滴灌灌施磷鉀肥對(duì)矮砧蘋果樹(shù)生理生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

賀琦琦，郭向紅，楊 凱，石美娟，馬娟娟，孫西歡，雷 濤，劉艷武

(1.太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030024; 2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所，太原 030100)

0 引 言

中國(guó)的蘋果生產(chǎn)在改革開(kāi)放以來(lái)的幾十年中發(fā)生了很大的變化，種植面積總體來(lái)說(shuō)就是在波動(dòng)中不斷增長(zhǎng)，且黃土高原地區(qū)蘋果種植面積持續(xù)增加[1]。山西省處于黃土高原的內(nèi)陸地區(qū)，近些年蘋果產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，種植面積不斷增加。在山西省的實(shí)際用水總量中，農(nóng)業(yè)灌溉用水占比最大，占到了用水總量的一半以上[2]，但是由于水資源常年持續(xù)嚴(yán)重短缺[3]，嚴(yán)重制約了蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在水資源緊缺的情況下，傳統(tǒng)的大水漫灌依舊是果園灌溉的主要方式，這樣肥大水勤不僅造成大量的水資源浪費(fèi)，還會(huì)水土環(huán)境污染，使得營(yíng)養(yǎng)元素不能被果樹(shù)有效吸收利用，影響果樹(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，改變傳統(tǒng)灌溉方式，將節(jié)水灌溉理論與技術(shù)應(yīng)用在蘋果種植方面迫在眉睫。

滴灌是一種典型的節(jié)水灌溉方法，自1974年由墨西哥引進(jìn)我國(guó)[4]，幾十年以來(lái)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展[5]。滴灌施肥是指將肥料溶于灌溉水中，隨水一起直接作用于果樹(shù)根部，可以定量給果樹(shù)輸送養(yǎng)分及水分，并且可以維持適宜的水分和養(yǎng)分濃度，在節(jié)水節(jié)肥的同時(shí)提高水分和養(yǎng)分的利用率[6]。近年來(lái)，滴灌施肥在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)頗為廣泛，很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)研究，研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)施肥相比，滴灌施肥可以提高柑橘和蘋果等作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7,8]，可以保持根部土壤周圍穩(wěn)定濃度的肥液[9]，還可以提高磷肥的利用效率[10]，不過(guò)滴灌施肥的研究對(duì)象主要是西瓜、番茄、棉花、葡萄等經(jīng)濟(jì)作物[11-13],在蘋果樹(shù)方面研究還甚少，而且大都集中在施肥與不施肥或者滴灌施肥與傳統(tǒng)施肥的差異，在所施肥料種類以及各肥料施用量方面還研究甚少，因此本文將進(jìn)行滴灌施肥對(duì)矮砧蘋果樹(shù)生理生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響研究，以期為黃土高原地區(qū)果園科學(xué)灌溉施肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在山西省農(nóng)科院果樹(shù)所的果樹(shù)節(jié)水灌溉示范園(112°32′E, 37°23′N)進(jìn)行，果園位于山西省太谷縣，距太谷縣城12 km。果園海拔800多m，年均降雨量442.64 mm，受季節(jié)影響全年降雨分布不均，集中分布在6-8月份，12-2月是全年降雨量最少的時(shí)期。年平均氣溫一般介于9.8 ℃，無(wú)霜期170 d左右，屬溫帶大陸性氣候。試驗(yàn)區(qū)土壤類型為壤土，體積質(zhì)量為1.47 g/cm2。試驗(yàn)材料為長(zhǎng)勢(shì)一致且健康無(wú)病蟲(chóng)害的八年生矮砧蘋果樹(shù)。

1.2 試驗(yàn)方法

為研究滴灌灌施磷鉀肥對(duì)矮砧蘋果樹(shù)生理生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，試驗(yàn)將磷鉀追肥量作為控制因子，設(shè)置3個(gè)磷肥水平：49(P1)、70(P2)和91 kg/hm2(P3)，3個(gè)鉀肥水平：70(K1)、100(K2)和130 kg/hm2(K3)，共設(shè)6個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。其中：T1、T2、T3處理的磷肥追肥總量分別為P1、P2、P3，鉀肥追肥總量為K2；T4、T5處理的鉀素追肥總量分別為K1、K3，磷素追肥總量為P2；T6處理為磷肥采用P2，鉀肥采用K2的地面灌溉對(duì)照組(CK)。磷肥采用上海優(yōu)馬公司出品的優(yōu)馬生物磷(P2O5含量60%)，鉀肥采用美國(guó)優(yōu)馬公司出品的優(yōu)馬生物鉀(K2O含量52%)，分別在萌芽期、新梢旺長(zhǎng)期和果實(shí)膨大期每次按總施用量的1/3施入。

