滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響.pdf

節(jié)水灌溉 Water Saving Irrigation 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄 產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 1 謝建華 2 劉淑慧 1 吳文勇 3 胡雅琪 3 1 太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院 太原030024 2 北京市大興區(qū)種業(yè)與植保服務(wù)站 北京102600 3 中國(guó)水利水電 科學(xué)研究院水利研究所 北京100044 摘 要 為探索土壤氮素利用率低 氮素淋失導(dǎo)致環(huán)境及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)不佳的影響因素 研究滴灌條件下灌水 和避雨栽培對(duì)葡萄氮素淋失及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 試驗(yàn)設(shè)置了灌水下限 80 70 60 田間持水量 及避雨措施 無(wú)避雨處理 避雨處理 2個(gè)因素6個(gè)處理 研究不同土壤水分下限和是否避雨處理對(duì)土壤淋失水中NH 4 N NO 3 N濃度及總淋失量 NO 3 N淋失率和葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 結(jié)果表明 在相同灌水下限條件下 避雨栽培的 各處理在NO 3 N濃度及總淋失量 NO 3 N淋失率方面均低于無(wú)避雨栽培的處理 在相同避雨措施下 低灌水下限 的處理在NO 3 N濃度及總淋失量 NO 3 N淋失率方面均低于高灌水下限的處理 NH 4 N和NO 3 N淋失量的變化 趨勢(shì)基本一致 T5處理單位面積產(chǎn)量較T1 T2 T3 T4和T6處理分別高了34 02 10 21 37 67 20 90 36 33 且差異顯著 避雨栽培和適當(dāng)降低灌水下限的措施具有很好的氮素淋失阻控作用及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)效果 關(guān)鍵詞 葡萄 滴灌 灌水下限 避雨栽培 氮素淋失 產(chǎn)量 品質(zhì) 中圖分類號(hào) S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 J 節(jié)水灌溉 2022 9 17 23 WEI Q Q XIE J H LIU S H et al Effects of lower limit of drip irrigation and rain shelter cultivation on nitrogen leaching and grape yield and quality J Water Saving Irrigation 2022 9 17 23 Effects of Lower Limit of Drip Irrigation and Rain Shelter Cultivation on Nitrogen Leaching and Grape Yield and Quality WEI Qingnullqing 1 XIE Jiannullhua 2 LIU Shunullhui 1 WU Wennullyong 3 HU Yanullqi 3 1 CollegeofHydraulicScienceandEngineering TaiyuanUniversityofTechnology Taiyuan030024 China 2 Beijing DaxingDistrictSeedIndustryandplantprotectionServiceStation Beijing102600 China 3 InstituteofWaterResources ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch Beijing100044 China Abstract Inordertoexploretheinfluencefactorsoflowsoilnitrogenuseefficiencyandnitrogenleachingontheenvironmentandpooryield andqualityofgrape theeffectsofirrigationandrainsheltercultivationonnitrogenleaching yieldandqualityofgrapewerestudied The experimentsetuptwofactorsandsixtreatmentsofirrigationlowerlimit 80 70 60 fieldcapacity andrainsheltermeasures norain shelter treatment rain shelter treatment to study the effects of different soil moisture lower limits and rain shelter treatments on the concentrationandtotalleachingamountofNH 4 NandNO 3 Ninsoilwaterloss NO 3 