河西地區不同水氮條件下對葡萄生長及產量的影響研究

李 逸

（蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 73002）

在西北河西干旱地區，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和干物質積累的主要因素，水氮配比的合理使用對于葡萄的優質高產具有十分重要的作用[1]。因此，研究不同水、氮條件對葡萄耗水、生長及產量的影響，對于指導葡萄種植具有科學意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年3～10月在河西走廊武威地區某葡萄基地進行。該地區海拔高度1610m左右，陽光充足、干旱少雨、晝夜溫差大，多年平均降雨量160mm左右，年蒸發量2018mm，年日照時數達3000h以上[2]。土壤質地為沙壤土，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。作物的株距設置成0.9m的單籬架，朝北設置，行距每隔5.5m設置葡萄支柱，其上拉鐵絲。采用溝灌的方式，灌水溝設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 試驗設計

試驗于2020年間采用傳統溝灌方式，試驗設計處理分為水分和氮素兩個因素，設置3個水分水平（水分充足、輕度水分虧缺、重度水分虧缺），2個施氮水平（高氮、低氮），共計6個處理，每個小區面積為2.4m*6m，每個處理設3個重復，共18個小區，并同時監測當地的灌水和施肥情況。6個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律保證磷、鉀等微量元素供應。

1.3 觀測指標和測試方法

1.3.1 土壤含水量的測定

本試驗采用烘干法測定含水量[3]。用便攜式土壤水分廓線儀，測量土壤內0～100cm各層的土壤水分情況，每隔4～6d進行測量一次記錄，注意的是灌水前后及降雨后進行加測，保證數據的可靠性。

1.3.2 葉面積測定

按照每隔5d一個周期，對全生育期內的葡萄植株進行一次葉面積測定。每棵植株隨機選擇大小一致的2～3個枝條，采用便攜式葉面積儀對選擇的枝條葉面積進行測量累加[4]，獲得葉面積數據，通過枝長、葉片數量與葉面積的相關關系對枝條的葉面積進行擬合計算，葉片數量進行1-2次的復測。

1.3.3 植株的根系測定

采用根鉆取根的方法，設定兩個階段根系密度的測定，即果實膨大期和著色成熟期，對各處理進行根系密度分布的測定。6個處理方案中分別選取一株作為典型對象，選取三個不同位置（溝底、壟上、北側）三個點用根鉆取葡萄根系。取回之后進行篩選、清洗干凈，用根系掃描儀測定根長密度，烘干法測定根系干重，做好記錄。

1.3.4 果實性狀指標測定

（1）果徑測量從葡萄的開花期過后，果實初成起對果徑大小進行監測，每個試驗區選取一株，并從中隨機標記一串葡萄作為研究對象，分別測定此串葡萄上、中、下三處的果徑數據。每5d測量一次，直至葡萄成熟期采摘為止。（2）可溶性固形物的測定從果實膨大期開始到葡萄成熟采摘為止每10d測量一次，每個試驗小區隨機采摘10粒葡萄，用手持糖度計進行可溶性固形物測定。（3）產量測定是葡萄成熟期對每一小區的產量進行統計。為了減少誤差，統計時需要對對每個小區隨機挑選3-5株長勢均一的葡萄株，對單株產量用0.1g電子秤進行測量。

1.3.5 數據計算與處理方法

本試驗得出的數據數據通過Excel2010、SPSS17.0軟件同時輔助并用Origin8.0做圖，數據均為平均值。

2 結果與分析

2.1 不同水氮條件對的葡萄土壤含水量的影響

從試驗小區土層（0～100cm）的平均含水量數據分析，由于3月初期葡萄在萌芽期統一灌水，加之葡萄的葉面積蒸騰作用不明顯，植株的實際消耗水分比較少，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，土壤的水分含水率下降的不是很明顯。但是葡萄進入抽蔓期開始，植株的耗水量才開始加大，各處理之間的土壤含水量才出現明顯變化。經分析得出，在高氮處理下的土壤含水率高于低氮處理。這說明氮素影響土壤的水環境土水勢，在土壤水分變化過程中，高氮條件下比低氮條件下的土水勢高，偏高的土水勢影響根系吸水的程度，高氮條件下根系吸水比較困難，導致根區土壤含水率增高，降低了耗水量。

