高春麗 馬振朝 王志慧

摘要：為科學指導河北省紅地球葡萄主產區(qū)果園管理和平衡施肥，以河北省昌黎縣葡萄主產區(qū)為試驗地，以土壤（0～30 cm）和葉片為試驗材料，通過測定土壤養(yǎng)分和葉片營養(yǎng)元素含量，明確豐缺狀況并分析土壤和葉片的相關性。結果表明，土壤有機質平均含量為12.8 g/kg，64%處于低量及以下水平;硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量處于豐富水平的果園均大于70%，其中速效鉀含量可達87%;有效錳含量平均含量為11.2 mg/kg，69%處于低-缺乏水平;有效鐵和有效銅含量100%的點位處于適量及以上水平;有效鋅含量80%為豐富水平，平均含量為3.5 mg/kg。高產組葉片中氮（N）、鉀（K）、鈣（Ca）、鐵（Fe）、硼（B）元素平均含量為16.1 g/kg、24.5 g/kg、38.8 g/kg、52.2 mg/kg、27.5 mg/kg，均大于低產組;磷（P）、鎂（Mg）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）元素平均含量為3.2 g/kg、4.5 g/kg、107.2 mg/kg、18.9 mg/kg、271.9 mg/kg，均略小于低產組。DRIS診斷結果確定葉片對Fe、Mn、Ca、Zn需求強度依次降低，Mg、B過剩。綜合看來，葡萄園應注重增施有機肥和錳肥，控制鉀肥用量，適量施用氮肥和磷肥，合理施用微量元素肥料。

關鍵詞：紅地球葡萄;土壤養(yǎng)分;葉片營養(yǎng);河北省;DRIS診斷;營養(yǎng)診斷

我國作為葡萄生產大國，在世界葡萄種植中有著重要的地位。據中國統(tǒng)計年鑒數據統(tǒng)計，至2016年底，我國葡萄種植面積為84.7萬hm2，總產量 1 308.3萬t[1]，分別占世界種植面積和總產量的11.3%和49.2%。河北省葡萄種植面積為0.88萬hm2，總產量為170.7萬t，分別占全國的12.4%和10.9%[2]。隨著對葡萄經濟效益的追求，葡萄生產的投入不斷增加，尤其是養(yǎng)分資源的高投入，逐漸向相悖于大產量和高品質的方向轉變。通過對河北省果園調查發(fā)現，施肥用量和時期與葡萄需求不匹配，30.2%的果園有機肥投入量超過60 t/hm2，在氮肥高需求的全生育期，34.5%的果園施氮量在500 kg/hm2以上[3]，超過葡萄一般需求的3～6倍[4]。長期不合理的養(yǎng)分投入，致使果實產量和品質下降，還導致土壤肥力退化、生態(tài)環(huán)境惡化等問題。因此，制定葡萄合理的施肥制度成為葡萄產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

土壤養(yǎng)分對于葡萄果實產量和品質至關重要，朱小平等通過對河北省昌黎縣赤霞珠中、低產葡萄園調查分析認為，土壤中水解氮、有機質、有效鉀、有效鋅、有效磷是主要的植物生長限制因子[5]。范海榮等通過對昌黎縣赤霞珠葡萄園施肥狀況調查，認為增施鉀肥和鋅肥有助于赤霞珠中、低產葡萄園品質和產量的提升[6]。通過研究發(fā)現，僅土壤分析并不能準確確定施肥方案[7]，葉片分析與土壤分析結合往往能夠相得益彰[8]。果樹的葉片營養(yǎng)診斷研究最早可追溯到19世紀[9-10]，Liebig提出，土壤中相對含量最低的植物有效養(yǎng)分含量是決定作物產量的關鍵[11]。Singh等研究認為，診斷施肥推薦系統(tǒng)（DRIS）診斷主要通過對植物葉片營養(yǎng)元素含量及其比值進行診斷，最終確定需肥順序和施肥量[12]。高偉等進行油茶葉片DRIS診斷，認為高產組油茶對微量元素的需求最強烈，低產組對大量元素的需求量較大[13]。李玉鼎等通過對寧夏回族自治區(qū)賀蘭山東麓釀酒葡萄葉片N、P、K元素進行分析，認為葉分析的取樣時期在8月份比較接近土壤診斷結果[14]。對越橘、南豐蜜橘的研究表明，各營養(yǎng)元素在土壤與葉片之間存在一定的相關性[15-16]。但通過黃春輝等對獼猴桃、柑橘等的研究，發(fā)現大多數營養(yǎng)元素在土壤與葉片之間無明顯相關性[17-21]。由此可見，果園土壤和樹體之間的營養(yǎng)關系在地域和品種上表現較大差異。

