两种有机肥对宁夏风沙土土壤性状和酿酒葡萄果实品质的影响*

蔡 洁，郭帅奇，徐梓凯，王 瑞，陈泽平，王振平

（宁夏大学农学院，银川 750021）

有机肥在我国农业上应用较为广泛，是一种由动植物残体、生物物质等经过加工而成的含碳养料，可以有效改善土壤物理及化学性质、平衡土壤中的微生物、增加土壤肥力、提高果实品质[1]。大多数研究发现，在生产过程中施用牛羊粪等制成的有机肥对土壤性状及果实品质的提升均具有不错的效果。Tao 等[2]研究表明，施用生物有机肥可提高土壤酶活性和微生物群落规模，在一定程度抑制病害发生率。Gautam 等[3]研究表明，施用有机肥和无机肥能够显著改变土壤细菌群落结构，且长期施用粪肥可显著增加0～10 cm 土层的总磷脂脂肪酸生物量，明显提高土壤酶活性。Dubey 等[4]研究表明，动物粪便和基于植物残渣的有机改良剂均可提高水稻和小麦的产量以及其籽粒中微量元素的含量，同时增加酸性和碱性土壤的稳定性。在施有机肥的同时要注意施用比例，过度施用畜禽粪肥会增加土壤中重金属含量，危害人类健康[5]。谢蜀豫等[6]研究表明，有机肥能够明显提高阳光玫瑰葡萄果实品质及产量。常晓晓等[7]研究表明，施用有机肥有利于苹果、桃果实品质的提升。但少有基于病死或病害牛羊的尸体进行无害化处理制成的动物残体有机肥的相关报道[8-9]，且没有开展对动物残体有机肥施用效果的研究。

宁夏贺兰山东麓地理位置优越，具有得天独厚的风土条件，是种植酿酒葡萄的优越地区，被赋予中国“波尔多”的美誉[10]。其中，宁夏玉泉营产区以风沙土土壤为主，相比其他4 个子产区土壤肥力更低[11]。风沙土以细砂粒为主，养分匮乏，土壤中有机质含量较少[12]，需通过增施有机肥来改善土壤结构，提高葡萄果实品质。因此，本文主要通过探究动物残体有机肥和牛羊粪有机肥对风沙土土壤性状及蛇龙珠葡萄光合性能和果实品质的影响，为贺兰山东麓产区选择合适的有机肥，提高葡萄品质与产量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2020年4—10月在宁夏永宁县玉泉营农场国家葡萄产业技术体系水分生理与节水栽培岗位试验基地（北纬38.28°，东经106.24°）进行，试验材料为18 年生蛇龙珠葡萄，东西行向定植，行株距3.0 m×0.6 m，采用厂字形整形方式，供试土壤为风沙土。

供试肥料：传统化肥为尿素（N 46%）和磷酸二铵（P2O546%），牛羊粪有机肥为牛羊粪通过高温杀菌发酵处理制成，动物残体有机肥为病死或病害动物通过粉碎、高温杀菌后与秸秆粉末混合进行发酵处理制成。

1.2 试验设计

试验采用单因素随机区组设计，设2 个有机肥处理，分别是施用动物残体肥12.0 t/hm2（T1）和牛羊粪肥12.0 t/hm2（T2），以施用尿素450.0 kg/hm2和磷酸二铵600.0 kg/hm2的传统化肥为对照（CK）。各处理选取长势一致且无病虫害的植株，每10 株为1 个生物学重复，每个处理3 次重复。于葡萄萌芽期一次性施入肥料，采用沟施法，沟宽50 cm、深度40 cm，在距离树体40 cm 处，将有机肥与土壤按照1∶6（V/V）体积比混匀填充至0～40 cm 沟槽。除施肥不同外，其他田间管理方式均一致。

根据5 点取样法，于花后40 d，分别采集0～20、20～40、40～60 cm 土层土壤样品，各处理同一深度土壤样品混匀，过1 mm 筛孔，用于检测土壤的理化性质和土壤酶活性。于花后40 d 开始，每隔20 d 采集葡萄果实样品。于花后40、120 d 测量新梢直径、新梢长度，在葡萄收获期记录各处理的单株产量。

