基于產(chǎn)量和品質(zhì)的陜北蘋果滴灌水量和追施氮量?jī)?yōu)化研究

張建鍇，曹紅霞，潘小燕，南學(xué)平

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.陜西果業(yè)科技集團(tuán)有限公司，陜西 楊凌 712100)

陜西黃土高原地區(qū)是中國(guó)最大的蘋果生產(chǎn)區(qū)，由于獨(dú)特的氣候和土壤條件，被認(rèn)為是世界上最佳的蘋果優(yōu)生區(qū)之一[1-2]。蘋果作為近20 a來(lái)效益穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)作物，在推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、促進(jìn)農(nóng)民增收過(guò)程中作用巨大[3]。水分是果樹進(jìn)行正常生命活動(dòng)的先決條件，是維持光合作用和果實(shí)產(chǎn)量的關(guān)鍵，對(duì)果實(shí)品質(zhì)也很重要，但傳統(tǒng)的漫灌方式導(dǎo)致水分利用率低和水資源的浪費(fèi)[4]，氮素是果樹最重要的營(yíng)養(yǎng)元素，是與蘋果生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)密切相關(guān)的元素[5-6]。隨著人們生活水平的日益提高，在增加產(chǎn)量的基礎(chǔ)上對(duì)品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)由于蘋果生產(chǎn)效益較好，果農(nóng)普遍重視化肥的施用，因果農(nóng)施肥的盲目性和隨意性，施肥過(guò)量情況嚴(yán)重，而蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)沒(méi)有得到相應(yīng)程度的改善，影響經(jīng)濟(jì)效益[7]。果園土壤營(yíng)養(yǎng)診斷比一般大田作物困難和復(fù)雜[8]，蘋果施肥沒(méi)有按照階段性需肥規(guī)律施肥，造成肥料的浪費(fèi)和利用率的下降[9]。

通過(guò)合理的灌溉和施氮促進(jìn)水氮協(xié)同效應(yīng)，對(duì)提高產(chǎn)量和品質(zhì)有重要意義。榮傳勝等[10]研究表明，與果農(nóng)漫灌施肥相比，水肥一體化模式下滴灌減量施肥能顯著提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。張芳芳等[11]研究指出，初夏施氮既滿足蘋果氮素“斷奶期”的需要，又為果實(shí)膨大、成熟和花芽分化提供足夠的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，而且這一時(shí)期根系正處于活躍生長(zhǎng)和更新期，有利于對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，可提高肥料利用率。Parvizi等[12]研究表明，在水肥一體化模式下虧缺灌溉可顯著提高石榴可溶性固形物含量，追施尿素可顯著提高石榴的單果質(zhì)量。國(guó)外通常應(yīng)用水肥一體化技術(shù)來(lái)克服水肥利用率低的問(wèn)題，但由于其硬件設(shè)施要求高，投資大，短期內(nèi)在我國(guó)難以推廣[13]。劉賢趙等[14]研究發(fā)現(xiàn)，深溝施肥可明顯改善果樹生長(zhǎng)的土壤環(huán)境，促進(jìn)新梢生長(zhǎng)，提高單株產(chǎn)量。通過(guò)合理施肥提高氮肥利用率是果樹氮素管理和果實(shí)增產(chǎn)的重要措施，是節(jié)約肥料資源、增加收益和保護(hù)環(huán)境的主要途徑[15]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要對(duì)石榴樹[16]、棗樹[17]、桃樹[18]等果樹在水肥一體化模式下進(jìn)行了大量的水氮調(diào)控效應(yīng)研究，將滴灌和深溝施肥結(jié)合，針對(duì)滴灌水量和初夏追施氮量，對(duì)蘋果生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究鮮有報(bào)道。

