钙镁硫肥对贺兰山东麓酿酒葡萄的影响
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摘要：针对贺兰山东麓酿酒葡萄栽培过程中施肥存在的单施化肥、肥料种类少、利用率低等问题，通过田间试验设置不施肥（CK）、常规施肥、常规施肥+钙镁硫肥、常规施肥+钙镁硫肥+腐植酸4种处理，对不同施肥处理下酿酒葡萄长势、产量和品质以及土壤理化性质进行了研究。结果表明，腐植酸对于改善干旱区沙质土壤酿酒葡萄园的pH有明显作用；在常规施肥基础上增施钙镁硫肥与增施钙镁硫肥和腐植酸均能显著提高酿酒葡萄新梢长和叶片叶绿素含量，并能显著促进葡萄叶柄钾素的积累和产量的增加；钙镁硫肥处理能显著增加酿酒葡萄维生素C含量和可溶性固形物，同时明显降低总酸度，尤其是增施了腐植酸的处理，糖酸比达到31.94，与常规施肥处理相比，显著改善了酿酒葡萄的品质。
中图分类号：S143.7；S663.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）20-4878-04
Effect of Calcium， Magnesium and Sulphur Fertilizer on Wine Grape in Eastern Foot of Helan Mountain
SHI Ming，SI Hai-li，ZHU Ying，GUO Jie，ZHANG Xiao-juan，SUN Quan，WANG Rui，WANG Zhen-ping
（Agriculture College of Ningxia University / Grape and Wine Engineering Research Center of Education Ministry， Yinchuan 750021， China）
Abstract： To solve the problems of single chemical fertilizer， few kinds of fertilizer and low utilization in wine grape cultivation in eastern foot of Helan Mountain， 4 kinds of treatment including no fertilizer（control）， conventional fertilization， conventional fertilization with calcium-magnesia phosphate fertilizer， conventional fertilization with calcium， magnesium and sulphur fertilizer， and humic acid fertilizer was set. The growth， production， quality， and soil physicochemical property of wine grape under each treatment was measured. Results showed that CaMgS plus humic acid fertilizer played a significant role in improving pH of wine grape in arid sandy soil vineyards. On the basis of conventional fertilization， increasing CaMgS plus humic acid fertilizer can effectively improve the chlorophyll content of leaves， promote the accumulation of petiole potassium pigment and increase the production growth. CaMgS treatment significantly increased the Vitamin C content and soluble solids of wine grape， but significantly reduced the total acidity. When the humic acid fertilizer treatment was increased， the sugar-acid ratio reached up to 31.94 and the wine grape quality was improved compared with conventional fertilization.
Key words： wine grape； calcium， magnesium and sulphur fertilizer； humic acid fertilizer ； eastern foot of Helan Mountain
