摘要: 探讨不同有机肥施用量对葡萄产量和品质的影响，为葡萄园的科学合理施肥提供可靠的依据。选取香妃葡萄为试验材料，设置4个不同有机肥用量分别为0、30、45、60 t/hm2，测定了葡萄产量和品质。结果表明：施用有机肥明显提高葡萄的纵茎、横径、百粒重、单穗重和产量及经济效益，其中，有机肥施用量为60 t/hm2时表现最好，产量为38.61 t/hm2。施用有机肥改善了葡萄品质，尤其有机肥施用量为60 t/hm2处理，从可溶性固形物和Vc含量上来看都明显高于其他处理，可溶性固形物和Vc含量分别达到17.33%和27.10 mg/100g，且总酸度较低。综合上述结果，有机肥施用量为60 t/hm2处理可得到较高的产量和良好的果实品质，可考虑大范围推广。
Abstract:
The aim of this study was to investigate the effects of different organic fertilizer application rates on grape yield and quality, and to provide a reliable basis for scientific and rational fertilization for vineyards. The “Xiangfei” grape was selected as the experimental material, and the amount of four different organic fertilizers was set to 0, 30, 45, 60 t/hm2, and the yield and quality of the grapes were determined. The results showed that the organic fertilizer can improve the vertical diameter, transverse diameter, hundred-grain weight, ear weight, yield and economic benefits. Among them, organic fertilizer application the best performance was achieved when the dosage was 60 t/hm2, and the yield was 38.61 t/hm2. The application of organic fertilizer improved the quality of the grapes, especially the application rate of organic fertilizer was 60 t/hm2, the soluble solids and Vc content were significantly higher than other treatments, and the soluble solids and Vc content reached 17.33% and 27.10 mg/100g, and the acidity was smaller. Based on the above results, the application rate of organic fertilizer was 60 t/hm2 treatment, which resulted in higher yield and good fruit quality, could be considered in a wide range of promotion.
1. 引言
葡萄是我国的主要栽培果树之一，经济效益高，发展前景广阔。最近几年来，我国葡萄产业发展较快，但也存在着很多的问题，例如综合品质较差，经济效益不高等。随着人民生活质量的不断改善，对葡萄的需求愈来愈大 [1]。人们对有机栽培的葡萄的需求越来越多，鲜食葡萄的品质也在逐年提高。因此，提高葡萄产量及品质，对葡萄的长期、可持续发展至关重要。施肥是葡萄生长发育所必需的，合理的施肥方式能够提高葡萄的产量和果实品质。有机肥的应用可起到改善土壤、培肥地力、促进植物生长、抗病防虫等作用。因此，有机栽培的葡萄得到了高度的重视，减少农药用量、用有机替代化肥等施肥措施来提高葡萄品质和改善农业生态环境等具有重大意义 [2]。关于有机肥对葡萄生长的影响，已有大量研究，如有机肥的施用，有效地提高了葡萄产量、品质，当有机肥施肥量为60 t/hm2，葡萄增产12.8%，可溶性固形物、糖酸比、Vc分别增加9.0%、15.7%和11.7% [3]。安胜等 [4] 研究表明3种有机肥均不同程度的改善了京亚葡萄的营养生长和果实品质。有机肥养分含量全面 [5]，使用后可以提高座果率，增加产量，提高品质 [6] [7]。前人的研究成果为本次试验提供了理论依据，以品种“香妃”为试验材料，分析对比不同有机肥用量对“香妃”葡萄的产量以及品质的影响，为葡萄有机栽培生产提供理论依据。