本文基于2 a田間試驗(yàn)，將滴灌與深溝施肥結(jié)合組成新的灌水施肥方式，利用Penman-Monteith公式計(jì)算作物需水量，通過(guò)分析比較不同滴灌水量和初夏追施氮量對(duì)蘋果生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期確定蘋果較優(yōu)的灌水和追施氮水平，為實(shí)現(xiàn)蘋果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017—2018年在黃土高原溝壑區(qū)的洛川縣蘋果園(109°20′E，35°45′N)進(jìn)行，該區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年均降水量592.6 mm，年均蒸發(fā)量1 560 mm，年均氣溫9.2℃，年均風(fēng)速2.0 m·s-1，無(wú)霜期167 d。供試果園地勢(shì)平坦，可灌溉，土壤為黃綿土，平均干容重為1.38 g·cm-3，田間持水率21.7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，凋萎含水率8.2%。2 a供試果園試驗(yàn)布置前土壤肥力狀況如表1所示。

表1 果園土壤養(yǎng)分狀況

圖1 2017—2018年蘋果生育期各月降雨量和氣溫分布Fig.1 Distribution of monthly rainfall and temperature during the apple growing season from 2017 to 2018

2 a蘋果生育期內(nèi)各月的降雨量和氣溫分布如圖1所示。2 a各月的溫度和降雨略有差異，2017年和2018年7月最高溫度分別是39.1℃和34.6℃，2017年和2018年4月最低溫度分別是-1.07℃和-4.87℃。2017年和2018年蘋果生育期內(nèi)的總降雨量分別為459.8 mm和480.8 mm。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

選用長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的19 a生富士(長(zhǎng)富2號(hào))為試驗(yàn)材料，果樹南北向種植，行、株距5 m×4 m。供試基肥為復(fù)合肥料(N∶P∶K=14∶16∶15)，供試追肥為尿素(N≥46%)，農(nóng)業(yè)用硫酸鉀(K2O≥51%)。

試驗(yàn)設(shè)灌水量和追施氮量2個(gè)因素，根據(jù)相關(guān)研究[19-20]并結(jié)合當(dāng)?shù)厥┓尸F(xiàn)狀，追施氮處理設(shè)4個(gè)水平：高氮(N1：施純氮0.69 kg·棵-1，約合345 kg·hm-2)、中氮(N2：施純氮0.46 kg·棵-1，約合230 kg·hm-2)、低氮(N3：施純氮0.23 kg·棵-1，約合115 kg·hm-2)和不施氮N4，各處理灌水量均為80%I(W2，I為計(jì)算灌水量)，探究最優(yōu)追施氮量；在Penman-Monteith公式計(jì)算的作物需水量基礎(chǔ)上設(shè)4個(gè)灌溉水平：高水(W1：100%I)、中水(W2：80%I)、低水(W3：60%I)和不灌水W4，各處理追施氮量均為230 kg·hm-2(N2)，探究最優(yōu)灌水量。施肥方式采用條狀深溝施肥，沿樹冠投影邊緣開挖長(zhǎng)50～60 cm、寬20～30 cm、深40～60 cm的條狀溝。2017年3月15日和2018年3月20日果園進(jìn)行基施肥，每棵樹施純氮0.7 kg(約合350 kg·hm-2)，純磷0.8 kg(約合400 kg·hm-2)，純鉀0.75 kg(約合375 kg·hm-2)。2017年6月10日和2018年6月13日果園進(jìn)行追施肥，除追施氮肥外，每棵樹追施純鉀0.51 kg(約合255 kg·hm-2)。灌溉方式采用環(huán)繞式滴灌，滴灌區(qū)支管(Φ16 mm)沿種植行布置，在每棵樹附近支管上安裝滴灌管(Φ12 mm)，滴灌管環(huán)繞樹中心形成直徑約為1.5 m的圓環(huán)，在滴灌管上均勻布置10個(gè)滴頭，滴頭間距50 cm。每個(gè)灌水小區(qū)采用獨(dú)立水表和水閥控制灌水量。自2017年4月6日和2018年4月1日起，每隔15 d對(duì)作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行計(jì)算并根據(jù)15 d內(nèi)的降雨量決定是否需要灌溉，直至2017年10月2日和2018年9月27日。2017年10月19日和2018年10月15日收獲。試驗(yàn)共7個(gè)處理小區(qū)(表2)，完全隨機(jī)排列，每處理設(shè)3次重復(fù)，試驗(yàn)樹四周設(shè)置保護(hù)行，劃為1個(gè)小區(qū)，每小區(qū)15棵樹。供試果園剪枝、病蟲害防治、疏花疏果等管理措施與當(dāng)?shù)毓麍@一致。灌水量計(jì)算式為：

