水分和養分既是影響旱地農業生產的主要脅迫因子,也是一對聯因互補、互相作用的因子,它們既有自己特殊的作用,又互相牽制、互相制約,影響著彼此效果的發揮[1].在影響葡萄生長的諸多因子中,水、肥兩因子起著決定性作用,而且只有養分和水分最容易人為調控.不同養分在葡萄產量和品質形成中有不同的作用[2],施肥量越高,葡萄產量也就越高,但其糖度不一定高,著色不一定好[3].灌溉量和灌溉方式對葡萄產量品質形成均有影響,灌水量太大葡萄品質不好.滴灌有利于葡萄產量和品質的提高.關于水分和養分對葡萄產量、品質影響的研究已有一些報道[4],但關于水肥耦合效應的研究鮮見報道.本文中針對干旱區滴灌葡萄管理中注重氮肥施用[5-6],輕視氮磷鉀的配合施用,造成樹體營養不平衡,對產量、品質影響較大的問題[7],以及不能準確掌握生育期施肥量和灌水量,影響產量效益等問題,側重研究水肥配合施用對葡萄產量和品質的影響,旨在為提升克瑞森葡萄管理技術提供參考.
1 材料與方法
1.1 材 料
試驗點設在新疆博樂市南郊八十六團,屬大陸性干旱荒漠氣候,日照時間長,晝夜溫差大.
春季氣溫冷暖多變,夏季高溫,氣候炎熱,伴有干熱風,秋季氣爽,冬季長而寒冷,年均氣溫5.6 ℃,年均降水 181 mm,年平均蒸發量 1 562.4 mm.極端最高氣溫 44 ℃,極端最低氣溫- 36 ℃.年平均日照時長 2 815.8 h,≥ 10 ℃的積溫 3 587.9 ℃,無霜期 187 d.光、熱、水等要素配合良好,適宜種植葡萄等農作物.試驗地系沙質壤土,pH 值為8.2 ~ 9.0,地下水位 1 m 以下,排灌條件良好.
地勢平坦.0 ~ 40 cm 深度平均土壤有機質含量9.0 mg/kg,水解性氮含量 26.0 mg/kg,有效磷含量5.7 mg/kg,速效鉀含量 108.0 mg/kg.
1.2 方 法
試驗設 2 因素 3 水平,灌水 3 個水平,施肥 3個水平\\(N、P、K\\),1 個對照,總共 10 個處理\\(見表 1\\).毎小區設為 10 株,株行距為 1.0 m×3.5 m.
秋施基肥統一施果樹專用肥:7 500 kg/hm2.追肥在 3 個時期進行:開花前、開花后幼果開始生長期和漿果著色初期.開花前期滴灌施入 46%的尿素 145.8 kg/hm2,開花后幼果開始生長期滴灌施入 46% 的尿素 194.4 kg/hm2、磷二胺肥 617.4kg/hm2、鉀肥 257.7 kg/hm2\\(鉀肥分 2 次施用\\),果實迅速膨大期滴灌施入磷肥 695.25 kg/hm2,鉀肥 289.95 kg/hm2\\(鉀肥分 3 次施用\\).全生育期共滴水 13 次,每次灌水量 300 ~ 375 m3/hm2.萌芽及新梢生長期滴水 4 次\\(萌芽前、萌芽后、開花前\\).漿果生長期每隔 10 ~ 15 d 滴水 1 次,共6 次,漿果成熟期 2 次,冬灌 1 次.
1.2.1 測定方法
葡萄成熟采摘時,調查分析克瑞森葡萄果實形狀,包括果實縱徑、橫徑、含糖量等果實性狀和產量. 選擇葡萄樹蔓中部的果實,取樣后立即用游標卡尺、測糖儀測定葡萄的果實性狀含量,重復 5 次,取平均值.
1.2.2 數據處理
試驗數據用 Excel 2003 和 DPS 7.55 等軟件進行制圖,用 Origin8.0 軟件進行統計分析.
2 結果與分析
2.1 不同處理對克瑞森葡萄果實含糖量的影響
試驗結果表明,克瑞森葡萄成熟期,平均含糖量為 21.75%,在成熟采收前達到最高值,為25.80%.這表明葡萄成熟時含糖量達到頂峰.田間調查分析結果表明,克瑞森葡萄果實糖分形成期集中在 8 月中旬~ 9 月下旬,主要表現在:酸度持續下降,糖分積累加速,維持在一個較高的增長速度,達到成熟采收的含糖量標準后,含糖量就會保持基本不變,維持在一個較高的水平上[8];不同處理的含糖量之間沒有顯著性差異,回歸分析結果顯示其相關系數小于 0.5,說明不同處理對葡萄的含糖量沒有明顯影響.
2.2 不同灌溉處理對克瑞森葡萄產量的影響
通過對克瑞森無核葡萄滴灌水肥耦合試驗數據的采集分析,在 6 000 m3/hm2灌溉量條件下不同施肥量相關性分析和模型擬合,得出施肥與產量關系的模型:Y = 1 030.812 69 - 24.659 12X +2.003 18 X2,相關系數 R = 0.985 3,Y 表示葡萄產量,X 表示不同水平的施肥量,兩者之間相關性差異極顯著\\(見圖 1\\).由圖 1 可知,處理Ⅳ表現突出,即在灌溉量為 6 000 m3/hm2條件下,隨著施肥量不斷增加,產量提高,到420 kg/hm2施肥量時,產量開始有下降趨勢,此時是水分利用率最佳點,擬合的模型也表現出此特點.
