水肥耦合对设施葡萄产量_品质和水肥利用的影响.pdf

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水肥耦合对设施葡萄产量 品质和水肥利用的影响 曹 毅 1 2 钟永红 3 张 赓 3 张钟莉莉 2 单飞飞 2 郑 鑫 1 1 黑龙江八一农垦大学 工程学院 黑龙江 大庆 163319 2 北京农业智能装备中心 北京 100091 3 全国农业技术推广服务中心 北京 100125 摘 要 为探究水肥耦合对设施葡萄产量 品质 水肥利用效率的影响 以便得到符合当地葡萄生长的最优的水 肥组合 以扎娜葡萄为研究对象 设置不同的灌水施肥水平 灌水水平设置为 3 个水平 低水 W 1 中水 W 2 高水 W 3 灌溉量分别为 0 5ET 0 0 75ET 0 ET 0 施肥水平设置为 3 个水平 低肥 F 1 中肥 F 2 高肥 F 3 总施肥量分别为 450 675 900kg hm 2 共 9 个水肥组合处理 每个处理设 3 个重复 探索适合设施葡萄生长水肥一体化管理模 式 试验结果表明 水肥耦合效应对产量及品质产生了显著性影响 P 0 01 且灌水量对产量 品质的影响大 于施肥量的影响 在一定范围内 增加灌水量和施肥量 有利于果实产量和品质的提高 通过计算机建模寻优 考虑葡萄产量 品质 灌溉水利用效率和肥料偏生产力等指标因素 得到适合本地区温室葡萄最优水肥用量即灌 水量为 2844 3355m 3 hm 2 施肥量为 588 830kg hm 2 关键词 水肥耦合 产量 品质 灌溉水利用效率 肥料偏生产力 中图分类号 S491 文献标识码 A 文章编号 1003 188X 2021 09 0186 08 0 引言 葡萄是世界的四大果树之一 栽培面积和产量位 于世界第二位 在我国的种植面积为 79 92 万 hm 2 我 国已成为葡萄生产大国 1 葡萄不仅具有良好的口 感和风味 且具有很高的营养价值 其栽培已成为我 国农村经济的重要支柱之一 在葡萄生长发育过程 中 水和肥是提高葡萄产量 品质最重要的两大因素 有研究表明 2 5 当土壤含水量过高时 会出现植物根 系氧含量不足 甚至会发生烂根现象 土壤水分过小 时 根系所吸收的水分较少 作物转运物质能力减弱 造成作物枯萎 当施肥量过高时 容易出现破坏土壤 养分平衡 土壤板结 污染地下水情况 当施肥量过小 时 作物无法获得充足的养分 影响其生长发育 因 而 确定合理的水肥关系 实现精确的土壤水肥管理 水肥耦合技术是当前提高葡萄产量 优果率最有效的 手段之一 收稿日期 2020 01 03 基金项目 国家重点研发计划项目 2016YFC0403102 国家自然科学 基金青年科学基金项目 51909007 北京市农林科学院创 新能力建设专项 KJCX20180701 作者简介 曹 毅 1995 男 黑龙江齐齐哈尔人 硕士研究生 E mail 2977120411 qq com 通讯作者 郑 鑫 1974 男 黑龙江汤原人 教授 博士生导师 E mail zhxin aliyun com 目前 国内外关于水肥耦合调控下作物产量及水 肥利用效率的研究已被广泛报道 有研究表明 灌水 量和施肥量在一定程度内对产量 水肥利用效率有一 定的促进作用 超出此范围 水肥则会对产量和水肥 利用效率产生负效应 6 邢英英等人研究发现适当 地增加灌水量 降低施肥量能有效提高番茄的肥料利 用效率 7 李国栋等人以宁夏春玉米为研究对象 发 现水肥耦合效应对产量有明显的促进作用 8 Badr 等人研究滴灌条件下 不同水肥组合的交互作用对马 铃薯产量 水利用效率 氮肥利用效率 以及总氮吸收 量的影响 试验结果表明 在充分灌溉条件下 作物 产量会达到最高的水平 当灌水量下降时 作物产量 会减少 水利用效率随着施氮量的增加 灌水水平的 增加而降低 在高水低肥条件下得到的作物最高的氮 肥利用率 9 前人研究对象多集中于番茄 玉米 马铃薯等蔬 菜和粮食作物上 对果树涉及较少 尤其是针对设施 果树栽培条件下的研究 10 11 近些年 设施果树栽培 模式逐渐扩张 为促进周年生产效率的提高 急需开 展针对该生产模式下葡萄适宜水肥制度的研究 为 此 通过设置不同水肥组合处理 着重探究水肥耦合 作用对其葡萄果实产量 品质及水肥利用的影响 得 到适合北京地区设施葡萄栽培生长的最优水肥组合 为葡萄节水节肥和优质生产提供相应的理论依据 681 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 