(1)

式中，I為計(jì)算灌水量(mm)，n為天數(shù)，Kc為作物系數(shù)，ET0為日參考作物蒸發(fā)蒸騰量(mm)，α為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，P為日降水量(mm)。灌水期間Kc按如下取值：4月Kc=0.43，5月Kc=0.59，6月Kc=0.88，7月Kc=1.06，8月Kc=1.06，9月Kc=1.01[21-22]；日ET0依據(jù)FAO56推薦的Penman-Monteith公式計(jì)算；α按如下取值：P<5 mm，α=0；5 mm≤P<50 mm，α=1.0；P≥50 mm，α=0.7～0.8[23]。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 氣象數(shù)據(jù) 試驗(yàn)果園附近設(shè)置1臺(tái)微型氣象站(HOBO,Onset Computer Corporation ,USA)，每隔15 min自動(dòng)記錄1次環(huán)境參數(shù)，包括降雨、大氣壓強(qiáng)、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速、溫度和相對(duì)濕度等。

1.3.2 葉片相對(duì)含水率 2017年8月27日和2018年8月30日(果實(shí)膨大后期)選取各處理試驗(yàn)樹東南西北4個(gè)方向的長(zhǎng)勢(shì)均勻、大小適中、無(wú)病蟲害的成熟葉片，每棵試驗(yàn)樹摘取10片，取下后測(cè)其鮮質(zhì)量Wf(g)，然后放入裝有1 000 mL蒸餾水的燒杯內(nèi)浸泡，至其質(zhì)量不再增加，得到其飽和鮮質(zhì)量Wt(g)，然后放入105℃干燥箱內(nèi)殺青30 min，最后將溫度調(diào)至75℃干燥至恒質(zhì)量，即干質(zhì)量Wd(g)。

葉片相對(duì)含水率RWC(g·g-1)計(jì)算式為:

(2)

1.3.3 葉片SPAD值 葉綠素儀通過(guò)測(cè)量葉片對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)段的吸收率計(jì)算出SPAD值，用數(shù)字表示葉綠素的相對(duì)含量。本研究所用儀器為葉綠素儀SPAD-502 Plus(Knioca Minolta，日本)。生育期內(nèi)在各處理試驗(yàn)樹東、南、西、北4個(gè)方向選取上、中、下部位的成熟葉片，每處理共36片葉，在葉緣和葉脈中間部位測(cè)定SPAD值。分別自2017年4月20日和2018年4月16日起，每隔15 d測(cè)定一次，于2017年9月17日和2018年9月26日止。

表2 各處理小區(qū)的灌水量和施氮量

1.3.4 產(chǎn)量 分別于2017年10月19日和2018年10月15日果實(shí)成熟時(shí)將各處理試驗(yàn)樹蘋果全部采收，用分級(jí)板對(duì)蘋果進(jìn)行手工分級(jí)。分級(jí)板上有80、75、70 mm等不同直徑的圓孔，可將果實(shí)按橫徑大小分成若干等級(jí)。本研究將每棵試驗(yàn)樹果實(shí)橫徑分為>80 mm、70～80 mm、<70 mm 3級(jí)。分級(jí)后稱量各級(jí)蘋果質(zhì)量并計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.5 品質(zhì) 果實(shí)采收后，每棵試驗(yàn)樹隨機(jī)選取10個(gè)蘋果進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。用稱量法測(cè)定單果重；用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)的縱徑和橫徑，并計(jì)算果形指數(shù)(果實(shí)縱徑與橫徑的比值)；用鉬藍(lán)比色法測(cè)定果實(shí)維生素C；用GY-4-J 型硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度；用RHBO-90型手持折射儀測(cè)定可溶性固形物；用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖；用酸堿滴定法測(cè)定果實(shí)可滴定酸；用可溶性糖與可滴定酸的比值表示糖酸比；用WSC-2B便攜式精密色差儀測(cè)定果實(shí)色澤。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2010軟件對(duì)不同處理間各指標(biāo)進(jìn)行基礎(chǔ)整理；用SPSS Statistics 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；用Origin 2019軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水量和追施氮量對(duì)葉片相對(duì)含水率的影響