不同地區(qū)的氣候、土壤環(huán)境及植株品種的差異，也會對養(yǎng)分表現出不同的需求，因此，根據不同地域葡萄園的土壤養(yǎng)分限制因子，并結合葉片營養(yǎng)診斷技術，以達到準確平衡施肥的目的。紅地球葡萄作為河北省葡萄主產區(qū)的主要栽植品種，進行土壤與葉片營養(yǎng)診斷分析，對葡萄園提質增效和綠色生產具有重大意義。本研究通過對河北省紅地球葡萄園土壤養(yǎng)分含量豐缺狀況測定與葉片營養(yǎng)診斷，明確葡萄園的養(yǎng)分需求狀況，制定合理的施肥制度，為實現生態(tài)和經濟“雙贏”提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗地位于河北省昌黎縣，該地區(qū)屬于半濕潤大陸性氣候，臨渤海、燕山的區(qū)域性優(yōu)勢為葡萄種植提供絕佳條件。在2016年8月（果實膨大期），選取57個紅地球葡萄園，以28 740 kg/hm2為分界線，將葡萄園分為高產組（26個果園）和低產組（31個果園）。采集0～30 cm土壤和葉片樣品，測定土壤有機質含量、土壤和葉片的大量元素和微量元素含量，與河北省果園地力評價指標（表1）比較[22]，明確紅地球果園土壤養(yǎng)分含量豐缺狀況;進行葉片DRIS診斷，確定果園施肥順序;分析土壤養(yǎng)分與葉片養(yǎng)分的相關性，明確土壤施肥時養(yǎng)分之間的相互作用。

1.2 樣品采集與測定

每個葡萄園按照“S”形選取3個點，采用多點混合的方法采集0～30 cm土壤，去除土壤樣品中雜草、石礫等雜物，將土樣裝進塑料自封袋于室內風干、過篩，封口保存?zhèn)溆?。在土壤采樣點處，選取5株長勢一致的葡萄樹，每株分別選取棚架的前部、中部、后部位的果穗，采集果穗對面完整的葉片，每個園子葉片數不少于80張。葉片樣品先經清水沖洗，后在0.1%的中性洗液中浸泡30 s，取出后依次經清水沖洗、蒸餾水沖洗，再放置到80～90 ℃烘箱環(huán)境中烘20 min左右，后置于75 ℃下烘干，用瑪瑙研缽研碎保存?zhèn)溆谩?/p>

土壤樣品測定：硝態(tài)氮含量使用KCl浸提，TRACCS2000型連續(xù)流動分析儀測定;速效鉀含量使用乙酸銨浸提火焰光度法測定;有機質含量使用重鉻酸鉀外加熱法測定;土壤有效鐵含量、有效錳含量、有效銅含量、有效鋅含量使用乙二胺四乙酸（EDTA）浸提，原子吸收分光光度計法測定;有效磷含量使用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色分光光度法[23]測定。葉片樣品測定：全量K含量采用H2SO4消煮火焰光度法測定;全量N含量采用H2SO4消煮凱氏定氮測定;全量P含量采用H2SO4消煮分光光度計測定;全量B、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn含量采用HNO3-HClO4消煮ICP-OES測定。

