王海波,王孝娣,陶建敏,史祥宾,冀晓昊,王宝亮,王小龙,王志强,张艺灿,刘凤之
(1. 中国农业科学院果树研究所/农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城 125100;2. 南京农业大学园艺学院,江苏南京 210095)
截至2019年底,我国葡萄栽培面积为72.62万 hm2、产量1419.54万 t,居世界第一位[1]。针对我国葡萄产业中存在的突出问题,包括品种结构不合理,栽培模式落后、机械化水平低、管理费工,土壤酸化、盐渍化和板结加重,水、肥、药利用率低,生产标准化程度低,果品质量参差不齐、市场竞争力差,果品质量安全风险加大等[2],项目组开展了轻简、优质、高效、绿色生产技术的科研攻关,创新集成构建了包括“优质苗木,改良土壤和品种结构,精准施肥、灌溉及病虫害防控,高标准建园、高光效树形和叶幕形、高标准花果管理、高效益改形” 等10类关键技术,集成“一优二改三准四高”生产技术体系,为葡萄生产的绿色高质量发展提供技术支撑。
用优质苗木[3]建园是实现葡萄优质高效生产的前提。
自根苗具有繁殖容易、成本低的优势,且欧亚种自根苗对盐碱和钙质土适应能力较强,但大部分品种的自根苗抗寒和抗旱以及抗根瘤蚜、根结线虫和根癌病的能力较嫁接苗差。因此,自根苗仅适宜于无上述生物和生态逆境胁迫的地区使用。
由于抗寒需要,北方产区常选用‘贝达’砧木嫁接苗。但随着葡萄根瘤蚜在我国多个省份的发生,采用抗根瘤蚜砧木嫁接苗成为首选,但埋土防寒区选择抗性砧木时首要考虑其抗寒性。抗涝地区可选择河岸葡萄为主的杂交砧木嫁接苗,如促进早熟的‘101-14M’和‘3309C’,生长势中庸的‘420A’或中庸偏旺的‘SO4’‘5BB’。在干旱瘠薄及寒冷地区,宜选择深根性的偏沙地葡萄系列如‘110R’‘140Ru’‘1103P’等以及偏山葡萄系列如‘SA15’‘SA17’[4-5]和‘华葡1号’[6]等。砧木长度是选择嫁接苗的关键,非埋土防寒区砧木长度15~20 cm即可,埋土防寒区砧木长度需30~40 cm。检查嫁接苗要看嫁接愈合部位是否牢固,可用手掰来检查嫁接口是否完全愈合无裂缝。
首先在田间定植砧木苗,待半木质化后进行绿枝嫁接。为了充分利用砧木的抗性可采用70 cm甚至100 cm长的砧木进行高接,来解决主干的抗寒及抗病问题。用砧木苗建园的优点:一是抗生物和生态逆境胁迫强,二是第二年嫁接时根系生长量大,接穗生长快,有利于早期丰产。
改良土壤的目的是增加有机质和养分含量,改良土壤性状,提高土壤肥力。(1)增施有机肥,改良贫瘠土壤;(2)客土和漫淤等改良过砂土壤;(3)漫沙,改良过粘土壤;(4)果园生草、种植绿肥,改良酸化和盐渍化土壤[7];(5)植树种草,营造防护林,设立沙障、固定流沙,改良风沙土;(6)设立灌、排渠系,排水洗盐、种稻洗盐等,改良盐碱土;(7)施用石膏、磷石膏等,改良碱性土壤;施用石灰性物质,改良酸性土壤;(8)施用有益生物菌剂和微生物肥,丰富土壤微生物群落。
选择成熟期不同、色泽各异的适栽优良品种进行结构改良,满足消费者对果品高品质、多样化的消费需求,满足生产者对高效益、低成本的生产需求,满足经营者对果品质量一致性和稳定性的经营需求是实现葡萄轻简、优质、高效、绿色生产的首要任务。
巨峰、辽峰、阳光玫瑰、藤稔、夏黑、醉金香、华葡黑峰、华葡玫瑰、华葡黄玉、华葡高后、蜜光、妮娜皇后、巨玫瑰、月光无核等品种。
红地球、克瑞森无核、火焰无核、无核白鸡心、意大利、华葡翠玉、华葡早玉、温克、瑞都科美、玫瑰香、意大利、新郁、无核白、香妃、维多利亚等品种。
根据葡萄的养分需求规律、土壤与有机肥的养分释放特性、肥料利用率、目标产量与品质等关键参数确定配方,进行施肥。
某生育阶段目标产量施肥量=(该生育阶段目标产量需养分量-土壤供养分量)/(肥料养分含量×肥料养分利用率)
某生育长阶段目标产量需养分量=全年目标产量需养分量×该生育阶段养分需求量的分配比率
4.1.1 全年目标产量需养分量
