贺兰山东麓综合试验站
雷金银 雷晓婷 强晓琳 祁焕军 沈甜 徐美隆
摘要：为明确贺兰山东麓产区‘马瑟兰’酿酒葡萄对氮、磷、钾、镁、锰、铁6种关键营养元素的吸收与累积规律，为精准水肥管理提供科学依据，以6年生‘马瑟兰’酿酒葡萄为试验材料，在常规大田栽培条件下，于幼苗期、展叶期等8个关键生育期，系统采集根、主干、叶片等6类器官，测定各器官营养元素含量，分析其动态吸收及累积特征。结果表明：全生育期内，‘马瑟兰’酿酒葡萄地上部氮、磷、钾、镁、锰累积量均大于根系；多数元素整株累积量呈“先升后降”趋势，幼果期为氮、磷、钾、镁、锰累积峰值期，膨大期为铁累积峰值期；各器官营养元素含量排序存在生育期差异，叶片氮、镁、锰含量整体较高，根系铁含量显著高于其他器官，果实钾含量在转色期达到峰值。本研究明确了‘马瑟兰’酿酒葡萄各生育期营养需求特征，可为贺兰山东麓产区‘马瑟兰’精准水肥调控技术研发提供数据支撑。
关键词：马瑟兰；酿酒葡萄；贺兰山东麓；营养元素
贺兰山东麓作为我国优质酿酒葡萄核心产区，具有光照充足、昼夜温差大、干燥少雨的气候优势，适宜酿酒葡萄生长。‘马瑟兰’（Marselan）作为优质酿酒葡萄品种，兼具赤霞珠的浓郁香气和梅洛的柔和口感，近年来在贺兰山东麓产区种植面积逐步扩大。营养元素是葡萄生长发育、果实品质形成的物质基础，氮、磷、钾参与光合作用、碳水化合物转运等关键生理过程，镁、锰、铁则与叶绿素合成、酶活性调控密切相关。不同生育期葡萄各器官对营养元素的吸收利用存在显著差异，明确其积累规律是实现精准水肥管理、提升果实品质的前提。
目前，关于酿酒葡萄营养元素积累规律的研究多集中于赤霞珠、梅洛等传统品种，针对‘马瑟兰’在贺兰山东麓特定生态条件下的系统研究较少。鉴于此，本研究以6年生‘马瑟兰’酿酒葡萄为对象，系统分析8个关键生育期、6类器官的6种营养元素含量及累积特征，揭示其营养吸收规律，为产区‘马瑟兰’高效栽培的水肥管理优化提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于贺兰山东麓综合试验站试验基地进行。该区域属中温带大陆性气候，年均气温8.5℃，年均降水量200 mm左右，年均日照时数3000 h以上，无霜期150 d。土壤类型为砂壤土，pH值7.8~8.5，土壤有机质含量12.5 g/kg，碱解氮68 mg/kg，有效磷15.2 mg/kg，速效钾120 mg/kg。
1.2 试验材料
选取生长状况良好、长势一致的6年生‘马瑟兰’酿酒葡萄植株24株，采用常规大田栽培模式，株行距3.5 m×0.6 m，棚架整形，田间管理措施（浇水、除草、病虫害防治）均符合产区常规生产标准。
1.3 试验设计与采样方法
1.3.1 采样时期
根据‘马瑟兰’酿酒葡萄生长发育规律，设置8个关键采样时期：幼苗期（4月21日）、展叶期（5月6日）、开花期（5月26日）、幼果期（6月12日）、膨大期（7月6日）、转色期（7月29日）、成熟期（9月25日）、回流期（10月25日）。
1.3.2 采样方法
每个生育期随机选取3株试验植株，每株按“根、主干、一级分枝、二级分枝、叶片、果实”6类器官分别采集样品。根部样品采用土钻法采集0~60 cm土层根系，洗净后去除杂质；地上部器官按对应部位剪取，叶片选取功能叶（新梢第4~6片叶），果实按果穗中下部随机取样。所有样品采集后立即装入密封袋，带回实验室处理。
1.4 测定指标与方法
样品经去离子水冲洗3次，于105℃烘箱中杀青30 min，再在65℃下烘干至恒重，粉碎后过40目筛备用。采用凯氏定氮法测定氮含量；钼锑抗比色法测定磷含量；火焰光度法测定钾含量；原子吸收分光光度法测定镁、锰、铁含量。每个样品设置3次重复，取平均值作为最终测定结果。
1.5 数据统计分析
采用Excel 2019整理试验数据，SPSS 26.0软件进行统计分析，采用单因素方差分析（ANOVA）比较不同生育期、不同器官间营养元素含量的差异显著性（P<0.05）；采用Origin 2021绘制营养元素含量及累积量变化图表。
2 结果与分析
2.1‘马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期氮元素累积量动态变化规律
根据图1，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期氮的累积量分别为1.18 g、1.78 g、4.56 g、4.49 g、3.11 g、1.47 g和0.31 g，地上部氮的累积量大于根系氮的累积量。其中，整株氮的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期氮的累积量最大，为4.56 g，占全生育期整株氮累积量的26.98%，不同生育期整株氮累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期整株氮累积量的26.98%、26.58%、18.42%、10.55%、8.68%、6.95%和1.84%；地上部氮的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期氮的累积量最大，为3.30 g，占全生育期地上部氮累积量的26.70%，不同生育期地上部氮累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期地上部氮累积量的26.70%、25.45%、18.21%、11.27%、8.73%、8.06%和1.59%；根系氮的累积量变化趋势与地上部氮的累积量变化趋势相似，在膨大期氮的累积量最大，为1.34 g，占全生育期根系氮累积量的29.68%，不同生育期根系氮累积量大小依次为：膨大期＞幼果期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期根系氮累积量的29.68%、27.76%、18.98%、8.58%、8.55%、3.95%和2.53%。