DOI 10 13427 ki njyi 2021 09 034 1 材料与方法 1 1 试验场地简介 试验于 2019 年 2 月 1 日 6 月 5 日在北京市大 兴区田家营村绿禾都示公司种植基地 39 73 N 116 33 E 内的温室开展 试验地区位于华北平原 属于 暖温带半湿润季风性气候 年平均气温为 11 9 年 降雨量 575 5mm 年日照时数 2491 4h 以定植 9 年的 扎娜葡萄为试材 所施肥料为尿素 磷酸一铵及硫酸 钾 大棚南北长 50m 东西宽 6m 葡萄行南北方向 共 1 行 株距 0 5m 供试土壤基本性质如表 1 所示 表 1 供试土壤基本性质 Table 1 Basic l properties of the tested soil 土层 深度 cm 土壤 类型 田间 持水量 土壤 质量 g cm 3 有机质 g kg 1 全氮 g kg 1 全磷 g kg 1 全钾 g kg 1 0 20 砂土 22 41 1 30 32 85 2 04 1 18 20 00 20 40 砂土 20 78 0 96 8 86 1 34 0 88 19 80 40 60 砂土 23 47 1 49 5 21 0 5 0 91 18 95 60 80 壌砂土 30 96 1 46 8 86 0 48 0 74 20 15 80 100 壌土 32 63 1 50 20 25 0 82 0 83 21 05 1 2 试验方法及设计 试验灌溉施肥方式为小管出流 供试肥料分别为 尿素 磷酸一铵 硫酸钾 装有流量 30L h 稳流器的 支管沿着葡萄种植行向布置 施肥量利用比例施肥泵 进行控制 肥液比例准确 肥液浓度恒定 各小区试 验处理均设有独立的水表来准确控制灌水量 试验 设计参照表 2 数据进行 表 2 试验设计 Table 2 Experiment design 灌水水平 施肥水平 灌水量 mm 施肥量 N P 2 O 5 K 2 O kg hm 2 F 1 150 120 180 W 1 F 2 50 ET 0 225 180 270 F 3 300 240 360 F 1 150 120 180 W 2 F 2 75 ET 0 225 180 270 F 3 300 240 360 续表 2 灌水水平 施肥水平 灌水量 mm 施肥量 N P 2 O 5 K 2 O kg hm 2 F 1 150 120 180 W 3 F 2 100 ET 0 225 180 270 F 3 300 240 360 灌水周期为每 7 天灌溉一次 施肥周期则分为新 梢生长期 花期 果实膨大期 转色期等 4 个周期进行 施肥 其中 新梢生长期施入 N P 2 O 5 K 2 O 分别占总 施肥量的 40 15 15 开花期施入 N P 2 O 5 K 2 O 分 别占总施肥量的 20 20 20 果实膨大期施入 N P 2 O 5 K 2 O 分别占总施肥量的 20 35 35 果实转 色期施入 N P 2 O 5 K 2 O 分别占总施肥量的 20 30 30 在试验过程中 按鲜食葡萄生育期需肥规律和需 肥量追加硼 镁 钙等微量元素 1 3 测定项目和相关计算方法 1 3 1 土壤含水率 土壤含水率是根据烘干法 每个处理取 3 次重复 取土深度为 1m 取土深度间隔 20cm 测定不同水肥组 合处理下 0 20 20 40 40 60 60 80 80 100cm 土 层含水率 以平均值作为该处理的土壤含水率 1 3 2 参考作物蒸发蒸腾量 利用温室内安装的小型气象站所收集的数据及结 合改进后的 Penman Monteith 公式计算生育期内葡萄 参考作物蒸发蒸腾量 12 1 3 3 生育期内的作物耗水量 根据 灌溉试验规范 和其相关文献 13 14 利用水 量平衡方程计算各个生育期阶段耗水量 计算式为 ET 1 2 10 n i 1 H i W i1 W i2 M P K C 其中 1 2 为阶段作物耗水量 mm i 为土壤 层次数 H i 为第 i 层土壤厚度 cm W i1 和 W i2 分别为 第 i 层土壤在时段初和末的体积含水率 M 为时 段内的灌水定额 mm K 为时段内地下水补给量 mm C 为时段内的排水量 mm 灌溉水利用效率计算公式为 灌溉水利用效率 kg m 3 产量 灌溉定额 肥料偏生产力 PFP 计算公式为 肥料偏生产力 kg kg 产量 施肥量 13 1 3 4 产量和品质 1 