田間采用小區(qū)試驗(yàn)，各處理灌水下限為田間持水量的60%，灌水上限為田間持水量的90%，對(duì)照組地面灌溉與滴灌的灌水上下限一致。果園的基肥在上年11月10日左右施入，其基肥施入標(biāo)準(zhǔn)：羊糞15斤/株。此外，氮肥采用安徽淮化股份有限公司生產(chǎn)的尿素硝酸銨溶液(總N含量32%)，各處理施用總量一致均為100 kg/hm2，在3個(gè)生育期分別以總施用量的1/3施入。不同處理具體施肥情況見(jiàn)表1。

表1 不同處理施肥情況

1.3 試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目

試驗(yàn)測(cè)定的項(xiàng)目包括樹(shù)干直徑、新梢生長(zhǎng)量、清晨葉片水勢(shì)和果實(shí)重量。樹(shù)干直徑采用游標(biāo)卡尺每隔15 d左右測(cè)量一次。新梢生長(zhǎng)量采用卷尺測(cè)量，每棵樹(shù)取長(zhǎng)勢(shì)良好的短枝、中枝和長(zhǎng)枝各3枝進(jìn)行掛牌標(biāo)記，每隔15 d左右測(cè)量一次。清晨葉片水勢(shì)采用WP4C露點(diǎn)水勢(shì)儀于清晨7點(diǎn)每隔15 d左右測(cè)定一次。以每棵樹(shù)為單位采收蘋果，用電子天平稱量蘋果的質(zhì)量，用以計(jì)算各個(gè)處理的蘋果產(chǎn)量和單果重(單棵樹(shù)產(chǎn)量/單棵樹(shù)蘋果數(shù)量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴灌灌施磷鉀對(duì)蘋果樹(shù)樹(shù)干直徑的影響

圖1為不同灌溉施肥處理蘋果樹(shù)樹(shù)干直徑的累計(jì)增長(zhǎng)量變化趨勢(shì)。由圖1可知，6種灌溉施肥處理均能有效促進(jìn)矮砧蘋果樹(shù)樹(shù)干直徑的生長(zhǎng)，樹(shù)干直徑累計(jì)增長(zhǎng)量的變化趨勢(shì)基本一致，整個(gè)生育期內(nèi)具體表現(xiàn)為在新梢旺長(zhǎng)期內(nèi)增長(zhǎng)較快、長(zhǎng)勢(shì)良好，進(jìn)入果實(shí)膨大期后增長(zhǎng)速度放緩，直至停止生長(zhǎng)。對(duì)6個(gè)灌溉施肥處理進(jìn)行綜合對(duì)比可知，生育期內(nèi)樹(shù)干直徑累計(jì)增長(zhǎng)量表現(xiàn)為P2K2>P3K2>CK>K3P2>K1P2>P1K2。

圖1 不同處理蘋果樹(shù)樹(shù)干直徑累計(jì)增長(zhǎng)量變化

六月中旬之前各處理樹(shù)干直徑累計(jì)增長(zhǎng)量均表現(xiàn)為快速增長(zhǎng)，其中P3K2處理樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速度最快，增長(zhǎng)量最大，P1K2處理樹(shù)干直徑生長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)量最小，這是因?yàn)樵谔O果樹(shù)的新梢旺長(zhǎng)時(shí)期，磷肥對(duì)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，所以在這個(gè)時(shí)期適量增加磷肥的施用量可以有效促進(jìn)樹(shù)干直徑的生長(zhǎng)。7-9月份處于果實(shí)膨大期，這期間各處理樹(shù)干直徑增長(zhǎng)速度較之前變緩，其中P2K2和CK處理樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速度最快，增長(zhǎng)量最大，K1P2處理新梢生長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)量最小，這是因?yàn)樵谔O果樹(shù)的果實(shí)膨大期，果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)鉀肥敏感度較高，K1P2處理的鉀肥水平較低，滿足不了果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)鉀肥的需求，因此果樹(shù)樹(shù)干直徑生長(zhǎng)緩慢。

