不同营养液供应频次对葡萄育苗质量的影响

Effects of different nutrient supply frequencies on the quality of grape seedlings

摘要

为了提高酿酒葡萄（Vitis vinifera L.）育苗的成活率及育苗质量，以一年生裸根苗‘马瑟兰’为试验材料，设置4 个不同营养液供应频次处理：10 min·24^-1·h^-1（G1）、20 min·48^-1·h^-1（G2）、30 min·72^-1·h^-1（G3）和40 min·96^-1·h^-1（G4），分析不同营养液供应频次对苗木新梢长度等生长指标、光合速率等光合效益指标及根长、干物质积累量等质量指标的影响。结果表明：处理G3的葡萄苗木新梢直径、地径和新梢长的净生长量分别为3.93 mm、3.43 mm和63.67 cm，均高于其他处理；处理G3的光合速率和水分利用率也高于其他处理，分别为7.74 μmol·m^-2·s^-1和2.76 mmol·mol^-1；同时处理G3的平均生根数为78.67，干质量根冠比为1.20。利用隶属函数法计算各处理的平均根长和新梢长等正向指标综合得分，得分从高到低依次为G3、G1、G2、G4。可见，30 min·72^-1·h^-1的营养液供应频次对葡萄苗木生长发育、光合作用具有显著的正向调控效果。

Abstract

In order to improve the survival rate and quality of wine grape seedlings， one-year-old bare-root-seedlings of Marceline were used as research materials. Four different nutrient solution supply frequency treatments were set： 10 min·24^-1·h^-1 （G1）， 20 min·48^-1·h^-1 （G2）， 30 min·72^-1·h^-1 （G3）， and 40 min·96^-1·h^-1 （G4）. growth indicators such as shoot length， photosynthetic efficiency indicators such as photosynthetic rate， and quality indicators such as root length and dry matter accumulation of seedlings. The effects of different nutrient solution supply frequencies on growth indicators such as new shoot length， photosynthetic rate， and quality indicators such as root length and dry matter accumulation were analyzed. The results showed that the net growth amounts of shoot diameter， ground diameter， and shoot length of grape seedlings in treatment G3 were 3.93 mm， 3.43 mm， and 63.67 cm， respectively， all higher than those of other treatments. The photosynthetic rate and water use efficiency of treatment G3 were also higher than those of other treatments， at 7.74 μmol·m^-2·s^-1 and 2.76 mmol·mol^-1， respectively. Additionally， the average number of roots in treatment G3 was 78.67， and the root-to-shoot ratio was 1.20. Using the membership function method to calculate the comprehensive scores of positive indicators such as average root length and shoot length for each treatment， the scores from high to low were G3， G1， G2， and G4. It can be seen that the nutrient solution supply frequency of 30 min·72^-1·h^-1 has a significant positive regulatory effect on the growth and development of grape seedlings and photosynthesis.

Graphical abstract

关键词

葡萄 / 营养液 / 供应频次 / 生长量 / 光合作用

Key words

grape / nutrient solution / supply frequency / growth rate / photosynthesis

宁夏贺兰山东麓凭借得天独厚的光热资源、较大的昼夜温差和优越的水土条件，成为我国酿酒葡萄种植的核心优势产区，也是我国高品质酿酒葡萄规模化栽培的理想区域^[1-2]。酿酒葡萄作为该产区的特色经济作物，其栽培效益与苗木培育质量直接关系到葡萄种植产业的高质量发展。葡萄（Vitis vinifera L.）隶属葡萄科葡萄属多年生落叶木质藤本植物，具备适应性强、结果周期短、经济价值突出等优势，其幼苗生长长势、光合性能及成苗品质是决定后期建园定植成效与果实产量及品质的关键前提^[3]。近年来，随着该产区酿酒葡萄栽培面积的不断增加，以及部分葡萄园树体趋于老龄化，病虫害的发生不断加剧；而科学、高效、合理的园间管理是减少病虫害发生的关键控制因素。施肥灌水是直接影响葡萄生长发育的重要因子^[4]，然而很多葡萄产区的水肥管理缺乏科学性，较为粗放且以日常经验为主导。这种传统的种植方式不仅影响树体的正常生长与果实品质的形成，还会降低水肥利用效率，而且过量施用化肥也会对环境造成一定污染，从而制约葡萄产业高质量、可持续发展^[5]。针对葡萄育苗，我国学者主要从育苗基质、育苗容器、施肥灌水频次以及营养液浓度等方面开展研究。吴玉霞等^[6]分析比较了不同育苗基质对一年生葡萄生根和苗木生长的影响。周咏梅等^[7]对一年生‘桂葡6号’葡萄扦插育苗的成活率及其生长开展研究，发现m（泥炭土）∶m（椰康）∶m（蛭石）∶m（珍珠岩）=1∶1∶1∶1的混合基质对促进葡萄成苗和提高苗木品质效果最佳。此外，众多研究表明，灌水施肥水平对葡萄扦插苗的生长发育及快速成苗会产生较大影响^[8]，而该产区葡萄育苗中肥水管理不当所导致的育苗成活率低、育苗质量不高等问题依然突出。本试验以一年生‘马瑟兰’葡萄苗为材料，设置不同频次营养液供应处理，研究不同营养液供应频次对葡萄苗生长和育苗质量的影响，旨在明确适宜的营养液供应频次，为该品种葡萄育苗的高效、优质生产提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