产量 在果实转色期末期 每个处理选取 3 棵 781 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 葡萄进行采摘 取平均值 再折合为公顷产量 2 品质 测产后 每个处理取 50 粒新鲜葡萄 使 用 HB 90 手持折射测定仪测定可溶性固形物 用蒽 酮比色法测定可溶性糖含量 可滴定酸用酸碱滴定法 测定 VC 含量用钼蓝比色法测定 粒重采用精度为 0 01g 的天平称量 利用果实硬度计对葡萄硬度进行 测量 1 3 5 数据处理 使用 Miscrosoft cl 2016 和 Matlab 2014 进行数 据计算 SPSS 25 的统计分析软件进行统计分析 Sig maplot 14 软件进行绘图 2 结果与分析 2 1 水肥耦合对葡萄果实形态的影响 不同水肥耦合处理下葡萄外形特性如表 3 所示 由表 3 可知 水肥交互作用下对果实的形态指标无显 著影响 但灌水处理对果粒纵径 果形指数 单粒质 量 穗长 穗重影响显著 而施肥处理对果粒横径和单 粒质量影响显著 在中水及高水分处理下 葡萄果实 外形指标达到较大值 在 W 2 F 2 处理下穗长 穗宽达到 最大值 分别为 30 00 17 00cm 在 W 3 F 1 处理下 果粒 纵径 横径和果形指数均达到最大值 为 23 79 22 83 1 04 mm 单粒质量最大的处理 W 3 F 2 达 8 22g 相对 于低水分处理下的最小值 W 1 F 2 增加了 37 9 灌水量 和施肥量对果实硬度没有影响 表 3 不同水肥组合处理对葡萄形态指标的影响 Table 3 The effect of different water and fertilizer combination on the shape index of grape 处理 果粒纵径 mm 果实横径 mm 果形指数 硬度 单粒质量 g 穗长 cm 穗宽 cm 穗重 kg W 1 F 1 21 23bc 21 45a 0 99b 1 34b 6 40b 24 33f 14 33c 0 54de W 1 F 2 20 09bc 21 51ab 0 94b 1 27b 5 96c 25 83d 11 83f 0 55d W 1 F 3 20 93c 21 57ab 0 97b 1 27b 6 36b 23 33f 14 17cd 0 5f W 2 F 1 20 39c 22 47ab 0 91c 1 24b 6 47b 25 83d 14 27cd 0 52ef W 2 F 2 21 80c 22 22ab 0 98c 1 11a 7 24b 30 00a 17 00a 0 74ab W 2 F 3 21 02c 21 49ab 0 98b 1 26b 6 22b 29 67b 15 33b 0 73b W 3 F 1 23 79a 22 83ab 1 04a 1 24b 8 12b 28 00c 14d 0 62c W 3 F 2 23 06c 22 67b 1 02b 1 18b 8 22a 25 00e 13 67e 0 74ab W 3 F 3 19 90ab 20 5ab 0 97a 1 44ab 7 73a 24f 12f 0 76a 显著性 P 值 W 0 036 0 762 0 001 0 378 0 018 0 02 0 051 0 036 F 0 071 0 015 0 877 0 324 0 031 0 405 0 759 0 084 W F 0 654 0 363 0 899 0 402 0 479 0 27 0 152 0 071 注 不同字母表示在多重因素方差分析 LSD 检验下各处理间的差异水平 P 0 05 为 P 0 05 达到显著水平 为 P 0 01 达到极显著水平 以下皆相同 2 2 水肥耦合对温室葡萄品质的影响 不同水肥耦合处理下葡萄果实品质如表 4 所 示 由表 4 可知 在 W 1 和 W 2 水平处理下果实可溶 性固形物含量 可溶性糖含量和 Vc 均大于 W 3 水平 处理下果实品质 W 2 F 2 处理下果实可溶性固形物含 量为 20 6 达到最高 相较于 W 3 F 2 处理增加 20 47 W 1 F 3 处理下可溶性糖含量和 Vc 含量为 19 53 和 38 17 均达到最高 相较于可溶性糖含量 最小值 W 3 F 1 处理增加 18 15 在 W 3 F 1 处理下 可滴定酸含量达到最大 最大值为 0 38 由此可 见 