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抗重茬微生态滴灌肥在玫瑰香葡萄上的应用效果
发布时间:2015-5-26 9:31:49 责编:

 

   摘要:以5年生玫瑰香葡萄(Vitis vinifera cv. Muscat)为试验材料,研究了抗重茬微生态滴灌肥对葡萄叶片光合日变化特性、叶片养分和果实品质及产量的影响。结果表明,微生态滴灌肥能提高葡萄叶片胞间二氧化碳浓度、气孔导度、蒸腾速率以及净光合速率,且有明显日变化;叶片全N、全P、全K含量比对照提高;叶绿素a、叶绿素b也比对照提高,延缓叶片衰老;还可以显著提高叶片糖分含量,促进有机物积累及运转;果实可溶性固形物、总糖、还原糖、维生素C、色素含量提高,有机酸含量降低;果实横径、纵径分别提高了17.4%、14.1%;同时产量也提高23.1%。抗重茬微生态滴灌肥对葡萄叶片养分和果实品质及产量有显著影响,可促进葡萄的营养生长, 提高产量且改善品质。 

  关键词:玫瑰香葡萄(Vitis vinifera cv. Muscat);滴灌肥;果实品质;产量 

  中图分类号:S663.106.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)01-0048-05 

  DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.012 

  葡萄(Vitis vinifera)在世界果树生产中占有重要位置,其栽培面积和产量仅次于柑橘,位居第二[1]。其对气候和土壤有较强的适应性,加之结果早,易丰产,效益高,广泛栽植在世界各地。葡萄肉质多汁甘甜,风味优美,且营养价值很丰富。其性味甘、酸、平,入肺、脾、肾经,有补气血、强筋骨、滋肾益肝等疗效。其用途很广,各种副产物可以得到综合利用,创造更多的经济效益,深受大家的喜爱。 

  葡萄属落叶藤本植物,在同一地块常年连作(这种方式称重茬或连作)。由于常年在重茬环境生长,田地病虫害逐年增加,土壤中真菌和细菌等病原微生物大量繁殖,有机质、磷、钾、微量元素等逐年递减引起作物缺素,使根系产生有毒物质,造成植物生长不良且易发病,尤其是枯萎病、叶枯病、病毒病等病害,随之而来的土传病害等重茬病造成作物大面积减产。土壤微生物平衡遭到破坏,根系小,生长弱,生产中常出现缺苗,产量和品质明显下降,肥料施用量增加[2]。加之贺兰山山前洪积的灰钙土,土壤母质主要由洪积冲击物组成,质地粗,富含沙砾,葡萄根系很难深扎,根系分布面积广而浅,出现漏肥漏水[3],土壤肥力下降,造成越冬死亡或缺苗现象,导致葡萄产量低,成为葡萄高产优质栽培的主要障碍,严重影响葡萄的经济效益。抗重茬剂普遍适用于其他果树上,但目前在葡萄上应用甚少。抗重茬微生态滴灌肥含有来源于葡萄的具有促生防病抗重茬功能的内生芽孢杆菌、木霉菌等有益微生物,经过高效微生物发酵和制剂加工工艺制备而成。通过调控葡萄根际土壤和根内的微生态系发挥作用,改善微生物群落结构,提升有益微生物的种群数量,达到促进根系生长,抗重茬,预防土传病害,增加产量和改善品质等功效,可以补充土壤有机质,平衡土壤肥力,进而改善葡萄树体营养结构,提高果实品质及产量。针对重茬危害现象,通过抗重茬微生态滴灌肥处理,旨在推广防止葡萄常年耕作障碍的简便通用措施。 

  1 材料与方法 

  1.1 试验地概况 

  试验设在宁夏大学玉泉营葡萄基地(葡萄基地属于贺兰山东麓、东经105°45′39″-106°27′35″,北纬37°43′00″-39°05′03″之间核心区域)。供试土壤基本理化性质见表1。 

