河西地区不同水氮条件下对葡萄生长及产量的影响研究

李 逸

（兰州资源环境职业技术学院，甘肃 兰州 73002）

在西北河西干旱地区，水资源紧缺，水肥利用率低。土壤水分和氮素是影响葡萄生长和干物质积累的主要因素，水氮配比的合理使用对于葡萄的优质高产具有十分重要的作用[1]。因此，研究不同水、氮条件对葡萄耗水、生长及产量的影响，对于指导葡萄种植具有科学意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年3～10月在河西走廊武威地区某葡萄基地进行。该地区海拔高度1610m左右，阳光充足、干旱少雨、昼夜温差大，多年平均降雨量160mm左右，年蒸发量2018mm，年日照时数达3000h以上[2]。土壤质地为沙壤土，土层深度平均容重为1.45g/cm3，田间持水量26.53%～29.6%。供试品种为2015年定植的葡萄“梅鹿辄”，东西行向，行距2.4m，葡萄架高约为1.4m。作物的株距设置成0.9m的单篱架，朝北设置，行距每隔5.5m设置葡萄支柱，其上拉铁丝。采用沟灌的方式，灌水沟设置在葡萄种植行的南面，沟灌横断面为倒置梯形，底宽40cm，沟深20cm，沟顶宽75cm。

1.2 试验设计

试验于2020年间采用传统沟灌方式，试验设计处理分为水分和氮素两个因素，设置3个水分水平（水分充足、轻度水分亏缺、重度水分亏缺），2个施氮水平（高氮、低氮），共计6个处理，每个小区面积为2.4m*6m，每个处理设3个重复，共18个小区，并同时监测当地的灌水和施肥情况。6个不同处理所施用的氮肥主要采用尿素，并按生育期所需的规律保证磷、钾等微量元素供应。

1.3 观测指标和测试方法

1.3.1 土壤含水量的测定

本试验采用烘干法测定含水量[3]。用便携式土壤水分廓线仪，测量土壤内0～100cm各层的土壤水分情况，每隔4～6d进行测量一次记录，注意的是灌水前后及降雨后进行加测，保证数据的可靠性。

1.3.2 叶面积测定

按照每隔5d一个周期，对全生育期内的葡萄植株进行一次叶面积测定。每棵植株随机选择大小一致的2～3个枝条，采用便携式叶面积仪对选择的枝条叶面积进行测量累加[4]，获得叶面积数据，通过枝长、叶片数量与叶面积的相关关系对枝条的叶面积进行拟合计算，叶片数量进行1-2次的复测。

1.3.3 植株的根系测定

采用根钻取根的方法，设定两个阶段根系密度的测定，即果实膨大期和着色成熟期，对各处理进行根系密度分布的测定。6个处理方案中分别选取一株作为典型对象，选取三个不同位置（沟底、垄上、北侧）三个点用根钻取葡萄根系。取回之后进行筛选、清洗干净，用根系扫描仪测定根长密度，烘干法测定根系干重，做好记录。

1.3.4 果实性状指标测定

（1）果径测量从葡萄的开花期过后，果实初成起对果径大小进行监测，每个试验区选取一株，并从中随机标记一串葡萄作为研究对象，分别测定此串葡萄上、中、下三处的果径数据。每5d测量一次，直至葡萄成熟期采摘为止。（2）可溶性固形物的测定从果实膨大期开始到葡萄成熟采摘为止每10d测量一次，每个试验小区随机采摘10粒葡萄，用手持糖度计进行可溶性固形物测定。（3）产量测定是葡萄成熟期对每一小区的产量进行统计。为了减少误差，统计时需要对对每个小区随机挑选3-5株长势均一的葡萄株，对单株产量用0.1g电子秤进行测量。

1.3.5 数据计算与处理方法

本试验得出的数据数据通过Excel2010、SPSS17.0软件同时辅助并用Origin8.0做图，数据均为平均值。

2 结果与分析

2.1 不同水氮条件对的葡萄土壤含水量的影响

从试验小区土层（0～100cm）的平均含水量数据分析，由于3月初期葡萄在萌芽期统一灌水，加之葡萄的叶面积蒸腾作用不明显，植株的实际消耗水分比较少，所以生育前期不同处理之间的土壤含水量差异不大，随着植株的生长，土壤的水分含水率下降的不是很明显。但是葡萄进入抽蔓期开始，植株的耗水量才开始加大，各处理之间的土壤含水量才出现明显变化。经分析得出，在高氮处理下的土壤含水率高于低氮处理。这说明氮素影响土壤的水环境土水势，在土壤水分变化过程中，高氮条件下比低氮条件下的土水势高，偏高的土水势影响根系吸水的程度，高氮条件下根系吸水比较困难，导致根区土壤含水率增高，降低了耗水量。