Nleachingrateandgrapeyieldandquality The resultsshowedthatunderthesameirrigationlowerlimit theNO 3 Nconcentration totalleachingamountandNO 3 Nleachingrateofrainof alltreatmentsunderrainsheltercultivationwerelowerthanthoseofnon rainsheltercultivation underthesamerainprotectionmeasures 文章編號(hào) 1007null4929 2022 09null0017null07 收稿日期 2022null04null26 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題 黃土高原旱作適水改土關(guān)鍵產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用技術(shù) 2021YFD1900702 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 提水灌區(qū)用水調(diào) 控技術(shù)集成與應(yīng)用示范 2017YFC0403206 作者簡(jiǎn)介 衛(wèi)青青 1995null 女 碩士研究生 主要從事農(nóng)業(yè)水土資源的高效利用 Enullmail 565374448 通訊作者 劉淑慧 1981null 女 副教授 博士 主要從事農(nóng)業(yè)水土資源的高效利用 Enullmail lius 6 17 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 theNO 3 Nconcentration totalleachinglossandNO 3 Nleachingrateoflowirrigationlowerlimittreatmentswerelowerthanthoseofhigh irrigationlowerlimittreatments ThechangetrendofNH 4 NandNO 3 Nleachinglosswasbasicallythesame TheyieldperunitareaofT5 treatmentwas34 02 10 21 37 67 20 90 and36 33 higherthanthatofT1 T2 T3 T4andT6treatments respectively andthe differencewassignificant Itcanbeconcludedthatthemeasuresofrainsheltercultivationandproperlyreducingthelowerlimitofirrigation havegoodresistanceandcontroleffectofnitrogenleachingandgoodqualityandhighyield Key words grape dripirrigation lowerlimitofirrigation rainsheltercultivation nitrogenleachingloss yield quality 0 引 言 在發(fā)展中國(guó)家 近20年全球果園的面積和產(chǎn)量分別增長(zhǎng) 了22 0 和54 3 當(dāng)前 葡萄是我國(guó)水果種植面積和產(chǎn)量居 前6位的樹(shù)種之一 1 在我國(guó)水果生產(chǎn)中占有重要地位 避雨 栽培是一種常見(jiàn)的葡萄栽培技術(shù) 大量實(shí)踐表明 在葡萄藤 樹(shù)冠之上搭建農(nóng)用聚乙烯薄膜屋頂 2 通過(guò)使雨水遠(yuǎn)離樹(shù)葉和 果實(shí) 可以有效地消除重大病害和裂果發(fā)病率 3 甚至延緩葉 片衰老 4 從而提高果實(shí)質(zhì)量和產(chǎn)量 5 同時(shí) 降雨強(qiáng)度是影 響氮素淋失量的主要因素 6 避雨栽培因?yàn)樽钄嗔藦?qiáng)降雨侵 蝕 對(duì)土壤養(yǎng)分的淋失起到了很好的阻控效果 7 我國(guó)消耗了 世界上近三分之一的氮肥 8 但氮肥的有效利用率仍相對(duì)低 下 9 氮素的淋失不但是造成氮素?fù)p失的主要途徑 10 降低了 氮肥利用率 而且還會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)富營(yíng)養(yǎng)化和水質(zhì)惡化 11 研究結(jié)果顯示 灌溉量是影響土壤淋失水量的主要因素之 一 12 灌水量和降雨量又是土壤灌溉量的主要來(lái)源 我國(guó)最新 公報(bào)顯示 農(nóng)業(yè)用水3612 4億m3 與2019年相比 占比增加 0 9 13 密集灌溉或強(qiáng)降雨條件會(huì)增加土壤氮素向地下水的 流失 14 且葡萄對(duì)氮素的吸收程度受水氮調(diào)控影響極其顯 著 15 因此 研究滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄 產(chǎn)量品質(zhì)的影響具有重要意義 氮素淋溶所造成的負(fù)面影響 已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者 的關(guān)注 梁斌等 16 利用滲漏池收集設(shè)施番茄在滴灌和漫灌條件 