灌水量和追施氮量對(duì)葉片相對(duì)含水率的影響如圖2所示。灌水量對(duì)葉片相對(duì)含水率影響顯著(2017年：P<0.05，F(xiàn)=18.559；2018年：P<0.05，F(xiàn)=22.750)；追施氮量對(duì)葉片相對(duì)含水率影響不顯著(2017年：P=0.373，F(xiàn)=1.123；2018年：P=0.434，F(xiàn)=0.972)。在N2追施氮量下，葉片相對(duì)含水率隨灌水量的增加而增加，具體表現(xiàn)為：W1、W2和W3處理的葉片相對(duì)含水率均顯著大于W4處理，W1和W2處理差異不顯著。W1、W2和W3處理2 a平均葉片相對(duì)含水率比W4處理分別增加7.5%、6.3%、2.5%。2年W1N2處理的葉片相對(duì)含水率均為最大，平均為0.87；W4N2處理最小，平均為0.81。W1N2、W2N2和W2N1處理葉片相對(duì)含水率不存在顯著差異，說(shuō)明適量的灌水或追施氮能有效增加蘋果葉片相對(duì)含水率，過(guò)量灌水或追施氮不能大幅增加葉片相對(duì)含水率，造成資源浪費(fèi)。

注：柱上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Note：Different small letters indicate significant difference among treatments within a season (P<0.05). The same below.圖2 2017—2018年灌水和追施氮處理下蘋果葉片的相對(duì)含水率Fig.2 Leaf relative water content of apple tree under different irrigation and nitrogen treatments

2.2 灌水量和追施氮量對(duì)葉片SPAD值的影響

灌水處理和追施氮處理下蘋果葉片SPAD值隨生育進(jìn)程的變化趨勢(shì)如圖3所示。生育前期(4月15日—6月20日)由于葉片萌發(fā)和初期生長(zhǎng)，SPAD值迅速增加，生育中期(6月21日—8月20日)追施氮后，除N4外，各追施氮處理的SPAD值均迅速增加，處理間差異逐漸顯現(xiàn)。生育后期(8月21日—9月30日)葉片基本停止生長(zhǎng)，逐漸枯萎和凋落，SPAD值呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。N2追施氮量的SPAD值在2 a間均為W1處理取得最大值，平均為61.30，SPAD值隨灌水量的增加而增加，總體表現(xiàn)為W1>W2>W3>W4；W2滴灌水量下的2 a SPAD值均為N1處理取得最大值，平均為61.16，SPAD值隨追施氮量的增加而增加，追施氮后表現(xiàn)為N1>N2>N3>N4?？梢姡黾庸嗨亢妥肥┑烤苡行г黾尤~片SPAD值。

圖3 2017—2018年生長(zhǎng)季灌水和追施氮處理下蘋果葉片的SPAD值Fig.3 Leaf SPAD of apple tree under different irrigation andnitrogen treatments in the growing season of 2017-2018

2.3 灌水量和追施氮量對(duì)產(chǎn)量的影響

灌水量和追施氮量對(duì)蘋果產(chǎn)量影響極顯著(表3)。進(jìn)行灌水和追施氮處理的蘋果產(chǎn)量均顯著大于不灌水(W4)和不追施氮(N4)處理，2 a間W1N2處理的蘋果總產(chǎn)量均為最大，平均為53.15 t·hm-2；W2N4處理最小，平均為33.89 t·hm-2。N2追施氮量下，W1、W2和W3處理<70 mm的蘋果產(chǎn)量均顯著小于W4處理，2017年W1和W2差異不顯著，2018年W1顯著小于W2；70～80 mm的蘋果產(chǎn)量除W1和W2差異不顯著外，各處理均隨灌水量的增加顯著增加；>80 mm的蘋果產(chǎn)量隨灌水量的增加顯著增加，2018年W1和W2處理差異不顯著；2017年蘋果總產(chǎn)量隨灌水量的增加顯著增加，2018年當(dāng)灌水量由W2提高到W1時(shí)，總產(chǎn)量不再顯著增加，2年W1比W2處理平均僅增加3.4%，2017年和2018年進(jìn)行灌水處理的蘋果總產(chǎn)量分別比W4處理增產(chǎn)10.0%～24.1%和9.4%～32.3%。