试验于2023年5月在宁夏农垦玉泉营苗木繁育有限公司温室大棚内进行。供试容器苗为生长状况基本一致的‘马瑟兰’葡萄当年生自根营养袋苗，栽培基质为m（蚯蚓粪）∶m（园土）=1∶1，以体积为8 L的塑料无土种植袋为容器。试验以霍格兰氏营养液为主要营养来源，设置4个供应频次处理：G1为10 min·24^-1·h^-1（每24 h供应10 min）；G2为20 min·48^-1·h^-1；G3为30 min·72^-1·h^-1；G4为40 min·96^-1·h^-1。每个处理栽植3 行，每行为1 次重复，共计12 行。其他温室管理措施同常规管理一致。

1.2 测定指标与方法

葡萄苗木定植1个月后，开始定期测定各生长指标。使用钢卷尺测量株高，使用游标卡尺测量新梢直径和地径，并统计叶片数；使用SPAD-502 plus型叶绿素含量测定仪测定叶片SPAD值；于葡萄苗木生长中期采用3051D型植物光合作用测定仪测定光合指标。质量指标的测定：在最后一次测定生长指标时，于每个处理拔取9株葡萄苗，测定其根长、根直径、生根数及地上部和地下部的干质量和鲜质量。计算干质量和鲜质量的根冠比：根冠比（干质量、鲜质量）=根（干质量、鲜质量）/地上部（干质量、鲜质量）。

1.3 数据处理

采用Excel 2021软件整理分析数据，采用Origin 2021软件绘图，使用SPSS 20.0软件以新复极差法进行差异显著性分析。参照徐珊珊^[9]的方法进行隶属函数值的计算。先计算各指标在不同处理中的具体隶属函数值（X_u），计算公式为X_u=（X-X_min）/（X_max-X_min），式中：X为各处理某指标的测定值，X_max和X_min分别为所有处理中该指标的最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 不同营养液供应频次对葡萄苗木生长指标的影响

图1显示了4种营养液供应频次对葡萄苗木生长指标的影响，各处理间存在一定差异。对于苗木的新梢直径，G1、G2、G3和G4的新梢直径净生长量分别为1.35、2.66、3.93和2.46 mm，G1的新梢直径生长量小于其他3个处理；4个处理地径的净生长量分别为3.09、1.85、3.43和1.73 mm，G3较G2和G4分别高85.4%和98.3%。各处理的叶片数整体呈现递增趋势，最后一次调查显示，G1和G2的叶片数明显比G3和G4多。各处理叶片的SPAD值总体呈现增长趋势，9月5日由于天气影响，各处理叶片的SPAD值有明显的下降趋势，整体看G2的SPAD值最高，其次为G3。4个处理新梢长的净增长量分别为46.20、61.92、63.67和61.10 cm，G1的最小，G3的最高。可见，在4种营养液供应频次处理中，30 min∙72^-1∙h^-1处理更利于葡萄苗木新梢、叶片及地径生长，同时可有效促进叶片叶绿素的合成。