灌水处理对果实品质产生显著影响 适当的水 881 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 分亏缺有利于提高果实品质 在 W 1 低灌水水平下 随着施肥量增加 可溶性糖 含量和 Vc 随施肥量增大而增大 在 W 2 和 W 3 中高灌 水水平下 可溶性糖含量最大值出现在中等施肥量 F 2 处理 可溶性固形物含量在不同灌水处理下均在中等 施肥量 F 2 下达到最大值 不同施肥量对果实品质产 生显著影响 但针对不同的指标影响效应不同 通过 显著性分析可以发现 灌水量 施肥量及水肥交互下 均对果实品质产生显著差异性作用 因而通过调控水 肥处理是促进果实品质提升的重要手段 表 4 不同水肥组合处理对葡萄果实品质的影响 Table 4 Effect of different water and fertilizer combination on the quality of grape fruit 灌溉 水平 施肥 水平 可溶性 固形物 可溶性 糖含量 Vc mg kg 1 可滴 定酸 F 1 18 10d 17 67c 36 07ab 0 32bcd W 1 F 2 19 60b 18 27b 37 20ab 0 34abcd F 3 19 10c 19 53a 38 17a 0 29d F 1 19 00cd 17 77bc 28 57d 0 36ab W 2 F 2 20 60a 19 50a 35 03b 0 31cd F 3 18 70cd 17 60c 31 53c 0 35abc F 1 17 10cd 16 53d 28 37d 0 38a W 3 F 2 17 40e 17 67c 29 87cd 0 35abc F 3 17 40f 17 30c 31 43c 0 33bcd 显著性 P 值 W 0 00 0 00 0 00 0 045 F 0 00 0 003 0 002 0 058 W F 0 00 0 00 0 007 0 032 2 3 水肥耦合对温室葡萄产量及水肥利用影响 不同水肥耦合处理对葡萄产量 灌溉水利用效 率 肥料偏生产力影响情况如表 5 所示 由表 5 可 知 在 W 1 和 W 3 灌水水平下 随着施肥量的增加 产 量出现先减小后增大趋势 在 W 2 灌水水平下 随着 施肥量的增加 产量呈现先增大后减小趋势 在 F 1 和 F 2 施肥水平下 随着灌水量的提高 葡萄产量出 现先增大后减小的趋势 在 F 3 施肥水平下 产量随 着灌水量不断增大 W 2 F 3 处理下葡萄产量是最大 的 值为 22 981 47kg hm 2 相对于产量最小值 W 1 F 2 处理增产 20 34 W 2 和 W 3 灌水处理下的产量明显 高于 W 1 处理下产量 在低施肥水平 F 1 下 灌溉水利用效率随灌水量的 提高而呈现下降趋势 在施肥水平 F 2 和 F 3 情况下 灌 溉水利用效率随灌水量的提高先增大后减小 当灌 溉水平为 W 1 处理 W 1 F 3 灌溉水利用效率为 3 60kg hm 2 达到最大值 最小值 W 3 F 1 处理灌溉水利用效率 为 2 02kg hm 2 在 W 3 灌溉水平下 各种施肥情况下 的灌溉水利用效率都较低 由此可见 在水分亏缺的 情况下 葡萄的灌溉水利用效率保持较高水平 在 W 3 F 1 处理下 肥料利用效率最高 达到了 46 47 而 W 1 F 3 处理下肥料利用效率最低 为 21 59 这是由于土 壤含水量亏缺 抑制植物生长和光合作用 光合作用 较弱 干物质较小 肥料利用率较低 通过显著性分 析发现 灌水量或水肥耦合作用对产量 灌溉水利用 效率 肥料偏生产力均有显著性影响 但施肥量仅对 肥料偏生产力有显著影响 表 5 不同灌水施肥处理对产量 灌溉水利用效率 肥料偏生生产力的影响 Table 5 Effects of different irrigation and fertilizer treatments on yield irrigation water use efficiency and fertilizer partial productivity 灌水水平 施肥水平 产量 kg hm 2 灌溉水利用效率 kg m 3 肥料偏生产力 kg kg 1 F 1 19 288 44c 3 58a 42 86b W 1 F 2 19 097 69c 3 54a 28 29e F 3 19 432 27c 3 60a 21 59g F 