河西地區(qū)不同水氮條件下對(duì)葡萄生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響研究

李 逸

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 73002）

在西北河西干旱地區(qū)，水資源緊缺，水肥利用率低。土壤水分和氮素是影響葡萄生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累的主要因素，水氮配比的合理使用對(duì)于葡萄的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有十分重要的作用[1]。因此，研究不同水、氮條件對(duì)葡萄耗水、生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，對(duì)于指導(dǎo)葡萄種植具有科學(xué)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年3～10月在河西走廊武威地區(qū)某葡萄基地進(jìn)行。該地區(qū)海拔高度1610m左右，陽(yáng)光充足、干旱少雨、晝夜溫差大，多年平均降雨量160mm左右，年蒸發(fā)量2018mm，年日照時(shí)數(shù)達(dá)3000h以上[2]。土壤質(zhì)地為沙壤土，土層深度平均容重為1.45g/cm3，田間持水量26.53%～29.6%。供試品種為2015年定植的葡萄“梅鹿輒”，東西行向，行距2.4m，葡萄架高約為1.4m。作物的株距設(shè)置成0.9m的單籬架，朝北設(shè)置，行距每隔5.5m設(shè)置葡萄支柱，其上拉鐵絲。采用溝灌的方式，灌水溝設(shè)置在葡萄種植行的南面，溝灌橫斷面為倒置梯形，底寬40cm，溝深20cm，溝頂寬75cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年間采用傳統(tǒng)溝灌方式，試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理分為水分和氮素兩個(gè)因素，設(shè)置3個(gè)水分水平（水分充足、輕度水分虧缺、重度水分虧缺），2個(gè)施氮水平（高氮、低氮），共計(jì)6個(gè)處理，每個(gè)小區(qū)面積為2.4m*6m，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)，并同時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)氐墓嗨褪┓是闆r。6個(gè)不同處理所施用的氮肥主要采用尿素，并按生育期所需的規(guī)律保證磷、鉀等微量元素供應(yīng)。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)和測(cè)試方法

1.3.1 土壤含水量的測(cè)定

本試驗(yàn)采用烘干法測(cè)定含水量[3]。用便攜式土壤水分廓線(xiàn)儀，測(cè)量土壤內(nèi)0～100cm各層的土壤水分情況，每隔4～6d進(jìn)行測(cè)量一次記錄，注意的是灌水前后及降雨后進(jìn)行加測(cè)，保證數(shù)據(jù)的可靠性。

1.3.2 葉面積測(cè)定

按照每隔5d一個(gè)周期，對(duì)全生育期內(nèi)的葡萄植株進(jìn)行一次葉面積測(cè)定。每棵植株隨機(jī)選擇大小一致的2～3個(gè)枝條，采用便攜式葉面積儀對(duì)選擇的枝條葉面積進(jìn)行測(cè)量累加[4]，獲得葉面積數(shù)據(jù)，通過(guò)枝長(zhǎng)、葉片數(shù)量與葉面積的相關(guān)關(guān)系對(duì)枝條的葉面積進(jìn)行擬合計(jì)算，葉片數(shù)量進(jìn)行1-2次的復(fù)測(cè)。

1.3.3 植株的根系測(cè)定

采用根鉆取根的方法，設(shè)定兩個(gè)階段根系密度的測(cè)定，即果實(shí)膨大期和著色成熟期，對(duì)各處理進(jìn)行根系密度分布的測(cè)定。6個(gè)處理方案中分別選取一株作為典型對(duì)象，選取三個(gè)不同位置（溝底、壟上、北側(cè)）三個(gè)點(diǎn)用根鉆取葡萄根系。取回之后進(jìn)行篩選、清洗干凈，用根系掃描儀測(cè)定根長(zhǎng)密度，烘干法測(cè)定根系干重，做好記錄。

1.3.4 果實(shí)性狀指標(biāo)測(cè)定

（1）果徑測(cè)量從葡萄的開(kāi)花期過(guò)后，果實(shí)初成起對(duì)果徑大小進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取一株，并從中隨機(jī)標(biāo)記一串葡萄作為研究對(duì)象，分別測(cè)定此串葡萄上、中、下三處的果徑數(shù)據(jù)。每5d測(cè)量一次，直至葡萄成熟期采摘為止。（2）可溶性固形物的測(cè)定從果實(shí)膨大期開(kāi)始到葡萄成熟采摘為止每10d測(cè)量一次，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采摘10粒葡萄，用手持糖度計(jì)進(jìn)行可溶性固形物測(cè)定。（3）產(chǎn)量測(cè)定是葡萄成熟期對(duì)每一小區(qū)的產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了減少誤差，統(tǒng)計(jì)時(shí)需要對(duì)對(duì)每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選3-5株長(zhǎng)勢(shì)均一的葡萄株，對(duì)單株產(chǎn)量用0.1g電子秤進(jìn)行測(cè)量。