下的土壤滲漏液表明滴灌模式相比于漫灌模式在總氮淋失量 上減少了20 11 L 等 17 研究了在大棚蔬菜滴灌施肥生產(chǎn)系 統(tǒng)中通過(guò)減少灌溉和施肥量來(lái)顯著減少氮素淋失 結(jié)果顯示 灌溉量對(duì)減少氮素淋失的作用大于氮素的投入 目前針對(duì)果樹(shù)如何進(jìn)行科學(xué)合理的氮素淋失阻控措施進(jìn) 而優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)已受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度關(guān)注 對(duì)氮素淋失 的阻控措施主要有灌溉施肥制度優(yōu)化 氮肥種類優(yōu)選 改良 土壤特性 配施硝化抑制劑以及耕作與農(nóng)藝措施 以灌水下 限和避雨栽培為影響因素的細(xì)致研究相對(duì)較少 試驗(yàn)采用田 間水利試驗(yàn)設(shè)施 測(cè)坑 可以比較精細(xì)的測(cè)量作物滲漏水量 從而為研究土壤NH 4 N和NO 3 N的淋溶創(chuàng)造了條件 為了研 究不同灌水下限和是否避雨處理對(duì)土壤氮素流失及葡萄產(chǎn)量 品質(zhì)的影響 本試驗(yàn)研究了滲濾液中不同形態(tài)的氮素和產(chǎn)量 品質(zhì)相關(guān)指標(biāo) 為進(jìn)一步探索節(jié)水減肥機(jī)制 阻控氮素淋失 和指導(dǎo)葡萄生產(chǎn)實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)于2021年3月16日至9月30日在國(guó)家節(jié)水灌溉北京 工程技術(shù)研究中心龐各莊試驗(yàn)站 北緯39 35 東經(jīng)116 20 進(jìn)行 試驗(yàn)區(qū)位于北京市南部的大興區(qū) 海拔30m 該地區(qū) 屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候 多年平均氣溫11 6 多年平均降雨量556mm 季節(jié)分布不均勻 多集中在汛期6 9月份 約占全年的80 左右 年均水面蒸發(fā)量為1021mm 陸面蒸發(fā)量450mm 主要土壤類型為砂質(zhì)壤土和粉質(zhì)壤土 試驗(yàn)初期土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在尺寸為2 0m 2 0m 2 0m 長(zhǎng) 寬 深 的測(cè)坑里 進(jìn)行 面積4 0m 2 1 5m厚土層 土層表面距坑口0 1m 底 部設(shè)有0 2m厚底座 底座與回填土之間有0 2m厚的無(wú)紡布 濾層 并安裝排水設(shè)施 測(cè)坑側(cè)向排水管都通向地下觀測(cè)室 觀測(cè)室內(nèi)設(shè)有滲漏水盛水器 所用測(cè)坑為田間水利試驗(yàn)設(shè)施 測(cè)坑內(nèi)土壤回填方式為分層填土 夯實(shí) 使坑內(nèi)的土壤容重 土壤結(jié)構(gòu)等與大田一致 測(cè)坑周圍有保護(hù)區(qū) 且保護(hù)區(qū)與測(cè) 坑作物一致 葡萄測(cè)坑試驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容包括 葡萄地土壤氮 素在滲漏水中的形態(tài) 變化動(dòng)態(tài) 淋溶規(guī)律 試驗(yàn)示意圖 見(jiàn)圖1 試驗(yàn)品種為葡萄 瑞都早紅 樹(shù)齡4a 南北行向 株 行距2 0m 2 5m 試驗(yàn)采用滴灌方式 以灌水下限和是否避 雨為影響因素 共設(shè)6個(gè)處理 見(jiàn)表2 每個(gè)測(cè)坑定植一棵葡 表1 土壤基本理化性質(zhì) Tab 1 Soil fundamental physical and chemical properties 深度 cm 0 20 20 40 40 60 60 80 80 100 土壤質(zhì)地 粉壤 粉壤 粉壤 粉壤 粉壤 容重 g cm 3 1 36 1 34 1 33 1 35 1 31 田間持水 率 cm 3 cm 3 0 28 0 27 0 27 0 26 0 28 飽和含水 率 cm 3 cm 3 0 35 0 34 0 34 0 33 0 35 pH值 8 38 8 58 8 72 8 81 8 95 全氮量 g kg 1 1 02 0 56 0 32 0 24 0 14 有機(jī)質(zhì)量 g kg 1 15 70 8 11 6 12 4 16 3 29 堿解氮量 mg kg 1 263 00 273 00 185 50 29 70 18 20 有效磷量 mg kg 1 144 00 104 65 31 70 21 00 8 65 速效鉀量 mg kg 1 166 50 108 70 84 65 72 85 47 45 18 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 萄樹(shù) 每個(gè)處理重復(fù)3次 共18個(gè)測(cè)坑 試驗(yàn)期間分別在葡 萄萌芽期 果實(shí)膨大期和著色期進(jìn)行了追肥 每次每棵葡萄 樹(shù)20g全元素水溶肥 隔年施用1次有機(jī)肥 施用肥料種類為 腐熟的雞糞 每公頃施肥量為45t 采取溝施的方法 在距葡 萄植株50cm以外開(kāi)溝 溝寬40cm 深40 50cm左右 將 土 肥攪拌后施入 本次試驗(yàn)前 