  1.2 供试材料 

  供试抗重茬剂:抗重茬微生态滴灌肥由澳门网络娱乐游戏平台(北京)生物技术有限公司与中国农业大学合作研制,主要技术指标为有效活菌数≥5.0亿个/mL。 

  供试葡萄品种:5年生玫瑰香,东西行向种植,株行距为1.0 m×3.5 m,土壤为沙土。葡萄生育期间,各项栽培管理措施一致,无病虫害发生。 

  1.3 试验设计 

  试验采用完全随机区组设计,处理:抗重茬微生态滴灌肥,对照:清水。在葡萄发育4个重要时期即萌芽期、幼果膨大期、浆果转色期、果实成熟期各滴灌一次(每次5 kg/667 m2);以清水作对照,滴灌量保持一致(表2)。每个处理设置3个小区,随机排列。葡萄成熟期采样,分别从各处理的葡萄植株上、中、下3个部位的果穗上采取大小均匀的果实,一个处理采60粒,液氮速冻后带回,贮藏于-85 ℃冰箱中备用。 

  1.4 测定项目及方法 

  1.4.1 光合特性相关指标的测定 采用日变化研究,在葡萄转色一周后使用便携式光合仪(GFS-3000,德国Wale公司)测定,于9:00、11:00、13:00、15:00、17:00测定各处理叶片。每处理测定3株,每株测定3片叶子,叶片应选坐果位前一片功能叶。测定参数有:净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾数率(Tr)。叶面积大小一致,均来自树体中部,对所测叶片进行挂牌标记,确保每次测定叶片是同一叶片。 

  1.4.2 叶片养分以及叶绿素的测定 叶片采样时间和果实一致,每个处理随机选取树体中部新梢成熟叶5~8片,先在体积分数 10%的HCl溶液浸泡 30 s,后用去离子水冲洗干净,自然风干。再置于烘箱中,在 105 ℃的温度下杀青 2 h,于60 ℃下烘干,经粉碎后,测定叶片养分含量[4]。 

  全氮测定采用H2SO4-H2O2消煮蒸馏法[4];全磷的测定采用钒钼黄比色法[4];全钾的测定采用火焰光度计法[5]。用SPAD-502叶绿素仪测量中部成熟叶片的叶绿素含量。 

  1.4.3 果实生长和品质及产量的测定 果实纵、横径使用电子游标卡尺测定,并计算其果形指数;可溶性固形物含量采用WYT24型手持糖度计测定;果实可溶性糖含量采用蒽酮硫酸比色法测定[6];还原糖用3,5-二硝基水杨酸法测定;有机酸含量采用NaOH滴定法测定[7,8];VC测定采用2,6-二氯靛酚滴定法[9];色素采用杨夫臣等[10]的葡萄色素提取的改进方法测定。百粒重采用分析电子天平测量;葡萄采收时一次性测定各小区的产量,并折合成每667 m2产量。

  1.5 数据统计分析 

  用Execl和DPS软件进行数据统计分析、差异显著性分析和新复极差法(SSR法)多重比较。 

  2 结果与分析 

  2.1 微生态滴灌肥处理对玫瑰香葡萄光合特性的影响 

  由图1可知,葡萄进行微生态滴灌肥处理后,处理间净光合速率具有明显差异性。微生态滴灌肥处理的Pn始终高于CK;CK的Pn在9:00时达到最大值,为2.85 μmol/(m2·s),此后呈持续下降趋势。微生态滴灌肥处理的Pn随着气温升高和光合有效辐射增大而逐渐增大,在11:00左右达到最大值3.19 μmol/(m2·s),11:00~15:00时,由于温度急剧上升,湿度达到最低值,引起光合午休现象,导致Pn快速下降;15:00-17:00时,虽然温度下降,但光合有效辐射下降较小,Pn下降速率减缓并没有回升。表明微生态滴灌肥可以增强净光合效率,加快光合产物的积累。 

