天津综合试验站

聂松青 黄建全 李凯 张世兴 张鹤

 

　　摘 要：矿质营养是葡萄生长发育、品质与产量形成所必须的物质基础，肥料是植株获取养分的重要来源。本文综述葡萄对矿质营养元素、器官及生长期的吸收特异性，概括了叶片与土壤营养诊断与葡萄园施肥现状，分析了生物肥的特性及其在葡萄上的应用，为实现葡萄产业合理化施肥、促进葡萄产业健康可持续发展提供理论参考。

 

　　关键词：葡萄；矿质营养；需肥规律；微生物肥

　　矿质营养是葡萄正常生长发育所必需的营养元素，按其需要量的大小可将矿质营养元素分为常量元素（氮、磷、硫、钾、钙、镁）和微量元素（铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯），矿质营养对葡萄形态建成、果实品质与产量形成起着极其重要的作用，而且合理的营养关系有益于土壤肥力发展及生态环境的平衡。

　　化肥在葡萄上的过量、不合理施用，导致葡萄果实品质下降、肥料利用率下降、环境污染等问题日益突出。微生物肥料是一类特定的微生物活体制品，利用微生物的生理代谢活动有助于恢复并维持土壤肥力，提高化肥利用率，增强作物抗病性，符合现代生态农业和可持续发展农业的方向。

　　1　葡萄吸收矿质营养的特点

　　葡萄对土壤肥力适应范围广，吸收组织发达、活跃，可吸收利用地表及土壤深处的矿质养分，在一些其他果树作物难以生长的贫瘠土地仍能正常生长和结果。葡萄周年生产中枝梢生长量大、果实产量高，因而对养分的需求量较多。

　　1.1　元素的特异性

　　矿质元素间具有不可替代性。葡萄的物质代谢、生理活动与矿质元素紧密相关，如果其中一种缺乏、不足，就会影响其正常的生理活动。元素间具有不可代替性，一种矿质元素的缺乏导致葡萄树体的功能障碍而不能由其他元素所替代。

　　矿质元素间存在协同或拮抗作用。适量的氮肥可促进镁的吸收，钾可促进氮的吸收，对氮的代谢起直接作用；过量的施用氮肥会阻碍磷、钾、铜、锌、硼的吸收，钾与镁之间也存在拮抗作用。

　　葡萄是喜钾植物，对钾的需求和吸收显著超过其他各种果树，整个生长期都需要大量钾素，尤其在果实成熟期需要量更大，其需要量居氮、磷、钾三要素的首位，葡萄生产上必需重视钾的充分供应。

　　1.2　器官的特异性

　　葡萄不同器官中氮、磷、钾三种矿质元素含量不同，其中以叶片中含量较高，其次为新根、新梢、旧梢和果实。营养元素在葡萄各器官中的分配，64.4%的氮集中于茎叶中，66.5%的磷集中于茎根中，钾的48.35%集中于果实中，50%的钙集中在茎中。葡萄各器官中的氮素含量高低为叶片〉果实〉新梢〉根系〉枝条〉主干，同一时期花蕾中锌、钾元素的含量明显高于叶片与叶柄中相应元素含量。叶片中也以氮和钙的含量最高，其次为钾、磷、镁。除钾外，其他矿质元素在果实中的含量均低于叶片。

　　1.3　生长期的特异性

　　葡萄对矿质营养种类与数量的需求在不同生长阶段、时期表现差异。一般来说，葡萄根系生长旺盛期，营养吸收量增加，而第一个根系吸收旺盛期始于开花期，结束于坐果与着色期之间某个时期，持续时间约两周左右；第二个根系吸收旺盛期持续时间较短，一般出现在采果后期。

　　葡萄萌芽期至初花期及膨果期至果实成熟前期这两个时期，对氮的累积量最多；在膨果期至果实生长中后期需磷最多；而在膨果期至着色期这段时期需钾最多。

　　1.4　葡萄对营养元素的吸收与利用

　　葡萄营养生长旺盛，结果量大，在整个生长过程对氮、磷、钾的需求量很大，所施肥料并未被全部吸收， 一般利用率为氮30%～35%、磷15%～20%、钾40%～50%。

施肥量不能过大，如果氮肥过多，会导致植株生长过旺，品质和产量下降；如果磷、钾过多，不但会造成肥料的浪费，也会对植株产生毒害作用。

 

 

 

　　不同的营养元素配比对葡萄生长，品质、产量的形成至关重要，各元素在葡萄植株内须达到一定的浓度与平衡比例关系，才能有效地发挥其应有的生理功能。国内一些学者研究了每生产1000kg果实，葡萄植株需要从土壤中吸收氮、五氧化二磷、氧化钾的含量与其比例（表1），发现不同葡萄品种之间需肥量差异较大。Nicholas总结了不同产量水平所需求的氮、磷、钾、硫、钙、镁等大量元素也随之增加。因而在葡萄生产中，应根据葡萄品种、树龄、土壤条件、负载量等多方面因素来综合考虑，以进行平衡施肥。