2. 材料与方法
2.1. 试验地概况
于2018年2 月至2019年12月在呼和浩特市园艺科技试验中心进行。试验地位于东经110˚，北纬45.5˚，海拔1063 m，年均气温5.4℃，≥10℃年均积温3000℃，年平均降水量400 mm左右，无霜期120 d左右，土壤属栗钙土，沙壤质，肥力中等，土壤PH值7.5左右，试验为设施栽培。
2.2. 试验设计与材料
试验设置4个处理，有机肥施用量分别为0 (CK)、30 (A1)、45 (A2)和60 (A3) t/hm2、每处理重复3次，共12个小区，小区面积25 m2。供试葡萄品种为香妃。试验所选有机肥为腐熟牛粪(有机质 ≥ 31%，N + P2O5 + K2O ≥ 5%)，每吨600元。施肥方式全部采用开沟施入，距树干40 cm处向外开沟，沟宽20 cm，深40 cm，将有机肥于开春萌芽前一次性施入，使之与土混合均匀，葡萄生长期间不再追施任何肥料，其他管理措施按果园常规管理进行。
2.3. 样品采集与测定
果实于8月4日成熟、采收并进行样品的采集与测定，1) 葡萄果实纵横径测定：每处理随机采摘5穗葡萄，每个处理取30粒，用游标卡尺测量单粒果实的横、纵径 [6] [7] ；2) 果实产量测定：每个处理随机选取5穗葡萄，测定单穗重、果穗纵横径、果粒重，对各处理随机采摘6棵树的果穗进行称重，并折合单位面积计算产量 [6] [7] ；3) 品质测定：可溶性固形物含量采用阿贝折射仪测定、葡萄糖含量用液相色谱仪测定、Vc采用荧光分光度计测定、总酸采用酸碱滴定法测定；4) 经济效益分析：对不同施肥措施经济效益的评价，是通过计算各处理下总的投入值(包括劳动力投入和资金投入)和总产出值的差值，即净收入来衡量技术的实际经济效益。其中，投入包括牛粪的投入(每吨600元)，总的产出值包含了葡萄总的经济产出(平均价格5元)。
2.4.数据处理
应用Origin 8.0软件对数据进行处理和绘图，SAS 9.0进行方差分析。
3. 结果与分析
3.1. 不同有机肥施用量对葡萄果穗纵横径的影响
图1为不同有机肥对葡萄果穗纵横径的影响，随着有机肥施用量增加果穗纵径呈增加趋势，果穗横径呈先增加后降低趋势，但依然高于CK和A1处理。CK处理果穗纵径最小，为17.00 cm，显著小于A2和A3处理，但与A1处理无显著差异，各处理以A3处理果穗纵径最大，为32.33 cm。施用有机肥同样也增大了葡萄果穗横径，其中，A2处理的果穗横径最大，为21.03 cm，与CK相比增加42.76%，A2和A3处理与CK相比显著提高了葡萄果穗横径，但两者间差异不显著，A1处理与CK相比无显著性差异。
Figure 1. Influence of different treatments on vertical and horizontal diameter of grape ear
图1. 不同处理对葡萄果穗纵横径的影响
3.2. 不同有机肥施用量对葡萄果实外观品质的影响
不同有机肥施用量对葡萄果实纵横径和果形指数的影响(见表1)，随着有机肥施用量增加果实纵径呈增加趋势；果实横径随着有机肥施用量增加呈先增加后降低再增加，N字样变化趋势，但施用有机肥处理依然高于CK处理；果形指数无明显变化规律。与CK不施肥相比，施用有机肥A1、A2和A3处理均显著增加果实纵径，但A1、A2和A3处理间无显著差异，尤以A3处理果实纵径最大为3.12 cm。不同有机肥处理增大了葡萄果实横径，其中，A3处理的果实横径最大，为3.12 cm，与CK相比增加26.87%。施用有机肥A1、A2和A3处理均显著增加果实横径，但A1、A2和A3处理间无显著差异。对果形指数的计算得出，CK处理的果形指数最高，各处理间均无显著差异。研究发现，A1、A2和A3处理的果实纵、横径均高于CK，但果形指数低于CK，说明有机肥处理对果实横径的影响大于纵径。
Table 1. Effects of different treatments on grape fruit appearance quality
表1. 不同处理对葡萄果实外观品质的影响
注：不同字母表示不同处理间差异达0.05显著水平(数据为平均值 ± 标准差)，下同。
3.3. 不同处理对葡萄产量构成因素、产量及经济效益的影响
3.3.1. 不同处理对葡萄产量构成因素的影响
