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有机肥替代化肥对赤霞珠葡萄园土壤、葡萄果实及葡萄酒品质的影响 [2023/1/12 16:06:20] 来源: 作者:Admin

酿酒葡萄栽培岗位

惠竹梅 张慧珍

 

  葡萄是一种营养丰富的高经济价值果树。近年来,由于化肥施用便捷、肥效快等优点,深受葡萄种植者喜爱,葡萄园中普遍存在单施或过量施用化肥等现象,不仅造成资源浪费,而且长期过量施用化肥也导致土壤理化性质恶化、葡萄果实和葡萄酒品质下降、环境污染等一系列问题。有机肥养分全且肥力持久,不仅能提升土壤肥力,而且养分中多为有机结合态,释放养分与分解矿化过程缓慢,与化肥配合施入,可显著改善果实品质。在化肥减施的前提下,结合有机肥的长效和化肥的速效特点,以优质果品为目标,增加有机肥投入、有机肥部分替代化肥,提高土壤养分转化迁移的有效性、均衡性和持久性,是实现农业“降本、提质、增效”目标的重要途径。但如何兼顾环境的基础上更高效利用有机肥,可持续提高葡萄品质和生产效率,对我国的葡萄生产提出了更高的要求。

 

  本试验通过研究化肥减施对晋西黄土高原产区赤霞珠葡萄园土壤、果实和葡萄酒品质的影响,探索生产优质酿酒葡萄原料的合理施肥模式,为黄土高原产区酿酒葡萄的高效优质生产和可持续发展提供科学的施肥方案和理论依据。

 

  1 材料与方法

 

  1.1 研究设计

 

  试验采用随机区组设计,设置6个处理,每个处理3次重复,分别为不施肥(CK)、100 %化肥(C1)、60%化肥+40%有机肥(C0.6O0.4)、60%化肥+40%有机肥+菌剂(C0.6O0.4B)、100 %有机肥(O1)、100 %有机肥+菌剂(O1B),共18个小区,每个小区面积63 m2,平均21棵树。距树干水平距离30 cm,垂直深度40 cm的位置,开宽30 cm的条形沟,将菌剂与有机肥拌匀以沟施方式施入,各处理施肥量见表1。每株葡萄树年施用纯N 120 g,则需要羊粪有机肥(干基)8 kg/株(鲜基14 kg/株)。此时的施P2O540 g/株,施钾量为106 g/株。按照等量养分含量计算化肥用量。田间管理措施均与当地栽培管理方式保持一致。

 

 

  1.2 葡萄园土壤样品采集

 

  于202110月初 (成熟期)在各处理采集供分析用的土壤样品, 采样深度为0-20 cm20-40 cm,每小区采3个样品作为重复, 每个样品均为多点混合采样,分别在行间选取9个取样点进行S型取样,土壤样品用四分法留样,放入自封袋内并及时封口。土样分为三份,其中一份放入无菌离心管中用液氮速冻,带回实验室后置于-80℃冰箱中保存,用于细菌总DNA提取,进行土壤微生物多样性分析,一部分土样风干过1 mm孔筛,常温密封保存,一部分放入4℃冰箱,进行相关理化指标测定。

 

  1.3 土壤物化性质测定

 

  成熟期采集各处理0-20 cm20-40 cm土层的土壤样品,测定容重、孔隙度。土壤pH采用1:5:水法测定;有机质采用重铬酸钾容量法外加-硫酸亚铁滴定法测定;全氮采用半微量开式法;全磷采用HCLO3-H2SO4消煮钼锑抗法比色法测定;速效钾采用1mol/LNH4Ac浸提-火焰光度法测定;速效磷采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定。硝铵态氮采用连续流动分析仪测定;微生物量碳、氮采用氯仿熏蒸直接萃取(CFDE)法。

 

  1.4 植株生理、生长指标测定

 

  在果实转色期采用手持叶绿素仪SPAD-502现场测定植株基部5-6节位成熟的无损伤叶片的叶绿素含量。

 

  在果实转色期用CPS 3000型便携式光合仪测定新梢7-8节位已成熟叶片的光合特性,包括净光合速率(net photosynthetic ratePn)、蒸腾速率(transpiration rateTr)、气孔导度(stomatal conductanceGs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentrationCi)和叶片水分利用效率(WUE)。

 

  取果穗附近生长一致性较好的叶片40片(带叶柄),装入尼龙网袋带回实验室进行洗涤,冲洗干净后再置于烘箱中,在105℃的温度下杀青30 min60℃下烘干至恒质量,称其干质量,经粉碎后装袋保存,测定各部位氮、磷、钾、CaMgFeMnCuZn等元素含量。

 

  1.5 葡萄和葡萄酒基本理化指标测定

 