2.2 不同水氮條件對葡萄葉片性狀指標的影響

選取生育期內每個設置小區的8株葡萄進行測定。計算單株葉面積的平均值，然后通過繪制單株葉面積均值在全生育期的變化圖，可以得出變化規律呈二次拋物線趨勢，從葡萄樹萌芽期起葉面積逐漸增長，到開花期左右出現峰值，之后隨著果實成長，葉面積緩慢下降。在水分設置一致的條件下，施氮量對植株葉面積有一定的促進作用。萌芽期后，在高氮和低氮處理的兩個條件下，隨著植株的生長，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。在氮素設置一致的條件下，水分的虧缺（三種設置）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。類似低氮處理的條件，對高氮處理條件下的葉面積進行測定，也得出類似的結果。

2.3 不同水氮條件對葡萄根系生長的影響

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

2.3.1 在葡萄收獲后進行根系的測定，在高氮素水平一致的處理條件下，不同灌水處理主要影響范圍：壟側35～70cm，溝內25～35cm和35～55cm區域的根系干重，隨土壤水分虧缺，設置的3個水分處理的根系干重明顯減少。另一方面，在低氮水平下，3個不同水分處理的根系干重呈現出的結果為：溝內數值小于壟側數值，這說明在溝灌的條件下會促使根系逐漸向側方生長，而在輕度水分虧缺條件下水分對溝內的葡萄根系干重的增加作用更加明顯，也就是可以得出，這種設置條件下根系向土壤深層生長的趨勢比較大。在同一水分條件下，低氮和高氮的處理對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的根系干重。而在不同水分水平條件下，測得低氮處理的根系干重高于高氮的處理，這表明高氮素對降低葡萄根系的干重有一定的影響。

2.3.2 待成熟期后，測定不同水氮處理下的葡萄根長密度。同處理的根長密度集中發布在溝內15～55cm和壟側35～55cm區域，在灌水量和施氮素較高且一致的條件下，隨含水量的最多，根長密度逐漸由溝內向壟側變化，與根系干重的變化程度一致，比較3個水分處理中，水分充足和重度虧水處理的兩個條件下根系密度變化不大，而出現峰值（最大值）的則是輕度虧水處理。比較之下，設置在低氮條件下3個水分處理同樣有相似的結果。同時也得出，低氮處理條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展，間接影響對水分和養分的吸收，影響植株正常生長。植株葡萄根系密度生長過程中，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狀況，也就是說在水分虧缺的程度上，會導致根系往土壤深層方向生長的趨勢。這說明通過根系的主要作用是調整植株吸收水分和肥料以供生長需要，生長方向和根系密度關乎到對土壤生態環境的適應，保證植株的各個生育期的生長。

2.4 不同水氮條件對葡萄果實性狀指標的影響

2.4.1 不同水氮處理下，對整個生育期的果徑大小變化隨時間的變化過程可以發現，葡萄果徑出現2次高峰期，分別是第一次在漿果生長期，之后的20d左右趨于穩定，接著出現第二個生長高峰期。設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。設計的水分水平一致的條件下，數據表明，隨著氮素的增多對應的果徑的數值也隨著增大。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葡萄果徑的增大。

2.4.2 在該試驗中，在水分一致條件下，高氮和低氮處理后相比較，數據反映出葡萄的可溶性固形物的含量是呈遞減趨勢，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。水分虧缺處理結果表明會提高可溶性固形物的含量，從而提高葡萄果實品質。

3 結語

通過對不同土壤水分與氮素條件下葡萄生長指標及產量進行分析比較，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，之后則表現出高氮處理下的含水率高于低氮處理條件下，降低了耗水量。

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

（3）在同一土壤含水量條件下，低氮、高氮處理對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，這說明氮素能夠降低葡萄根系的干重。

（4）果實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。輕度和重度水分處理漿果可溶性固形物含量會分別提高，從而提高葡萄果實品質。