1.3.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與處理方法

本試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel2010、SPSS17.0軟件同時(shí)輔助并用Origin8.0做圖，數(shù)據(jù)均為平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水氮條件對(duì)的葡萄土壤含水量的影響

從試驗(yàn)小區(qū)土層（0～100cm）的平均含水量數(shù)據(jù)分析，由于3月初期葡萄在萌芽期統(tǒng)一灌水，加之葡萄的葉面積蒸騰作用不明顯，植株的實(shí)際消耗水分比較少，所以生育前期不同處理之間的土壤含水量差異不大，隨著植株的生長(zhǎng)，土壤的水分含水率下降的不是很明顯。但是葡萄進(jìn)入抽蔓期開(kāi)始，植株的耗水量才開(kāi)始加大，各處理之間的土壤含水量才出現(xiàn)明顯變化。經(jīng)分析得出，在高氮處理下的土壤含水率高于低氮處理。這說(shuō)明氮素影響土壤的水環(huán)境土水勢(shì)，在土壤水分變化過(guò)程中，高氮條件下比低氮條件下的土水勢(shì)高，偏高的土水勢(shì)影響根系吸水的程度，高氮條件下根系吸水比較困難，導(dǎo)致根區(qū)土壤含水率增高，降低了耗水量。

2.2 不同水氮條件對(duì)葡萄葉片性狀指標(biāo)的影響

選取生育期內(nèi)每個(gè)設(shè)置小區(qū)的8株葡萄進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算單株葉面積的平均值，然后通過(guò)繪制單株葉面積均值在全生育期的變化圖，可以得出變化規(guī)律呈二次拋物線(xiàn)趨勢(shì)，從葡萄樹(shù)萌芽期起葉面積逐漸增長(zhǎng)，到開(kāi)花期左右出現(xiàn)峰值，之后隨著果實(shí)成長(zhǎng)，葉面積緩慢下降。在水分設(shè)置一致的條件下，施氮量對(duì)植株葉面積有一定的促進(jìn)作用。萌芽期后，在高氮和低氮處理的兩個(gè)條件下，隨著植株的生長(zhǎng)，葉面積也隨著增加，而且比較增加效果明顯，到漿果期后慢慢降低。在氮素設(shè)置一致的條件下，水分的虧缺（三種設(shè)置）條件下，低氮處理的條件下葉面積在漿果期前低于高氮處理的條件，漿果期后則變化不明顯。類(lèi)似低氮處理的條件，對(duì)高氮處理?xiàng)l件下的葉面積進(jìn)行測(cè)定，也得出類(lèi)似的結(jié)果。

2.3 不同水氮條件對(duì)葡萄根系生長(zhǎng)的影響

根系是植株生長(zhǎng)的重要器官，起到吸收水分和養(yǎng)分的作用。不同水氮條件對(duì)葡萄根系生長(zhǎng)的影響值得研究。

2.3.1 在葡萄收獲后進(jìn)行根系的測(cè)定，在高氮素水平一致的處理?xiàng)l件下，不同灌水處理主要影響范圍：壟側(cè)35～70cm，溝內(nèi)25～35cm和35～55cm區(qū)域的根系干重，隨土壤水分虧缺，設(shè)置的3個(gè)水分處理的根系干重明顯減少。另一方面，在低氮水平下，3個(gè)不同水分處理的根系干重呈現(xiàn)出的結(jié)果為：溝內(nèi)數(shù)值小于壟側(cè)數(shù)值，這說(shuō)明在溝灌的條件下會(huì)促使根系逐漸向側(cè)方生長(zhǎng)，而在輕度水分虧缺條件下水分對(duì)溝內(nèi)的葡萄根系干重的增加作用更加明顯，也就是可以得出，這種設(shè)置條件下根系向土壤深層生長(zhǎng)的趨勢(shì)比較大。在同一水分條件下，低氮和高氮的處理對(duì)葡萄根系干重的影響也是不一樣的，在重度水分虧缺條件下則主要影響溝內(nèi)的根系干重。而在不同水分水平條件下，測(cè)得低氮處理的根系干重高于高氮的處理，這表明高氮素對(duì)降低葡萄根系的干重有一定的影響。