對(duì)照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量一致，對(duì)比可知在整個(gè)生育期內(nèi)P2K2處理的樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速度和累計(jì)增長(zhǎng)量均高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對(duì)蘋果樹(shù)的樹(shù)干直徑生長(zhǎng)具有一定的影響，相比常規(guī)地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹(shù)保水保肥，更能有效促進(jìn)果樹(shù)樹(shù)干直徑的生長(zhǎng)。

2.2 滴灌灌施磷鉀對(duì)蘋果樹(shù)新梢的影響

圖2為不同處理下蘋果樹(shù)新梢的累計(jì)增長(zhǎng)量變化趨勢(shì)。由圖2可知，6個(gè)灌溉施肥處理均能有效促進(jìn)矮砧蘋果樹(shù)新梢的生長(zhǎng)，新梢累計(jì)增長(zhǎng)量的變化趨勢(shì)基本一致，整個(gè)生育期內(nèi)具體表現(xiàn)為在新梢旺長(zhǎng)期內(nèi)增長(zhǎng)較快、長(zhǎng)勢(shì)良好，進(jìn)入果實(shí)膨大期后增長(zhǎng)速度放緩，直至停止生長(zhǎng)。對(duì)6個(gè)灌溉施肥處理進(jìn)行綜合對(duì)比可知，生育期內(nèi)新梢累計(jì)增長(zhǎng)量表現(xiàn)為P2K2>K3P2>CK>P3K2>P1K2>K1P2。

圖2 不同處理蘋果樹(shù)新梢累計(jì)增長(zhǎng)量變化

六月底之前各處理新梢累計(jì)增長(zhǎng)量均表現(xiàn)為穩(wěn)定快速增長(zhǎng)，其中P3K2處理新梢生長(zhǎng)速度最快，增長(zhǎng)量最大，P1K2處理新梢生長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)量最小，這是因?yàn)樵谔O果樹(shù)的新梢旺長(zhǎng)時(shí)期，磷肥對(duì)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，所以在這個(gè)時(shí)期適量增加磷肥的施用量可以有效促進(jìn)新梢的增長(zhǎng)，但是過(guò)量施用磷肥也可能會(huì)產(chǎn)生新梢徒長(zhǎng)現(xiàn)象。8-9月份處于果實(shí)膨大期，這期間各處理新梢增長(zhǎng)速度較之前變緩，其中P2K2與K3P2處理新梢生長(zhǎng)速度最快，增長(zhǎng)量最大，K1P2處理新梢生長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)量最小，這是因?yàn)樵谔O果樹(shù)的果實(shí)膨大期，鉀肥對(duì)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，所以在這個(gè)時(shí)期適量增加鉀肥的施用量可以有效促進(jìn)新梢的增長(zhǎng)，從而促進(jìn)果樹(shù)充分吸收光照。

對(duì)照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對(duì)比可知在整個(gè)生育期內(nèi)P2K2處理的新稍生長(zhǎng)速度和累計(jì)增長(zhǎng)量均高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對(duì)蘋果樹(shù)的新梢生長(zhǎng)具有一定的影響，相比常規(guī)地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹(shù)保水保肥，更能有效促進(jìn)果樹(shù)新梢的生長(zhǎng)。

2.3 滴灌灌施磷鉀對(duì)蘋果樹(shù)清晨葉水勢(shì)的影響

圖3為早上7點(diǎn)不同灌溉施肥處理蘋果樹(shù)葉水勢(shì)的動(dòng)態(tài)變化。由圖3可知，6種灌溉施肥處理?xiàng)l件下，葉水勢(shì)的變化趨勢(shì)大體一致，在全生育期具體表現(xiàn)為先減小后增大再減小，在七月初的時(shí)候達(dá)到最高峰。對(duì)6個(gè)灌溉施肥處理進(jìn)行綜合對(duì)比可知，整個(gè)生育期內(nèi)葉水勢(shì)平均值大小表現(xiàn)為P2K2>CK>K3P2>P1K2>P3K2>K1P2。

