四川葡萄产业近几年发展迅猛,目前种植面积近4万公顷,产量50余万吨,效益约40亿元,葡萄产业已成为四川农民增收致富的主导产业,四川地区也已成为全国优质、高效和标准化栽培示范样板。但是,由于生产上部分葡萄园功能叶黄化现象严重、长期存在重化肥轻有机肥、重氮磷肥轻钾肥、重大量元素轻微量元素、未按需施肥、施肥方法不当以及‘工业三废’、肥料、农药残留积累导致土壤镉污染等问题,使得果品安全、质量日趋下降。因此亟需进行本研究,为葡萄产业节本增效、提质增效、环境友好和土壤镉修复提供理论依据和技术支撑。研究以四川省眉山市彭山区观音镇‘香悦’葡萄为试材,研究配方施肥及黄化防治对试验园土壤理化性质、葡萄品质及经济效益的影响,根据得到的最优配方,研制专用配方肥,进行田间试验。此外,针对葡萄园土壤镉污染的修复问题,利用土施用超富集植物秸秆、喷施脱落酸、嫁接、不同生态型超富集植物杂交等方法研究了超富集植物改良修复葡萄园土壤镉污染的能力。本研究为葡萄优质高效、节支增收及果园生态环境可持续发展提供科学的指导,对葡萄乃至其它水果安全、优质、高效和标准化生产具有重要的科学意义和应用价值。通过本试验研究得到如下结果：1.以产量1500kg/亩、TSS大于17.5%、单穗重0.75-1.0kg为目标,根据土壤本底值及葡萄需肥规律,设计不同施肥配方,研究确定了可用于四川葡萄园的最佳施肥配方,即每亩秋季施干鸡粪1000kg+过磷酸钙100kg、萌芽肥施尿素39-41kg+速效硼6kg、壮果肥施磷酸一铵35-37kg+尿素10kg、着色肥施硫酸钾67kg,可显著改善土壤理化性质、提高葡萄果实品质和经济效益。能有效调节土壤pH,分别提高有机质含量、土壤孔隙度14.94～31.10%、1.46～2.03%,降低土壤容重7.02-8.19%,土壤全氮、速效氮、全磷、有效磷处于较高水平,全钾、有效钾处于中等水平,为葡萄生长提供大量氮素的同时切实改变了土壤长期磷偏少、钾严重缺乏、其它微量元素不足的现状；葡萄果实综合品质最好,着色均匀,TSS、总糖、固酸比分别高于对照13.69-14.54%、9.41～18.72%、16.34～23.78%(对照的TSS、总糖、固酸比分别为17.10%、12.27%、35.07)；年投入成本降低930-980元/667m2,年经济效益增加3930～3980元/667m2,增收显著。2.针对葡萄功能叶黄化的问题开展了营养诊断分析,确诊了缺镁是黄化的主要原因。通过单独补充(设5kg、7.5kg和10kg三个水平)和混合补充(总量设5kg、7.5kg和10kg三个水平)镁、铁、锌、锰,结果发现,单独补镁、铁、锌、锰对叶片黄化有一定抑制作用,葡萄果实品质有一定程度提高,其中以每667m2单独施硫酸镁10kg或柠檬酸铁5kg或硫酸锌5kg或硫酸锰5kg效果最好,且单独施用以上元素的效果优于混合施用；通过对处理后叶片和土壤中元素含量分析发现,该园镁元素依然处于较低水平,其它元素含量正常,可在以后施肥过程中继续添加镁元素。3.根据上述结果研制出中熟葡萄专用配方肥,即每亩秋季施干鸡粪1000kg+过磷酸钙100kg、萌芽肥施脲铵氮肥(含尿素68%,硫酸铵22%,硼砂10%)50kg、壮果肥施含腐殖酸水溶肥(含磷酸一铵54.5%,尿素14.5%,腐植酸14%,硫酸镁14%,EDTA锌1.5%,ED TA铁1.5%)70kg、着色肥施硫酸钾67kg,可显著改善土壤理化性质和葡萄果实品质。土壤pH在适宜范围内,土壤有机质含量、·孔隙度分别高于对照14.07～22.63%、4.98～5.02%,土壤容重降低了7.65～10.59%；全氮、速效氮分别比对照低了0.52～0.65 g/kg、35.70～37.08 mg/kg,全磷、全钾、速效磷、速效钾分别显著高于对照0.13～0.15g/kg、1.28～4.42 g/kg、5.15～7.96 mg/kg、10.01～25.93 mg/kg,交换性钙、镁无显著变化；着色优于对照,TSS、总糖、固酸比、糖酸比分别显著高于对照11.63-17.31%、10.98-13.22%、11.65-24.58%、12.31～12.54%(对照的TSS、总糖、固酸比、糖酸比分别为17.12%、13.15%、36.43、27.98)；年投入减少950～1050元／667m2,年效益增加3950～4050元/667m2,经济效益十分显著。