葡萄对各矿质元素的需求量因品种而异。‘巨峰’和‘红地球’是我国栽培面积最大的两个鲜食品种,研究发现:(1)‘巨峰’每生产1000 kg果实,对各矿质元素的需求量为氮5.67 kg、磷2.37 kg、钾5.66 kg、钙5.70 kg、镁1.02 kg、铁153.45 g、锰52.20 g、锌36.25 g、铜7.28 g、硼41.84 g、钼0.47 g[8]。(2)‘红地球’每生产1000 kg果实,葡萄对各矿质元素的需求量为钙5.41 kg、钾4.98 kg、氮4.72 kg、磷1.91 kg、镁1.23 kg、铁28.29 g、锰7.68 g、锌2.37 g、硼2.34 g、铜0.69 g和钼0.14 g。
4.1.2 各生育阶段养分需求量的分配
葡萄在整个生长发育过程中连续不断地吸收各种矿质养分,对各养分的吸收随发育阶段变化而变化。
(1)萌芽至始花阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的19.73%、11.02%、16.67%、13.08%、
12.84%、16.47%、16.56%、17.02%、14.94%、13.29%
和18.12%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的13.66%、5.60%、13.44%、9.44%、9.36%、15.76%、36.68%、3.61%、10.72%、6.36%和8.54%。
(2)始花至末花阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的16.85%、14.71%、11.96%、13.59%、13.16%、19.37%、5.13%、14.41%、7.38%、8.59%和20.25%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的18.09%、5.53%、8.61%、4.72%、4.32%、10.43%、13.99%、3.70%、16.94%、6.67%和11.91%。
(3)末花至果实种子发育阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的21.46%、19.56%、22.78%、24.77%、24.19%、21.05%、9.70%、21.58%、25.17%、13.13%和10.43%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的23.72%、19.30%、22.62%、26.30%、33.64%、22.00%、12.13%、21.56%、5.43%、6.20%和4.59%。
(4)果实种子发育至转色阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的20.24%、27.88%、22.06%、21.11%、20.72%、18.70%、17.71%、8.69%、35.03%、25.59%和31.16%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的26.58%、34.00%、37.41%、38.12%、30.63%、18.57%、32.53%、39.38%、40.76%、36.61%和43.99%。
(5)果实转色至成熟阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的9.08%、17.12%、21.76%、16.34%、16.76%、7.35%、22.19%、14.72%、8.79%、20.17%和6.83%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的7.98%、16.15%、10.92%、6.75%、16.16%、12.26%、9.74%、9.25%、12.08%、22.78%和17.26%。
