王 花 商佳胤 顾 军 谢楷文
钙是植物生长发育必需的中量元素,而且它作为生物膜稳定剂,在维护细胞壁、细胞膜结构功能,减少或延缓膜损伤方面具有重要作用。增施钙肥能够通过调节土壤氮钙比促进果树对钙素的吸收。前人研究表明,施钙可以使设施葡萄的单穗质量、产量、钙含量、可溶性固形物含量、维生素C含量显著增加;可以显著降低葡萄裂果率,提高果实含糖量。但是,与施钙对葡萄根际土壤理化性状影响相关的研究较少。针对此,我们开展了施钙对葡萄根际土壤酸碱性和酶活性影响研究,希望为葡萄平衡施钙提供理论支持。
1.1 试验材料 试验于2021年5—8月在甘肃省天水市果树研究所葡萄试验基地进行。试验地有机质含量14.93 g/kg,全氮1.26 g/kg,全磷1.24 mg/kg,全钾3.34 g/kg。参试品种为户太8号,6年生,南北行向,“Y”字架倾斜龙干整形,株行距1 m×3 m,主干高0.8 m,主干以上分双侧叶幕,叶幕开张,角度为60°,叶幕倾斜长度1.25 m,叶幕厚度0.35 m。
1.2 试验方法 钙肥选用硝酸钙,设4个处理,每株葡萄每次施用量分别为70.2 g(处理1)、140.5 g(处理2)、280.9 g(处理3)、561.83 g(处理4)。整个试验期共施用4次,以不施钙肥作为对照(CK)。10株葡萄为1个小区,3次重复。
1.3 测定指标 土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向,是土壤肥力评价的重要指标之一,也是评价土壤自净能力的重要指标。土壤酶活性与土壤理化特性、肥力状况和农业措施应用有着显著的相关性。
本试验测定了葡萄定植沟土层以下10 cm和30 cm土壤pH值(采用pH测定仪测定),土壤脲酶活性(采用靛酚蓝比色法测定),土壤酸性磷酸酶活性[采用磷酸酶(酶标)比色法测定],土壤磷酸酶活性(采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定),土壤过氧化氢酶活性(采用高锰酸钾滴定法测定)。
2.1 不同施钙量对土壤pH值的影响 如图1所示,各处理和对照的土壤pH值均表现为10 cm处小于30 cm处。随施钙量增加,其10 cm处和30 cm处土壤pH值均呈逐渐下降趋势,但各处理与对照pH值差异不显著,这说明短期内追施硝酸钙可以降低土壤pH值,但不会对土壤pH值造成显著影响。
图1 不同施钙量对不同土层土壤pH值的影响
2.2 不同施钙量对土壤脲酶活性的影响 如图2所示,施钙较少的处理1、处理2和对照在10 cm处的土壤脲酶活性均高于30 cm处;施钙量较多的处理3和处理4在30 cm处的土壤脲酶活性高于10 cm处,但二者差异不显著。高施钙处理(处理3和处理4)在10 cm处和30 cm处土壤脲酶活性均显著高于处理1、处理2和对照。处理2在10 cm处土壤脲酶活性与30 cm处差异最大。
图2 不同施钙量对不同土层土壤脲酶活性的影响
2.3 不同施钙量对土壤酸性磷酸酶活性的影响 如图3所示,施钙处理会显著提高10 cm与30 cm处的土壤酸性磷酸酶活性。其中,10 cm处土壤酸性磷酸酶活性表现为先升高后降低的趋势,处理3达到最大,为3.27,较对照提高137.16%;各处理在30 cm处土壤酸性磷酸酶活性差异不显著,处理3最高,为2.71,较对照提高256.04%。由此可见,施用钙肥可以提高葡萄定植沟浅层土壤的酸性磷酸酶活性。
图3 不同施钙量对不同土层土壤酸性磷酸酶活性的影响
2.4 不同施钙量对土壤蔗糖酶活性的影响如图4所示,施钙处理会显著提高土层10 cm与30 cm处土壤蔗糖酶活性。其中,10 cm处土壤蔗糖酶活性表现为处理4最高,为5.2,较对照提高111.81%,处理1、处理2、处理3差异不显著;处理4在30 cm处土壤蔗糖酶活性最高,为5.09,较对照提高109.2%。
图4 不同施钙量对不同土层土壤蔗糖酶活性的影响
2.5 不同施钙量对土壤过氧化氢酶活性的影响 如图5所示,除处理3外,各处理和对照30 cm处土壤过氧化氢酶活性均显著高于10 cm处,其中对照的差异最大,30 cm处较10 cm处升高93.89%。10 cm处土壤过氧化氢酶活性表现为先升高后降低趋势,处理2土壤过氧化氢酶活性显著高于其他处理和对照,为25.3;处理2在30 cm处的土壤过氧化氢酶活性也显著高于其他处理和对照,为32.19。
图5 不同施钙量对不同土层土壤过氧化氢酶活性的影响
从试验结果可以看出,短期大量追施硝酸钙不会对土壤pH值产生显著影响,但可以起到快速补钙、补氮的作用。
土壤主要酶活性中,处理2、处理3、处理4土壤脲酶活性、土壤酸性磷酸酶活性、土壤蔗糖酶活性均显著高于处理1和对照,各处理在10 cm处的3种酶活性也基本高于30 cm处。处理2、对照和处理4在30 cm土层过氧化氢酶活性最高,10 cm土层过氧化氢酶活性要低于30 cm土层。由此可见,施用钙肥可以显著提高土壤不同深度的酶活性,土壤脲酶、土壤酸性磷酸酶、土壤蔗糖酶活性提升显著,土层越深酶活性越低;土壤蔗糖酶活性则呈相反的趋势。
钙是葡萄生长发育必需的元素,但是在生产中,果农往往忽视树体对钙的需求。研究表明,施用钙肥对提高果树的抗逆性、果实品质以及耐贮性有很好的作用。近几年,随着葡萄产业的快速发展,果农对肥料的使用已不再局限于氮磷钾等大量元素,对钙镁等中微量元素也开始逐渐重视。通过本试验我们发现,短期施用钙肥对葡萄根系周围酸碱度影响不大,但对相关的土壤酶活性有一定的正效应,并有改善葡萄根系生长环境的作用。因此,建议葡萄生长季节注重增加钙肥的用量。