1 21 007 82c 2 64c 46 68a W 2 F 2 22 051 38ab 2 77b 32 67c F 3 22 981 47a 2 89b 25 53f F 1 20 911 38c 2 02d 46 47a W 3 F 2 21072 36bc 2 04d 31 22d F 3 22 006 13b 2 13d 24 45f 显著性 P 值 W 0 003 0 001 0 000 F 0 623 0 561 0 000 W F 0 049 0 037 0 018 981 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 2 4 基于主成分分析对水肥耦合组合方案综合评价 龚萍等得出了可溶性固形物是衡量葡萄品质的重 要指标 16 史星雲等人指出 Vc 对预防心血管疾病 促进骨骼生长 维持细胞代谢活动进行发挥着重要作 用 是葡萄品质的一个重要指标 17 此外 侯裕生指 出可滴定酸含量和可溶性固形物都是影响果实口感 风味品质的重要因素 18 因此 将选择评价指标定为 产量 灌溉水利用效率 肥料偏生产力 可溶性固形 物 Vc 含量 可滴定酸 为了消除这种影响 更好地反 应指标变化 需要对指标进行转换 首先 进行标准 化处理 表 6 为不同水肥组合处理下各项指标标准化 数据 表 7 为不同水肥组合处理下葡萄相关系数矩 阵 表 6 水肥耦合制度下葡萄标准化数据 Table 6 Standardized data of grape under water and fertilizer coupling system 灌溉 水平 施肥 水平 产量 灌溉水 利用效率 肥料偏 生产力 可溶性 固形物 Vc 含量 可滴 定酸 F 1 1 80 0 36 0 74 0 39 0 98 0 63 W 1 F 2 0 90 0 11 0 43 0 90 0 86 0 95 F 3 0 66 0 29 1 12 0 47 1 63 1 26 F 1 0 51 1 24 1 45 0 38 1 11 0 32 W 2 F 2 1 58 1 44 0 08 1 76 0 19 0 95 F 3 0 49 0 74 0 94 0 12 0 25 0 F 1 0 44 0 86 1 43 1 25 0 44 1 26 W 3 F 2 0 18 1 36 0 28 1 0 48 0 95 F 3 0 51 1 01 0 94 1 1 36 1 26 表 7 水肥耦合制度下葡萄相关系数矩阵 Table 7 Grape correlation coefficient matrix under water and fertilizer coupling system 指标 产量 灌溉水 利用效率 肥料 偏生产力 可溶性 固形物 Vc 含量 可滴 定酸 产量 1 0 399 0 049 0 219 0 604 0 145 灌溉水 利用效率 0 399 1 0 097 0 840 0 143 0 287 肥料 偏生产力 0 049 0 097 1 0 151 0 256 0 227 可溶性 固形物 0 219 0 840 0 151 1 0 427 0 368 续表 7 指标 产量 灌溉水 利用效率 肥料 偏生产力 可溶性 固形物 Vc 含量 可滴 定酸 Vc 含量 0 604 0 143 0 256 0 427 1 0 529 可滴定酸 0 145 0 287 0 227 0 368 0 529 1 根据表 6 表 7 通过计算可确定各个主成分贡献 率及累计贡献率 根据特征值大于 1 或是贡献率的情 况 需要提取 2 个主成分 即 Y 1 0 026X 1 0 535X 2 0 3X 3 1 15X 4 1 701X 5 2 458X 6 1 Y 2 0 577X 1 0 449X 2 0 328X 3 0 458X 4 1 52X 5 0 93X 6 2 其中 Y 1 为第一主成分 Y 2 为第二主成分 根据 5 种指标进行主成分分析及计算 如表 8 所 示 表 8 葡萄各响应指标的不同水肥处理综合评价 Table 8 Comprehensive uation of different water and fertilizer treatment of grape response index 灌水水平 施肥水平 Y 1 Y 2 Y 排名 F 1 0 25 1 84 0 47 9 W 1 F 2 0 52 0 72 0 