宁夏回族自治区贺兰山东麓因地处北纬36°—42°，被国内外公认为是最适宜种植酿酒葡萄的“黄金地带（北纬38°）”之一，也是全国三大葡萄酒地理标志保护产区之一。近年来，宁夏回族自治区政府将酿酒葡萄列为自治区优势特色农业产业，截至2011年底，贺兰山东麓葡萄种植面积超过2.9万hm2，葡萄酒生产加工能力达到17.6万t，产值超过20亿元，计划到“十三五”末发展到6.7万hm2。然而，贺兰山东麓酿酒葡萄产区也存在一些制约酿酒葡萄产业发展的因素，如土壤瘠薄，有机质积累少，保水保肥性能差，土壤强碱性导致中微量营养元素强烈固定，不能被根系正常吸收利用，常造成酿酒葡萄产量低而不稳，严重制约着贺兰山东麓酿酒葡萄产业的健康发展。
酿酒葡萄的正常生长不仅需要大量元素，同时也需要中微量元素。土壤的强碱性和连续多年单一化肥的大量使用使其中量元素含量越来越低，酿酒葡萄常出现中量元素缺素症，严重影响了酿酒葡萄的产量和品质。钙是葡萄组织细胞的细胞壁组成成分，镁是葡萄叶片叶绿素的组成成分，是许多酶的活化剂，还参与脂肪代谢，硫是葡萄体内氨基酸的重要组成部分[1]。很多研究表明，施用中量营养元素及养分全面的腐植酸肥对改善葡萄品质、促进浆果成熟具有重要作用[2-4]。
近年来，关于贺兰山东麓酿酒葡萄N、P、K等大量元素对葡萄产量和品质影响的研究已经有诸多研究成果[5，6]，但有关石灰性土壤酿酒葡萄栽培时施用中量元素钙、镁、硫对酿酒葡萄的产量和品质影响研究还鲜见报道。因此，本研究以宁夏贺兰山东麓4年生酿酒葡萄赤霞珠为对象，设置了不同的施肥处理，探讨在贫瘠土壤养分条件下施肥对酿酒葡萄生长发育、产量和品质的影响，以期为提高宁夏酿酒葡萄土肥管理水平提供科学依据，以此保障宁夏酿酒葡萄产业高效、生态、健康发展。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于2012年4月26日至10月4日在宁夏大学葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心玉泉营基地进行，该地区属于温带大陆性气侯，热量丰富，8～9月昼夜温差大，有利于葡萄糖分的积累；年均温度7～9 ℃，年均降水量198 mm。土壤为初育土纲风沙土土类，有机质和养分含量低。
1.2 试验设计
试验采用单因素随机区组设计，分别设置绝对对照（CK）、常规施肥（A）、常规施肥+钙镁硫肥（B）、常规施肥+钙镁硫肥+腐植酸（C），共4种处理，每个处理设3次重复，小区面积为3 m×50 m=150 m2。其中，绝对对照：不施任何肥料；常规施肥处理：葡萄出土后4月底施120 kg/hm2尿素，5月下旬花后追施尿素和磷酸二铵各225 kg/hm2，6月下旬追施氮磷钾三元复合肥375 kg/hm2，8月底追肥硫酸钾450 kg/hm2；钙镁硫肥由硫酸钙和硫酸钾镁肥掺混，用量为300 kg/hm2；腐植酸为陕西鑫田富农牌腐植酸有机肥，有机质>30%，腐植酸>15%，N、P、K>4%，用量为3 000 kg/hm2。
1.3 测定方法
1.3.1 土壤理化性质测定 在酿酒葡萄采收前3 d，分别采集不同处理下0～20 cm、20～40 cm土层的土壤样品，带回实验室分析基本理化性状。pH采用PHS-25型酸度计测定；全盐采用DDS-11型电导率仪测定；有机质含量采用浓硫酸重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法测定；碱解氮含量采用扩散法测定；速效磷含量采用硫酸钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测定[7]。
1.3.2 葡萄长势测定 葡萄叶片成熟时，用SPAD-502叶绿素仪测量中上部成熟部位叶片的叶绿素含量，钢卷尺测量新梢长度，并采集成熟叶片测定百叶鲜重和干重等生长发育指标；同时采集成熟葡萄叶片，在实验室测定叶片、叶柄中全氮、全磷、全钾含量。全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮-蒸馏法测定；全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法测定；全钾含量采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度计法测定[7]。
1.3.3 葡萄产量测定 葡萄于2012年10月3日采收，葡萄采收时同时称量每小区实际产量，折算为公顷产量，用于统计分析。
1.3.4 葡萄品质测定 葡萄收获后立即测定酿酒葡萄品质。测定葡萄成熟时果实的品质，每个处理随机采集有代表性的果穗10个，每个处理取20粒葡萄。果实可溶性固形物含量采用手持糖量计测定；果实酸度采用NaOH滴定法测定；可溶性糖含量采用苯酚法测定；还原糖含量采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定；维生素C（VC）含量采用2，4-二硝基苯肼比色法测定[8]。
1.4 统计分析
对所测定的数据用Excel 2003及SAS 8.1统计软件进行统计分析，采用邓肯多重极差对不同处理下酿酒葡萄长势、叶片养分及品质进行差异显著性检验，显著性水平为（P
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理下酿酒葡萄土壤养分分布规律
按照全国第二次土壤普查土壤肥力分级标准，供试土壤除速效钾含量达到中等水平外，其余各类养分均属于低肥力水平，尤其是有机质含量，均小于5 g/kg（表1），表现出贺兰山东麓风沙土低有机碳累积特征。因贺兰山东麓酿酒葡萄实行深沟浅栽的种植方式，逐年施肥冬季埋土越冬，碱解氮和速效钾次表层（20～40 cm）含量高于表层（0～20 cm）。产区pH较高，土壤沙化严重，土壤容重较大，不利于酿酒葡萄根系的深扎；土壤田间持水量较低，保水保肥性较差。