　　2　葡萄营养诊断

　　营养元素的含量水平，体现了植株在某一时期对矿质营养元素的吸收和需求情况。营养诊断主要是通过植株形态法、叶片营养诊断法、土壤化学分析法等对植株的营养状况进行评估，旨在指导葡萄园合理施肥及管理。

　　2.1　叶片症状分析

　　Nicholas在参考Woodham与Alexander的研究基础上，提出不同葡萄叶片障碍症状在不同生长期与矿质营养关系（表2）。

 

 

　　2.2　叶片营养诊断

　　叶片是葡萄植株上对土壤矿质营养反应最敏感的器官，叶片的矿质营养状况一定程度的反映了植株对土壤矿质营养的吸收利用状况，因而通过叶片的营养分析技术可准确快速地诊断树体营养水平。叶分析的取样部位、取样时期均影响对叶片矿质养分元素含量的判断。

　　（1）叶分析部位

　　对叶片营养诊断时要求采样的组织和部位在随机取样时差异较小，且对养分供应状况的改变反应敏感。

　　一些研究者以叶柄为诊断部位，有些则以叶片作为诊断对象，孙权等研究发现，酿酒葡萄叶片中氮含量远高于叶柄，且叶柄中的氮含量随施肥深度和生育期的延长变化较小，认为以叶柄中的氮含量作为叶部氮素营养的诊断指标更确切，蒋万峰等对无核白葡萄研究认为，诊断部位选择叶柄比叶片更合适。

　　也有不少研究者认为，葡萄叶分析的采样组织应根据所诊断的元素而定，不能一律采用叶片或叶柄进行分析，如秦煊南等认为应选取叶片测氮，叶柄测磷、钾为宜，王探魁认为葡萄植株氮、磷营养诊断应选取花后叶片，钾则以花后叶柄为宜。

　　（2）叶分析时期

　　从理论上讲，对整个生长期进行取样，分析养分含量的周期变化与植物生长发育的关系，这种诊断方式较为准确。而实际生产中，取样的次数应尽量减少，因此取样的时期尤为重要。

　　研究者对叶分析采样时期各执意见，杨儒林等认为叶分析采样时期为葡萄盛花后4周或8周，取果穗附近叶片的叶柄或果穗上面第一节叶片的叶柄。李港丽等则根据品种进行取样，对欧洲种葡萄，在盛花期采取第一穗花序节位上的叶柄或取花后4周、结果新梢中部的叶柄；而对美洲种葡萄与圆叶葡萄，盛花后4～8周取果穗上一节的叶柄。苏德纯等认为葡萄果实开始膨大期到果实着色期叶片中氮、磷、钾含量稳定，此时期是进行叶分析营养诊断的适宜取样时期。秦嗣军提出叶分析时不同矿质元素取样时期不同，氮、钾、钙、锌在盛花后40～75d内，磷、镁在盛花后30～95d内，铁在盛花后30～55d内取样进行叶分析进行营养诊断为宜。

　　（3）叶分析的标准值

 

 

　　叶片在处于不同营养生理状态时，葡萄叶片或叶柄内矿质元素含量呈现正常值、低值、缺值、过高或中毒等浓度范围，以此可用来诊断葡萄营养状况（表3）。Robinson通过临界浓度的试验，研究了矿质元素浓度的标准正常值、临界值、缺值及过高或中毒的含量范围。

　　2.3　土壤营养诊断

　　矿质元素主要来源于土壤，因而进行叶片营养诊断的同时还须进行土壤诊断。土壤营养诊断的结果因土壤深度、取样时间而不同。尽管操作中尽可能的保证一致的土壤取样、营养测试方法，但因为葡萄大而深的根系系统，使得准确且可靠的诊断出土壤营养状况非常困难，尽管如此，土壤营养诊断仍是评估葡萄园潜在的土壤矿质营养状况的一种有效方式。

　　近年来，不同地区的研究者开展了一系列的土壤营养诊断工作。周敏等对南方不同地区10个葡萄园进行采样分析，发现南方地区葡萄园叶片氮、磷、钾含量适宜，但地区性缺钙、缺镁现象严重。王静芳等对宁夏贺兰山东麓地区葡萄园的研究发现，当地葡萄园土壤有机质、氮、磷、钾含量很低，营养元素常处于亏缺状态。高义民等对陕西关中葡萄园研究表明，当地葡萄园的有效氮、铁和锌含量处于临界值以下。张福庆等对天津酿酒葡萄园采样分析发现，葡萄园土壤养分除氮、硼处于中等水平外，其它各元素均达到很高水平，其中铁和锰含量极为丰富。刘昌岭等对山东大泽山地区葡萄园调查发现，土壤钾素供给充足而有机质相对缺乏，微量元素组分基本处于中等或低的水平。

　　3　葡萄园的施肥现状

　　矿质养分是保证葡萄正常生长、发育、结果的必要条件，而施肥是根据葡萄园土壤的供给能力进行营养元素补充与调节的过程。科学合理施肥是发展优质葡萄的重要保证，但目前葡萄施肥过程中存在诸多问题，严重制约了葡萄品质的改善与产量的提高。张积显等指出，目前葡萄施肥存在重化肥轻有机肥、重氮磷肥轻钾肥、重大量元素肥轻中量和微量元素肥和没有根据葡萄生长需肥规律进行施肥四大施肥误区。