随机选取10 穗果穗，从同一果穗的阴、阳两面及上、中、下3 个不同部位选取300 粒果粒，液氮速冻，置于-80 ℃的冰箱中保存备用。每个处理随机选取结果枝相同节位（从基部数第9～12 节）的3 片叶片并且挂牌标记，用于测定光合参数和叶绿素含量。

1.3 测定指标与方法

1.3.1土壤相关指标

土壤样品风干过筛，依据常规土壤农化分析方法进行物理、化学分析[13]。采用土壤水分测量仪（英国DELTA-T 公司生产）测量不同深度（0～20、20～40、40～60 cm）的土壤含水量，采用环刀法测定土壤容重，采用pH 酸度计电位法测定土壤pH 值。采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量，采用碱解扩散法测定碱解氮含量，采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测定速效磷含量，采用醋酸铵浸提-火焰分光光度计法测定速效钾含量。

土壤相关酶活性的测定参考《土壤酶及其研究法》[14]，采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定土壤过氧化氢酶活性，采用靛酚蓝比色法测定土壤脲酶活性，采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定土壤蔗糖酶活性，采用2,6-双溴苯醌氯酰亚胺比色法测定土壤磷酸酶活性。

1.3.2叶片光合指标及叶绿素含量

采用浙江托普云农科技股份有限公司生产的3051D 光合测定仪测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）。测定已标记的花后40 d 叶片光合参数，测定时每组叶片需在相对一致的光强下进行，每20 d 测1 次，每片叶片重复3 次，均于晴天9：00 进行。

采用便携式叶绿素测定仪（日本Konika-Minolta公司）测定叶片SPAD 值[15]，于花后40 d 开始，测定挂牌标记的叶片SPAD 值，每20 d 测1 次，重复3 次。

1.3.3果实品质指标

百粒重测定：随机选取100 粒果实，进行3 次重复，称重后求其平均值。

可滴定酸含量的测定采用酸碱滴定法[16]，可溶性固形物含量的测定采用手持糖量计，单宁含量的测定参考王华[17]的方法，总花色苷含量的测定参考翦祎等[18]的方法，总酚含量的测定采用福林酚法[19]。

1.3.4植株生长指标及产量

采用卷尺测量新梢长度，采用游标卡尺测量新梢直径（基部3 cm 处茎粗）。新梢长度计算是最后1 次测量长度与第1 次测量长度的差值。各处理选3株，每株随机选3 个新梢及3 片叶片测量其新梢直径、叶纵径、叶横径，3 次重复，取平均值。在葡萄采收期测定单株产量，取平均值。

1.4 数据处理与分析

采用DPS 7.05、Origin、Microsoft Excel 2010、SPSS 等软件进行数据整理及分析。

2 结果与分析

2.1 有机肥对风沙土土壤性质的影响

2.1.1有机肥对土壤物理性质的影响

从图1 可以看出，随着土层深度的增加，各处理的土壤含水量也逐渐增加，且施用有机肥的土壤不同土层处的土壤含水量均显著高于对照。在0～20 cm 土层，与CK 相比，T1、T2 处理的土壤含水量分别提高了13.93%和7.59%；在20～40 cm 土层，T1、T2 处理的土壤含水量分别比CK 提高了15.25%和8.51%；在40～60 cm 土层，T1、T2 处理的土壤含水量分别比CK 提高了20.84%和13.07%。同时，各土层T1 处理的土壤含水量均显著高于T2 处理，表明动物残体有机肥的保水效果优于牛羊粪有机肥。

图1 有机肥对土壤物理性质的影响

随着土层深度的增加，施用传统化肥的土壤容重也逐渐增加。在0～20 cm 土层，与CK 相比，T1、T2 处理的土壤容重分别降低了1.37%和0.68%；在20～40 cm 土层，T1、T2 处理的土壤容重分别比CK降低了3.33%和2.00%；在40～60 cm 土层，T1、T2 处理的土壤容重分别比CK 降低了4.55%和3.25%（图1）。施用两种有机肥的土壤容重在20～40 cm 和40～60 cm 土层较传统化肥均显著降低。