進行了葡萄產量與灌溉量之間的相關性分析,直線模型擬合的效果不理想,相關系數沒有達到顯著水平,拋物線型擬合的效果較為理想,相關系數為 R = 0.99999,達到了極顯著水平,模型為:
Y =- 27 488.379 01 + 141.480 21 X - 0.171 42 X2,Y 表示葡萄產量,X 表示灌溉量\\(見圖 2\\).由圖2 可知,處理Ⅵ表現突出,即灌溉量 6 000 m3/hm2是葡萄滴灌灌溉的最佳值.同時施肥量 420 kg/hm2也是滴灌葡萄水分利用率最高點,在施肥量不變的情況下,灌溉量變化對產量的影響程度較大.
2.3 不同施肥處理對克瑞森葡萄產量的影響在施肥量為 330 kg/hm2的條件下,隨著灌溉量不斷增加,產量提高[9],到 6 000 m3/hm2灌溉量時,產量開始有下降趨勢,擬合的模型也表現出此特點.
進行葡萄產量與施肥量之間的相關性分析,直線模型擬合的效果不理想,相關系數沒有達到顯著性,而拋物線模型擬合的效果較為理想,相關性達到了極顯著水平,模型為:Y = 1 030.840 77 -16.643 16 X + 1.495 18 X2,R = 0.978 73,Y 表示葡萄產量,X 表示施肥量\\(見圖 3\\).由圖 3 可知,處理Ⅴ表現突出,即施肥量為 375 kg/hm2是葡萄滴灌施肥的最佳值,同時灌溉量為 6 000 m3/hm2也是滴灌葡萄肥料利用的最佳點.
2.4 水肥耦合對克瑞森葡萄品質效應的影響對水肥耦合試驗中各處理葡萄品質性狀進行F 檢驗和 T 檢驗以及回歸分析和統計分析得知,各處理之間的可溶性固形物含量和果實硬度沒有顯著性差異;回歸分析其相關系數小于 0.5,說明水肥耦合試驗對葡萄的品質沒有顯著影響[10].
2.5 滴灌葡萄水肥耦合與克瑞森葡萄產量的關系
克瑞森葡萄滴灌水肥耦合試驗結果表明,水肥耦合與產量之間的關系可建立二元二次回歸模型 Y = - 1 504.180 6 + 4.270 X1+ 54.862 X2-1.036 X1X2+ X12+ X22.式中,X1表示灌溉量,單位為 m3/hm2;X2表示肥料用量,單位為 kg/hm2;Y 表示產量,單位為 kg/hm2;回歸系數為 R =0.975,決定系數為 R2= 0.951.因此,滴灌葡萄產量形成是由灌溉量和施肥量2個重要因素決定的,滴灌葡萄產量也與不同品種、氣候、地力、化控和田間管理有一定的關系,所以要將各個影響因素進行綜合調控,才能達到增產和高產的目的.
如干旱因素造成土壤水分蒸發、損失比較快,而養分必須依賴水分的幫助才能被葡萄吸收,所以干旱區水往往是制約葡萄生長的因素.滴灌雖然能隨時補充水分,但灌水量的大小和持續時間必須掌握好,使水分能濕潤足夠深的土層,保證養分能運輸到葡萄根系.同時在滴灌葡萄管理中更應考慮土壤肥力對肥料效益的發揮的影響和肥料養分的特性.氮素在土壤中的易損失性使得必須在氮肥用量較高時水肥協同才能發揮效應,磷素在土壤中的難移動性和易固定性使得在管理中需要較大量的水才能發揮水磷協同效應,鉀素在土壤中含量高所以高水高鉀才能發揮協同效應[11].
因此,水肥的協同管理必須因地制宜.由于本研究中試驗地受環境影響,有關數據和分析結果還有待進一步深入研究并接受實踐的檢驗.
3 結 論
在水和肥配合的情況下,在一定的施肥水平下,增加灌溉量可以提高葡萄的產量.低灌溉量的條件下,增施肥料并不能提高葡萄的產量.高水高肥可以顯著提高葡萄的產量.在高灌溉量的條件下,水分促進了葡萄植株對營養物質的吸收,從而增加了葡萄的產量.在灌水量不足的情況下,水分限制了葡萄植株對營養的吸收,增施肥料并不能達到提高葡萄產量的目的.說明灌溉量是通過影響植株對養分的吸收間接影響到葡萄產量.
水肥因素對葡萄產量的形成貢獻不同,各因素按影響由高到低排列依次是:磷肥、氮肥、灌水、鉀肥,實際上其影響與試驗區的土壤肥力條件、地下水位等有關.從 3 種肥料與灌水之間的耦合作用對葡萄產量的影響可看出,水肥之間的耦合效應只有在一定范圍內表現為協同效應.
施肥量 420 kg/hm2,灌溉量 6 000 m3/hm2處理的葡萄產量較好;施肥量 375 kg/hm2,灌溉量 6 000m3/hm2處理具有較高的產量和水分利用效率.綜上所述,中等澆水量\\(6 000 m3/hm2\\)和高施肥量\\(375、420 kg/hm2\\)的處理是比較理想的水肥組合.
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