施用有机肥提高了葡萄百粒重，不同有机肥施用量增加幅度不同，随着有机肥施用量增加果实百粒重呈增加趋势(见表2)。与CK相比，施用有机肥处理均提高了葡萄百粒重，A1、A2和A3处理葡萄百粒重分别为0.86、1.15和1.49 kg，其中仅有A1处理与CK差异不显著，A2和A3处理显著高于CK。与CK相比，A1、A2和A3处理葡萄百粒重分别增加了307.94%、449.21%和609.52%。施用有机肥提高了单穗重，随着有机肥施用量增加单穗重呈增加趋势。与CK相比，施用有机肥显著提高果穗重，A3处理果穗重显著高于其他处理，A1和A2处理没有显著性差异，但显著高于CK，A1、A2和A3处理葡萄果穗重分别为0.48、0.51和0.69 kg较CK分别提高了1.74、1.87和2.52倍。施用有机肥提高了单株产量，随着有机肥施用量增加单株产量呈增加趋势。与CK相比，施用有机肥显著提高单株产量，A3处理单株产量显著高于其他处理，A1和A2处理没有显著性差异，但显著高于CK，A1、A2和A3处理单株产量分别为3.53、3.81和4.83 kg。与CK相比，A1、A2和A3处理葡萄单株产量分别增加了84.49%、99.13%和152.26%。
Table 2. Effects of different treatments on components of grape yield
表2. 不同处理对葡萄产量构成因素的影响
3.3.2. 不同处理对葡萄产量的影响
施用有机肥提高了葡萄产量，不同有机肥施用量增加幅度不同，随着有机肥施用量增加葡萄产量呈增加趋势(见图2)。折合产量由单株产量折合单位面积株数计算得出，各处理的产量均显著高于CK，A1和A2处理没有显著性差异，但显著低于A3，其中以A3处理产量最高。A1、A2和A3处理的折合产量分别较CK增加64.00%、77.00%和124.24%，其尤其A3处理测得折合产量最高，为38.61 t/hm2。各处理产量总体变化规律为A3 > A2 > A1 > CK。
Figure 2. Effects of different treatments on grape yield
图2. 不同处理对葡萄产量的影响
3.3.3. 不同处理对葡萄经济效益的影响
施用有机肥的经济效益分析见表3。A1、A2和A3处理资金投入较CK增加了1.86、2.79和3.72万 元，尽管处理A3的总投入值最高，而葡萄的产量在一定程度上抵消了额外的投入。A1、A2、A3和CK处理的总产出分别为17.22、28.24、30.48和38.61万元。A1、A2和A3处理的总产出分别较CK增加64.00%、77.00%和124.24%。每公顷净收入也相应地增加了9.16、10.47和17.67万元，总的经济产出主要取决于葡萄的经济产量和葡萄的价格。内蒙古约为每千克10元，产量的输出大小直接决定了总的经济产出。经以A3经济效益最好。
Table 3. Effects of different treatments on economic benefits of grapes
表3. 不同处理对葡萄经济效益的影响
3.4. 不同处理对葡萄品质的影响
3.4.1. 不同处理对葡萄果实可溶性固形物的影响
不同处理对可溶性固形物的影响程度不同(见图3)，随着有机肥施用量增加果实可溶性固形物呈先增加后降低再增加，N字样变化趋势，但A1、A2、A3处理依然高于CK处理。A1、A2、A3处理明显增加了葡萄的可溶性固形物，但各处理均与CK无显著差异，A1、A2和A3处理葡萄可溶性固形物分别为16.5%、15.5%和17.33%较CK分别提高了10.49%、3.79%和16.07%。尤以A3处理葡萄可溶性固形物最高为17.33%。
Figure 3. Influence of different treatments on grape soluble solids
图3. 不同处理对葡萄可溶性固形物的影响
3.4.2. 不同处理对葡萄果实Vc的影响
不同有机肥施用量对葡萄Vc的影响程度不同(见图4)，随着有机肥施用量增加果实Vc含量均呈先增加后降低再增加，N字样变化趋势，但施用有机肥处理依然高于CK处理。Vc是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素，是一种存在于食物中的维他命，可作为营养补充品。施用有机肥均能明显提高葡萄果实中Vc的含量，但不同有机肥施用量对其含量的影响程度不同。A3处理Vc含量最高为27.1 mg/100g，是CK的1.33倍；其次，A1处理Vc含量为21.03 mg/100g，是CK的1.03倍。
3.4.3. 不同处理对葡萄果实葡萄糖的影响
不同有机肥施用量对葡萄葡萄糖的影响程度不同(见图5)，果实葡萄糖随着有机肥施用量增加均呈先降低后升高再降低趋势，但施用有机肥处理依然低于CK处理。施用有机肥降低了葡萄果实葡萄糖含量，各处理尤以A1处理葡萄糖含量最低，显著低于CK，A2和A3处理葡萄糖含量与CK差异不显著。A1、A2和A3处理葡萄葡萄糖分别为1.75%、2.25%和2.15%较CK分别降低了41.72%、26.47%和34.1%。尤以CK处理葡萄葡萄糖含量最高为2.58%。
