佟鑫 馬振朝 張子濤 王志慧 張麗娟 吉艷芝

摘要：研究河北省赤霞珠葡萄土壤養(yǎng)分和葉片營養(yǎng)元素豐缺狀況，并對土壤和葉片相應(yīng)元素進行相關(guān)性分析，為指導(dǎo)河北省赤霞珠葡萄主產(chǎn)區(qū)果園管理和平衡施肥提供理論依據(jù)。在河北省昌黎縣葡萄主產(chǎn)區(qū)共選擇57個果園分為高產(chǎn)組和低產(chǎn)組，采集0～30 cm土壤和葉片樣品進行土壤養(yǎng)分豐缺狀況和葉片營養(yǎng)診斷分析。結(jié)果表明，赤霞珠果園中各土層有機質(zhì)平均含量均小于10.0 g/kg，處于缺乏水平;硝態(tài)氮0～60 cm土層平均含量均大于9.0 mg/kg，處于豐富水平;有效磷含量隨著土層深度增加而減小，處于適量水平;速效鉀各土層土壤平均含量均大于200 mg/kg，處于豐富水平;有效鋅、有效鐵和有效銅各土層平均含量均處于適量以上水平;有效錳0～60 cm土層土壤平均含量均大于15.0 mg/kg，處于適量以上水平。高產(chǎn)園葉片中N、K、Ca、Mn、Cu、Zn平均含量為26.7 g/kg、16.9 g/kg、29.5 g/kg、97.5 mg/kg、22.9 mg/kg、141.4 mg/kg，均大于低產(chǎn)組;P、Fe、B元素平均含量為4.1 g/kg、57.8 mg/kg、39.6 mg/kg ，均小于低產(chǎn)組。DRIS診斷結(jié)果確定葉片對Zn、B、Fe、Mn、P、Ca、Cu、Mg需求強度依次降低，N、K過剩。說明葡萄園應(yīng)增施有機肥和鈣肥，控制氮肥、鉀肥用量，適量施用磷肥，合理施用微量元素肥料。

關(guān)鍵詞：赤霞珠葡萄;土壤養(yǎng)分;葉片營養(yǎng);河北省;肥料

中圖分類號： S158;S663.106 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）13-0146-06

葡萄（Vitis vinfera L.）是世界四大水果之一，因其風味獨特、口感良好，又具有豐富的營養(yǎng)價值而廣受人們喜愛。葡萄在全球的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易中占據(jù)著非常重要的地位，我國的葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，據(jù)統(tǒng)計，2014年全國葡萄種植面積為76.7萬hm2，總產(chǎn)量達1 255萬t，葡萄酒年產(chǎn)量116萬L，已成為世界上產(chǎn)量第1、種植面積第2、葡萄酒產(chǎn)量第6的葡萄產(chǎn)業(yè)大國[1]。施肥和灌溉是果樹生長過程中必不可少的2個重要因素。葡萄是喜肥水果，隨著葡萄產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，由于施肥所帶來的負效益愈發(fā)突出。由于果農(nóng)長期依靠經(jīng)驗施肥，認為肥料投入越大，收獲的經(jīng)濟效益也越大，高量施肥不僅增加了投入成本，部分區(qū)域養(yǎng)分投入比例也會失衡[2]。因此，了解土壤的養(yǎng)分豐缺情況，根據(jù)不同的施肥量制定相應(yīng)的施肥比例，是葡萄產(chǎn)業(yè)進行可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。不同的地理位置、不同的土壤條件以及不同的作物品種都會有不同的養(yǎng)分需求，因而要根據(jù)相應(yīng)的葡萄品種及區(qū)域特點，將土壤分析和葉片營養(yǎng)診斷相結(jié)合，達到平衡施肥。赤霞珠作為河北省釀酒葡萄的主要品種之一，通過測土配方和葉片分析，對提高葡萄的品質(zhì)和產(chǎn)量具有重大意義。因此，本研究通過對河北赤霞珠葡萄園土壤養(yǎng)分含量豐缺狀況進行測定與葉片營養(yǎng)診斷，明確葡萄園的養(yǎng)分需求狀況，制定合理的施肥方案，為實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗選取河北省主產(chǎn)區(qū)的秦皇島產(chǎn)區(qū)，以赤霞珠為代表的釀酒葡萄園。昌黎縣葡萄產(chǎn)區(qū)大部分位于昌黎縣西北部山區(qū)，地處118°45′～119°20′E、39°22′～39°48′N，屬季風區(qū)暖溫帶半濕潤大陸性氣候。東臨渤海，北依燕山，西南挾灤河，受山、海、河的影響形成了獨特的區(qū)域性氣候特點。