　　3.1　长期过量依赖化肥

　　为获得高产，追求最大经济效益，葡萄果农往往大量使用化肥，造成富营养化，导致土壤板结、盐渍化、生物功能退化状况，使葡萄根系主动性吸收养分出现障碍，出现越“肥”越要施肥的怪现象，威胁到葡萄产业的健康发展。

　　3.2　偏重施用氮肥

　　过量施用氮肥严重影响葡萄对磷、钾等元素的吸收，导致葡萄营养失调，芽眼不饱满，叶片薄大，枝梢不能及时停长，花芽难以形成，生理病害加多，品质降低，树体的抗性降低，诱发酸腐病、白粉病等病害的大量发生。

　　3.3　重视大量元素肥，忽视中微量元素肥的施用

　　葡萄是多年生果树，在施肥过程中果农时常注重氮、磷、钾等大量元素的补充，很少施用中微量元素肥，导致土壤营养失衡，缺素现象严重，生理病害增加，葡萄品质逐年降低，优质果率难以提高。

　　3.4　施肥时期的不确定性和随意性

　　葡萄需肥时期与葡萄生长节奏密切相关。果农常以人为因素来确定施肥时期，而不结合葡萄的需肥规律，施肥时期集中，甚至存在春季一次性施肥的不合理现象，这样不仅不能达到施肥的目的，而且可能造成生产上的损失。

　　4　微生物肥在葡萄上的应用前景

　　4.1　微生物肥的定义及特点

　　微生物肥料（ m i c r o b i a lfertilizer；biofertilizer）又称接种剂，生物肥料、菌肥等，指含有特定微生物活体的制品，主要依靠其含有的大量有益微生物的生命代谢活动，来增加作物养分的供应量，促进作物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境（NY/T 1113-2006，微生物肥料术语）。微生物肥具有低投入、高产出，原料充足、节约能源，质量好、效益高，无毒、无污染等优点，同时具有其特性：

　　（1）微生物肥料不仅仅限于为作物供应营养元素，主要是提供有益的微生物群落，由特定的菌种行使特定的生理功能，如固氮、解磷、解钾等，为作物提供特定的养分；

　　（2）微生物肥料的质量核心是特定的有效菌及有效菌数，当有效活菌数降到一定数量时，其发挥的功能就会受到限制，因此微生物肥料有一定的有效期限；

　　（3）微生物肥料用量少，因此使用成本较低；

　　（4）微生物肥料的肥效与其生存环境有关，受温度、水分、酸碱度、含盐量、土壤中土著微生物排斥作用等的影响较大。

　　4.2　微生物肥在葡萄上的应用

　　目前，微生物肥在葡葡上已有一些应用研究报道，主要作用如下：

　　一是增加土壤养分。刘晓捷等应用AMF真菌（丛枝菌根菌剂）侵染葡萄根系，形成菌根共生体与其建立共生关系后，增加植株的氮、磷含量。采用土壤浇灌和叶面喷施可以不同程度地提高葡萄叶片中氮、磷、钾的含量。

　　二是减轻土壤障碍。葡萄园施用生物菌肥不仅可提高土壤养分含量，而且在连作葡萄土中接种微生物菌剂，使得土壤中碱解氮、速效磷、速效钾的含量产生变化。有益微生物菌剂在特定浓度配比上能够改善了土壤连作对其造成的营养胁迫。AM菌剂能使葡萄根围土壤中微生物数量增加，土壤蔗糖酶和磷酸酶活性升高。

　　三是促进生长发育，提高果实品质。在葡萄种植中应用生物肥，葡萄植株在大量活化的有益微生物作用下，能扩大根系的吸收面积，增加对矿质营养的吸收，可明显改善葡萄的生长发育，提高果实可溶性固形物含量，使延长梢长度、粗度及成熟节数均得到显著提高，效果明显。通过施用嗜热性侧孢霉生物菌肥，能够改善土壤生态环境，使葡萄植株生长更旺盛，叶片增厚，叶面积更大，更有利于营养物质的积累，提高坐果率。

　　四是减少化肥使用量，降低成本。使用葡萄酵素专用肥及中微量元素氨基酸叶面肥组合，使得复合肥、尿素大幅度减量，化肥用量减少了45%。

　　五是提高抗病能力。微生物在根部形成了优势种群，对病原菌有拮抗作用，也限制了其它病虫害的生长繁殖，研究施用微生物肥可使得葡萄真菌性病害如葡萄霜霉病、葡萄黑痘病、葡萄炭疽病发病率下降，这说明使用生物有机肥增加了葡萄的抗病能力。

　　微生物种类多、数量大，繁殖迅速，功能多样，随着研究的不断深入，越来越多的新的微生物肥料产品得以研发，发展前景广阔。我国农业生产已启动实施“到2020年实现主要农作物化肥使用量零增长”行动，从战略高度来说，微生物肥是发展可持续农业、现代生态农业的要求，也是无公害食品和绿色食品生产现实需要，更是减少化肥和农药用量、降低环境污染的必然选择。