养分综合管理模式对葡萄产量及土壤养分含量的影响

李火良，韩科峰

(1.长兴四合园果蔬专业合作社，浙江 长兴 313102；2.浙江大学 环境与资源学院浙江省农业资源与环境重点实验室，浙江 杭州 310058)

我国是世界最大的鲜食葡萄生产国和消费国[1]，葡萄产业在我国现代农业生产中发挥着重要作用[2]。施肥是葡萄种植管理过程中的重要环节，科学合理施肥对改良土壤，提高土壤养分含量，促进葡萄对肥料养分含量的吸收，提高葡萄产量和品质具有重要作用[3]。过去很多种植户为了提高葡萄产量，化学肥料施用偏多，有机肥施用量少，导致土壤质地退化且污染严重，目前我国葡萄园地土壤普遍存在酸化、板结、营养失衡[4-5]，有机质含量和微生物活性降低以及环境污染等问题。生物有机肥是一类兼具微生物肥料与有机肥效应的肥料[6]，不仅可以解决葡萄种植过程中过量使用化肥造成的土壤富营养化、板结、盐渍化和生物功能退化的问题，而且能将土壤中被固定的氮磷钾等营养元素通过富含的功能微生物菌解离出来供植物吸收[7]。相比普通有机肥和单质化肥，生物有机肥的优点很多，但也存在明显的缺点，首先就是肥效缓慢，中微量元素含量较少，不能满足作物整个生育期的养分需求，需要配施一定量的化学肥料[8]。已有大量研究表明，施用中微量元素不仅可以促进作物对NPK元素的吸收，提高土壤肥料利用率，而且对提高作物产量和改善果实品质效果很明显[9]。因此，开展生物有机肥配施专用水溶肥田间试验，验证其对葡萄产量和土壤养分指标的影响，以期为当地葡萄高效施肥提供理论依据和技术指导。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019年10月至2021年9月连续2 a在浙江省湖州市长兴县李家巷晶津家庭农场进行。长兴县属亚热带海洋性季风气候，历年平均气温15.6 ℃，年降水量1 309 mm。

土壤基本理化性状：pH值5.37，有机质含量40.63 g·kg-1，全氮含量1.17 g·kg-1，有效磷含量12.97 mg·kg-1，速效钾含量442 mg·kg-1，交换性钙含量6.65 cmol·kg-1，交换性镁含量2.28 cmol·kg-1。

1.2 供试材料

供试葡萄品种为四或五年生阳光玫瑰，避雨栽培，种植密度：667 m2100株。供试肥料为市售商品有机肥(N+P2O5+K2O≥5.0%，有机质含量≥45%，由江坤伦有机肥料有限公司生产)，司尔特生物有机肥(有效活菌数≥2亿·g-1，有机质含量≥50%，氨基酸含量≥1%)，金正大复合肥(N、P2O5、K2O 质量分数分别为17%、17%、17%，记作17-17-17，下同)，金正大复合肥(15-15-15)，诺普丰水溶肥(19-19-19)，诺普丰水溶肥(14-14-30)，司尔特专用复合肥(10-10-8+7CaO+12 MgO)，司尔特专用水溶肥 (27-8-15+2 MgO+TE)，司尔特专用水溶肥(16-6-30+3 MgO+TE)。

1.3 处理设计

试验共设3个处理，以常规施肥为对照(FP处理)，施用生物有机肥(SR处理)和施用生物有机肥+专用水溶肥(ISSM处理)，3次重复，共9个小区，每个小区面积200 m2，每个小区30棵葡萄树，采用随机区组排列，基肥于 11月4日在距果树主干30 cm处一次性施入，后期通过滴灌设施追施水溶肥，田间管理保持一致。具体肥料用量见表1。

表1 各处理肥料用量表Table 1 Fertilizer dosage for each treatment 单位：kg·hm-2

1.4 试验数据采集与分析

收获期各处理每株均测定产量，最后统计总产量。葡萄采摘后，每个小区采集3个0～20 cm土层的混合土壤，自然风干，去除碎片和部分根后过2 mm和0.5 mm筛测定土壤养分。

采集的样品分别采用电位法、重铬酸钾氧化法、凯氏定氮法、碱解扩散法、钼锑抗比色法、火焰光度计法、乙酸铵交换-EDTA络合滴定法测定pH值、有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、交换性钙含量和交换性镁含量。

1.5 数据处理

数据采用SPSS13.0统计软件和OriginPro 2021进行分析作图。

2 结果与分析

2.1 各施肥处理对葡萄产量的影响

由图1可以看出，连续2 a ISSM处理产量均显著高于其他处理(P<0.05)，分别为11 985和10 939 kg·hm-2，与FP处理比，ISSM处理增产最明显，增幅分别为2 550和2 528 kg·hm-2，增产率达到了27.03%和30.05%，虽然SR处理和FP处理产量没有显著性差异，但是SR处理产量有一定幅度的增加，说明施用生物有机肥和葡萄专用水溶肥联用对提高葡萄产量效果大于单独施用生物有机肥，后者效果大于常规施肥。

2.2 各施肥处理对葡萄园地土壤pH值的影响

土壤酸碱度(pH值)是葡萄正常生长发育的重要因子之一。葡萄适宜的土壤pH值为6.5～7.0，过酸和过碱都会影响葡萄生长发育，导致葡萄的产量和品质下降。由图2可知，2020年各处理pH值没有显著性差异(P>0.05)，各处理pH值在6.42～6.55，其中FP处理pH值最低，为6.42。2021年ISSM处理pH值显著高于SR和FP处理(P<0.05)，pH值达到了6.90，较FP和SR处理分别提高了0.86和0.68，各处理pH值从大到小依次排序为ISSM>SR>FP。