2.2 不同营养液供应频次对葡萄苗木光合性能的影响

由表1可知，不同营养液供应频次对葡萄苗木的光合性能有一定影响。从4个处理的光合速率看，G3的光合速率最大，为7.74 μmol·m^-2·s^-1，G1的次之，为2.48 μmol·m^-2·s^-1。G3的蒸腾速率为3.17 mmol·m^-2·s^-1，气孔导度为0.15 mol·m^-2·s^-1，水分利用率为2.76 mmol·mol^-1，在4个处理中均为最大值，而该处理胞间CO₂浓度最低，为315.80 μmol·mol^-1。可见，30 min·72^-1·h^-1处理的营养液供应频次可有效提升葡萄苗木叶片光合性能，进而促进植株整体生长发育。

2.3 不同营养液供应频次对葡萄苗木质量指标的影响

由表2可知，不同营养液供应频次对葡萄苗木质量有一定影响。从根长和根直径看，G1的平均根长为39.75 cm，高于其他3个处理；G2的平均根直径为3.91 mm，高于其他3个处理。随着营养液供应时间的推移，植株的根长和根直径增长量逐渐降低，而从平均根数上看，G3的平均根数最多，为78.67，明显高于其他处理。对于鲜质量根冠比，G2的最高，为1.34，G4的最低，为0.76；各处理的干质量根冠比中，G3的最高，为1.20，G4的最低，为0.75。由图2可知，G2和G3的植株干质量和鲜质量的差异较小，但均明显高于其他2个处理。综合考虑各处理苗木生根的综合指标，30 min·72^-1·h^-1处理更有利于苗木的生根生长。

2.4 不同营养液供应频次下葡萄苗木综合生长效应评价

利用隶属函数法计算各处理9个葡萄苗木生长指标的隶属函数值（表3），各处理的综合得分由大到小依次为G3、G1、G2、G4。

3 结论与讨论

近年来，随着贺兰山东麓葡萄酒产业的快速发展，酿酒葡萄的种植面积持续扩大，但在多年前种植的酿酒葡萄园，树体老化、缺株断垄等问题日益凸显，这严重制约了该产区酿酒葡萄产业的高质量发展。亟须解决的问题在于如何快速培育葡萄大苗，将培育好的2年生大苗进行移栽，确保当年移栽当年结果，不影响产量和收益。基质育苗可以降低葡萄苗移栽过程中根系的损伤，还能为葡萄苗木生长提供充分的营养供给和可控的环境条件，从而缩短葡萄苗的生长周期，提高成活率和延长移栽适宜期^[10-11]。在葡萄大苗培育过程中，地径、新梢直径与新梢长度等生长指标，既是衡量苗木培育成效的重要判定依据，也直接奠定了植株后续成花坐果与树体养分积累的物质基础，而肥水供应频次是调控苗木长势、决定成苗质量的重要因素。本试验结果表明，在4种不同的营养液供应频次处理中，G3（30 min·72^-1·h^-1）更有利于促进新梢生长、叶片发育和地径增长，还有利于促进叶片叶绿色的合成。赵中阳等^[12]研究发现，不同营养液浓度对‘阳光玫瑰’葡萄生长发育的影响不同。郑婷等^[13]以‘寒香蜜’葡萄插条为试验材料，发现不同营养液对插条的生长发育影响不同。可见，不同营养液的供应频次和浓度对不同植株的生长发育均存在一定影响。

营养液的供应频次不仅直接影响葡萄苗木的生长发育，对苗木的光合性能也有显著影响。李卓等^[14]研究发现，不同栽培基质对葡萄大苗光合作用的影响不同，基质种类和营养液的供应频次均是影响苗木光合性能的重要因素。本试验结果显示，当营养液的供应频次为30 min·72^-1·h^-1（G3）时，对葡萄苗木叶片的光合效能产生正向调控，进而直接促进植株生长发育。葡萄苗木的生长发育和光合性能受多种因素的影响^[15-16]，本试验结果表明，不同营养液供应频次不仅影响苗木的生长发育和光合效率，同时也影响葡萄苗木的质量。苗木质量取决于地上和地下生物量，本试验结果表明，30 min∙72^-1∙h^-1（G3）处理的平均生根数和干质量根冠比均高于其他处理，说明当营养液的供应频次为30 min∙72^-1∙h^-1时，有利于葡萄苗木干物质量的积累，并有助于生根。

利用隶属函数法对4个营养液供应频次处理下的平均根长和新梢长等正向指标进行综合分析，综合得分排序由高到低依次为G3、G1、G2、G4。因此，30 min∙72^-1∙h^–1的营养液供应频次对葡萄苗木的生长发育、光合效率和苗木质量均有积极作用。

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