栽培生理

 

  1 引言

 

  葡萄是天津的特色果树之一，目前栽培面积约10万亩。汉沽是天津葡萄的主要产区，全区栽培葡萄约3万亩，总产量达6000万公斤。茶淀玫瑰香葡萄，天津市汉沽区特产，中国国家地理标志产品。由于所在区域具有得天独厚的自然条件，经过半个多世纪的发展，已成为天津市滨海新区乡村振兴的重要抓手。

 

  随着设施栽培技术的推广以及人们生活水平的提高，天津地区大面积发展温室葡萄，鲜食葡萄的周年上市成为了葡萄产业的重要一环，而夏黑葡萄是温室主栽的早熟品种，在日光温室环境条件下，夏黑葡萄开花早于玫瑰香等绝大多数品种，在五月份即可上市，果实三倍体无核且果粒硬度较大耐储运，非常具有发展潜力。天津属于环渤海葡萄产区，土地类型为盐碱地，近年来，由于机械耕作方式不当和不科学施肥导致土壤盐渍化严重，根系上返，根系生存环境差，根系组成比例中生长根多而吸收根少，严重制约了葡萄根系对土壤养分的吸收能力，从而影响树体生长和果实品质。因此，对盐碱地葡萄根系复壮，提升其吸收能力成为了迫切需求。

 

  根系不仅是果树生长和结果的基础，还是发育的调控中心。断根是苗木培育过程中干扰根系最为常见的技术，俞超（2015）研究发现移栽能提高鄞红葡萄根系长度、鲜重和粗度，通过切断苗木主根或侧根的一部分，抑制根系的顶端优势，促进多发侧根和须根，形成发达且紧凑的根系。而根系生长需要养分，因此在断根后，施用一定的营养物质有利于根系的再生和快速生长，形成发达的吸收根，更好地吸收养分和水分，进而促进整个植株的生长发育。有关断根后，新生根系的生长发育情况，以及断根后通过施用不用营养对新根生长的影响的研究尚未有报道。

 

  葡萄果实品质是对葡萄评价的一个重要指标，葡萄果实品质主要包括果实横纵径、单果重、可溶性固形物、可滴定酸等成分。李双海（2021）研究发现断根处理对果实的品质也有显著影响，其中对可溶性固形物、总糖含量以及花色苷含量影响最大。陈国品（2021）研究发现施用微生物肥夏黑葡萄的单穗重、穗长、果粒大小、产量、可溶性固形物含量和固酸比均有所提高，可滴定酸含量降低。本研究通过在休眠季对多年生夏黑葡萄进行断根处理，在生长季施用不同配方的肥料，研究不同施肥配方对夏黑葡萄根系恢复生长情况和果实品质的影响，筛选出最优的施肥配方，为盐碱地栽培多年生葡萄的根系修复提供理论依据。

 

  2  材料与方法

 

  2.1 试验材料

 

  本研究试验材料为玻璃温室栽培的夏黑葡萄，株行距为1.0 m×4.0 m，试验果树树形为单层水平龙干树形，结果新梢间距为15 cm，每一个新梢上留果1穗。试验于2021年1月-10月在天津市滨海新区茶淀葡萄科技园进行。

 

  2.2 试验处理

 

  2021年1月（夏黑葡萄休眠期），对夏黑葡萄进行断根处理。4月12日（新梢旺长期）、5月17日（坐果期）和6月13日（浆果成熟期）分别对夏黑葡萄进行不同的施肥处理，施肥配方见表1。每个处理5株葡萄，重复3次。

 

 

  2.3 果实品质测定

 

  8月19日夏黑葡萄成熟时采摘，随机选择无破损的健康果实，10个果实为一组用刻度尺测量总横纵径，求得平均值；单果重采用电子秤测量；可溶性固形物采用电子糖度计测定；酸度采用滴定法测量。

 

  2.4 根系测定

 

  10月2日对根系进行采挖取样，在距葡萄主干30 cm处用铁锹挖出长50 cm宽30 cm的沟，10 cm为一层分五层挖出土样，并分别对(0-2 mm、2-5 mm、5 mm以上)的根系取样，用石灰水对截面根系进行标记并拍照，配合刻度尺和游标卡尺分别数出（0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-50 cm）土层的根系数，将取样的根系带回实验室制作徒手切片，显微镜下观察并拍照记录。

 

  2.3 统计分析

 

  本试验为完全随机设计，试验数据用Excel 2020和SPSS Statistics 17.0软件分析，SNK单因素方差分析，多重比较分析p<0.05水平上的显著性差异。

 

  3  结果与分析

 

  3.1 不同施肥处理对夏黑葡萄根系生长的影响

 