圖3 不同處理蘋果樹(shù)葉水勢(shì)動(dòng)態(tài)變化

在四月下旬至六月下旬(開(kāi)花期到幼果期)，各處理葉水勢(shì)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，其均值大小表現(xiàn)為：P2K2 >CK >P1K2 >K3P2 >P3K2>K1P2，由于這個(gè)階段果樹(shù)蒸騰耗水量少，各處理葉水勢(shì)均處于一個(gè)較高的水平，其中P2K2處理葉水勢(shì)值最高。六月下旬至八月上旬(幼果期到果實(shí)膨大期)，各處理葉水勢(shì)呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，其均值大小表現(xiàn)為：K3P2 >P2K2 > P3K2>CK >K1P2>P1K2，在這個(gè)階段果樹(shù)的蒸騰作用不斷加強(qiáng)，蒸騰耗水量越來(lái)越大，因此果樹(shù)葉片的水勢(shì)不斷降低，從而增強(qiáng)根系從土壤中吸收水分的能力。八月上旬至九月下旬(果實(shí)膨大期)，各處理葉水勢(shì)基本呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，其均值大小表現(xiàn)為：P2K2 > K3P2 >CK >P1K2>K1P2 >P3K2，這個(gè)階段果樹(shù)蒸騰耗水逐漸減少，各處理葉水勢(shì)大小雖仍存在增大減小的變化，但最終都將不斷回升。由此可知，在果樹(shù)蒸騰消耗量小的生長(zhǎng)發(fā)育階段，P2K2處理的磷鉀肥施肥水平可使果樹(shù)的葉水勢(shì)基本保持在一個(gè)較高的水平，從而使果樹(shù)根部土壤有效保蓄水分，提高水分利用效率。

對(duì)照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對(duì)比可知在整個(gè)生育期內(nèi)P2K2處理的葉水勢(shì)值均大于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對(duì)蘋果樹(shù)的葉水勢(shì)值大小具有一定的影響，相比常規(guī)地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹(shù)保水保肥。

2.4 滴灌灌施磷鉀對(duì)蘋果樹(shù)產(chǎn)量的影響

圖4為不同灌溉施肥處理之間蘋果樹(shù)果實(shí)單果重、果實(shí)數(shù)和產(chǎn)量的差異對(duì)比，由圖4可知各處理果實(shí)單果重表現(xiàn)為：K3P2 >P2K2 >P3K2 >CK >P1K2 >K1P2，果實(shí)數(shù)表現(xiàn)為：P2K2 >P3K2 >K3P2 >CK >P1K2 >K1P2，產(chǎn)量表現(xiàn)為：P2K2 >K3P2 >P3K2 >CK >P1K2 >K1P2其中K3P2處理單果重最大；P2K2果實(shí)數(shù)最多，產(chǎn)量也最大。由此可知，在果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育期間適當(dāng)增加鉀肥的施用量，可以有效促進(jìn)蘋果樹(shù)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，通過(guò)增加果實(shí)的單果重量和果實(shí)數(shù)量，達(dá)到增產(chǎn)的目的，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖4 不同處理蘋果樹(shù)果實(shí)重量、數(shù)量及產(chǎn)量對(duì)比

對(duì)照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對(duì)比可知P2K2處理的單果重、果實(shí)數(shù)和產(chǎn)量均明顯高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對(duì)蘋果樹(shù)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的影響，相比常規(guī)地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹(shù)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文進(jìn)行滴灌條件下不同施肥水平對(duì)矮砧蘋果樹(shù)生理生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響研究。結(jié)果表明：不同施肥水平對(duì)矮砧蘋果樹(shù)的新稍生長(zhǎng)、樹(shù)干直徑、葉水勢(shì)和產(chǎn)量均具有不同程度的影響。其中P2K2施肥水平可有效促進(jìn)矮砧蘋果樹(shù)樹(shù)干直徑和新梢的生長(zhǎng)，相比其他處理可顯著增加果樹(shù)樹(shù)干直徑和新梢的累計(jì)增長(zhǎng)量；K2P2和K3P2施肥水平可有效促進(jìn)矮砧蘋果樹(shù)果實(shí)的發(fā)育，果實(shí)的單果重較其他處理顯著提高；相比地面灌溉，滴灌施肥可以有效促進(jìn)矮砧蘋果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

綜合考慮生長(zhǎng)、生理以及產(chǎn)量的各項(xiàng)指標(biāo)，滴灌條件下P2K2處理最有利于矮砧蘋果樹(shù)的生理生長(zhǎng)，并且能夠在節(jié)水節(jié)肥的基礎(chǔ)上達(dá)到增產(chǎn)的效果，為適宜的蘋果樹(shù)灌溉施肥方案。