(6)果实成熟至落叶阶段。①‘巨峰’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的12.65%、9.72%、4.78%、11.11%、12.33%、17.07%、28.71%、23.57%、8.69%、19.23%和13.21%;②‘红地球’对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼等矿质养分吸收量占全年总吸收量的9.98%、19.41%、7.00%、14.67%、5.89%、20.99%、4.92%、22.50%、14.07%、21.40%和13.72%。
在代表性地块上进行施肥和不施肥的田间小区试验,其中不施肥区葡萄的年养分吸收量就是该类型土壤的年供养分量。土壤供养分量受土壤肥力、灌溉、气候条件、品种和栽培模式等影响。土壤供养分量可以通过公式法和树体解剖法求得,其中公式法相对简单,树体解剖法更为准确。
4.2.1 公式法
土壤供养分量=代表性地块不施肥区葡萄的养分吸收量=(实际产量/100)×形成100 kg经济产量所需养分量,其中100 kg经济产量所需养分量可由4.1.1计算得出。
4.2.2 树体解剖法
年初伤流前选取12株生长健壮一致且具有代表性的植株供解剖。首先将其中6株植株解剖并测定各部位养分含量,计算植株总养分量;然后于果实成熟期采收剩余6株的果实,测定其养分含量计算果实总养分量,于落叶期将所有叶片收集,同时将剩余6株植株全部解剖并测定各部位养分含量,计算植株总养分量。即:(落叶期的6株植株的总养分量+果实成熟期6株的果实总养分量)-伤流前6株植株的总养分量=6株植株的年养分吸收量。根据栽培密度换算出每亩葡萄植株的年养分吸收量即为该类型土壤每亩葡萄的供养分量。各地应按土壤类型,分品种和栽培模式进行多点试验,取得当地的可靠数据后,方可估算土壤供肥量。
化肥和商品有机肥的养分含量一般按出厂包装袋上标明的含量或测定值,农家肥的养分含量一般按测定值或按经验概算(表1)。
通过试验、计算获得,肥料养分年利用率(%)=(施肥区植株的年养分吸收量-不施肥区植株的年养分吸收量)/所施肥料中该养分总量×100。常用肥料当季利用率的参考值见表2。肥料利用率受土壤肥力、施肥量、灌溉、施肥方式、土壤条件等影响,其变化规律如下:土壤肥力越高,利用率越低;施肥量越大,利用率越低;灌溉条件越差,利用率越低;追肥的利用率高于基肥;深施肥利用率高于表施;有机无机肥配合施利用率高于单施;腐熟有机肥利用率高于半腐熟和未腐熟有机肥;粘土的肥料利用率高于沙土的肥料利用率。化肥利用率低,是一个全球性问题,在我国尤其突出。一般施肥方法中氮肥利用率为30%~40%;磷肥利用率更低,一般为10%~25%;钾肥为40%左右。
我国幅员辽阔,各地施肥的具体条件差异很大,目标产量需养分量、土壤供养分量、肥料养分利用率等参数也不尽相同,因此对施肥量的估算要因地制宜。
根据葡萄的需水规律和土壤相对含水量等关键参数进行灌溉。
葡萄植株需水有明显的阶段特异性,从萌芽至开花对水分需求量逐渐增加,开花后至开始成熟前是需水最多的时期,幼果第一次迅速膨大期对水分胁迫最为敏感,进入成熟期后,对水分需求变少、变缓。
分为萌芽前、开花前、幼果发育期、转色期、采收后和封冻前等关键时期。根据当时的土壤水分状况决定灌水时期和灌水量。一次灌水量以湿润0~40 cm土层即可。
萌芽至落花,土壤相对含水量70%~80%为宜;坐果至转色期,土壤相对含水量70%~80%为宜;转色至成熟期,土壤相对含水量60%~70%为宜;采收至落叶,土壤相对含水量55%~70%为宜。
以节省水分和劳动力的滴灌、微灌、小管束流、根系分区灌溉等节水灌溉方式为宜。
遵循“预防为主、综合防治”的策略。
优先选用农业、物理和生物等绿色防控措施。按照病虫害为害种类和流行规律,科学使用化学农药。
6.2.1 农业防治
选用抗病虫品种及一切有利于减轻病虫害发生的栽培模式和农业技术措施。
6.2.2 物理防治
采用色板、杀虫灯或性信息素等诱杀害虫,利用机械捕捉害虫等。
6.2.3 生物防治
保护天敌,增加葡萄园种群多样性;根据田间虫害发生情况投入捕食螨、赤眼蜂等有益天敌;选用微生物、植物源和矿物源等非化学农药。
6.2.4 化学农药防治
