处理的葡萄单果质量最小，但各处理之间差异不显著。

表2 不同施肥处理对葡萄果实单果质量的影响 g

2.1.2 果实内在品质 决定葡萄果实口感和风味的主要指标是可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和可溶性蛋白质含量，一定范围内糖酸比值越大果实口感越好。由表3 可知，不同施肥方式对葡萄果实的可溶性固形物、可溶性糖、可滴酸和可溶性蛋白质含量影响都较大，不同处理间存在较大差异。施发酵有机肥和复混缓控释肥葡萄的可溶性固形物和可溶性糖含量都高于施普通化肥的，最高的是T1 处理；可滴定酸含量最低的是T2 处理，最高的是T6 处理，各处理间差异相对较小；糖酸比除T3与T5 处理间差异不显著外，其他3 个处理都显著高于施普通化肥的葡萄果实，T2 和T4 处理在所有处理中较高，T6 处理最低，口感较差；可溶性蛋白质含量也是T2 和T4 处理较高。

表3 不同施肥处理对葡萄果实内在品质的影响

维生素C、白藜芦醇和原花青素含量是衡量葡萄保健价值的重要指标[14]。从表3 可以看出，不同施肥处理对葡萄果实的保健价值也影响较大，T3处理的葡萄果实Vc 含量最高；T1 处理的葡萄皮中白藜芦醇含量最高；施复混缓控释肥和发酵有机肥的葡萄皮中原花青素含量都显著高于施普通化肥的葡萄，含量较高的是T2 和T4 处理。

不同处理间葡萄的8 项品质指标差异有所不同，差异最大的是原花青素含量，指标间变异系数达39.07%，其次是白藜芦醇、可溶性蛋白质和糖酸比，变异系数均在15%左右，其他4 项指标处理间变化较小，变异系数均在10%以下。

2.2 不同施肥处理下葡萄果实品质的主成分分析

2.2.1 不同施肥处理后葡萄果实品质的主成分分析不同处理葡萄果实品质的主成分分析如表4 所示。

表4 主成分对应的旋转成分矩阵、特征值和贡献率

从表4 可以看出，葡萄的9 项品质指标可以提取出3 个主成分，其累计方差贡献率达86.139%，可以反映葡萄果实品质的大部分信息。为更好地解释各品质指标与主成分因子之间的关系，利用方差极大法对提取出的主成分进行旋转，利用旋转载荷反映品质指标在主成分中的重要程度。第1 主成分代表了所有指标的47.438%，是3 个主成分中最重要的一个，主要综合的是维生素C 和原花青素的信息，反映了葡萄的保健价值；第2 主成分代表了全部指标的23.177%，主要综合的是蛋白质和可溶性固形物的信息，反映了葡萄的口感和风味；第3 主成分代表了全部指标的15.524%，主要综合的是葡萄单果质量信息，反映的是葡萄的外观指标。

2.2.2 不同施肥处理后葡萄果实品质评价 将不同施肥处理后葡萄果实品质指标数据标准化后的数值与其对应的特征向量相乘，将所得乘积相加即可得到每个主成分得分，以各主成分对应的方差贡献率为权重，构建的葡萄果实品质综合评价模型为：Z＝0.474 4Z1＋0.231 8Z2＋0.155 2Z3。由综合评价模型计算出的不同施肥处理对葡萄果实品质的总得分如表5 所示。

表5 不同施肥处理后葡萄果实的主成分值与综合评价指数值

由表5 可知，葡萄果实品质最优的是半量施复混缓控释肥（T4），其次是半量施发酵有机肥（T2），全量施发酵有机肥（T3）的葡萄果实品质排名第3。

3 结论与讨论

对果实品质进行全面综合评价是一个较为复杂的课题，评价角度、评价指标和评价方法不同都可造成评价结果的差异。评价果实品质的指标众多，外观指标、营养指标、保健指标不一而足，不同栽培条件下各项指标的变化情况也不一致，单纯通过指标的差异显著性来评价果实品质掺杂了太多的人为因素和重叠信息，显然不够准确。主成分分析法是用几个彼此独立的综合指标代替原来多个存在相关关系的性状指标，避免重叠信息和人为因素的干扰，从而客观筛选出综合品质优良的新品种的一种降维分析方法[18]，农业上进行优良品种选择和综合性状评价时应用较多[19]。本研究运用主成分分析法对不同施肥处理的葡萄果实进行果实品质评价，结果表明，果实品质由高到低排序为：半量缓控释肥＞半量发酵有机肥＞全量发酵有机肥＞半量普通化肥＞全量复混缓控释肥＞全量普通化肥。本研究中半量施用缓控释肥的葡萄品质最好，原因是复混缓控释肥养分针对性强，释放速度适中，保证了肥料的全面长效利用，加之秋施的基肥中含有的多种矿质营养元素和其他养分，不仅保证了葡萄的正常生长发育，也提高了果实品质，这与陈丽楠等[20]的研究结果相一致；单纯施用发酵有机肥的葡萄品质高于生长期间单施普通化肥的葡萄品质，但不如发酵有机肥与复混缓控释肥配施效果好，这与周喜荣[21]研究结果相一致。

控根容器栽培条件下，对3 年生葡萄秋施发酵有机肥后，在葡萄不同生长发育期分施发酵有机肥、复混缓控释肥和普通化肥，虽然葡萄单果质量无显著差异，但果实口感、风味和功能性成分含量都差异较大，果实品质也有所不同。研究结果表明，肥料种类与施肥量对葡萄果实品质都有较大影响。从肥料种类来说，施用发酵有机肥和复混缓控释肥的葡萄果实品质基本都高于化肥；从施肥量来看，半量施肥处理的葡萄果实品质都显著高于相应的全量施肥处理的葡萄果实，说明控根容器栽培条件下，施肥量为大田常规用量的1/2 时即可满足葡萄正常的生长发育，生产出品质优良的葡萄果实。