1.3 營養(yǎng)診斷

土壤養(yǎng)分營養(yǎng)診斷：根據河北省果園地力評價指標和試驗園的土壤養(yǎng)分含量狀況，確定葡萄園土壤有機質和有效養(yǎng)分含量等級。葉片營養(yǎng)診斷：采用DRIS指數法，用實測值偏離最適值的程度表示，反映植株對營養(yǎng)元素的需求強度。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2003和SPSS 17.0進行匯總、統(tǒng)計和分析。

2 結果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分營養(yǎng)診斷

2.1.1 土壤有機質及大量元素養(yǎng)分含量 有機質含量、硝態(tài)氮含量、有效磷含量和速效鉀含量情況和豐缺等級見表2。果園土壤各元素的含量等級多集中在適量及以上水平，有機質含量適量的果園占32%，有機質平均含量處于較低水平。硝態(tài)氮平均含量為16.8 mg/kg，達到豐富水平，但變異系數較大，高達67.8%，表明各果園氮素含量波動大;有效磷含量較高，平均含量為87.2 mg/kg，最高含量為287.1 mg/kg，遠超豐富水平（40.0 mg/kg），低于10.0 mg/kg的果園僅占6%;土壤中速效鉀含量豐富，平均含量為340.5 mg/kg，處于適量及以上水平的果園占100%。

2.1.2 土壤微量元素養(yǎng)分含量 從表3可以看出，除有效錳含量較低，有部分處于缺乏水平外，其他含量均較高。有效鐵平均含量為10.8 mg/kg，最高含量為25.5 mg/kg，等級處于適量及以上水平的果園占100%。調查中發(fā)現，由于多數果園頻繁噴施波爾多液，果園土壤有效銅平均含量非常高，全部試驗果園達到豐富水平（1.0 mg/kg）。土壤中有效鋅含量較適中，平均含量為3.5 mg/kg，變異系數為518%，其中含量超過2.0 mg/kg（豐富）的果園占80%，1.0～2.0 mg/kg（適中）的果園占14%。土壤中有效錳含量極低，平均含量為11.2 mg/kg，最高含量為21.8 mg/kg，有效錳含量處于15.0～30.0 mg/kg（適中）的果園占29%，5.0～15.0 mg/kg（較低）的果園占69%，且有2%的果園土壤有效錳含量低于2.5 mg/kg（缺乏）。

2.2 葉片養(yǎng)分營養(yǎng)診斷

2.2.1 葉片養(yǎng)分狀況 從表4可以看出，高產組和低產組葡萄葉片各元素含量均存在差異。該地區(qū)采集檢測的葉片N、K、Ca、Fe、B平均含量表現為高產組大于低產組，其中Ca含量（38.8 g/kg>31.8 g/kg）、K含量（24.5 g/kg>20.6 g/kg）尤為明顯。變異系數低產組的分布區(qū)間為13.2%～36.1%（平均值19.96%），高產組為12.2%～34.5%（平均值2282%），高產組明顯高于低產組;高產組（1320%<26.94%）和低產組（14.50%<2230%）的變異系數均表現為大量元素小于微量元素，表明葡萄葉片中微量元素受環(huán)境影響更明顯。元素含量雖然表現為高產組比低產組明顯偏高，但高產組波動很大，各元素配比不均衡且存在作物質量偶發(fā)性忽高忽低的可能，進一步說明高產組養(yǎng)分含量在施肥技術上有極大的發(fā)展空間。