W2灌水量下，<70 mm的蘋果產(chǎn)量除N1和N2處理間差異不顯著外，2017年隨追施氮量的增加顯著降低，2018年隨追施氮量的增加先顯著增加后顯著降低；70～80 mm的蘋果產(chǎn)量隨追施氮量的增加先增加后降低，N1和N2處理差異不顯著；>80 mm的蘋果產(chǎn)量除2018年N1和N2處理差異不顯著外，各處理均隨追施氮量的增加先顯著增加后顯著降低；蘋果總產(chǎn)量隨追施氮量的增加先增加后降低，N1和N2處理差異不顯著，N1、N2和N3處理2 a平均總產(chǎn)量比N4處理分別增加50.4%、54.2%和26.6%。增加灌水量和追施氮量可以提高果實(shí)產(chǎn)量，追施氮量對(duì)產(chǎn)量的影響明顯高于灌水量的影響，但過(guò)量追施氮會(huì)對(duì)果實(shí)產(chǎn)量產(chǎn)生一定的抑制作用。綜合分析各處理的產(chǎn)量，W2N2處理能在不浪費(fèi)資源的前提下顯著提高蘋果產(chǎn)量。

年份對(duì)各橫徑區(qū)間產(chǎn)量及總產(chǎn)量影響極顯著，2017年<70 mm的蘋果產(chǎn)量比2018年減少11.5%，2017年70～80 mm產(chǎn)量、>80 mm產(chǎn)量和蘋果總產(chǎn)量比2018年分別增加71.7%、77.9%和52.9%。2017年優(yōu)果率和總產(chǎn)量顯著高于2018年。

表3 不同灌水處理和追施氮處理的蘋果產(chǎn)量

2.4 灌水量和追施氮量對(duì)蘋果品質(zhì)的影響

2.4.1 灌水量和追施氮量對(duì)蘋果商品品質(zhì)指標(biāo)的影響

(1)單果重。2 a不灌水(W4)和不追施氮(N4)處理的單果重顯著小于灌水和追施氮處理(表4)。W1N2處理的單果重2 a均為最大，平均為212.86 g，W2N4處理最小，平均為158.29 g。在N2追施氮量下，單果重除W1和W2處理差異不顯著外，各處理均隨灌水量的增加顯著增加，W1、W2和W3處理2 a平均單果重比W4分別增加21.7%、20.4%和12.3%。在W2灌水量下，單果重隨追施氮量的增加先增加后降低，2017年單果重表現(xiàn)為N2顯著大于N1，N1顯著大于N3和N4；2018年N1和N2的單果重差異不顯著，但均顯著大于N3和N4，N1、N2和N3處理2 a平均單果重比N4分別增加29.6%、32.9%和12.2%。這說(shuō)明中水中氮處理有利于提高單果重。年份對(duì)單果重影響極顯著，2017年單果重顯著大于2018年。

(2)硬度。灌水量和追施氮量對(duì)蘋果硬度影響極顯著(表4)。由表4可知，不同水氮處理蘋果硬度差異明顯，其硬度變化范圍為6.32～8.13 kg·cm-2。硬度隨灌水量和追施氮量的增加而減小。在N2追施氮量下，W1和W2處理2017年差異不顯著，2018年差異顯著，W1、W2和W3處理2 a平均硬度分別比W4處理減少16.7%、11.5%和7.7%。在W2滴灌水量下，2017年N1、N2和N3處理間差異不顯著，2018年N1和N2處理差異不顯著，但顯著小于N3，N1、N2和N3處理2 a平均硬度分別比N4處理減少15.4%、13.2%和7.8%。2017年和2018年硬度W2N4處理硬度最大，分別為7.62 kg·cm-2和8.13 kg·cm-2，W2N2與其相比，硬度平均降低13.2%。