1.2 試驗設(shè)計

2016年選取果實膨大期（7月中旬）的赤霞珠葡萄園116個，以平均值24 150 kg/hm2為標準，分成高產(chǎn)園和低產(chǎn)園，其劃分標準為高于平均值的為高產(chǎn)園，低于平均值的為低產(chǎn)園;采集0～90 cm（間隔30 cm）的土壤樣品和葉片樣品（葉片數(shù)不少于80張，且葉片和葉柄同時取下），測定土壤中的有機質(zhì)含量以及葉片中的氮（N）、磷（P）、鉀（K）等大量元素和微量元素的含量，了解赤霞珠葡萄園土壤養(yǎng)分豐缺情況，并用診斷施肥綜合法（DRIS）進行葉片營養(yǎng)診斷，確定需肥順序，研究土壤養(yǎng)分和葉片養(yǎng)分的相關(guān)性，為協(xié)調(diào)土壤中各養(yǎng)分的平衡提供相關(guān)指導(dǎo)。

1.3 樣品采集

葡萄園按照“S”形取3～5個點，采用多點混合的方式采集0～40 cm土壤樣品，并去除土中的石塊、殘枝落葉、雜草等，將采集的土樣放入塑料自封袋中，同時要標注好時間、地點，及時帶回實驗室進行風干、過篩，封口保存以備用;

葉片采集在園子取3個點，每個點取長勢均勻的5株葡萄，取果穗對面完整的葉子混合，葉片數(shù)不少于80張;取回的葉片要先經(jīng)清水沖洗，然后在0.1%中性洗液中浸泡30 s后經(jīng)清水沖洗，再次用蒸餾水沖洗，放置到80～90 ℃烘箱中烘20 min左右，置于75 ℃下烘干，用瑪瑙研缽研碎保存以備測定。

1.4 樣品測定

土壤樣品的測定：土壤硝態(tài)氮采用0.1%氯化鈣浸提，TRACCS2000型連續(xù)流動分析儀測定含量;土壤速效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提，分光光度比色法測定含量;土壤速效鉀用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度計測定含量;土壤中微量元素鐵、錳、銅、鋅用乙二胺四乙酸（EDTA）浸提，原子吸收分光光度計法測定含量[3]。

葉片測定：測定葉片的全量N、P、K、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）、硼（B）含量;全量N含量采用濃H2SO4消煮——凱氏定氮儀測定;全量K含量用濃H2SO4消煮——火焰光度計測定;全量P含量用濃H2SO4消煮——原子分光光度計測定;全量B、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn含量用硝酸高氯酸消煮——ICP-OES測定。

1.5 營養(yǎng)診斷

土壤養(yǎng)分診斷：根據(jù)試驗園的土壤養(yǎng)分含量狀況以及河北省的果園地力指標（表1），對測得的數(shù)據(jù)進行整理、分析，明確葡萄園土壤有機質(zhì)和其他養(yǎng)分含量等級，以此來評價河北省赤霞珠葡萄園土壤養(yǎng)分含量豐缺狀況。

葉片營養(yǎng)診斷：采用DRIS診斷法，以DRIS指數(shù)作為某一元素的需求強度，來對葉片進行營養(yǎng)診斷。它可以同時對多種元素進行診斷[4]。將劃分的高產(chǎn)園和低產(chǎn)園葉片的養(yǎng)分數(shù)據(jù)分別進行多重表達，比如N/Ca、P/Mg等，通過計算這些表達的平均值、方差、標準差以及變異系數(shù)。以高產(chǎn)園方差為小變量，低產(chǎn)園方差為大變量進行方差分析，選出方差比差異顯著或極顯著，如N/K和K/N這2個參數(shù)只選擇差異最顯著的一個，或者方差較大的作為重要參數(shù)，并把高產(chǎn)園這套參數(shù)的平均值、標準差及變異系數(shù)作為實際應(yīng)用時的診斷參數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 17.0進行匯總、統(tǒng)計、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分營養(yǎng)診斷