2.2‘马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期磷元素累积量动态变化规律
根据图2，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期磷元素的累积量分别为0.38 g、0.63 g、1.67 g、1.12 g、0.79 g、0.31 g和0.07 g，地上部磷的累积量大于根系磷的累积量。其中，整株磷的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期磷的累积量最大，为1.67 g，占全生育期整株磷累积量的34.88%，不同生育期整株磷累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞展叶期＞成熟期＞养分回流期，分别占全生育期整株磷累积量的34.88%、23.39%、16.57%、13.14%、7.85%、6.48%和1.38%；地上部磷的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期磷的累积量最大，为1.08 g，占全生育期地上部磷累积量的33.33%，不同生育期地上部磷累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞展叶期＞成熟期＞养分回流期，分别占全生育期地上部磷累积量的33.33%、23.02%、15.07%、13.36%、8.04%、6.21%和1.12%；根系磷的累积量变化趋势与地上部磷的累积量变化趋势相似，在幼果期磷的累积量最大，为0.59 g，占全生育期根系磷累积量的34.36%，不同生育期根系磷累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞展叶期＞成熟期＞养分回流期，分别占全生育期根系磷累积量的34.36%、21.78%、17.74%、11.43%、6.74%、6.35%和1.71%。
2.3 马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期钾元素累积量动态变化规律
由图3可知，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期钾元素的累积量分别为1.37 g、3.48 g、9.19 g、7.10 g、6.76 g、2.24 g和0.42 g，地上部钾的累积量大于根系钾的累积量。其中，整株钾的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期钾的累积量最大，为9.19 g，占全生育期整株钾累积量的30.07%，不同生育期整株钾累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期整株钾累积量的30.07%、23.21%、22.11%、11.40%、7.33%、4.50%和1.39%；地上部钾的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期钾的累积量最大，为7.73 g，占全生育期地上部钾累积量的30.72%，不同生育期地上部钾累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期地上部钾累积量的30.72%、24.10%、21.03%、11.41%、7.57%、3.89%和1.26%；根系钾的累积量随生育期呈‘M’形变化趋势，在转色期钾的累积量最大，为1.47 g，占全生育期根系钾累积量的27.08%，不同生育期根系钾累积量大小依次为：转色期＞幼果期＞膨大期＞开花期＞展叶期＞成熟期＞养分回流期，分别占全生育期根系钾累积量的27.08%、26.98%、19.05%、11.33%、7.28%、6.22%和2.00%。
2.4‘马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期镁元素累积量动态变化规律
根据图4，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期镁元素的累积量分别为6.10 mg、14.54 mg、51.69 mg、48.42 mg、35.98 mg、16.38 mg和3.36 mg，地上部镁的累积量大于根系镁的累积量。其中，整株镁的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期镁的累积量最大，为51.69 mg，占全生育期整株镁累积量的29.29%，不同生育期整株镁累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞成熟期＞开花期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期整株镁累积量的29.29%、27.44%、20.39%、9.28%、8.24%、3.46%和1.90%；地上部镁的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期镁的累积量最大，为39.33 mg，占全生育期地上部镁累积量的32.57%，不同生育期地上部镁累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞成熟期＞开花期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期地上部镁累积量的32.57%、26.24%、17.77%、10.04%、8.17%、3.17%和2.04%；根系镁的累积量变化趋势与地上部镁的累积量变化趋势相似，在膨大期镁的累积量最大，为16.73 mg，占全生育期根系镁累积量的30.04%，不同生育期根系镁累积量大小依次为：膨大期＞转色期＞幼果期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期根系镁累积量的30.04%、26.06%、22.18%、8.40%、7.64%、4.08%和1.61%。