  图2表明,植株夜间进行呼吸作用使得清晨胞间CO2浓度(Ci)达到最高;随着光照度的增加、温度升高,蒸腾作用加剧、光合作用逐渐加强[11],消耗大量自由水,空气相对湿度逐渐降低,使得Ci不断降低,在13:00左右达到最低值,之后逐渐上升。进行微生态滴灌肥处理的葡萄Ci始终高于CK,表明微生态滴灌肥能增加光合原料(CO2),促进光合作用进行。 

  由图3可知,各处理间葡萄的气孔导度(Gs)日变化具有明显的差异。不同处理的气孔导度(Gs)呈下降趋势。微生态滴灌肥处理的Gs始终高于CK,在9:00-15:00时,微生态滴灌肥处理的Gs缓慢降低,15:00之后急速降低;CK的Gs在9:00-15:00时降低,13:00-15:00略有上升,15:00之后急速下降。微生态滴灌肥可以促进气孔的开放,促进气体的交换。 

  蒸腾是植物保持体内水分代谢平衡、营养物质的传输和吸收的重要途径[12]。植物蒸腾受光照度、温度、湿度、土壤水分供应、叶片气孔阻力等各种因子的影响。由图4看出,各处理间葡萄的蒸腾速率(Tr)日变化具有明显的差异。微生态滴灌肥处理的Tr始终高于CK,CK的Tr日变化幅度不明显。微生态滴灌肥处理的Tr在9:00~13:00逐渐升高,在13:00左右达到最大值2.65 mmol/(m2·s),13:00之后Tr开始下降。说明微生态滴灌肥能促进气孔导度逐渐增大,叶片Tr不断增大,并且在正常栽培管理下,蒸腾速率随光照度上升而较快上升。 

  综上所述,抗重茬微生态滴灌肥能提高土壤保水保肥能力,促进葡萄叶片生长发育,提高光合利用率,增加光合强度,有利于干物质的积累。 

  2.2 微生态滴灌肥处理对玫瑰香葡萄叶片养分以及叶绿素的影响 

  从表3可以看出,经微生态滴灌肥处理后,可以显著提高叶片全N、全P、全K含量;对叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素无显著影响,但在田间观察发现经微生态滴灌肥处理后,叶片色泽浓绿且肥厚,叶面积大。说明微生态滴灌肥可以改善根系环境,提高水肥利用率,增强其趋肥性;同时叶片总糖的含量也显著提高,利于营养物质积累。 

  2.3 微生态滴灌肥处理对玫瑰香葡萄果实生长的影响 

  由表4看出,与对照相比,经微生态滴灌肥处理的葡萄果实横径、纵径均有不同程度的增加,分别增加了17.4%和14.1%,其中果实横径、纵径差异显著,但果形指数微生态滴灌肥处理略低于CK。说明微生态滴灌肥可以增大果实,从而提高其商品性。 

  2.4 微生态滴灌肥处理对玫瑰香葡萄果实品质的影响 

  葡萄的含糖量、含酸量、酚类物质、芳香物质的种类及含量是影响葡萄果实品质的主要因子[13]。可溶性固形物是糖酸等固体物质的总和,由表5可以看出,经微生态滴灌肥处理的葡萄果实中可溶性固形物显著高于对照,比对照提高了27.9%。由此说明微生态滴灌肥可以提高果实可溶性固形物含量。 

  葡萄果实中糖含量是除水分外含量最高的物质,一般为15%~25%[14],由表5可知,经微生态滴灌肥处理的葡萄果实总糖和还原糖含量显著高于对照。说明微生态滴灌肥能促进葡萄果实糖分积累。 

  有机酸是判断果实成熟度的重要品质指标之一。由表5可知,经微生态滴灌肥处理的葡萄成熟期果实中有机酸含量显著低于对照,说明微生态滴灌肥能降低果实有机酸含量,使其提早成熟。 