  对葡萄进行断根处理后，葡萄会萌发出更多具有吸收功能的新根。休眠季对夏黑葡萄进行断根处理后，施用不同配方营养对根系生长的影响不同。如图1所示，0-50 cm土层中，夏黑葡萄D＜2 mm、2＜D＜5 mm、D＞5 mm的根系数量差异较大。D＜2 mm的根系数量：处理2（38）＞处理3（35）＞对照（29）＞处理1（22），处理2和处理3的吸收根数目较多，处理2超出对照31%，处理3超出对照20.7%，处理1为对照的75.9%。直径为2-5 mm的根系数量：处理1（28）＞处理2（17）＝对照（17）＞处理3（10），处理1的根数目较多，多于其余各处理，达到对照的164.7%，对照和处理2多于处理3。D＞5 mm的根系数量：处理3（21）＞处理2（20）＞处理1（12）＞对照（8），处理2和处理3的根系数目较多，处理3为对照的2.6倍，处理2为对照的2.5倍，处理1为对照的1.5倍。

 

 

 

 

  3.1.1 不同施肥处理对夏黑葡萄D＜2 mm根系生长的影响

 

  与对照CK相比，处理1在30-40 cm土层中D＜2 mm根系的数量大于对照，超出对照17%，40-50 cm土层中D＜2 mm根系的数量大于对照；处理2在10-20 cm、20-30 cm和40-50 cm土层D＜2 mm根系的数量大于对照，20-30 cm土层差异最大，达到了对照的2.3倍；处理3除了30-40 cm之外的土层中D＜2 mm根系的数量均不小于对照，在0-10 cm土层和30-50 cm土层中处理3的D＜2 mm根系数量均大于处理2。

 

 

  3.1.2 不同施肥处理对夏黑葡萄2＜D＜5 mm根系生长的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄2＜D＜5 mm根系数量的影响不同。处理1的0-20 cm和30-40 cm土层中，2＜D＜5 mm根的数量都多于对照CK，在10-20 cm土层达到了对照的3倍，30-40 cm土层达到了对照的8倍；

 

 

  在处理2 情况下10-20 cm和30-40 cm土层2＜D＜5 mm根的数量都多于对照CK。在处理3 的30-40 cm土层中2＜D＜5 mm根的数量多于对照CK。各土层中2＜D＜5 mm根的数量处理3均小于处理2。

 

  3.1.3 不同施肥处理对夏黑葡萄D＞5 mm根系生长的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄D＞5 mm根系数量的影响不同。如图4所示，与对照CK相比，处理1增加了0-10 cm和30-40 cm土层中D＞5 mm根的数量；处理2增加了10-20 cm土层中D＞5 mm根的数量，达到了对照的5.7倍；处理3增加了0-50 cm全土层中D＞5 mm根的数量，在0-10 cm 土层为对照的1.54倍，10-20 cm 土层为对照的2.43倍，20-30 cm 土层为对照的2.43倍。

 

 

  3.2 不同施肥处理对夏黑根系解剖结构的影响

 

  三种不同营养处理下夏黑葡萄吸收根切片结构解剖图见图5，对照组清水处理下韧皮部细胞层数随着土层加深而逐渐增大；木质部面积占根系横截面的比例随土层加深而缓慢减少，在40-50 cm深度时木质部面积最小；根系内导管数目随土层加深而逐渐减少，导管数目平均约25个，导管内孔径随着土层加深先增大后减小，20-40 cm土层根系导管孔径较大，导管面积占根系截面积的百分比也较大。

 

  处理1微生物菌肥处理下韧皮部细胞层数随土层深度加深而先减小后增大；木质部占根系截面比重随着土层变化并无明显变化；导管数目呈现不规则变化，平均约30个，孔径先增大后减小，10-30cm土层导管孔径较大，20-30cm土层导管面积占根系截面积百分比多于其余各组。

 

 

  处理2融多收处理下韧皮部细胞层数随着土层加深没有明显变化；木质部占根系截面比重随着土层加深先增大后减小，导管数目平均约25个，和导管占根系截面积先增大后减小，在20-30 cm土层达到最大值，变化幅度相比其余各组较小。

 

  处理3融多收加融多美处理下韧皮部细胞层数随着土层加深逐渐增大；木质部占根系截面比重随着土层加深先增大后减小，导管数目平均约35个，导管占根系截面积先增大后减小，在20-30 cm土层达到最大值，变化幅度相比其余各组较小。0-10 cm土层，处理2导管截面积占根系截面积比例最小，其余各组差异较小。10-20 cm以及20-30 cm土层处理1导管截面积占根系截面积比例大于其余各组，对照以及处理3该数值差异较小，大于处理2。30-40 cm土层对照组导管截面积占根系截面积比例最大，而处理2的导管截面积最小。40-50 cm土层各处理间吸收根切片差异较小。

 

  3.3 不同施肥处理对夏黑葡萄果实品质的影响

 