(3)果形指數(shù)。2 a追施氮量對(duì)果形指數(shù)有顯著影響，2017年滴灌水量對(duì)果形指數(shù)影響顯著，2018年滴灌水量對(duì)果形指數(shù)影響不顯著(表4)。在N2追施氮量下，2017年W4處理顯著大于W1，2018年各處理間無(wú)顯著差異；在W2滴灌水量下，果形指數(shù)除N1和N2處理相等外，隨追施氮量的增加而降低。

(4)色澤。2 a追施氮量和2018年滴灌水量顯著影響色澤明亮度L(表4)。色澤明亮度L隨灌水量和追施氮量的增加先增加后降低，各處理間差異不顯著。2018年滴灌水量對(duì)色澤指數(shù)a影響顯著，色澤指數(shù)a隨滴灌水量的增加先增加后降低，追施氮量對(duì)色澤指數(shù)b影響顯著，色澤指數(shù)b隨追施氮量的增加先降低后增加。

表4 灌水處理和追施氮處理下的蘋果商品品質(zhì)指標(biāo)

2.4.2 灌水量和追施氮量對(duì)蘋果食用品質(zhì)指標(biāo)的影響

(1)維生素C。灌水量和追施氮量對(duì)維生素C影響極顯著(表5)。進(jìn)行灌水和追施氮處理的維生素C均顯著大于不灌水(W4)和不追施氮(N4)處理。W2N2處理的維生素C在2 a間均為最大，W1N2處理次之。在N2追施氮量下，維生素C隨灌水量的增加而增加，但W1和W2處理差異不顯著，W1、W2和W3處理的維生素C與W4相比，2017年分別增加36.5%、41.2%和15.9%，2018年分別增加66.1%、69.5%和41.2%。在W2灌水量下，維生素C除N1和N2處理差異不顯著外，各處理均隨追施氮量的增加顯著增加，N1、N2和N3處理蘋果的維生素C與N4相比，2017年分別增加了33.4%、46.1%和18.7%，2018年分別增加了58.6%、80.1%和47.0%。由表5分析可知，W1N2、W2N2和W2N1處理的維生素C不存在顯著差異，說(shuō)明適量灌溉或追施氮能有效增加維生素C，過(guò)量灌溉或追施氮不能大幅促進(jìn)維生素C的增加。年份對(duì)維生素C影響顯著，2018年維生素C顯著大于2017年，2018年比2017增加14.3%。

(2)可溶性固形物。灌水量和追施氮量對(duì)可溶性固形物影響極顯著(表5)。2 a不灌水(W4)處理的可溶性固形物均顯著大于灌水處理，不追施氮(N4)處理的可溶性固形物顯著小于追施氮處理。在N2追施氮量下，可溶性固形物隨灌水量的增加顯著降低，W1、W2和W3處理2 a平均可溶性固形物分別比W4處理減少11.3%、4.9%和2.5%。在W2滴灌水量下，可溶性固形物隨追施氮量的增加顯著增加，N1、N2和N3處理2 a平均可溶性固形物分別比N4處理增加11.7%、9.7%和4.8%。這說(shuō)明減少灌水量和增加施氮量有利于增加可溶性固形物含量。

(3)可溶性糖。2017年灌水量顯著影響可溶性糖，追施氮量對(duì)可溶性糖影響極顯著，2018年灌水量對(duì)可溶性糖影響不顯著，追施氮量對(duì)可溶性糖影響極顯著。2 aW1N2處理的可溶性糖均為最大，平均為11.5%，W2N2次之，平均為11.3%。在N2追施氮量下，除W1和W2處理差異不顯著外，可溶性糖隨灌水量的增加顯著增加，W1、W2和W3處理2 a平均可溶性糖分別比W4處理增加14.3%、11.6%和5.0%。在W2灌水量下，可溶性糖隨追施氮量的增加先增加后降低，N1和N2處理差異不顯著，N1、N2和N3處理2 a平均可溶性糖分別比N4處理增加14.3%、16.7%和6.8%。年份對(duì)可溶性糖影響極顯著，2017年可溶性糖顯著大于2018年，2017年比2018年增加7.2%。