2.2.2 葉片DRIS診斷 從表5可以看出，葉片營養(yǎng)元素含量各種表達形式平均值中N/P、K/Ca等20種（44%）是高產組小于低產組，2種相等其余相反;變異系數（CV）中N/Ca、N/Mg、P/Zn等20種（44%）是高產組大于低產組，其余相反。高產組和低產組P/Zn平均值分別為31.76、43.57，高產組和低產組Mg/Zn平均值分別為32.49、33.30，說明Zn元素含量較少;Cu/Zn高產組和低產組變異系數分別為58.34%、53.15%，說明葉片中Cu元素含量變化明顯，這與果農不科學施用波爾多液存在很大關系，高產組的葉片營養(yǎng)元素比例狀況要相對優(yōu)于低產組。由F（A/B）數據結果可以看出，正數和負數的比值為4 ∶ 5，說明低產組同時存在各元素的相對缺乏和相對過量現象，各營養(yǎng)元素之間比例不均衡。

2.2.3 需肥強度 從表6可以看出，DRIS指數除Ca、Fe、Mn、Zn元素小于零外其余元素均大于零，表明葡萄植株對于Fe、Mn、Ca、Zn這4種元素的需求強烈;而其他元素（N、P、K、Mg、Cu、B）植株對它們需求尚可或者過剩，其中B元素指數最大，明顯過剩。

2.3 土壤與葉片相關性分析

從表7可以看出，相互表現為極顯著正相關的分別是土壤中的有效錳、有效鋅、有效鐵與葉片中Mn（0.853）、Zn（0.534）、Fe（0.512）元素;表現為顯著正相關的是速效鉀-Zn（0.312）、有效錳-Fe（0297）、速效鉀-K（0.283）、有效銅-Ca（0283）、有效鋅-Fe（0.270）、有效鋅-N（0263）;土壤中硝態(tài)氮、有效磷、有效銅與葉片中N（-0.166）、P（0.125）、Cu（0.163）元素無明顯相關性，說明土壤中的有效銅、有效磷、硝態(tài)氮含量已超過臨界值，過量施肥并不能促進植株吸收更多。

3 討論與結論

由于施肥量較高，葡萄果園土壤中硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量普遍較高，但是有機質含量較低，這與尹興的研究結果[24]一致，氮素在土壤中大部分被淋洗、揮發(fā)，導致土層中養(yǎng)分積累與施肥量不成正比，因此在種植中應當注意適量施用氮肥，保證養(yǎng)分利用率[25];土壤中磷素的積累量較高，建議控制磷肥投入;鉀肥在土壤中不容易揮發(fā)且固定，因此鉀素在土壤中積累相對豐富。微量元素有效鐵、有效銅、有效鋅含量高，但有效錳含量較低，必須重視錳肥的施入。經DRIS診斷，葉片主要缺乏Fe、Mn、Ca、Zn，該結論與王富林等針對渤海灣蘋果園葉片診斷結果[26]一致，廖淼玲研究分析得出，葡萄葉片中Fe含量在植株生育期逐漸減少，在著色期到達低谷[27]，而本研究正是在葡萄膨大期取樣，錯過了Fe元素在樹體積累旺盛時期。Shivay等通過研究土壤和植株內P、Zn的交互作用，認為二者具有拮抗作用，而且在缺Zn的土壤中，有效磷含量過高會加劇樹體中Zn的缺乏，導致植株生長受阻[28-29]。通過調查發(fā)現，由于種植過程中噴施葉面B肥較多，葡萄葉片B含量相對較高，同時K、Cu元素存在相似的結果。

綜上所述，果樹組織中不同營養(yǎng)元素都不是孤立存在的，一種元素的存在往往會引起其他元素的變化，元素必須達到各自平衡的比例關系，才能發(fā)揮其應有的生理功能。因此， 在施肥中建議增施有機肥和錳肥，改善土壤對有機質的缺乏狀態(tài)，同時應增加土壤有效錳含量，促進果樹吸收Mn、Fe元素;適量施用銅肥促進果樹對Ca、Mg元素的吸收;葉面噴施鋅肥，增加植株中P、Zn元素的含量;適量施用氮肥和磷肥，避免對Ca、Mg等元素的抑制作用;同時合理施用微量元素肥料。

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