  3.3.1 不同施肥处理对夏黑葡萄果实纵横径的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄果实大小的影响不同。如图6所示，不同处理下夏黑葡萄果实的果粒纵径，对照CK（22.0067 cm）＞处理1（20.5667 cm）＞处理2（20.0333 cm） ＞处理3（18.0333 cm）；处理1为对照的93.45%，处理2为对照的91.03%，处理3为对照的81.9%。果粒横径：对照CK（20.5667 cm）＞处理1（19.5333 cm）＞处理2（18.4 cm）＞处理3（16.6333 cm）；处理1为对照的95.0%，处理2为对照的89.5%，处理3为对照的80.9%。

 

 

  3.3.2 不同施肥处理对夏黑葡萄果实平均单粒重的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄果实平均单粒重的影响不同。如图8所示，不同施肥处理的夏黑葡萄的单果重表现为：对照CK（5.6157g）＞处理1（4.4329g）＞处理3（3.9429g）＞处理2（2.45g）。不同处理的夏黑葡萄的单果重存在显著差异，处理1、处理2、处理3均显著低于对照CK，处理1和处理3无显著差异，处理2显著低于处理1和处理3。

 

 

  3.3.3不同施肥处理对夏黑葡萄果实可溶性固形物的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄果实可溶性固形物含量的影响不同。如图9所示，不同施肥处理的夏黑葡萄的单果重表现为：处理1（22.3％）＞处理2（21.2571％）＞对照CK（18.0571％）＞处理3（16.5％）。

 

  处理1和处理2均显著高于对照，处理3显著低于对照。处理1和处理2之间无显著差异。可以看出微生物菌肥或融多收中量元素水溶肥的施用能显著提高夏黑葡萄果实中的可溶性固形物含量。

 

 

  3.3.4 不同施肥处理对夏黑葡萄果实可滴定酸含量的影响

 

  施用不同配方营养对夏黑葡萄果实可滴定酸含量的影响不同。如图10所示，不同施肥处理的夏黑葡萄的可滴定酸含量表现为：处理3（0.924％）＞处理1（0.736％）＞处理2（0.72％）＞对照CK（0.708％）。处理1、处理2和对照CK无显著差异，三个处理的可滴定酸含量差异较小，处理1为对照的104%，处理2为对照的101.7%。处理3显著高于三者，果实可滴定酸含量较高。

 

 

  4.讨论

 

  4.1 不同施肥处理对葡萄根系数量的影响

     

  分析数据发现0-30 cm土层2 mm以下根系数量小于对照，据此推测微生物菌肥作用持久，没有立刻被吸收而是均匀扩散于各土层中并促进土壤中去年秋季施加的基肥中有机质分解，使得吸收根能够更好的进行吸收，继而促发30-50 cm土层吸收根生长。微生物菌肥处理下多个土层直径2-5 mm的根系数量多于对照。孙少霞等[14]研究表明,合理使用生物有机肥可增加玫瑰香葡萄根系数量,扩大吸收范围,增加了营养物质的形成、吸收和及时供应。本试验与此结果相符，由此可以看出微生物菌肥能有效促进断根后的根系恢复，促进直径2-5 mm根系的生长。关于5 mm以上根系数目处理1与对照并无显著差异，且较少，分析为断根后生长周期仅有一年，难以形成发达的支柱根。

 

  分析数据发现处理2对10-30 cm、40-50 cm土层中D＜2 mm根系发生的影响较大，对0-10cm、30-40cm土层中D＜2mm根系数量影响较小。10-30 cm土层也是夏黑葡萄植株根系分布的主要土层，而与之相比微生物菌肥对全部土层根系均有良好的促进效果，推测是由于融多收为中量元素水溶肥，施用后能够立即为植物吸收利用，进入土壤后主要被10-30 cm土层根系吸收，由于根系生长具有向肥性而反过来促进该土层根系的生长。

 

  处理3与清水对照相比显著增加了夏黑葡萄D＜2 mm根系数量以及10-30 cm土层2 mm以下的根系数量，与处理2相比30-50 cm土层的根系数量增加较为明显，可以发现融多收与融多美共同施加有助于促进全土层中2 mm以下根系的生长，而融多美也能够对30-50 mm土层中的吸收根生长起到有效的促进作用。分析数据发现处理3各土层5 mm以上根系均大于对照，而2-5 mm的根系在多个土层却小于对照。据此推测融多收和融多美共同施用有助于葡萄断根后在短期内恢复生长出发达粗壮的支柱根，因2-5 mm粗度根系发育至5 mm以上粗度而导致2-5 mm粗度根系数量较少，在根系粗度上比仅施用融多美更具有优势。

 

  4.2 不同施肥处理对葡萄吸收根解剖结构的影响

 