  采收期每个处理随机采集10个果穗,每串果穗随机取10个果粒,总计100个果粒,用0.001电子天平称量单粒重,计算百粒重,用游标卡尺测量果实纵、横径,并求其平均值,计算纵横径比。

 

  酿酒用葡萄采摘各小区长势相近的5颗葡萄树果实室温运输,除梗破碎后放入10 L玻璃容器,根据原料卫生情况添加50 ml/LSO2,浸渍24 h后加入200 mg/L干燥活性商品酵母(酿酒酵母XR株;Lamothe AbietCan´ejan,法国)。然后进行发酵,用干净的纱布盖住玻璃罐罐口,早晚压帽一次,并测量其比重和温度,当比重降至1.000时分离皮渣,然后继续进行酒精发酵,温度控制在 18-20℃,当比重降至0.9920.996,并基本不变时加入60 mg/LSO2终止发酵,将酒样装瓶,放入4℃冰箱中待用。

 

  于葡萄成熟期,每个处理采集30个果穗,每串果穗取30粒果面完整、无机械损伤、无病虫害的果实,各处理共计选取900粒进行果实基本理化指标的测定。果实可溶性固形物含量采用手持糖量计测定;还原糖含量采用斐林试剂法测定;可滴定酸的含量采用酸碱滴定法测定。

 

  葡萄酒理化指标及测定方法如下:pH值:pH计测定,酒精度:酒精计法,残糖:斐林试剂热滴定法(以葡萄糖计),总酸:酸碱滴定法(以酒石酸计),干浸出物:密度瓶法,以及丹宁(以丹宁酸表示)和总酚(以没食子酸表示)。

 

  2 结果分析

 

  2.1 不同施肥处理对叶片叶绿素含量的影响

 

  如图2所示,施肥能显著促进叶片叶绿素总量的提高,这是由于葡萄叶片所需的养分供给较为充足,叶片内叶绿素积累量逐渐增大。其中O1B处理下叶片叶绿素a、叶绿素b含量最高,分别为2.50 mg·g-11.16 mg·g-13.65 mg·g-1。其次是C0.6O0.4B处理,分别是2.411.163.57 mg·g-1

 

 

  2.2 施肥处理对赤霞珠光合特性的影响

 

  过多和过少的养分补给均会影响葡萄光合性能的发挥,对葡萄的生长发育、产量和品质造成影响。如表2所示,其中C1处理的Pn(净光合速率)和Gs(气孔导度)均最高,分别为20.07 µmol·m-2·s-1177.45 mmol·m-2·s-1,分别较CK处理显著提高35.24%12.52%O1B处理的Tr(蒸腾速率)最高,为3.54 mmol·m-2·s-1,较CK显著提高13.46%。施肥后,叶片Ci逐渐降低,表明施肥有利于促进赤霞珠叶片对CO2的吸收。不同施肥处理对PnTrGs均有显著影响(P<0.01),而对Ci(胞间CO2浓度)无显著影响。

 

 

  2.3 不同施肥处理对赤霞珠果实品质的影响

 

  如表3所示,施肥处理对果实纵径的影响达到极显著水平,其中C0.6O0.4B处理的果实纵径最大,为13.60 mmCK最小,为11.2 mm。增施菌剂后,赤霞珠葡萄果实的单穗重以及果粒纵横径、果粒质量均有所升高。

 

  不同施肥处理对成熟果实基本理化指标的影响如表4所示,可溶性糖含量的大小决定果实品质优良的首要标准,C0.6O0.4B处理的葡萄果实还原糖含量最高,其次是O1BC1C0.6O0.4最后是O1(p<0.05),分别较CK增加了10.35%8.7%、8.27%、6.4%5.16%。果汁中所有折光成分的大小皆为可溶性固形物,是对果实总糖量的粗略估计。各施肥处理可溶性固形物较CK存在显著差异,其中C0.6O0.4B处理下含量最高,为23.86%。施用肥料可降低果实可滴定酸含量,但不同施肥处理下表现的趋势各不相同,各处理均显著低于CK

 

 

  3 结论

 

  综合比较,处理O1BC0.6O0.4C0.6O0.4B能够显著提高果实品质,且处理C0.6O0.4B表现最佳, 其葡萄叶片内叶绿素积累量较大,果实TSS、还原糖、糖酸比分别较对照提高了8.40%10.35%46.30% (P<0.05)

 

  4 尚需进行的工作

 

  将提取好的土壤指标样品带去资环测定,测定葡萄果皮总花色苷、单宁、总酚含量以及单体酚和非花色苷单体酚含量,测定酒样香气成分,分析土壤指标与葡萄、葡萄酒品质之间的相关性。