较CK 而言，T1 与T2 处理的土壤pH 值均显著降低。在0～20 cm 土层，T1、T2 处理的土壤pH 值分别比CK 降低了1.24%和0.68%；在20～40 cm 土层，T1、T2处理的土壤pH值分别比CK降低了1.15%和0.69%；在40～60 cm 土层，T1、T2 处理的土壤pH 值分别比CK 降低了1.50%和0.69%（图1）。由此得出，施用动物残体有机肥的土壤pH 值下降更明显，稳定土壤各层次pH 值的效果更好。

2.1.2有机肥对土壤化学性质的影响

由图2 可知，施传统化肥的土壤有机质含量随土层深度的增加由10.56 g/kg 降到9.26 g/kg，减幅为12.31%。施有机肥后土壤有机质含量增加，与CK相比，0～20 cm土层T1、T2处理分别增加18.75%和12.03%，20～40 cm 土层T1、T2 处理分别增加38.83%和29.52%，40～60 cm 土层T1、T2 处理分别增加36.61%和29.91%。深层土壤有机质含量的增加幅度大于表层土壤，CK 和T1、T2 处理之间均存在显著差异，施用动物残体有机肥的效果更好。

图2 有机肥对土壤化学性质的影响

施传统化肥的土壤碱解氮含量随土层深度的增加由11.63 mg/kg 上升到12.99 mg/kg 再降到12.76 mg/kg。与CK 相比，0～20 cm 土层T1、T2 处理分别增加58.90%和38.61%，20～40 cm 土层T1、T2处理分别增加64.90%和40.03%，40～60 cm 土层T1、T2 处理分别增加64.66%和36.91%（图2）。T1、T2 处理与CK 之间均存在显著差异，其中动物残体有机肥提高效果更为显著。

施传统化肥的土壤速效磷含量随土层深度的增加由12.87 mg/kg 降到8.33 mg/kg，减幅为35.28%。与CK 相比，0～20 cm 土层T1、T2 处理分别增加8.86%和2.87%，20～40 cm 土层T1、T2 处理分别增加18.59%和14.96%，40～60 cm 土层T1、T2 处理分别增加27.13%和22.09%（图2）。施有机肥能够显著提高各土层的速效磷含量，深层土壤速效磷含量的增加幅度大于表层土壤，且动物残体有机肥提高的作用效果更好。

人性化护理是将“人文关怀”和“以患者为中心”的思想结合日常护理，为患者提供细节、全面、人性化的护理服务[7]。常规护理方式通常将重点放在患者住院期间疾病的变化过程和生命体征、检验报告数据中，对于患者的在住院期间的心理变化、文化影响等缺乏关注。乐小丽等[8-9]人在研究中对宫颈炎患者采取人性化护理干预后有效改善患者焦虑、烦躁的不良情绪、提高了患者满意度[10-11]。本研究中对患者实施人性化护理干预后，患者用药依从性得到了显著提高，从而有效促进了治疗效果提高。

施传统化肥的土壤速效钾含量随土层深度的增加由153.61 mg/kg 降到142.21 mg/kg，减幅为7.42%。与CK 相比，0～20 cm 土层T1、T2 处理分别增加20.83%和16.03%，20～40 cm 土层T1、T2处理分别增加34.72%和30.21%，40～60 cm 土层T1、T2 处理分别增加37.63%和32.79%（图2）。施有机肥可显著提高土壤速效钾含量，深层土壤速效钾含量的增加幅度大于表层土壤。

2.1.3有机肥对土壤酶活性的影响

由图3 可知，施传统化肥的土壤过氧化氢酶活性随土层深度增加而降低。0～20 cm 土层内，T1、T2 处理的土壤过氧化氢酶活性分别比CK 高出47.62%和28.57%；20～40 cm 土层内，T1、T2 处理的土壤过氧化氢酶活性分别比CK 高出75.00%和62.50%；40～60 cm 土层内，T1、T2 处理的土壤过氧化氢酶活性分别比CK 高出133.33%和100.00%。施有机肥的各土层过氧化氢酶活性均显著增加，且深层土壤过氧化氢酶活性比表层提高得多。相比牛羊粪有机肥，动物残体有机肥的发挥作用更好。