按照“生产必须、防治有效、安全为先、风险最小”的原则,选择农药种类。优先选用葡萄上已登记,或在葡萄上有农药残留限量标准的农药品种[10];出口葡萄增加对比出口国标准要求,选用低风险农药。优先选用水剂、水乳剂、微乳剂和水分散粒剂等对葡萄商品性无影响,对环境友好的剂型。幼果期以后不建议使用可湿性粉剂和乳油。按照农药标签使用农药,使用农药人员的安全防护和安全操作按NY/T 1276[11]规定执行。结合病虫发生情况适期防治,严格控制施药剂量(或浓度)、施药次数和安全间隔期,提倡交替轮换使用不同作用机理的农药。主要病虫害的用药参见表3。
表3 葡萄主要病虫害用药建议Table 3 The recommendation on the use insecticide and bactericide of major pests and diseases
7.1.1 高垄栽培
本栽植模式适于地下水位高、需排水的葡萄园。首先将有机肥均匀撒施到地表,每667 m2用量8~10 m3,然后旋耕将肥土混匀,最后起垄,栽培垄高40~50 cm、宽80~120 cm。对于严重漏肥漏水或地下水位过浅的葡萄园,配合采取薄膜限根栽植模式。首先按要求的行向和株行距在地表铺设宽1.50 m的塑料薄膜,然后将混匀的肥料堆到塑料薄膜上起垄。
7.1.2 宽行深沟栽培
适于地下水位低、需下架越冬防寒的葡萄园。定植沟深宽分别为80~100 cm[12],沟面比行间低25~35 cm,行距3.0 m以上。为防根系侧冻,可配合采取部分根域限制栽培,即在定植沟沟壁两侧铺设塑料薄膜,抑制根系水平延伸。
7.1.3 容器栽培
适用所有葡萄园,但注意根系防寒。栽植容器成本低、效果佳。按照0.05~0.06 m3的标准确定控根器容积,容器高度以40~50 cm为宜。常按优质有机肥∶园土=1∶6~1∶4的比例混配基质。如土壤黏重,需添加河沙或珍珠岩等改良土壤。
倾斜龙干树形+水平叶幕:行距4.0~5.0 m,株距2.0~2.5 m,或行距8.0~10.0 m,株距1.0~1.25 m;一字形+水平叶幕:行距4.0~8.0 m,株距2.0~2.5 m;一字形+V形叶幕:行距2.0~2.5 m,株距4.0~8.0 m;H形+水平叶幕:行距4.0~5.0 m,株距4.0~8.0 m。若品种或砧木长势强、土壤肥沃、无霜期长时,宜稀植。
非下架防寒葡萄园,晚秋至初冬定植苗木为宜;下架防寒葡萄园,春季地温回升至7~10 ℃时定植为宜。定植前,先将苗木在湿沙中掩埋3~5 d或放入清水中浸泡12~24 h,然后将接穗留2~4个壮芽、根系留15~20 cm进行修剪,最后用杀虫、杀菌剂消毒。苗木定植时,首先拉线定点,开挖宽30~40 cm、深20~40 cm的定植穴;然后将部分土回填,堆成馒头形;最后将苗木根系舒展放到土堆上,当填土盖过根系后,提苗抖动,使根土密接。填土满后、踩实,使苗木根颈与畦面平齐。栽后立即灌透水,待水渗下后,用土填平定植穴并覆盖黑地膜或园艺地布。
8.1.1 倾斜龙干树形+水平叶幕[13]
适于下架越冬防寒葡萄园区,配合采用单层或双层平棚架。主干基部呈鸭脖弯形状,垂直高160~180 cm。龙干垂直行向水平延伸,并与主干夹角>120°,结果枝组在龙干上均匀分布。新梢在龙干两侧水平绑缚,间距同侧15~20 cm,长度150 cm以上。
8.1.2 H形或一字树形+水平或V形叶幕
适于不下架越冬防寒园区,配合采用单层或双层平棚架水平叶幕和V形叶幕。主干直立,若采用V形叶幕,高100~120 cm;若采用水平叶幕,则为160~180 cm;若采用V形叶幕,龙干顺行水平延伸;若采用水平叶幕,则龙干垂直行向水平延伸。结果枝组在龙干上均匀分布。新梢排在龙干两侧倾斜或水平绑缚,间距同侧15~20 cm,长度120~150 cm。
8.2.1 冬季修剪
对于下架越冬防寒的葡萄,越冬防寒前进行。对于不下架越冬防寒的葡萄,落叶后至伤流前10~15 d进行。冬剪常用方法有短截、疏剪和缩剪等,其中短截又分为极短梢、短梢、中梢、长梢和超长梢等修剪手法,根据成花特性灵活掌握。
8.2.2 夏季修剪