Figure 4. Effects of different treatments on grape Vc
图4. 不同处理对葡萄Vc的影响
Figure 5. Effects of different treatments on glucose of grape fruit
图5. 不同处理对葡萄果实葡萄糖的影响
3.4.4. 不同处理对葡萄果实总酸的影响
不同有机肥施用量对葡萄总酸的影响程度不同(见图6)，果实总酸随着有机肥施用量增加均呈先降低后升高再降低趋势，但施用有机肥处理依然低于CK处理。葡萄果实中的酸可分为有机酸和无机酸，浆果含有较多的有机酸。施用不同量有机肥均能明显降低葡萄果实中总酸的含量，但不同有机肥施用量对其含量的影响程度不同。A1、A2和A3处理总酸含量分别为0.50%、0.57%和0.56%，分别比CK降低15.82%、3.95%和4.80%，各处理间均无显著差异。
Figure 6. Effects of different treatments on total acid of grape fruit
图6. 不同处理对葡萄果实总酸的影响
3.4.5. 不同处理对葡萄果实糖酸比的影响
不同有机肥施用量对葡萄糖酸比的影响程度不同(见图7)，果实糖酸比随着有机肥施用量增加均呈先降低后升高再降低趋势，但施用有机肥处理依然低于CK处理。施用不同量有机肥明显降低葡萄果实中糖酸比的含量，但不同有机肥施用量对其含量的影响程度不同。A1、A2和A3处理糖酸比分别为3.65、3.98和3.61，分别比CK降低29.45%、23.09%和30.27%，各处理间均无显著差异。
Figure 7. Effects of different treatments on sugar-acid ratio of grape fruits
图7. 不同处理对葡萄果实糖酸比的影响
4. 讨论
施肥是葡萄生长发育所必需的，科学施肥是提高果实品质和效益、减少环境污染的一项重要技术措施。魏朝富等 [8] 研究结果表明，施用有机肥能够促进鲜食葡萄等的生长。周兴等 [9] 研究表明，施用生物有机肥葡萄果纵径最大，显著高于传统施肥。田益华等 [10] 研究表明，施用有机肥可增加果实纵、横径，增大单粒重，能够有效提高产量。本研究表明，施用有机肥均能不同程度提高葡萄果穗纵横径和果实纵横径，但果形指数低于CK，与以往研究不同，这可能是由于葡萄品种间存在差异和不同生态环境下土壤结构不同，导致本研究施用有机肥并未提高葡萄果实果形指数。
施用有机肥不仅能减少化肥施用量，而且增加产量 [10]。有机肥不仅可以提供葡萄所需的营养元素，也能够提高葡萄单果重和产量，提高果实含糖量，改善品质 [11] [12]。李恕艳等 [13] 研究表明，施用有机肥的葡萄平均产量比对照分别增加1450.5 kg/hm2、1776 kg/hm2和1975.5 kg/hm2，增产效果明显。张加兰等 [14] 研究同样表明，施用腐熟农家肥能够促进夏黑葡萄生长及产量的提高。熊丙全等研究表明 [15]，无论是有机肥单施还是有机无机配施，与对照不施肥相比，均提高了葡萄果穗重和产量。本研究结果表明，施用有机肥均能提高葡萄百粒重、单穗重、单株产量和折合产量及经济效益，并且均随这施用有机肥量增加而增加，在A3 (60 t/hm2)各项指标均达到最大，与王丽希研究结果一致 [11]。
对于鲜食葡萄而言，果实的品质指标主要为果形、风味、可溶性固形物、可滴定酸、蛋白质等，这些指标基本可以反映鲜食葡萄的综合品质 [16]。大量研究表明，施用有机肥能够不同程度提高葡萄产量，改善葡萄品质 [17] [18] [19]。施用有机肥明显的改善葡萄果实品质，增加了可溶性固形物 [20]，糖酸比、Vc等都有不同程度的提高 [11]，同时，可显著降低可滴定酸 [21]。杨占平等 [22] 研究表明，施用有机肥能促进植株生长，增加葡萄果粒重、果实可溶性固形物含量方面有一定作用。本研究同样也得到类似结论，施用有机肥均不同度提高了葡萄可溶性固形物含量、Vc含量，降低总酸。同样本研究表明，施用有机肥可以降低葡萄果实葡萄糖含量与周兴等 [17] 在“蛇龙珠”葡萄光合性能及品质上的研究结果一致。
5. 结论
1) 施用有机肥可显著提高葡萄百粒重、穗重和产量及经济效益，并随有机肥施用量增加而增加，60 t/hm2施用量处理的葡萄产量和经济效益最高，分别为38.61 t/hm2和17.67万元。2) 与不施肥相比，施用有机肥能显著改善葡萄品质，能够提高葡萄可溶性固形物和Vc含量，降低果实中总酸和葡萄糖含量。3)综上，有机肥施用量为60 t/hm2葡萄产量和品质效果为最佳。
基金项目
内蒙古自治区葡萄重大科技专项(201602061)。
NOTES
*通讯作者。