蚓粪肥和化肥配施对葡萄生长、品质及产量的影响

曹亚茹,沈文忠,张绪美,胡青青

(太仓市农业技术推广中心,太仓215400)

近年来,随着社会经济的迅速发展和人们生活水平普遍提高,消费者对鲜食水果的安全无害、营养品质、风味口感愈加重视,对其要求也越来越高,尤其喜爱绿色有机、安全无公害的高档水果。 葡萄作为人们喜食的水果之一,对产地环境和栽培管理措施的要求均非常严格[1-3]。 因此,在提高葡萄品质的同时,降低环境污染发生频率有利于促使葡萄产业实现健康向上的发展。

众所周知,施用化肥能够快速补偿土壤养分,满足作物生长对营养物质及微量元素的需求,是提高作物产量保证农产品质量的一项基本农业措施;但长期单一或者过量施用化肥也带来了一系列的土壤与环境问题,如土壤板结、土壤酶活性降低、有机质含量减少、硝酸盐含量超标等严重影响着土壤健康,进而对果蔬中硝酸盐含量、农产品品质等产生不利影响[4-6],很大程度上也影响了葡萄的产量和品质。 近年来绿色生态有机可持续农业蓬勃发展,研究发现,工农业生产消费过程中产生的有机固体废弃物通过利用蚯蚓肠道的消化功能,生成的蚯蚓粪,富含有机质和氮、磷、钾及微量元素,同时还含有种类繁多且高活性的微生物,以此来达成无害化处理的目的,这个过程具有非常广阔的发展前景[5]。 研究还发现,以蚓粪为主要成分的有机肥和营养基质一方面能够有效改良土壤结构,促进壮苗形成,抑制土传病虫害[6-8];另一方面蚯蚓粪还通过为土壤微生物提供碳源,提高土壤酶活性,进而改善土壤肥力,促进植物生产,来实现优化果实的品质和产量的目的[9-10]。 因此,蚓粪可作为一种优质的有机肥被广泛应用于培肥耕地土壤,改善生产农业生产环境[11-14]。 本研究在田间进行栽培试验,研究蚯蚓粪施肥模式对葡萄产量、营养物质含量的影响规律,以期为推广应用该模式提供技术依据,促进葡萄产业的健康发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料与研究区概况

试验设在江苏省苏州市太仓市,土壤类型为潮土,土壤全氮、有效磷和速效钾的含量分别为1.56 g∕kg、15.03 mg∕kg、105.68 mg∕kg,有机质的含量为28.93 g∕kg,pH 为6.98。 供试葡萄品种为5 年生‘夏黑’,栽培方式为控根栽培。

与当地葡萄种植常规施肥相比,在化肥减施约30%的情况下,添加一定比例的蚓粪肥作为肥料配方,试验设置如下4 个处理,分别为对照CK:不施肥;CF:单施化肥(尿素、磷酸二铵、硫酸钾分别为0.02 kg∕m3、0.03 kg∕m3、0.05 kg∕m3);CF + VC:化 肥+ 蚓 粪 肥(尿 素、磷 酸 二 胺、硫 酸 钾 分 别 为0.012 kg∕m3、0.018 kg∕m3、0.03 kg∕m3,蚓粪肥3 kg∕m3);VC:全量蚓粪肥(9 kg∕m3),作为基肥一次性施用。 每个施肥处理设3 个重复,共12 个小区,随机区组排列,每个小区5 株葡萄,共计60 株葡萄。 葡萄种植管理措施按当地农民习惯。

化肥分别为尿素(含N 量46%),磷酸二铵(含P2O5量40%),硫酸钾(含K2O 量51%);蚓粪肥养分含量:N 2.15%,P2O52.76%,K2O 1.66%,有机质含量≥45%;蚓粪肥重金属含量:总Hg 0.29 mg∕kg、总Se 5.16 mg∕kg、Pb 22.9 mg∕kg、Cd 0.34 mg∕kg、总Cr 0.58 mg∕kg,pH 7.64。

1.2 测定内容和方法

在花期调查记录每个处理的葡萄植株枝条的长度、新梢节间长度、粗度以及萌芽数、营养枝、结果枝、花序数等指标。 对不同处理小区的葡萄定株,在果实成熟采收时记录其单株产量,除以其穗数为单穗质量,重复处理间取平均值作为不同处理的单株产量;并随机采摘果实100 粒测定果实品质。

称重法测定单果质量,采用游标卡尺测定果实纵横经,利用硬度计测定果实硬度,果实可溶性固形物(TSS)使用2WAJ 阿贝折光仪进行测定,使用0.1 mol∕L NaOH 标准溶液滴定法测定可滴定酸(TA),使用2,6-二氯靛酚钠滴定法测定维生素C 含量。 每个处理重复3 次,取平均值。

1.3 统计方法

采用Excel 2007、SPSS 15 软件对数据进行统计和单因素方差分析,采用LSD 多重比较法检验各处理间差异显著性(置信水平设置为95%)。

萌芽率=[萌芽数∕(萌芽数+未萌芽数)] ×100%;

结果枝率=[结果枝∕(结果枝+营养枝)] ×100%;