已于2020年10月施用了有 機(jī)肥 試驗(yàn)區(qū)土壤含水率采用TRIME PICO IPH 德國(guó) 土壤水 分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)定 在距離樹(shù)根30cm處打Trime管 每7d監(jiān)測(cè) 1次 每個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)定深度為100cm 10cm為一層 共10 層 取其0 80cm平均值 18 試驗(yàn)各處理組土壤水分上限均 設(shè)置為田間持水量的100 且其他田間管理在試驗(yàn)期間保持 一致 1 3 測(cè)定項(xiàng)目與分析方法 1 葡萄測(cè)坑土壤淋溶水中銨態(tài)氮 硝態(tài)氮量的測(cè)定 2021年6月27日至9月12日 每日對(duì)地下觀測(cè)室內(nèi)滲漏水盛 水器中的滲漏水進(jìn)行監(jiān)測(cè) 記錄每個(gè)處理的日滲漏水量 每 個(gè)處理3個(gè)測(cè)坑 并取部分水樣帶回實(shí)驗(yàn)室 樣品儲(chǔ)存于4 冰箱中 采用AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀 SealAnalyticalGmbH 測(cè)定土壤淋溶水水樣的銨態(tài)氮 硝態(tài)氮含量 2 產(chǎn)量及品質(zhì) 待其成熟后測(cè)產(chǎn) 于2021年9月1日進(jìn) 行 各處理分別稱量其3個(gè)測(cè)坑中葡萄的產(chǎn)量 取其平均值作 為單株產(chǎn)量 以單株產(chǎn)量通過(guò)面積換算獲得總產(chǎn)量 每個(gè)處 理隨機(jī)挑選葡萄3串 檢測(cè)果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì) 果實(shí)可溶性固形 物含量采用手持式折光儀 糖度計(jì) 直接測(cè)定 維生素C含量 采用2 6 二氯靛酚滴定法測(cè)定 還原糖含量采用直接滴定 法測(cè)定 可滴定酸含量采用氫氧化鈉 酚酞滴定法測(cè)定 3 氣象因子 試驗(yàn)期間的日最高 最低溫度 降雨量 相對(duì)濕度 風(fēng)速 風(fēng)向 太陽(yáng)輻射和蒸發(fā)量等氣象因子采用 試驗(yàn)地的無(wú)線自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究 中心 綠水WS1800 進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè) 1 4 計(jì)算公式及方法 灌水量 取土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層0 80cm土層測(cè)定的土壤含水 率為依據(jù) 確定灌水時(shí)間和灌溉水量 用灌水深度表示 18 灌 水量計(jì)算式為 m 1 a p H 1000 1 式中 m為灌水量 mm 為土壤實(shí)測(cè)含水率占田間持水率 的比值 為作物生長(zhǎng)適宜土壤含水率上限 取土壤田間持 水量的100 p為土壤濕潤(rùn)比 北京屬于半濕潤(rùn)地區(qū) 再根 據(jù) 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范 北京地方標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)葡 萄土壤濕潤(rùn)比的取值建議 取30 19 H為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 取0 8m 19 氮素累積淋失量 每日對(duì)試驗(yàn)測(cè)坑的滲漏水進(jìn)行監(jiān)測(cè) 記錄各個(gè)測(cè)坑的滲漏水排水量 再根據(jù)其測(cè)得的滲漏水NO 3 N或NH 4 N濃度 計(jì)算氮素累積淋失量 N leach 0 1 c i v i S 2 式中 N leach 為氮素累積淋失量 kg hm 2 S為試驗(yàn)測(cè)坑表面積 cm 2 c i 為每次淋失溶液NO 3 N或NH 4 N mg L v i 為每次淋 失溶液體積 mL NO 3 N淋失率 R leach Q O Q N 100 3 式中 R leach 為NO 3 N淋失率 Q O 為NO 3 N淋失量 kg hm 2 Q N 為作物施氮量 kg hm 2 1 5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel2016對(duì)數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)處理 Origin2018作圖分 析 SPSS22 0進(jìn)行方差分析 2 結(jié)果與分析 2 1 不同灌水下限和避雨栽培對(duì)土壤淋溶水中NH 4 N和NO 3 N濃度的影響 整個(gè)葡萄試驗(yàn)地氮素淋失觀測(cè)周期內(nèi) 各處理淋溶水中 NH 4 N和NO 3 N的濃度結(jié)果如圖2所示 可以看出 土壤淋 失水中NO 3 N的濃度明顯高于NH 4 N的濃度 因?yàn)橥馏w中的 膠體呈負(fù)電極 易吸收土壤中的NH 4 N 氮素一般以NO 3 N 為主要形態(tài)淋失 20 NH 4 N的濃度變化范圍為1 10 2758 50 ug L 而NO 3 