(4)可滴定酸。2 a灌水量對(duì)可滴定酸影響極顯著，追施氮量2017年對(duì)可滴定酸影響極顯著，2018年影響不顯著。W2N4處理2 a的可滴定酸均最大，W1N2均最小，處理間可滴定酸的變化范圍為0.35%～0.45%(2017年)和0.35%～0.47%(2018年)。在N2追施氮量下，W1和W2處理的可滴定酸均顯著小于W4處理，且W1和W2無(wú)顯著差異。W1和W2處理2 a平均可滴定酸與W4相比分別減少24.7%和16.9%。在W2灌水量下，2017年可滴定酸隨追施氮量的增加而降低，2018年隨追施氮量的增加先降低后增加。與N4處理相比，N1和N2處理2 a平均可滴定酸減少均為19.6%。年份對(duì)可滴定酸影響顯著，2018年可滴定酸顯著大于2017年，2018年比2017年增加3.6%。

(5)糖酸比。灌水量對(duì)糖酸比影響極顯著，2017年追施氮量對(duì)糖酸比影響極顯著，2018年影響顯著。在N2追施氮量下，2017年糖酸比隨灌水量的增加先增加后降低，2018年隨灌水量的增加而增加，W1、W2和W3處理2 a平均糖酸比分別比W4處理增加40.9%、34.2%和7.7%。在W2灌水量下，糖酸比隨追施氮量的增加先增加后降低，N1、N2和N3處理2 a平均糖酸比分別比N4處理增加39.0%、45.6%和20.1%。糖酸比是營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，適當(dāng)?shù)奶撬岜炔拍墚a(chǎn)生最佳的口感[24]。增加灌水量和追施氮量有利于提高糖酸比。年份對(duì)糖酸比影響顯著，2017年糖酸比顯著大于2018年，2017年比2018年增加12.5%。

3 討 論

葉片是植物的光合器官，對(duì)水肥處理較為敏感，葉片相對(duì)含水率對(duì)凈光合作用影響顯著，能較好地反映植物的水分狀況和土壤含水量，直接影響植物的抗旱性[25]。El Jaouhari等[26]在不同程度虧缺灌溉對(duì)蘋果樹影響的研究中發(fā)現(xiàn)重度虧缺灌溉得到最高的葉片相對(duì)含水率，與本研究結(jié)果不一致，可能是由于果樹耗水特性和生育期內(nèi)降雨分布不同造成的。朱再標(biāo)等[27]研究表明，高氮處理顯著降低柴胡葉片相對(duì)含水率，造成細(xì)胞膜相對(duì)透性上升，明顯降低細(xì)胞膜穩(wěn)定性。但目前關(guān)于滴灌條件下深溝追施氮對(duì)蘋果葉片相對(duì)含水率的影響未見報(bào)道。本研究中，當(dāng)追施氮量由N2提升到N1，2 a葉片相對(duì)含水率平均降低1.2%，說(shuō)明過(guò)量追施氮降低葉片相對(duì)含水率。中水中氮處理(W2N2)已能有效增加蘋果生殖生長(zhǎng)階段的葉片相對(duì)含水率，葉片相對(duì)含水率與光合特性密切相關(guān)，通過(guò)其來(lái)改變產(chǎn)量[28]，W2N2比W1N2處理產(chǎn)量降低3.3%，比W2N1處理增加2.5%，過(guò)量灌溉或追施氮再不能大幅促進(jìn)葉片相對(duì)含水率，產(chǎn)量也不能顯著提高。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，水肥處理對(duì)植物葉綠素形成影響，進(jìn)而影響植物的光合作用[29]，最終影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。王連君等[30]在研究膜下滴灌水肥耦合對(duì)葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育影響中得到相似的結(jié)論。本研究中，在N2追施氮量下, 各處理生育期內(nèi)的平均SPAD值隨灌水量的增加而增加，這可能是因?yàn)橥寥浪置{迫會(huì)影響葉綠素的生物合成，促進(jìn)已合成的葉綠素分解，使其含量降低[31]；在W2滴灌水量下，各處理追施氮后的SPAD值隨追施氮量的增加而增加，這與王春枝等[32]對(duì)南果梨的研究結(jié)果相似。