02 5 F 3 1 95 1 44 0 33 4 F 1 0 14 1 91 0 53 2 W 2 F 2 2 15 1 88 1 43 1 F 3 0 47 0 58 0 36 3 F 1 2 19 0 37 0 75 6 W 3 F 2 0 93 1 02 0 68 7 F 3 2 08 0 28 0 74 8 由表 8 可知 利用主成分分析的方法 对葡萄产量 及品质进行分析后 得到最优处理为 W 2 F 2 表明在日 光温室微灌葡萄的 W 2 F 2 处理在产量 灌溉水利用效 率 肥料偏生产力 可溶性固形物 Vc 含量及可滴定酸 等 6 个指标为最优水肥制度 3 讨论 水和肥是影响作物产量和品质两项重要因素 合 理协调的水肥关系有利于实现农业 两减一增 的目 标 笔者研究发现 水肥交互作用下对葡萄产量 品 091 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 质与水肥利用效率产生显著影响 这与侯裕生 水肥 耦合对吐哈盆地滴灌葡萄生理生长及产量品质影响 效应研究 研究结果一致 其中 灌水量的影响作用 大于施肥量 可能是由于葡萄对水分的需求较为敏 感 通过显著性分析发现 灌水量对果实产量 品质 水肥利用效率均有显著性影响 在施肥量保持一定水 平时 随灌水量的增加 产量呈现先增大后减小的变 化趋势 适当的水分亏缺有利于促进果实品质与水肥 利用效率的提升 王连君认为中水中肥处理下葡萄 果实可溶性固形物含量最大 其他果实品质也较为优 秀 19 研究结果与本文相近 为进一步分析水肥耦合对产量及水肥利用效率的 影响规律 通过多元非线性回归方法 建立了有关产 量 Y 产 灌溉水利用效率 Y 水 肥料偏生产力 Y 肥 与灌水 量 X 1 和施肥量 X 2 之间方程 即 Y 产 10356 6753 17 2025X 1 16 0039X 2 0 001283X 1 X 2 0 002652X 2 1 0 007052X 2 2 3 Y 水 2 4200 0 000415X 1 0 005553X 2 1 7381e 8 X 1 X 2 6 0943e 8 X 2 1 7 4117e 7 X 2 2 4 Y 肥 68 0656 0 021324X 1 0 148392X 2 9 9045e 7 X 1 X 2 3 5761e 6 X 2 1 7 6493 5 X 2 2 5 对以 上 方 程 进 行 F 检 验 发 现 式 3 F 12 8423 sig 0 0307 0 05 2 0 9554 达到显著性水 平 式 4 F 17 8852 sig 0 0007 0 05 2 0 9965 达到显著性水平 式 5 F 27 0844 sig 0 000027 0 05 2 0 9996 达到显著性水平 因此 上述方程能够较好地表现拟合效果 图 1 图 3 是根 据所建模型绘制出灌水量和施肥量对葡萄产量 灌溉 水利用效率 肥料偏生产力影响的三维图形 由图 1 可知 当施肥量保持一定水平时 产量随着 灌水量的增大而增大 达到最高值后开始减小 当灌 水量保持一定水平 随施肥量增加 产量随施肥量先 增大而后减小 产量随灌水量的变化趋势比施肥量变 化趋势更加明显 当灌水量达到 3355 14m 3 hm 2 施肥 量达到 830kg hm 2 时 葡萄产量将会达到最大值 其值 为 23 361 61kg 由图 2 可知 灌溉水利用效率随灌水 量和施肥量的变化呈现开口向下的抛物面状 当施肥 量保持一定水平时 灌溉水利用效率随灌水量的增加 先缓慢减小 而后迅速减小 当灌水量保持一定水平 时 且灌水量为 3302m 3 hm 2 施肥量为 690kg hm 2 时 灌溉水利用效率达到最高为 3 61 图 1 水肥交互对葡萄产量影响分析 Fig 1 Effect of water and fertilizer interation on grape yield 图 2 水肥交互对葡萄灌溉水利用效率影响 Fig 2 Effect of water and fertilizer interation on irrigation water use efficiency of grapevine 由图 3 可知 在灌水量保持一定时 随着施肥量增 加 肥料偏生产力一直在降低 当施肥量保持一定水 平时 随着灌水量的增加出现先增大后减小的变化趋 势 当灌水量为 2844 63m 3 hm 2 施肥量达到 588kg hm 2 时 