图3 有机肥对土壤酶活性的影响

施传统化肥的土壤蔗糖酶活性随土层深度增加呈现先增加后下降的趋势。0～20 cm 土层内，T1、T2处理的土壤蔗糖酶活性分别比CK 高出37.04%和22.22%；20～40 cm 土层内，T1、T2 处理的土壤蔗糖酶活性分别比CK 高出41.94%和32.26%；40～60 cm 土层内，T1、T2 处理的土壤蔗糖酶活性分别比CK 高出95.83%和66.67%（图3）。施有机肥的各土层蔗糖酶活性均显著增加，且有机肥对深层土壤蔗糖酶活性的提高效果更佳，动物残体有机肥更有利于提高土壤蔗糖酶活性。

施传统化肥的土壤脲酶活性随土层深度增加而降低。施有机肥可以增加土壤脲酶活性，其中动物残体有机肥的增幅明显，0～20 cm 土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为21.25%和14.38%；20～40 cm 土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为32.64%和22.59%；40～60 cm土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为36.82%和28.36%（图3）。施有机肥对于深层土壤脲酶活性的提高效果更佳，相比牛羊粪有机肥，动物残体有机肥更有利于提高土壤脲酶活性。

施传统化肥的土壤磷酸酶活性随土层深度增加而降低。施有机肥可以增加土壤磷酸酶活性，其中动物残体有机肥的增幅明显，0～20 cm 土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为36.30%和25.27%；20～40 cm 土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为34.56%和29.95%；40～60 cm土层内，T1、T2 处理均显著高于CK，增幅平均为48.13%和35.00%（图3）。有机肥对深层土壤磷酸酶活性的提高效果更佳，动物残体有机肥更有利于提高土壤磷酸酶活性。

2.2 有机肥对蛇龙珠葡萄光合特性的影响

2.2.1对叶片光合指标的影响

从图4 可以看出，不同处理蛇龙珠葡萄的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度都呈现先增加后降低的趋势，T1、T2 处理相比CK 均提高了叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度，且T1 处理的效果更加明显。在花后40～60 d 及100～120 d，T1 处理的叶片净光合速率均显著高于CK，T2 处理的叶片净光合速率均高于CK，但差异不显著。在花后40～80 d，T1 处理的蒸腾速率均显著高于CK，T2 处理的蒸腾速率在花后60 d与CK 之间存在显著差异。在花后40～80 d，T1 处理的胞间CO2浓度均显著高于CK，T2 处理的胞间CO2浓度在花后40 d 与CK 之间存在显著差异。在花后60、100、120 d，T1 处理的气孔导度与CK 均存在显著差异，在花后100 d，T2 处理的气孔导度与CK 存在显著差异。其他时期T1、T2 处理与CK之间均无显著差异。

图4 有机肥对蛇龙珠葡萄叶片光合指标的影响

2.2.2对叶片SPAD 值的影响

由图5 可知，随着花后天数的增加，两种有机肥均可增加蛇龙珠葡萄叶片的SPAD 值。与CK 相比，T1、T2 处理在花后60、120 d 的SPAD 值均显著提高；T1 处理的SPAD 值均高于T2 处理，于花后80～120 d 呈显著差异。

图5 有机肥对蛇龙珠葡萄叶片SPAD 值的影响

2.3 有机肥对蛇龙珠葡萄果实品质的影响

由图6 可知，各处理的果实百粒重在花后40～120 d 均呈先上升后下降的趋势。T1、T2 处理果实百粒重均显著高于CK，在各时期T1 处理的百粒重均最高。可溶性固形物含量随时间推移呈上升趋势，T1、T2 处理均显著高于CK，并且T1 处理在各时期的可溶性固形物含量均最高。各处理的可滴定酸含量随果实生长发育显著下降，其中CK 均高于T1、T2 处理。于花后60 d，各处理的单宁含量均最高，在各时期T1、T2 处理的单宁含量均显著低于CK。各处理的总酚含量随果实生长发育均呈先上升后下降的趋势，T1、T2 处理的总酚含量均显著高于CK，在花后80 d，各处理的总酚含量均最高。花色苷含量随果实生长发育呈上升趋势，T1、T2 处理均高于CK，T1 处理的花色苷含量在花后40～120 d与CK 均存在显著差异，T2 处理的花色苷含量在花后60、100 d 与CK 均存在显著差异。