4.将镉超富集植物少花龙葵、红果黄鹌菜、鬼针草和豨莶秸秆施入人工镉污染的葡萄园土壤并种植镉超富集植物牛膝菊,研究了超富集植物秸秆对牛膝菊镉积累的影响。结果表明,土壤施用红果黄鹌菜秸秆提高了牛膝菊的生物量及抗氧化酶活性,其中,地上部分生物量、SOD活性、POD活性及CAT活性分别较未施用提高了7.33%、3.66%、19.12%和13.10%；而其它三种超富集植物秸秆降低了牛膝菊的生物量及抗氧化酶活性。红果黄鹌菜秸秆和鬼针草秸秆提高了牛膝菊地上部分镉提取量,分别为112.28和95.88μg/株,分别较未施用提高了23.11%和6.07%,其余两种超富集植物秸秆降低了牛膝菊地上部分镉积累。因此,土壤施用红果黄鹌菜秸秆和鬼针草秸秆能够有效提高牛膝菊的镉修复能力,其中以红果黄鹌菜秸秆优于鬼针草秸秆。5.通过不同浓度梯度的ABA (0～40 μmol/L)处理两种生态型(矿山和农田)少花龙葵,研究了ABA对少花龙葵镉积累的影响,结果表明,施用不同浓度的ABA均能不同程度地提高两种生态型少花龙葵的生物量、镉含量及镉提取量。随着ABA浓度的增加,两种生态型少花龙葵的生物量呈增加趋势,但地上部分镉含量及镉积累量呈先增后降的趋势。其中,施用20 μmol/L ABA使两种生态型少花龙葵地上部分的镉含量及镉提取量达到最大值,矿山生态型少花龙葵地上部分的镉含量及镉提取量分别为47.22ng/kg和569.42μg／株,分别较其对照提高了33.92%和63.94%；农田生态型少花龙葵地上部分的镉含量及镉提取量分别为38.41 mg/kg和520.51μg/plant,分别较其对照提高了24.71%和42.60%。因此,20 μmol/L ABA是提高少花龙葵修复镉污染葡萄园能力的最佳浓度。6.采用不同砧木对少花龙葵进行嫁接(未嫁接、茄砧木、马铃薯砧木和番茄砧木),研究了初步试验和验证试验条件下,种间嫁接对少花龙葵后代镉积累的影响。结果表明,番茄砧木嫁接提高了少花龙葵后代的生物量、镉含量及镉提取量,初步试验和验证试验的地上部分生物量分别较未嫁接提高了5.95%和6.38%,地上部分镉含量分别较未嫁接提高了5.68%和9.28%,地上部分镉提取量分别较未嫁接提高了11.96%和16.24%；其余两种砧木嫁接对少花龙葵后代的这些指标影响不明显,甚至有所降低。因而嫁接技术可以用于提高少花龙葵后代的葡萄园土壤镉修复能力,其中番茄砧木效果最好。7.将两种气候生态区眉山市彭山区(盆西中亚热带多春夏旱区)和雅安市雨城区(盆西山地中亚热带一寒带区)的龙葵进行正反杂交,研究了初步试验和验证试验条件下,杂交对龙葵F1镉积累的影响。结果表明,眉山(亲本)的龙葵生物量、镉含量、镉提取量均要高于雅安(亲本)。正反杂交的龙葵F1的生物量及镉提取量均高于亲本,表现出超亲优势,但镉含量均低于亲本,表现出杂种弱势。在验证试验中,眉山(父本)的龙葵F1的地上部分生物量分别比眉山(亲本)和雅安(亲本)提高了23.75%和49.01%,地上部分镉提取量分别比眉山(亲本)和雅安(亲本)提高了4.14%和36.74%；雅安(父本)的龙葵F1的地上部分生物量分别比眉山(亲本)和雅安(亲本)提高了24.13%和49.47%,地上部分镉提取量分别比眉山(亲本)和雅安(亲本)提高了8.59%和42.58%。此外,眉山(父本)龙葵的生物量、镉含量、镉提取量均低于雅安(父本)。因此,不同气候生态区的龙葵进行杂交可以提高龙葵对葡萄园镉污染土壤的修复能力,且用镉提取量高的气候生态区的龙葵作为母本进行杂交产生的Fl比用镉提取量低的气候生态区的龙葵作为母本进行杂交产生的F1的镉修复能力更好。