由表2可知，表层土壤有机质含量处理C比处理A增加了1.46 g/kg，次表层增加了2.83 g/kg，比处理B表层增加了1.07 g/kg，说明增施钙镁硫肥和腐植酸能够明显增加土壤中有机质的积累；碱解氮各施肥处理间差异不大，但表层均高于CK，这是因为施肥处理都使用了化肥；速效磷和速效钾含量以处理C最高，表层土壤速效磷含量比处理A增加了11.16 mg/kg，次表层增加了8.37 mg/kg，表层土壤速效钾含量比处理A增加了19.97 mg/kg，次表层增加了15.21 mg/kg，说明钙镁硫肥和腐植酸在干旱区沙质强碱性土壤上有解磷释钾的作用；土壤pH以处理C最低，表层pH比处理A降低了0.46，其他各处理间无明显差异，说明腐植酸能够改善干旱区土壤的理化性质；全盐含量各处理间无明显差异。
2.2 不同施肥处理对酿酒葡萄生长发育的影响
葡萄新梢是反映酿酒葡萄生长状况的一个重要指标之一，叶片是植物进行光合作用的主要部位，叶片的大小、薄厚等都能影响叶片光合作用的效率。植物叶片叶绿素含量的高低对植物的光合作用强弱起决定性作用。由表3可知，处理C与处理B间新梢长无显著性差异，但均与CK差异达到了显著水平，说明增施钙镁硫肥能够显著增加酿酒葡萄的新梢长；叶绿素SPAD值以处理C最高，与处理B没有显著差异，比处理A增加了3.21，差异达显著水平，说明钙镁硫肥能够显著促进酿酒葡萄叶片叶绿素含量的增加。施用钙镁硫肥能够显著提高酿酒葡萄百叶鲜重，增施钙镁硫肥处理（处理B）的百叶鲜重和干重比常规施肥处理（处理A）分别增加了15.21 g和14.53 g，差异达显著水平；酿酒葡萄叶片的鲜干比因增施钙镁硫肥显著降低，与常规施肥处理（处理A）差异达显著水平，鲜干比越小说明干物质积累越多。
2.3 不同施肥处理对酿酒葡萄叶片养分的影响
由表4 可知，不同施肥处理下葡萄叶片的全氮含量无显著性差异，但均显著大于CK，说明施肥能促进叶片氮素含量的增加；处理C全磷含量与处理B间无显著性差异，但均显著高于处理A，说明钙镁硫肥能促进树体对磷的吸收和积累；所有处理下叶片全钾含量无差异，说明施肥对叶片钾素积累无影响。各施肥处理间叶柄全氮含量无显著性差异，但均显著高于CK；处理C叶柄全磷含量最高，比处理A高出0.67 g/kg，达显著水平，但与处理B间差异不显著，说明钙镁硫肥能增加叶柄磷素的积累，而且累积的效果远远大于叶片；处理B和处理C的叶柄全钾含量比处理A分别增加2.06、3.53 g/kg，差异均达显著水平，说明施用钙镁硫肥对叶柄钾素积累有显著影响，增施钙镁硫肥和腐植酸增强了供钾能力，有利于叶柄钾素的积累。
2.4 不同施肥处理对酿酒葡萄产量及品质的影响
由表5可知，处理C与处理B在产量上无显著差异，但均显著高于处理A（P
3 小结与讨论
孙权等[9]研究表明，酿酒葡萄叶片中氮含量远高于叶柄中的，因此一般以叶柄中氮含量作为酿酒葡萄叶部氮素营养的诊断指标更确切；磷对促进植物根系发育起显著作用，酿酒葡萄叶柄磷素平均含量高于叶片；酿酒葡萄叶柄中钾含量远高于叶片，与本试验结果一致。许咏梅等[10]认为施用腐植酸可降低土壤速效钾含量和全钾含量，即增施腐植酸能促进土壤钾素释放，有利于植物吸收钾素。本试验结果表明，施用钙镁硫肥加腐植酸对叶片氮、钾含量并无影响，但叶柄的全钾含量高于常规施肥处理，因此可知，增施钙镁硫肥和腐植酸有利于葡萄钾素的吸收，这与许咏梅等[10]在棉花上得出的结论非常相似，且在植物叶养分吸收过程中，钾主要集中在叶柄部位。
镁是叶绿素的核心元素，其含量的多少直接影响植物的光合作用，同时也是多种酶的活化剂，镁与果胶结合成化合物，能够促进植株对磷的吸收和运转[11]。商佳胤[12]研究表明，葡萄在缺镁处理下叶绿素含量、光合速率显著下降。本试验研究结果显示，施用钙镁硫肥能显著增加酿酒葡萄叶片的叶绿素含量，表明施用该类肥料对葡萄叶片的正常生长有促进作用。施用钙镁硫肥处理的叶片、叶柄全磷的含量显著高于常规施肥处理，说明镁确实有促进植株对磷的吸收的作用。
中量元素钙、镁、硫能够能提高酿酒葡萄叶片叶绿素含量，增强光合作用，有利于酿酒葡萄安全越冬；同时还能提高酿酒葡萄坐果率和产量，增加果实的可溶性固形物含量和VC含量，降低果实的含酸量，有利于改善酿酒葡萄果实的品质。Ca与酿酒葡萄果实的含糖量有关，Mg有利于增加葡萄果实的酸度[13]。本试验结果表明，在常规施肥的基础上，增施钙镁硫肥和腐植酸后果实的VC和可溶性固形物含量显著增加，总酸含量明显下降，增加了糖酸比，很好地起到了提升酿酒葡萄品质的作用。
综上可知，在干旱区沙质强碱性土壤上，增施中量元素钙、镁、硫对酿酒葡萄能够起到增产和提质的作用；同时也能增加酿酒葡萄叶片的叶绿素含量，增强光合作用，使得百叶鲜重、干重相比其他处理都增大，钙、镁、硫对贺兰山东麓酿酒葡萄的生长发育具有显著的促进作用；同时，增施腐植酸能够改善干旱区土壤的pH，增加土壤中有机质的积累，增加果实VC含量，降低总酸，对贺兰山东麓产区酿酒葡萄的增产有明显的作用，说明在干旱区沙质土壤有机质含量低的条件下，施用腐植酸类肥料是酿酒葡萄提高产量和改善品质的必然选择，对于今后干旱区沙质土壤葡萄园的施肥管理有一定的指导作用。
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