2.1.1 土壤有機質(zhì)和大量養(yǎng)分元素的含量 從表2可以看出，土壤有機質(zhì)含量的平均值隨著土壤深度的增加而降低，平均值最大為6.9 g/kg，在0～30土層;最小值在60～90 cm土層，有機質(zhì)平均含量為3.4 g/kg;且每一層深度的有機質(zhì)含量總體呈現(xiàn)出大量缺乏的現(xiàn)象;60～90 cm土層的變異系數(shù)為54.5%，說明在這一層的土壤有機質(zhì)含量差異較大，而30～60 cm土層的變異系數(shù)相比來說是較小的，為38.0%;因此要注意葡萄園有機肥的施入，施用有機肥是補充土壤營養(yǎng)元素，保持土壤肥力的重要措施[5]。土壤硝態(tài)氮含量普遍較高，0～30 cm和 30～60 cm土層硝態(tài)氮含量的平均值一樣，為 11.6 mg/kg;但表層的硝態(tài)氮含量明顯高于深層，隨著深度的增加，硝態(tài)氮含量降低;60～90 cm土層的變異系數(shù)最大，為56.1%，變異系數(shù)均圍繞在50%左右。這可能是由于葡萄園施用大量化肥，且重視氮肥的施入，導(dǎo)致土壤中的硝態(tài)氮含量較高[6]。土壤有效磷總體含量較高，同樣隨著距地表距離增大而減少;磷的穩(wěn)定性較強，不易被發(fā)生淋洗[7]，所以在60～90 cm土層有效磷的含量較上面2層差異較大;變異系數(shù)最大的是60～90 cm土層（101.9%），說明這一層有效磷含量差異大，其他2層相比較小。速效鉀在一定程度上可以提高植物的光合速率和水分蒸騰速率[8-9]。由表2可知，隨著土層深度增加，土壤速效鉀含量呈現(xiàn)下降趨勢，總體含量與有效磷大致相同，處于偏高狀態(tài)，變異系數(shù)也隨著土層深度的增加而降低，總體差異不是很大，平均值和變異系數(shù)的最高值均在0～30 cm土層，分別為328.2 mg/kg和45.0%。

2.1.2 土壤微量元素養(yǎng)分含量 在葡萄生長過程中，合理施用Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素，可以使果樹生長繁茂，更好地提升葡萄的品質(zhì)[10]。由表3可知，有效鐵含量普遍較高，平均含量隨著土層深度的增加而降低，最大為29.3 mg/kg，在0～30 cm 表層土壤聚積較多;但變異系數(shù)卻隨深度的增加而升高，最大值在60～90 cm土層（62.1%），說明不同果園的有效鐵含量在這一層的差異較大。在每一層土壤中，有效錳含量差異較大，比如在30～60 cm土層，有效錳含量最低的果園為 1.1 mg/kg，最高的果園達到了58.3 mg/kg;平均值隨土層深度的增加而減少，最大值為30.5 mg/kg，最小值為8.0 mg/kg;有效錳含量的變異系數(shù)隨著土層深度的增加而逐漸增加。銅是多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶、漆酶的成分，在呼吸的氧化還原中起重要作用[11]，赤霞珠葡萄園中有效銅含量均較高且變異系數(shù)超過100%，達到117.8%;最大平均值在0～30 cm土層，為3.8 mg/kg。有效鋅含量隨著土層深度的增大而減少，其中0～30、30～60 cm土層的有效鋅含量比60～90 cm土層含量稍高，變異系數(shù)隨土層深度的增加而增加，3層變異系數(shù)均較大，60～90 cm處最大（113.6%）。