  处理1与对照相比在多个土层显著提升了吸收根木质部导管孔径的数目和大小，尤其是在10-30 cm土层导管孔径显著大于对照，从而提升了根系截面中导管所占面积的百分比，验证了夏黑葡萄断根后施用菌肥有良好促进根系恢复生长的效果，也说明了菌肥对10-30 cm土层吸收根导管截面积占比促进效果最为显著，10-30 cm可能是菌肥主要作用的土层深度。但在30-40 cm土层吸收根切片中导管占根系面积的百分比小于对照，可能是由于此处所取根系切片有一定偶然性。

 

  处理2中0-30 cm中土层的吸收根导管孔径显著小于对照，在30-50 cm土层差异较小。根据试验结果相比对照融多收处理显著增加了总的吸收根数目以及20-40 cm土层吸收根的数目，却并未增加导管占根系截面百分比，据此推测融多收处理可能因促发吸收根数量多满足了树体的营养供应而单位根系的吸收能力有所下降；因为进行切片的根系直径在0-2 mm之间，直径差异较大，也可能是所取样本具有一定的偶然性而造成本次结果。因此，融多收并未能促进单位吸收根的吸收能力。

 

  处理3中0-30 cm土层根系中导管数目大于对照，30-50 cm土层中导管面积占截面积百分比小于对照，据此分析融多收加融多美能够一定程度上促进0-30 cm土层根系中吸收根的吸收能力。这可能是由于融多收加融多美为化学肥料，多数被0-30 cm土层根系所吸收，从而促进其吸收能力的提升。处理3 在0-30 cm土层中导管面积占截面积百分比显著大于处理2，在30-50 cm土层差异较小，可以看出融多美的加入能够弥补融多收中量元素营养的不足，使得营养配比更加均衡。

 

  4.3 不同施肥处理对夏黑葡萄果实品质的影响

 

  本次试验的结果断根后施用微生物菌肥能够有效提升夏黑葡萄果实的可溶性固形物和可滴定酸含量，对单果重和果实横纵径影响较小。与“陈国品（2021）[12]研究发现施用微生物肥夏黑葡萄的单穗重、穗长、果粒大小、产量、可溶性固形物含量和固酸比均有所提高，可滴定酸含量降低。”结果不完全相符。相比陈国品的研究此次试验增加了断根处理，可能是由于花期和坐果期施用3种配方肥从而提升了挂果率，而果实二次膨大成熟期并未施加肥料，果实数目的增加导致每个果实所分得的养料减少，从而处理1的果实横纵径略小于对照。处理1施用微生物肥后增加了果粒数量，从而影响了果实横纵径以及单果重。可溶性固形物含量显著高于对照符合上述文献结果，而可滴定酸浓度略高于对照可能是由于果实成熟度略低所致。

 

  处理2施用融多收样本果实横纵径略低于对照而果粒重显著低于对照可能是所选果穗果粒较多，营养充足使得坐果率高所致，也有可能是融多收配方成分为中量元素水溶肥，并没能补充葡萄果实膨大所需的大量元素，还有可能是所选择的果实单果粒较轻，有一定的偶然性，据此可以推测出仅融多收会降低夏黑葡萄的单果重。处理2的可溶性固形物显著高于对照，据此得出施用融多收肥料可以有效提高夏黑果实的糖度，与陈艳[13]施用中量元素水溶肥使葡萄颗粒更加饱满，甜度增加的结果一致；处理2酸度与对照没有显著差异，说明融多收肥料不影响夏黑葡萄果实的酸度。

 

  处理3的果实纵径为对照的81.9%，横径为对照的80.9%，单果重显著小于对照，显著高于只施用融多收的处理2，可以看出融多收施用时搭配融多美可以一定程度上增加其单果重，但可能是与处理2果粒较小的原因相同，由于提升坐果率的缘故影响了其单果重。处理3果实所测得的可溶性固形物含量较低而可滴定酸含量较高可能是配方融多美加入使得果实成熟期推迟，采摘测定时果实还处于二次膨大期，成熟度不足而果实尺寸偏小，果实可溶性固形物含量低且可滴定酸含量高。

 

  5 结论

 

  综上所述，对葡萄断根处理后施用微生物菌肥而显著促进了直径2 mm以下的吸收根以及直径2-5 mm根系的生长，对断根后葡萄根系的再生有显著的促进作用；同时还能够有效增大吸收根截面积中导管所占面积的百分比，增强其吸收能力。此外，断根后施用菌肥还能够显著提升夏黑果实中的可溶性固形物的含量。

 

  夏黑葡萄断根后施用融多收能够在20-30 cm土层促发大量直径2 mm以下的吸收根，快速恢复根系，显著提升其果实中可溶性固形物含量。

 

  在夏黑葡萄断根后施用融多收的同时加入融多美更能促进30-50 cm土层土壤中2 mm以下根系的生长，并能够提升吸收根的导管数目。