肥料偏生产力达到最大为 48 1kg m 3 因此 综合考虑葡萄产量 灌溉水利用效率 肥料偏生产力 情况 设定当符合以下条件时 葡萄产量超过 21 000 kg hm 2 灌溉水利用效率超过 3 00 肥料偏生产力超 过 40 为本地区设施葡萄栽培适宜的水肥组合 计算 得出 灌水量为 2844 3355m 3 hm 2 施肥量为 588 830kg hm 2 191 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 图 3 水肥交互对葡萄肥料偏生产力影响 Fig 3 Effect of water and fertilizer interation on partial productility of grape fertilizer 4 结论 1 水肥耦合效应对产量及品质产生了显著性影 响 且灌水量对产量 品质的影响大于施肥量的影响 在一定范围内 葡萄产量 灌溉水利用效率随水肥供 给量呈现开口向下的抛物线变化 即在一定程度内水 肥供给量增加 有利于提高产量和水肥利用效率 而 过高的水肥供给则会产生不利的影响 2 建立灌水量 施肥量与葡萄产量 水肥利用效 率二元二次非线性回归方程 经 F 检验达到显著性水 平 能够较为准确地反映出葡萄产量及水肥利用效率 与水肥施用量之间的影响关系 综合考虑葡萄果实 产量大小 品质优良 水肥利用效率高低 得出适合北 京地区设施葡萄水肥用量为灌水量为 2844 3355m 3 hm 2 施肥量为 588 830kg hm 2 参考文献 1 张江辉 刘洪波 白云岗 等 极端干旱区滴灌葡萄水肥耦 合效应研究 J 土壤学报 2018 55 4 804 814 2 张兴国 胡笑涛 冉辉 等 水肥耦合对温室葡萄产量和水 肥利用的影响 J 中国农村水利水电 2019 1 1 5 3 M A BAD W A El TOHAMY A M ZAGHIOUL Yield and water use efficiency of potato grown under different irri gation and nitrogen levels in an arid region J Agricultural water management 2012 110 9 15 4 DA WISH T M ATALLAH T W HAJHASAN S et al Ni trogen and water use efficiency of fertigated processing potato J Agricultural water management 2006 85 1 95 104 5 FABEI O C OLALLA F M D S JUAN J A D Yield and size of deficit irrigated potatoes J Agricultural water man agement 2001 48 3 255 266 6 施明 贺兰山东麓风沙土红地球葡萄水肥耦合效应与协 同管理 D 银川 宁夏大学 2014 7 邢英英 温室番茄滴灌施肥水肥耦合效应研究 D 杨 凌 西北农林科技大学 2015 8 李国栋 宁夏扬黄灌区滴灌春玉米水肥耦合效应研究 D 杨凌 西北农林科技大学 2017 9 BAD M A ABOU HUSSEIN S D Fruit yield and water use efficiency of eggplant Solanummelongema L asinflu enced by different quantities of nitrogen and water applied through drip and furrow irrigation J Scientia horticulturae 2010 393 13 21 10 何建斌 极端干旱区滴灌葡萄水肥耦合效应研究 D 石河子 石河子大学 2013 11 BACHCHAVE B J Fertigation versus conventional fertiliza tion of flatwood grapefruit J Scientia horticulturae 1995 2 123 128 12 王健 蔡焕杰 李红星 等 日光温室作物蒸发蒸腾量的 计算方法研究及其评价 J 灌溉排水学报 2006 6 11 14 13 汪志农 灌溉排水工程学 M 北京 中国农业出版社 2000 