2.2 葉片養(yǎng)分營養(yǎng)診斷

2.2.1 葉片養(yǎng)分狀況 從表4可以看出，赤霞珠果園的高產(chǎn)園與低產(chǎn)園中葉片的營養(yǎng)元素含量存在明顯差異且沒有規(guī)律性。高產(chǎn)園的平均P含量為4.1 g/kg，稍低于低產(chǎn)園的4.2 g/kg，但變異系數(shù)高產(chǎn)園卻高于低產(chǎn)園，說明高產(chǎn)園的P含量差異較大;高產(chǎn)園的平均含量高于低產(chǎn)園的元素有N（26.7>26.2）、K（16.9>10.9）、Ca（29.5>27.8）、Mg（6.9>6.8）、Mn（97.5>97.0）、Cu（22.9>22.5）、Zn（141.4>132.4），僅P、Fe和B含量高產(chǎn)園稍低于低產(chǎn)園;就變異系數(shù)來看，高產(chǎn)園的變異系數(shù)范圍在16.6%～63.3%之間，低產(chǎn)園的變異系數(shù)為18.4%～67.6%;從大量元素與微量元素方面來看，高產(chǎn)園大量元素（N、K、Ca、Mg）和微量元素（Zn、B）的變異系數(shù)均低于低產(chǎn)園;葉片中大量元素較為平穩(wěn)，微量元素受外界因素影響較大;低產(chǎn)園的各元素含量差異較大，而高產(chǎn)園葉片各元素的含量比較平衡。所以高產(chǎn)園的各元素含量可作為赤霞珠葡萄園的養(yǎng)分指標。

2.2.2 葉片DRIS診斷 由表5可知，將葉片營養(yǎng)元素含量以N/P、N/K、N/Mg等形式表達出來，就平均值而言，高產(chǎn)組的平均值高于低產(chǎn)組的有14個，分別為N/P、P/K、P/Mg、P/Fe、P/Mn、P/Cu、K/Mg、K/Cu、Ca/Cu、Fe/Mn、Fe/B、Mn/Cu、Mn/Zn、Mn/B，其余均為高產(chǎn)組低于低產(chǎn)組;而相對于變異系數(shù)來看，各表現(xiàn)形式的高產(chǎn)組的變異系數(shù)范圍為（22.88%～178.92%），低產(chǎn)組的范圍為（22.09%～139.96%），其中僅有21組高產(chǎn)組高于低產(chǎn)組，其余均低于低產(chǎn)組;說明不同元素的比例狀況在高產(chǎn)園比在低產(chǎn)園平衡。F（A/B）為負值的表現(xiàn)形式有 N/P、P/K、Ca/Cu等14種，為正值的有31種，說明赤霞珠葡萄園各元素之間不平衡，低產(chǎn)園中各元素相互缺乏和相互過量同時存在。

2.2.3 需肥強度 由表6可知，根據(jù)F（A/B）算出葉片各元素的DRIS指數(shù)以及需肥順序。 其中N、K、Mg、Cu的指數(shù)大于0，表明這4種元素能夠滿足作物需求或者過量;而P、Ca、Fe、Mn、Zn、B為負值，負值的絕對值越大，則該元素的需肥強度就越大，表明這幾種元素相對缺乏，作物需要這幾種營養(yǎng)元素。需肥順序為Zn>B>Fe>Mn>P>Ca>Cu>Mg>N>K，說明赤霞珠葡萄園缺乏較多的元素是Zn、B、Fe、Mn，其次是P、Ca、Cu、Mg，營養(yǎng)元素較為充足的是N和K。