2.5‘马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期锰元素累积量动态变化规律
根据图5，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期锰元素的累积量分别为1.17 mg、1.98 mg、5.62 mg、4.73 mg、3.71 mg、1.90 mg和0.42 mg，地上部锰的累积量大于根系锰的累积量。其中，整株锰的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期锰的累积量最大，为5.62mg，占全生育期整株锰累积量的28.77%，不同生育期整株锰累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期整株锰累积量的28.77%、24.24%、18.99%、10.16%、9.72%、6.00%和2.13%；地上部锰的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期锰的累积量最大，为0.66 mg，占全生育期地上部锰累积量的33.78%，不同生育期地上部锰累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期地上部锰累积量的33.78%、21.35%、15.51%、11.04%、9.94%、6.35%和2.01%；根系锰的累积量变化趋势与地上部镁的累积量变化趋势相似，在膨大期锰的累积量最大，为1.60 mg，占全生育期根系锰累积量的32.97%，不同生育期根系锰累积量大小依次为：膨大期＞转色期＞幼果期＞成熟期＞开花期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期根系锰累积量的32.97%、29.47%、13.66%、9.05%、7.49%、4.94%和2.50%。
2.6‘马瑟兰’酿酒葡萄不同生育期铁元素累积量动态变化规律
根据图6，在全生育内，每棵‘马瑟兰’酿酒葡萄树在展叶期、开花期、幼果期、膨大期、转色期、成熟期和养分回流期铁元素的累积量分别为0.41 mg、1.48 mg、3.83 mg、7.72 mg、5.87 mg、1.79 mg和0.39 mg，从开花期到幼果期，地上部铁的累积量大于根系铁的累积量，从膨大期到养分回流期，根系铁的累积量大于地上部铁的累积量。其中，整株铁的累积量呈先上升后下降的趋势，在膨大期铁的累积量最大，为7.72mg，占全生育期整株铁累积量的35.94%，不同生育期整株铁累积量大小依次为：膨大期＞转色期＞幼果期＞成熟期＞开花期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期整株铁累积量的35.94%、27.30%、17.82%、8.34%、6.89%、1.92%和1.80%；地上部铁的累积量呈先上升后下降的趋势，在幼果期铁的累积量最大，为3.02 mg，占全生育期地上部铁累积量的31.42%，不同生育期地上部铁累积量大小依次为：幼果期＞膨大期＞转色期＞开花期＞成熟期＞展叶期＞养分回流期，分别占全生育期地上部铁累积量的31.42%、28.25%、18.16%、9.68%、7.67%、2.91%和1.88%；根系铁的累积量变化趋势与地上部铁的累积量变化趋势相似，在膨大期铁的累积量最大，为5.01 mg，占全生育期根系铁累积量的42.13%，不同生育期根系铁累积量大小依次为：膨大期＞转色期＞成熟期＞幼果期＞开花期＞养分回流期＞展叶期，分别占全生育期根系铁累积量的42.13%、34.68%、8.87%、6.80%、4.62%、1.73%和1.12%。
3 结论
本研究以贺兰山东麓6年生‘马瑟兰’酿酒葡萄为对象，系统探究了全生育期8个关键时期、6类器官中氮、磷、钾、镁、锰、铁6种营养元素的吸收动态与累积规律，得出以下核心结论：一是全生育期内‘马瑟兰’酿酒葡萄地上部氮、磷、钾、镁、锰、铁累积量均显著大于根系，地上部是营养元素的主要储存与分配部位；二是不同营养元素整株累积峰值期存在差异，氮、磷、钾、镁、锰的累积峰值集中在幼果期，铁的累积峰值出现在膨大期，此阶段是‘马瑟兰’营养需求的关键期；三是各器官营养元素含量特征明确，叶片氮、镁、锰含量整体处于较高水平，根系铁含量显著高于其他器官，果实钾含量在转色期达到峰值，各器官营养元素含量排序随生育期推进呈现阶段性变化；四是多数营养元素整株累积量呈“先升后降”趋势，回流期各类元素累积量均降至最低，体现了‘马瑟兰’营养吸收与分配的生育期特异性。
本研究明确了贺兰山东麓特定生态条件下‘马瑟兰’酿酒葡萄的营养需求规律，填补了该产区‘马瑟兰’营养元素积累研究的空白，为精准水肥管理技术研发提供了科学数据支撑。生产中可结合本研究成果，在幼果期重点补充氮、磷、钾、镁、锰肥，膨大期针对性增施铁肥，兼顾各器官营养需求差异，实现水肥资源高效利用与果实品质提升。后续可进一步开展水肥调控试验，验证本研究结论的生产应用效果。