2.3.2 待成熟期后，測(cè)定不同水氮處理下的葡萄根長(zhǎng)密度。同處理的根長(zhǎng)密度集中發(fā)布在溝內(nèi)15～55cm和壟側(cè)35～55cm區(qū)域，在灌水量和施氮素較高且一致的條件下，隨含水量的最多，根長(zhǎng)密度逐漸由溝內(nèi)向壟側(cè)變化，與根系干重的變化程度一致，比較3個(gè)水分處理中，水分充足和重度虧水處理的兩個(gè)條件下根系密度變化不大，而出現(xiàn)峰值（最大值）的則是輕度虧水處理。比較之下，設(shè)置在低氮條件下3個(gè)水分處理同樣有相似的結(jié)果。同時(shí)也得出，低氮處理?xiàng)l件下的根系密度要高于高氮處理的根系密度，原因是高氮條件下影響根系的發(fā)展，間接影響對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，影響植株正常生長(zhǎng)。植株葡萄根系密度生長(zhǎng)過(guò)程中，需要水分和肥力，以供植株的生理需要。相同的氮素水平條件下，在根系垂直方向上，土壤的含水量影響其分布和生長(zhǎng)狀況，也就是說(shuō)在水分虧缺的程度上，會(huì)導(dǎo)致根系往土壤深層方向生長(zhǎng)的趨勢(shì)。這說(shuō)明通過(guò)根系的主要作用是調(diào)整植株吸收水分和肥料以供生長(zhǎng)需要，生長(zhǎng)方向和根系密度關(guān)乎到對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)，保證植株的各個(gè)生育期的生長(zhǎng)。

2.4 不同水氮條件對(duì)葡萄果實(shí)性狀指標(biāo)的影響

2.4.1 不同水氮處理下，對(duì)整個(gè)生育期的果徑大小變化隨時(shí)間的變化過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，葡萄果徑出現(xiàn)2次高峰期，分別是第一次在漿果生長(zhǎng)期，之后的20d左右趨于穩(wěn)定，接著出現(xiàn)第二個(gè)生長(zhǎng)高峰期。設(shè)置在氮素水平一致的條件下，隨著土壤水分的減少葡萄的果徑也隨著減小。設(shè)計(jì)的水分水平一致的條件下，數(shù)據(jù)表明，隨著氮素的增多對(duì)應(yīng)的果徑的數(shù)值也隨著增大。此外，高水高氮條件下處理的葡萄果徑在生育期末達(dá)到處理中的最大值，低水和低氮處理則相反，這也反映出增加氮量和水分可以促進(jìn)葡萄果徑的增大。

2.4.2 在該試驗(yàn)中，在水分一致條件下，高氮和低氮處理后相比較，數(shù)據(jù)反映出葡萄的可溶性固形物的含量是呈遞減趨勢(shì)，在氮素水平一致的條件下，并隨著水分的灌溉量增加，可溶性固形物的含量也隨著增加。水分虧缺處理結(jié)果表明會(huì)提高可溶性固形物的含量，從而提高葡萄果實(shí)品質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同土壤水分與氮素條件下葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量進(jìn)行分析比較，研究表明：

（1）在水分一致的條件下，抽蔓期之前高氮處理和低氮處理下的土壤含水量變化不明顯，之后則表現(xiàn)出高氮處理下的含水率高于低氮處理?xiàng)l件下，降低了耗水量。

（2）葡萄生長(zhǎng)階段增加施氮量能夠提高葡萄的單株葉面積，氮素的提高會(huì)降低作物的根系生長(zhǎng)，而一定程度上的水分虧缺會(huì)導(dǎo)致葡萄的細(xì)根向土層深度方向上增長(zhǎng)。

（3）在同一土壤含水量條件下，低氮、高氮處理對(duì)葡萄根系干重的影響不同。而不同水分水平條件下高氮處理的根系干重低于低氮處理，這說(shuō)明氮素能夠降低葡萄根系的干重。

（4）果實(shí)可溶性固形物的含量隨著施氮量的降低而降低，并隨著灌水量多少程度的加深而呈增加的趨勢(shì)。輕度和重度水分處理漿果可溶性固形物含量會(huì)分別提高，從而提高葡萄果實(shí)品質(zhì)。