121 127 14 信迺诠 计算农田蒸发的水量平衡法 J 干旱地区农业 研究 1986 2 33 39 15 陆华天 膜下滴灌葡萄水肥耦合对氮素吸收利用的影响 研究 D 石河子 石河子大学 2019 16 龚萍 北疆滴灌葡萄水肥耦合效应研究 D 石河子 石 河子大学 2014 17 史星雲 李强 张军 等 滴灌条件下水肥耦合对酿酒葡 萄生长发育及果实品质的影响 J 西北农业学报 2019 28 2 225 236 18 侯裕生 水肥耦合对吐哈盆地滴灌葡萄生理生长及产量 品质影响效应研究 D 石河子 石河子大学 2019 19 王连君 王程翰 乔建磊 等 膜下滴灌水肥耦合对葡萄 生长发育 产量和品质的影响 J 农业机械学报 2016 47 6 113 119 92 291 2021 年 9 月 农 机 化 研 究 第 9 期 Effects of Water and Fertilizer Coupling on Yield Quality and Utilization of Protected Grape Cao Yi 1 2 Zhong Yonghong 3 Zhang Geng 3 Zhang Zhonglili 2 Shan Feifei 2 Zheng Xin 1 1 College of Engineering Heilongjiang Bayi Agricultural Universty Daqing 163319 China 2 Beijing esearch Center for Infermation Technology in Agriculture Beijing 100091 China 3 National Agricultural Technology Promotion Service Center Beijing 100125 China Abstract To explore the effect of water and fertilizer coupling on the yield quality and utilization efficiency of protected grape in order to determine the optimal combination of water and fertilizer suitable for the growth of local grape Zana grape was taken as the research object and the irrigation level was set to three levels that is low water W1 reclaimed water W 2 high water W 3 irrigation amount 0 5ET 0 0 75ET 0 ET 0 The fertilizer level was set to three levels that is low fertilizer F 1 medium fertilizer F 2 high fertilizer F 3 and the total amount of fertilizer was 450kg hm 2 675kg hm 2 900kg hm 2 respectively The results showed that the coupling effect of water and fertilizer had a significant effect on yield and quality P 0 01 and the effect of irrigation on yield and quality was greater than that of fertilizer the re sults showed that the coupling effect of water and fertilizer had significant effect on yield and quality P 0 01 and the effect of irrigation amount on yield and quality was greater than that of fertilizer applic
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