2.2 不同水氮条件对葡萄叶片性状指标的影响

选取生育期内每个设置小区的8株葡萄进行测定。计算单株叶面积的平均值，然后通过绘制单株叶面积均值在全生育期的变化图，可以得出变化规律呈二次抛物线趋势，从葡萄树萌芽期起叶面积逐渐增长，到开花期左右出现峰值，之后随着果实成长，叶面积缓慢下降。在水分设置一致的条件下，施氮量对植株叶面积有一定的促进作用。萌芽期后，在高氮和低氮处理的两个条件下，随着植株的生长，叶面积也随着增加，而且比较增加效果明显，到浆果期后慢慢降低。在氮素设置一致的条件下，水分的亏缺（三种设置）条件下，低氮处理的条件下叶面积在浆果期前低于高氮处理的条件，浆果期后则变化不明显。类似低氮处理的条件，对高氮处理条件下的叶面积进行测定，也得出类似的结果。

2.3 不同水氮条件对葡萄根系生长的影响

根系是植株生长的重要器官，起到吸收水分和养分的作用。不同水氮条件对葡萄根系生长的影响值得研究。

2.3.1 在葡萄收获后进行根系的测定，在高氮素水平一致的处理条件下，不同灌水处理主要影响范围：垄侧35～70cm，沟内25～35cm和35～55cm区域的根系干重，随土壤水分亏缺，设置的3个水分处理的根系干重明显减少。另一方面，在低氮水平下，3个不同水分处理的根系干重呈现出的结果为：沟内数值小于垄侧数值，这说明在沟灌的条件下会促使根系逐渐向侧方生长，而在轻度水分亏缺条件下水分对沟内的葡萄根系干重的增加作用更加明显，也就是可以得出，这种设置条件下根系向土壤深层生长的趋势比较大。在同一水分条件下，低氮和高氮的处理对葡萄根系干重的影响也是不一样的，在重度水分亏缺条件下则主要影响沟内的根系干重。而在不同水分水平条件下，测得低氮处理的根系干重高于高氮的处理，这表明高氮素对降低葡萄根系的干重有一定的影响。

2.3.2 待成熟期后，测定不同水氮处理下的葡萄根长密度。同处理的根长密度集中发布在沟内15～55cm和垄侧35～55cm区域，在灌水量和施氮素较高且一致的条件下，随含水量的最多，根长密度逐渐由沟内向垄侧变化，与根系干重的变化程度一致，比较3个水分处理中，水分充足和重度亏水处理的两个条件下根系密度变化不大，而出现峰值（最大值）的则是轻度亏水处理。比较之下，设置在低氮条件下3个水分处理同样有相似的结果。同时也得出，低氮处理条件下的根系密度要高于高氮处理的根系密度，原因是高氮条件下影响根系的发展，间接影响对水分和养分的吸收，影响植株正常生长。植株葡萄根系密度生长过程中，需要水分和肥力，以供植株的生理需要。相同的氮素水平条件下，在根系垂直方向上，土壤的含水量影响其分布和生长状况，也就是说在水分亏缺的程度上，会导致根系往土壤深层方向生长的趋势。这说明通过根系的主要作用是调整植株吸收水分和肥料以供生长需要，生长方向和根系密度关乎到对土壤生态环境的适应，保证植株的各个生育期的生长。

2.4 不同水氮条件对葡萄果实性状指标的影响

2.4.1 不同水氮处理下，对整个生育期的果径大小变化随时间的变化过程可以发现，葡萄果径出现2次高峰期，分别是第一次在浆果生长期，之后的20d左右趋于稳定，接着出现第二个生长高峰期。设置在氮素水平一致的条件下，随着土壤水分的减少葡萄的果径也随着减小。设计的水分水平一致的条件下，数据表明，随着氮素的增多对应的果径的数值也随着增大。此外，高水高氮条件下处理的葡萄果径在生育期末达到处理中的最大值，低水和低氮处理则相反，这也反映出增加氮量和水分可以促进葡萄果径的增大。

2.4.2 在该试验中，在水分一致条件下，高氮和低氮处理后相比较，数据反映出葡萄的可溶性固形物的含量是呈递减趋势，在氮素水平一致的条件下，并随着水分的灌溉量增加，可溶性固形物的含量也随着增加。水分亏缺处理结果表明会提高可溶性固形物的含量，从而提高葡萄果实品质。

3 结语

通过对不同土壤水分与氮素条件下葡萄生长指标及产量进行分析比较，研究表明：

（1）在水分一致的条件下，抽蔓期之前高氮处理和低氮处理下的土壤含水量变化不明显，之后则表现出高氮处理下的含水率高于低氮处理条件下，降低了耗水量。

（2）葡萄生长阶段增加施氮量能够提高葡萄的单株叶面积，氮素的提高会降低作物的根系生长，而一定程度上的水分亏缺会导致葡萄的细根向土层深度方向上增长。

（3）在同一土壤含水量条件下，低氮、高氮处理对葡萄根系干重的影响不同。而不同水分水平条件下高氮处理的根系干重低于低氮处理，这说明氮素能够降低葡萄根系的干重。

（4）果实可溶性固形物的含量随着施氮量的降低而降低，并随着灌水量多少程度的加深而呈增加的趋势。轻度和重度水分处理浆果可溶性固形物含量会分别提高，从而提高葡萄果实品质。