3 結(jié)論與討論

施肥在葡萄生產(chǎn)過程中是經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的關(guān)鍵，河北省葡萄園的有機質(zhì)含量普遍呈現(xiàn)較低或缺乏狀態(tài)，這與尹興等的研究結(jié)果[12-13]是一致的。梁錦繡研究表明，在達到赤霞珠葡萄最優(yōu)產(chǎn)量的情況下的養(yǎng)分含量為N 含量 456.2 kg/hm2、P2O5 含量302.3 kg/hm2、K2O含量414.8 kg/hm2[14];過量施肥導(dǎo)致赤霞珠葡萄園的硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量普遍增高，均超過了最優(yōu)標準。氮素是果樹生長所必需的元素之一，是構(gòu)成葉綠素和蛋白質(zhì)的重要元素，還是影響樹體內(nèi)各種酶活性的信號;但施入土壤的氮肥很容易一部分隨水被淋洗、流失掉，一部分揮發(fā)，致使在土壤中的養(yǎng)分與施肥量不一致，因此在施用時要注意施用量，以提高肥料利用率。磷素不容易揮發(fā)，容易被固定住，在赤霞珠葡萄園中有磷素積累，應(yīng)適當減少磷肥的投入;鉀元素同磷素一樣，具有穩(wěn)定性，鉀肥含量相對豐富;果園中微量元素含量相對并不缺乏，有效鐵、有效銅、有效鋅含量較高，有效錳含量適中，因此可適當控制有效鐵、有效銅、有效鋅的施入。在赤霞珠果園中，葉片的DRIS營養(yǎng)診斷中缺乏的元素為P、Ca、Zn、Fe、Mn、B，其中Mn、Ca與姜超強等針對云南省葡萄柚園葉片診斷結(jié)果[15]一致;并且發(fā)現(xiàn)赤霞珠果園中存在大小?，F(xiàn)象，多數(shù)是由于樹體缺乏硼元素導(dǎo)致，焦淑萍等的研究表明，吐魯番葡萄葉片硼含量在當?shù)? 種土壤類型中普遍低于適宜范圍[16]，與此診斷結(jié)果也一致;在葡萄葉片中鐵元素含量隨著葡萄的生育期是逐漸減少的，這與廖淼玲的研究結(jié)果[17]是一致的。而本次葉片取樣正是在葡萄的膨果期，需求Fe元素的旺盛時期已錯過，因此出現(xiàn)了Fe元素的大量缺乏，需要及時補充;葉片銅元素與土壤中Cu的含量呈現(xiàn)正相關(guān)，可能是噴施波爾多液的原因，這同朱小平等在針對赤霞珠葉片營養(yǎng)的研究結(jié)果[18]是一樣的。因此，在施肥過程中建議增施有機肥和硼肥，改善有機質(zhì)的缺乏狀態(tài);硼是植物必需元素，雖然不是各種有機物的組成成分，但可以加強作物的某些重要生理機能。若硼素養(yǎng)分供應(yīng)充足，則果實籽粒飽滿;應(yīng)適量施用銅、鋅等中微量元素肥，Cu可促進果樹對Ca、Mg元素的吸收，Zn能增加植株中P、Zn的含量;氮肥施用過量造成土壤中硝態(tài)氮聚積，硝態(tài)氮的存在會抑制植株對磷素的吸收，因此應(yīng)減少氮肥的施入。此外，土壤中有效磷的存在會抑制果樹葉片中Ca、Mg、Zn元素的含量，也要注意磷肥的施用量。

研究發(fā)現(xiàn)，果樹內(nèi)大量元素與微量元素之間不同含量、不同比例均會對果實的產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。果樹內(nèi)的各個元素都不是單獨存在的，都是相輔相成的;元素間的拮抗作用會抑制植株對營養(yǎng)的吸收，反之元素間的協(xié)同作用也會促進植株的生長。通過葉片營養(yǎng)診斷和土壤養(yǎng)分分析這2種方法，發(fā)現(xiàn)得到的結(jié)果不盡相同。這可能與不同的地理環(huán)境以及土壤類型有關(guān)，不同土壤的不同養(yǎng)分比例會影響作物對其他養(yǎng)分的吸收，這與孫羲的研究結(jié)果[19]一致。應(yīng)用土壤養(yǎng)分分析進行施肥，可以得到準確的數(shù)據(jù)，可以直觀地反映出土壤的養(yǎng)分盈缺狀況，但是工作量太大且僅依靠土壤的養(yǎng)分供應(yīng)不能直接反映出植株真實的營養(yǎng)狀況[20];而DRIS診斷法著重于各個元素的相對缺乏狀態(tài)，可確定施肥時補充養(yǎng)分的先后順序，以及葉片礦質(zhì)養(yǎng)分總的平衡狀況[21]，忽略了植株對微量元素的吸收情況。將土壤養(yǎng)分分析和DRIS營養(yǎng)診斷結(jié)合起來，可以更加準確地得到果樹營養(yǎng)狀況，為進行區(qū)域性配方施肥提供可依靠數(shù)據(jù)，制定出相配套的施肥方案，指導(dǎo)果農(nóng)精準施肥，從而更有效地提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

5 結(jié)論

（1）河北省赤霞珠葡萄園有機質(zhì)含量處于缺乏水平，土壤中硝態(tài)氮、速效鉀、有效鋅、有效鐵含量較高，有效磷、有效銅含量處于適量水平，有效錳在表層土壤較下層土壤中含量適中。

（2）赤霞珠果園需肥強度為鋅、硼、鐵、錳依次降低，磷需適量施入，氮、鉀含量充足。

（3）河北省赤霞珠葡萄園應(yīng)適度增施有機肥和硼肥，注意控制氮肥、鉀肥的施用量，適量地施用磷肥，合理施用其他微量元素肥。

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