图6 有机肥对蛇龙珠葡萄果实品质的影响

2.4 有机肥对蛇龙珠葡萄生长及产量的影响

由表1 可知，两种有机肥处理均可以提高叶纵径、叶横径、新梢长度、新梢直径及单株产量。与CK 相比，T1、T2 处理的叶纵径分别增加10.98%和2.29%，叶横径分别增加7.53%和2.48%，新梢长度分别增加14.39%和3.87%，新梢直径分别增加21.68%和5.02%，单株产量分别增加11.50%和7.35%。其中，T1 处理的各项生长指标与单株产量均最高，T1 处理与CK 的生长指标均存在显著差异，T2 处理与CK 的生长指标均不存在显著差异，T1、T2 处理与CK 的单株产量均存在显著差异。

表1 有机肥对蛇龙珠葡萄生长指标及单株产量的影响

3 讨论

本研究表明，两种有机肥均可以提高风沙土土壤各土层土壤含水量，降低土壤容重及pH 值，改善深层土壤的效果优于表层。施动物残体有机肥和牛羊粪有机肥与对照相比，0～60 cm 土层的土壤含水量分别提高13.93%～20.84%和7.59%～13.07%，土壤容重分别降低1.37%～4.55%和0.68%～3.25%，pH 值分别降低1.24%～1.50%和0.68%～0.69%。施有机肥可以增强土壤的蓄水保肥能力，提高土壤透气性[20]。在本试验中，动物残体有机肥提升土壤理化性质更优。有机肥中含有的微生物可以有效分解土壤中残留的化合态磷和钾，因而增加土壤中被农作物吸收的游离态磷、钾元素含量[21]，施有机肥是提高土壤肥力的主要途径，能够增加土壤各土层的养分含量。于跃跃等[22]、Rui 等[23]研究表明，施有机肥可以显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量，而本试验中，相比牛羊粪有机肥，动物残体有机肥对土壤化学性质的改善效果更为突出，且对深层土壤的提高效果更明显。

土壤酶活性能够反映出土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况。有机肥自身含有大量的酶，可以加快土壤生化进程，施入营养元素促进植物生长，进而增加根系分泌物，提升土壤酶活性。李娟等[24]研究表明，施有机肥能显著提高土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶等酶活性；张传更等[25]研究表明，施有机肥可以提高土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性。本试验结果表明，施有机肥相比传统化肥可以提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶的活性，且对20～40 cm 和40～60 cm 土层酶活性要比0～20 cm 的土层改善效果更好。与对照和牛羊粪有机肥相比，动物残体有机肥对土壤酶活性提升效果更明显。有机肥可以改善土壤稳定性，增加土壤孔隙，提高土壤导水率，增强土壤的物理、化学和生物特性[26]。

前人在葡萄[27]和猕猴桃[28]等作物的研究中发现，施牛羊粪有机肥均可以提高叶片光合指标。本研究结果表明，动物残体肥相较于牛羊粪肥提升叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度的效果更好。施两种有机肥均能显著提高叶片的SPAD 值，与周兴[29]研究结果相似。有机肥及微生物肥可以明显提高阳光玫瑰葡萄的果实品质[6]，本研究结果表明，在花后40～120 d，施有机肥可以提高果实百粒重、可溶性固形物含量、总酚和花色苷含量，降低可滴定酸和单宁含量，且动物残体有机肥对果实品质的改善效果更明显。施用生物有机肥可明显提高猕猴桃的可溶性固形物含量，延长果实的贮藏时间[30]；有机肥和菌肥提高了库尔勒香梨果实的单果重、可溶性固形物含量、可溶性糖含量，降低了有机酸含量[31]。何风杰等[32]研究结果表明，施用有机肥可以提高叶面积，促进叶片生长。施用不同有机肥均可以提高葡萄产量，其中牛粪有机肥提高效果最好[33]。在本试验中，虽然两种有机肥均可以提高蛇龙珠葡萄叶纵径、叶横径、新梢长度、新梢直径及单株产量，但动物残体有机肥提高效果更显著。

4 结论

动物残体有机肥和牛羊粪有机肥均可以改善玉泉营风沙土土壤的物理及化学性质，提高各土层土壤酶活性，且深层土壤酶活性的增加效果高于表层。两种有机肥均提高蛇龙珠葡萄叶片的光合指标和SPAD 值、果实品质、生长指标及单株产量。综合来看，动物残体有机肥在风沙土试验地改良土壤特性及酿酒葡萄质量的效果更好。