河北葡萄主产区水肥一体化技术研究

摘要

葡萄产业作为经济、生态和社会效益融为一体的朝阳产业，其种植面积得到迅速增长。目前在葡萄生产上，传统大水大肥的粗放管理，不仅导致了资源浪费和生态环境恶化，还造成了葡萄品质下降，产量降低等问题。因此，在如何保证葡萄品质和产量的同时，进行合理的水肥管理，成为葡萄生产面临的重要问题。　　本研究针对河北省葡萄主产区普遍存在的传统盲目灌溉和施肥方式、水肥利用率低等问题，开展问卷调查、滴灌施肥和轻简式水肥一体化技术研究，揭示施肥和灌水存在的问题，探明限制优质高产葡萄水肥高效的关键因素，寻求调控水分和养分利用率的突破途径，调控葡萄根系的生长发育，增强植物对养分的吸收，减少肥料损失，降低水肥投入节约生产成本，提升果品产量和品质，为实现资源高效和环境友好提供理论依据和技术支撑。研究获得以下主要结果：　　(1)问卷调查分析发现，河北葡萄主产区常规灌溉量大，通常怀来产区灌溉次数为6-8次，灌溉量为9000～9450t/hm2，昌黎产区大多灌溉4次，总灌溉量为2400t/hm2，涿鹿产区灌溉3～4次，总灌水量为5400～7200t/hm2;滴灌灌溉量大且灌溉次数不合理，怀来产区滴灌8次，灌水定额为750t/hm2，昌黎产区滴灌6次，灌水定额为300t/hm2，涿鹿产区只滴灌4次，灌水定额为1050t/hm2。果园N、P2O5、K2O养分投入量均较高，分别为628～2557kg/hm2、364～780kg/hm2和839～1740 kg/hm2，部分地区养分投入时期和比例不合理。滴灌(12.29%)和水肥一体化(O.36%)应用面积小且使用不合理。　　(2)田间滴灌施肥试验结果表明：①滴灌施肥显著增加葡萄产量，提高果实中可溶性固形物含量，降低了酸度，改善了葡萄品质。滴灌施肥3个处理单粒重分别提高6.91%、6.22%、7.17%，产量分别提高了18.99%、2.00%、2.96%，固酸比分别提高8.70%、5.27%、5.15%。②高量的施肥与灌水导致养分淋溶严重；农民传统灌溉施肥60-100cm土层NO3--N含量有增加趋势，过量施肥及大水漫灌，增加养分随灌水向下运移出根区的风险。滴灌施肥显著减少了深层土壤NO3--N、速效磷和速效钾的累积量，降低了养分向深层的淋洗风险。③滴灌施肥显著提高水分利用效率。传统灌溉施肥的水分利用效率为5.24kg/m3，滴灌施肥分别为15.74kg/m3、13.48kg/m3、13.18kg/m3，提高了200.28%、157.35%、151.53%。④滴灌施肥显著提高了肥料的利用效率。传统灌溉施肥的N、P2O5、K2O及化肥平均偏生产力分别是10.52kg/kg、18.77kg/kg、29.97kg/kg和6.41kg/kg;推荐施肥Ⅰ+滴灌的N、P2O5、K2O、化肥平均偏生产力分别为60.33kg/kg、100. 54kg/kg、70.30kg/kg、23.38kg/kg，较传统水肥分别提高了473.47%、435.64%、134. 58%、264.74%;推荐施肥Ⅱ+滴灌的N、P2O5、K2O、化肥偏生产力分别是52.35kg/kg、102.99kg/kg、68.66kg/kg和20.04kg/kg，分别提高了397.62%、448.72%、129. 11%和212.63%;推荐施肥Ⅲ+滴灌的N、P2O5、K2O和化肥偏生产力分别是58.01kg/kg、101.52kg/kg、67.38kg/kg和20.23kg/kg，分别提高了451.47%、440. 86%、124. 84%和215.60%。⑤滴灌施肥节本增效显著。三个推荐组合平均每公顷节约投入成本分别为15 712.5元、16 402.5元、15 600元，分别增收49 087.5元、2 242.5元、3 345元，节本增效达到64 800元、18 660元、18 945元。　　滴灌施肥3个处理平均节约投入成本为分别增收节本增效值分别达到移动式水肥一体化节约投入成本元，　　(3)移动式水肥一体化试验结果表明：①移动水肥处理明显增加了葡萄产量，提高葡萄果实中的可溶性固形物和VC的含量，改善葡萄的品质。单粒重增加6.61%，产量提高22.70%，可溶性固形物提高1.33%，VC含量提高16.71%。②农民传统灌溉施肥60-100cm土层NO3--N含量有增加趋势，过量施氮及大水漫灌，增加NO3--N随灌水向下运移出根区的风险，移动水肥增加了葡萄根系密集区域氮素累积，减弱了NO3--N淋溶风险；同时也降低了土壤深层NO3--N残留，减少了NO3--N向下淋洗的风险。③移动式水肥一体化技术显著提高了葡萄的水分利用效率。传统灌溉施肥水分利用效率为5.36kg/m3，移动式水肥一体化水分利用效率为6. 58kg/m3，提高了22.76%。④移动水肥显著提高了肥料的利用效率，N、P2O5、K2O的偏生产力分别为63.65kg/kg、106.08kg/kg、74. 17kg/kg，较传统水肥提高了504.94%、465.16%和147.4g%。化肥偏生产力提高了92倍。⑤移动水肥节本增效显著，移动式水肥一体化处理每公顷节约投入成本16 035元，增收54 795元，节本增效达到70 830元。

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