表5 灌水處理和追施氮處理下的蘋果食用品質(zhì)指標(biāo)

灌水量和施肥量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中影響作物產(chǎn)量非常重要的因素。李建明等[33]研究表明，番茄的產(chǎn)量隨灌水量和施肥量的增加顯著增加，超過(guò)一定范圍后產(chǎn)量逐漸降低。本研究中，<70 mm的蘋果產(chǎn)量隨灌水量的增加顯著降低，70～80 mm、>80 mm的蘋果產(chǎn)量和蘋果總產(chǎn)量均隨灌水量的增加顯著增加，但當(dāng)灌水量由W2提升到W1，各橫徑區(qū)間產(chǎn)量及總產(chǎn)量均不再大幅提升，這與周罕覓等[34]的研究結(jié)果相似。杜少平等[35]研究表明，在一定范圍內(nèi)甜瓜產(chǎn)量隨氮肥用量的增加而增加，達(dá)到一定值時(shí)，繼續(xù)增加氮肥用量產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。Pascual等[36]研究表明，施氮量為60 kg·hm-2時(shí)桃產(chǎn)量顯著增加，而當(dāng)施氮量為120 kg·hm-2時(shí)桃產(chǎn)量略有下降。本研究中，當(dāng)追施氮量由N4提升到N2，除<70 mm的蘋果產(chǎn)量外，各橫徑區(qū)間產(chǎn)量和總產(chǎn)量均隨追施氮量的增加顯著增加，當(dāng)追施氮量由N2提升到N1，各橫徑區(qū)間產(chǎn)量和總產(chǎn)量均不再大幅提升。2018年蘋果產(chǎn)量顯著低于2017年，原因可能是2018年4月7日遭遇最低溫度-4.87℃，此時(shí)試驗(yàn)地蘋果正值花期，氣溫驟降造成嚴(yán)重低溫凍害。

提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)有利于農(nóng)業(yè)資源的合理化應(yīng)用，土壤水分和氮素是影響果實(shí)品質(zhì)的重要因素。本研究中，單果重、維生素C、可溶性糖和糖酸比均隨著灌水量的增加顯著增加，在充分灌溉(W1)下，單果重、維生素C、可溶性糖和糖酸比不再大幅提升，說(shuō)明過(guò)量灌水不利于提高果實(shí)品質(zhì)，這與前人的研究結(jié)果基本一致[37-39]。硬度、果形指數(shù)、可溶性固形物和可滴定酸含量隨灌水量的增加而降低，這與邢英英等[40]、De Oliveira等[41]和Leib等[42]的研究結(jié)果一致。高氮處理(N1)不能再顯著提高單果重、維生素C、可溶性固形物和可溶性糖。硬度、果形指數(shù)和可滴定酸隨追施氮量的增加顯著降低，這與Lipan等[43]的研究結(jié)果相似?？梢?，中水中氮處理(W2N2)有利于提高果實(shí)品質(zhì)，過(guò)量灌溉和追施氮不能再大幅提升果實(shí)品質(zhì)，浪費(fèi)水肥資源，增加生產(chǎn)成本。

4 結(jié) 論

中水(W2)和中氮(N2)處理能顯著促進(jìn)蘋果葉片相對(duì)含水率和葉片SPAD值，顯著提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)，而高水(W1)和高氮(N1)處理的促進(jìn)作用不顯著。2 a間W1N2處理的葉片相對(duì)含水率和產(chǎn)量均最大，W2N2處理蘋果的葉片相對(duì)含水率和產(chǎn)量?jī)H比W1N2降低1.1%和3.4%，但W2N2處理的灌水量顯著小于W1N2處理，葉片SPAD值隨灌水量和追施氮量的增加而增加。W2N2處理能顯著增加蘋果的單果重、維生素C和可溶性糖含量，提高果實(shí)品質(zhì)。綜合考慮果樹生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及節(jié)水節(jié)肥等多種因素，在滴灌和深溝施肥的田間栽培模式下，W2N2處理是試驗(yàn)區(qū)蘋果生產(chǎn)中適宜的灌水和追施氮組合，能夠?yàn)楫?dāng)?shù)靥O果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供理論依據(jù)。