(1)抹芽、定梢:保留带花序的健壮新梢,抹除强、弱和多余新梢。光照良好或土壤贫瘠条件下或长势弱品种,新梢间距15~20 cm;光照较差或土壤肥沃或长势强旺品种,新梢间距20~30 cm。(2)主梢管理[14]:坐果率低的品种采用2次成梢技术,即花前7~10 d第1次摘心,待主梢长120~150 cm时第2次摘心;坐果率高的品种采用1次成梢技术,坐果后,待主梢长120~150 cm时摘心。(3)副梢管理[15]:主梢摘心后,顶端副梢继续生长,其余副梢和顶端副梢上萌发的2次副梢留1叶绝后摘心。具体操作:待副梢展叶3~4片时,于第1片副梢叶上方1 cm处摘心;10~15 d后,待该节位2次副梢和冬芽萌动时,将其抠除,最终每一副梢仅保留1片叶。(4)抑制新梢旺长:通过合理肥水管理、喷施生长抑制剂等措施可有效抑制新梢旺长,调节营养生长和生殖生长的平衡,显著提升果实品质。
9.1.1 常规栽培
(1)巨峰系品种:于花前7~14 d至初花期间整穗。将副穗及以下8~10个小穗和0.5~1.0 cm穗尖去除,保留花穗下部15~20个小穗,花穗长5.0~6.5 cm。(2)二倍体品种:于副穗花初开至盛花期间整穗。花期用GA3膨果时,保留花穗下部16~18个小穗,花穗长6.0~7.0 cm。不用GA3膨果时,将1.0 cm穗尖去除,保留花穗下部18~20个小穗,花穗长8.0~10.0 cm。
9.1.2 无核化栽培
(1)巨峰系品种:花前7 d到初花期间整穗。南方产区留穗尖3~3.5 cm,保留8~10个小穗;北方产区留穗尖4.5~6.0 cm,保留12~18个小穗。(2)二倍体品种:花前7 d到初花期间整穗。南方产区留穗尖4.0~5.0 cm,保留10~12个小穗;北方产区留穗尖5.5~7.0 cm,保留14~20个小穗。
生长势强的品种,花前轻疏穗,花后重疏;生长势弱的品种,花前疏穗重些。穗质量450~600 g、新梢具备20~30片功能叶时,梢果比以1∶1~1.5∶1为宜。
坐果稳定后宜早进行,落花落果或大小粒严重的品种,疏粒操作适当推后,先疏小穗再疏果粒。疏粒分为扇形和梅花形两种方式。小穗紧密的,采用扇形疏粒法;小穗松散的,采用梅花形疏粒法。单穗保持在450~600 g为宜,最大不超过750 g。
9.4.1 果袋选择
红、紫、黑色品种一般选用白袋,如促进果实成熟及钙吸收,选用蓝或紫袋;绿、黄色品种选择红、橙、黄或绿袋。昼夜温差过大或土壤粘重地区,为避免着色过深,选用红、橙、黄或绿袋;容易发生日烧地区或品种,选用绿袋或打伞栽培。
9.4.2 套袋
套袋在果粒玉米粒大小时进行,为促进果实对钙的吸收,可推迟到种子发育期。晴天最好在10:00前和16:00后套袋,阴天全天均可,避免在雨后高温或连续阴雨后突然放晴时套袋[16]。
9.4.3 摘袋
绿、黄色及易着色品种可带袋采收,但成熟期推迟;对于不易着色的红、紫色品种一般在果实采收前15 d左右摘袋;昼夜温差过大或土壤粘重地区,为避免着色过深,可延迟摘袋或不摘袋。
植物生长调节剂的使用受品种、环境影响很大,使用前首先试验,成功后方可大面积应用。
9.5.1 穗轴拉长
在展叶5~7片时,用5~7 mg·kg-1GA3浸渍花穗。
9.5.2 诱导无核
一般在初花到盛花后3 d内用12.5~25 mg·kg-1GA3浸蘸花穗,而着色香等品种适宜75~100 mg·kg-1。
9.5.3 保果
在落花时进行,一般用12.5~25 mg·kg-1GA3浸蘸或喷布果穗[17]。此期处理容易导致无核,若目的在于保果,可单用GA3,添加CPPU 3~5 mg·kg-1效果更好。
9.5.4 促进果粒膨大
在盛花后10~14 d进行,一般用25~50 mg·kg-1GA3浸渍或喷布果穗,此时添加5~10 mg·kg-1CPPU效果更好。如着色香等品种GA3的浓度可提高到100 mg·kg-1。
当前,我国葡萄生产中,大部分园区采用多主蔓扇形、直立龙干形、独龙干形、篱棚架形等传统的树形和叶幕形,存在光能利用率低、树体郁闭、通风透光性差,顶端优势上强下弱,标准化和机械化程度低、管理费工,日烧或气灼常有发生、病害常发,果实成熟与品质不一致,果品市场竞争力低、经济效益不高等诸多问题,亟待对传统葡萄园按照本文高光效省力化树形叶幕形的要求进行间伐和标准化、宜机化架式及树形改造,降低管理成本,提升果实品质,进而实现葡萄产业高效可持续发展。