图2 各施肥处理对葡萄园地土壤pH值的影响Fig.2 Effect of different fertilization treatments on the soil pH value of vineyards

2.3 各施肥处理对葡萄园地土壤养分含量的影响

由图3可知，在葡萄园地土壤全氮、碱解氮和有机质含量方面，连续2 a各处理土壤全氮含量、碱解氮含量和有机质含量均没有显著性差异，但较FP处理，SR和ISMM处理土壤全氮含量、碱解氮含量和有机质含量均有不同程度提高，从大到小排序依次为ISSM>SR>FP。在土壤有效磷含量和速效钾含量方面，2020年各处理有效磷和速效钾含量均没有显著性差异(P>0.05)，但ISSM和SR处理有效磷和速效钾含量略高于FP处理；2021年各处理有效磷和速效钾含量均达到了显著性差异(P<0.05)，其中ISMM处理最高，分别为65.47、505.67 mg·kg-1。

图3 各施肥处理对葡萄园地土壤养分含量的影响Fig.3 Effects of fertilization treatments on soil nutrient content in vineyards

2.4 各施肥处理对葡萄园地土壤交换性钙镁含量的影响

由图4可知，2020年各处理葡萄园地土壤交换性钙含量没有显著性差异(P>0.05)，各处理交换性钙含量在10.89～11.96 cmol·kg-1，2021年ISMM处理交换性钙含量显著高于其他处理(P>0.05)，为14.42 cmol·kg-1。与2020年相比，SR处理和ISSM处理交换性钙含量均有不同幅度提高，其中ISSM处理效果好于SR处理。

图4 各施肥处理对葡萄园地土壤交换性钙镁含量的影响Fig.4 Effects of fertilization treatments on exchangeable calcium and magnesium content in vineyards

2020年SR处理和ISSM处理交换性镁含量显著高于FP处理，其交换性镁含量分别为 2.48和2.64 cmol·kg-1；与2020年相比，2021年ISSM处理进一步丰富了土壤交换性镁含量，为2.97 cmol·kg-1。说明在葡萄园地施用生物有机肥能一定程度提高土壤交换性钙镁含量，生物有机肥和含钙镁离子的专用水溶肥联用进一步丰富土壤交换性钙镁的含量。

2.5 土壤养分含量与葡萄产量的相关性

相关性分析表明(表2)，不同产量受土壤养分的影响不同，2020年葡萄产量与碱解氮含量、速效钾含量和交换性钙含量呈显著正相关(P<0.05)，与其他指标相关性不显著；2021年葡萄产量与pH值、有效磷含量、速效钾含量和交换性钙含量呈极显著正相关(P<0.01)，与交换性镁含量呈显著正相关(P<0.05)。

表2 土壤养分含量与葡萄产量的相关性Table 2 Correlation between soil nutrient content and grape yield

3 结果与讨论

合理施肥对改变土壤理化性质和生物学性质有一定效果，对葡萄生长也有非常重要的作用，如何正确选择合适的肥料品种尤为关键，与普通有机肥相比，生物有机肥是一种兼具化肥速效、有机肥长效和功能菌增效等功能为一体的新型肥料[10]，在葡萄生产上的应用越来越广泛，施用生物有机肥可减少化肥的用量，提高肥料利用率，避免有效养分淋溶，降低污染，改善土壤理化性质，减少土壤板结，提高土壤肥力，提升葡萄果实品质[11]。胡可等[12]研究表明，生物有机肥能增加土壤孔隙度，活化土壤，提高有益菌群活性，提高作物品质和抗病能力。孔海民等[13]研究结果显示，在化肥减量10%的基础上，生物有机肥可明显提高葡萄植株的抗病性，增加葡萄产量，同时可改善土壤理化性状，提升土壤肥力；郭洁等[14]研究表明，生物有机肥可显著提高葡萄产量和品质，同时可改善土壤理化性状，对提高土壤养分含量效果也很明显。贺生兵[15]研究表明，在常规施肥模式的基础上，增施生物有机肥对葡萄生长和果实产量、品质的影响效果非常好。虽然生物有机肥的施用效果很好，但是也存在一定的不足，首先其不能满足作物整个生育期的养分需求，需要配施一定量的化肥，其次中微量元素也存在一定的不足，大量研究表明，植物在生长发育过程中除需要大量元素氮、磷、钾外，还需要中微量元素，且其作用无法取代[16]。于洋[17]研究结果表明，施用新型中微量元素颗粒肥不但能显著提高土壤中养分含量，改善土壤酸碱性，而且能显著改善葡萄品质，增产效果明显。本试验研究结果表明，ISSM处理葡萄增产明显，对土壤全氮含量和有机质含量提高虽然有一定效果，但是各处理没有达到显著性差异，与前人研究结果存在一定的不同，其原因可能是园地土壤有机质含量非常丰富，导致各处理有机质含量差异不大，但是对提高土壤pH值，土壤有效磷含量、速效钾含量和交换性钙镁含量效果十分明显，其原因是葡萄专用水溶肥含有一定镁离子，施入土壤后引起土壤中镁离子含量增加，导致土壤pH值上升。大量研究表明，土壤酸碱度是影响葡萄生长的重要因子之一，过酸或过碱均会影响葡萄生长，2021年ISSM处理土壤pH值为6.9，适宜阳光玫瑰种植土壤pH值6.5～7.0的范围之间。本研究结果与前人研究结果基本一致。

4 结论

试验结果表明，养分综合管理模式(ISSM处理)葡萄增产明显，与FP和SR处理达到了显著性差异，另外对提高土壤养分含量也有一定效果，尤其是对提高土壤pH值、有效磷含量、速效钾含量和交换性钙镁含量效果十分明显。因此，在该地区葡萄园采用养分综合管理模式具有更高的经济效益和社会效益。