  VC是衡量葡萄营养价值的重要指标,其含量高低决定葡萄营养价值和口感,进而影响葡萄的商品价值[15]。由表5可知,处理间VC含量差异显著,微生态滴灌肥处理葡萄果实VC含量比对照提高了23.3%。说明微生态滴灌肥可增加葡萄果实VC含量,提高果实营养价值。 

  葡萄果实的着色状况对其商品性影响很大,研究表明,花青素是果实呈现红色的主要色素,其含量是决定葡萄着色程度的主要指标。由表5可知,经微生态滴灌肥处理的葡萄成熟期果实中色素显著高于对照,比对照提高43.2%。说明微生态滴灌肥能促进葡萄果实色素积累,使其着色均匀,提高商品价值。 

  2.5 微生态滴灌肥处理对玫瑰香产量的影响 

  由表6可知,微生态滴灌肥处理可显著提高葡萄百粒重,比对照增加60 g;微生态滴灌肥处理可显著提高产量,比对照高145.2 kg/667 m2,产量提高了23.1%。在田间观察发现经微生态滴灌肥处理的葡萄转色期提前1周左右,成熟期提早2周左右,使其提早上市,提高葡萄的经济效益。 

  3 结论与讨论 

  施用抗重茬微生态滴灌肥对净光合速率和蒸腾速率有很大的影响,均表现为微生态滴灌肥处理高于对照,具有明显日变化。本研究结果表明,微生态滴灌肥能提高土壤保水保肥能力,促进气孔导度逐渐增大,促进气孔的张开,促进气体的交换,增加光合原料(CO2),促进葡萄叶片生长发育,提高光合效率,增加光合强度,有利于干物质的积累。有研究表明,施用抗重茬微肥可以提高设施番茄的光合作用,本试验结果与此一致。处理对叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素无显著性影响,可以显著提高叶片全N、全P和全K含量,还可以显著提高叶片总糖的含量,施用抗重茬微生态滴灌肥后,其产生多种酶,比如蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等,促使大量无机矿质元素源源不断地由下往上输导,促进葡萄地上部分营养合成。

  施用抗重茬微生态滴灌肥可以增加果实可溶性固形物的含量、总糖含量、还原糖含量、VC含量和色素含量,降低有机酸含量,主要是因为微生态滴灌肥可以提高葡萄叶片净光合速率,光合能力的强弱可以反映植物对有机营养物质的积累能力[16],光合能力越强,有机营养积累越多,葡萄品质越好。所以施用抗重茬微生态滴灌肥能提高葡萄营养价值,改善葡萄果实综合品质。 

  施用抗重茬微生态滴灌肥可以增加葡萄的果实横径、纵径,还可以提高百粒重。主要是因为微生态滴灌肥中含有大量芽孢杆菌,芽孢杆菌在繁殖过程中产生大量的琥珀酸,在琥珀酸的作用下,土壤分解出大量的钾、磷、钙等离子被植物根系吸收,而且还产生一些有益微生物,丰富土壤微生态环境,促进葡萄根系生长发育,提高了肥料的利用率;微生态滴灌肥还能促进营养互补、丰缺平衡,使植株健壮,增加果实百粒重[17],达到高产的效果,提高其商品价值。在田间观察发现经微生态滴灌肥处理的葡萄转色期提前1周左右,成熟期提早2周左右,使葡萄提早上市,提高经济效益。 

  葡萄生产常年重茬种植,一直困扰着贺兰山东麓葡萄产区的种植户,导致这一现象的主要原因一方面是土壤中有益菌群的减少、有害菌群的增加、毒素积累以及线虫的增加,致使一些致病菌等有害物质大幅度蔓延,导致葡萄根系的微生态环境被破坏;另一方面是常年使用单一无机肥料,造成土壤营养元素严重失衡,尤其是一些含量少的微量元素。抗重茬微生态滴灌肥在一定程度上可以缓解这种状况,连年使用可有效防止连作障碍。 

  参考文献: 

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