固酸比=可溶性固形物∕可滴定酸。

2 结果与分析

2.1 不同施肥模式对葡萄生长发育的影响

2.1.1 葡萄枝条生长

由表1 所示,不同处理对葡萄的枝条生长有较明显的差异,施肥处理的葡萄在枝条长度、节间长度和枝条粗度上显著高于CK。 CF、CF + VC、VC 处理的枝条长度比CK 分别增长了18.19%、25.29% 和10.5%;节间长度增加了18.29%、27.56%和11.26%;枝条粗度增加了22.92%、23.14%和12.83%。 这说明施用肥料能促进葡萄的生长发育;其中化肥和蚓肥配施的促进效果最为明显。 (CF +VC)处理葡萄的枝条长度和节间长度与其他三个处理之间差异显著,而枝条粗度与CF 处理差异不明显,但与VC 和CK处理相比差异显著。 这说明只施用蚓肥而缺少化肥会造成葡萄营养不良,导致枝条细长,影响枝条的成熟度;试验还表明,施用蚓粪肥时要注意添加的比例,避免葡萄枝条过于细长,影响葡萄正常生长。

表1 不同施肥处理下葡萄枝条生长情况Table 1 Growth of grape branches under different fertilization treatments cm

2.1.2 葡萄萌芽和成花

由表2 所示,施用肥料后葡萄萌芽率、结果枝率、花序数和每结果枝花序数与未施肥料相比均有显著的增多,CF + VC 与CK 相比,萌芽率、花序数、结果枝率和每结果花序数分别增加4.34%、40.0%、23.17%和25.0%;比CF 分别增加了1.9%、23.81%、11.45%和7.14%,差异显著;但与VC 相比差异不显著。 这说明蚓粪肥的添加能促进葡萄的萌芽、成花和结果。

表2 不同施肥处理下葡萄萌芽和成花情况Table 2 Germination and flowering of grape under different fertilization treatments

2.2 不同施肥模式对葡萄果实品质的影响

2.2.1 葡萄果实外观品质

由表3 所示,施肥处理的葡萄果实单粒质量、硬度和大小显著高于无施肥处理(CK),纵径和横径施肥处理之间的差异不显著,但都优于不施肥处理(CK),其中CF+VC 处理表现最好,纵径和横径比CK 分别高了7.71%、6.59%。 各施肥处理间,CF+VC 葡萄果实单粒质量显著高于CF 的处理,而三种施肥处理的纵径、横径以及横纵比的差异却不显著,说明施用肥料中使用蚓粪肥会使葡萄果肉更加紧实,果皮更有弹性,增加了单果质量,但对葡萄大小的影响不显著。

表3 不同施肥处理下葡萄外观品质Table 3 Appearance quality of grape under different fertilization treatments

2.2.2 葡萄果实营养品质

由表4 中可以看出,施用肥料后葡萄果实的可溶性固形物、维生素C 含量与CK 相比有显著的提升,可滴定酸含量降低;且使用了蚓粪肥的处理CF+VC、VC 的可溶性固形物、维生素C 含量比CF 处理更高,与CF 相比分别高出2.38%—3.57%、12.0%—14.18%,表明添加蚓粪肥会提升葡萄果实的营养价值,降低果实酸度。 CF+VC、VC 处理之间可溶性固形物、维生素C 的营养物质含量差异不大,说明过高提升蚓粪肥的比例对提升果实的营养物质含量的效果并不明显,在葡萄种植中化肥和蚓肥要合理配施,具体施肥比例有待进一步确定。

表4 不同施肥处理下葡萄养分品质Table 4 Nutrient quality of grape under different fertilization treatments

2.3 不同施肥模式对葡萄产量的影响

由表5 所示,施肥条件下葡萄的产量显著增加,其中CF+VC 处理的葡萄单穗质量、每株成花数和产量均为最大值,分别比CK 高27.71%、9.38%和26.93%;与CK 相比,CF、VC 葡萄单穗质量分别提高了24.05%、19.53%,每株成花数增加了7.29%、6.25%,产量提高了20.22%、10.80%。 单穗质量和产量从大到小依次均为CF+VC ＞CF ＞VC ＞CK,施肥可以增加葡萄产量,化肥中添加蚓肥葡萄产量最高,其次是只施用化肥,说明蚓肥中的营养成分含量低,需与化肥配施。

表5 不同施肥处理下葡萄产量Table 5 Grape yield under different fertilization treatments

3 讨论与结论

葡萄的生长、产量和果实品质均受施肥管理的影响,施肥管理措施不同对葡萄的生长、品质和产量均产生不同的影响。 与不施肥(CK)相比,施用无机化肥和蚓粪肥均能在一定程度上促进葡萄植株的生长发育,增加葡萄产量;其中,化肥与蚓粪肥混合施用能够最为有效的增加葡萄产量,单穗质量、每株成花数和产量在此施肥处理下均为最大值,分别比不施肥提高了27.71%、9.38%、26.92%。 众多研究表明,施用蚓粪肥能够提高番茄、菠菜等蔬菜的产量和品质[9,15-16],证明了蚓粪肥的有效性。 这可能是由于施加有机肥可以增加土壤的微生物含量、激活土壤酶的活性,从而改善土壤养分供给途径[17],为葡萄提供较为充分的养分;而蚓粪肥含有丰富的的氮、磷、钾和中、微量元素,同时还富含有机质,能够通过增加土壤的有机质含量来实现矿质养分的平衡,进而促进根系发育和养分吸收,调节某些元素的拮抗作用和微量元素缺乏等问题[18-21]。 因此,化肥与蚓粪肥混合施用对提高葡萄产量有显著效果[22]。

不同施肥管理模式对葡萄植株关于营养物质累积均有一定的促进作用,基本化肥和蚓粪肥配效果最好,可溶性固形物和维生素C 含量均增加,酸度降低后口感更好。 全量施加蚓粪肥会因土壤中养分不足导致葡萄枝条细长,从而影响枝条的成熟度和稳定性,进而影响葡萄的产量,所以探索合适的化肥和蚓粪肥的添加比例,是后续研究有待进一步解决的问题。