N的濃度變化范圍為2 17 130 53mg L T3和 T6處理淋溶水中NH 4 N濃度分別比T1處理高了72 73 118 18 且差異顯著 各處理淋失水中NO 3 N濃度分別為 30 12 11 12 29 06 7 60 25 78 6 37 25 79 10 69 24 32 11 46 23 82 12 28mg L 其中 T5和T6處理淋失水中NO 3 N的濃度均顯著 p 0 05 低于T1和T2處理 表明避雨栽培 能夠降低土壤淋失水中NO 3 N的濃度 合理降低灌水下限可 以進(jìn)一步降低土壤淋失水中NO 3 N的濃度 2 2 不同灌水下限和避雨栽培對(duì)土壤淋溶水中NH 4 N和NO 3 N淋失量的影響 本次試驗(yàn)中 觀察到土壤氮素淋失的發(fā)生和灌溉降雨事 件的時(shí)間次序保持一致 灌溉降雨事件直接影響氮素的淋失 過(guò)程 其中 避雨栽培的3個(gè)處理不受降雨事件的影響 如圖 3所示 當(dāng)有大的降雨或灌水事件發(fā)生時(shí) NH 4 N和NO 3 N 表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) Tab 2 Experimental treatment design 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 土壤水分下限 80 田間持水量 70 田間持水量 60 田間持水量 80 田間持水量 70 田間持水量 60 田間持水量 避雨措施 無(wú)避雨處理 無(wú)避雨處理 無(wú)避雨處理 避雨處理 避雨處理 避雨處理 圖1 試驗(yàn)示意圖 單位 m Fig 1 Schematic diagram of test layout 19 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 圖3 整個(gè)葡萄觀測(cè)周期內(nèi)灌溉降雨量和NH 4 N NO 3 N淋失量的變化 Fig 3 Changes of irrigation rainfall and leaching loss of NH 4 N and NO 3 N during the whole grape observation cycle 圖2 各處理土壤淋溶水中NH 4 N和NO 3 N濃度 Fig 2 NH 4 N and NO 3 N concentration in soil leaching water of each treatment 20 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 淋失量都有一定幅度的增加 這與前人結(jié)果 21 一致 氮素淋失 量受到灌溉降雨事件的極大影響 氮素淋失量的增大與灌溉 降雨量的強(qiáng)度呈正相關(guān) 其中NO 3 N淋失量受灌溉降雨事件 的影響更大一些 22 23 圖3顯示 8月16日有一場(chǎng)大的降雨事 件發(fā)生 同時(shí)T1 T2 T4 T5處理還有灌水發(fā)生 各處理的 NH 4 N和NO 3 N淋失量均有不同程度上明顯的上升趨勢(shì) 當(dāng) 日各處理組NH 4 N淋失量分別為51 83 29 81 36 69 15 99 10 28 4 01g hm 2 NO 3 N淋失量分別為8 18 3 94 0 25 1 86 2 05 0 05kg hm 2 可以看出無(wú)避雨處理的試驗(yàn) 組在NH 4 N和NO 3 N淋失量方面都比相同灌水下限時(shí)的避雨 處理試驗(yàn)組高 NO 3 N易溶于水 隨著降雨量增大 灌水充 足 土壤含水率增加 土壤NO 3 N淋失量逐漸增加 同時(shí) NO 3 N累積位置也下移 24 土壤NH 4 N和NO 3 N淋失量的 增長(zhǎng) 降低趨勢(shì)基本一致 2 3 不同灌水下限和避雨栽培對(duì)土壤淋溶水中NH 4 N和NO 3 N累積淋失量的影響 灌水下限和避雨栽培都能影響土壤氮素的淋失過(guò)程 試 驗(yàn)期內(nèi)觀測(cè)NH 4 N和NO 3 N累積淋失量見(jiàn)圖4 可以看出 無(wú)避雨處理的3個(gè)處理NH 4 N和NO 3 N累積淋失量均大于避 雨處理的3個(gè)處理 其中 在相同避雨措施下 灌水下限為 70 時(shí) NH 4 N的淋失總量最小 T1 T3處理分別比T2處 理高了0 01 0 09kg hm 2 T4 T6處理分別比T5處理高了 0 03 0 02 kg hm 2 表明高灌水和低灌水都容易造成土壤 NH 4 N的淋失量增加 灌水下限為80 70 和60 的避雨 處理在NO 3 N的淋失總量上分別比相同灌水下限的無(wú)避雨處 理降低了54 16 58 29 53 92 由圖4可以看出 灌水 下限能明顯影響土壤NO 3 N累積量 高灌水下限條件下土壤 NO 3 N累積量變化比低灌水下限時(shí)大 在相同避雨處理的情 況下 降低灌水下限 可以有效減少NO 3 N淋失量 T2 T3 處理分別比T1處理降低了13 22 44 67 T5 T6處理分別 比T4處理降低了21 04 44 37 這與前人結(jié)果 25 相一致 NO 3 N大量累積是N素淋失必要條件之一 隨著灌水量的增 加 淋失量也逐漸增加 降低灌水下限能夠降低土壤NO 3 N 的淋失量 2 4 不同灌水下限和避雨栽培對(duì)土壤NO 3 N淋失率 的影響 旱地土壤的氮素淋失主要是以NO 3 N的形式淋失 向下 運(yùn)移的水流和土壤剖面NO 3 N積累是造成NO 3 N淋失的主要 條件 26 有研究表明 減少灌水量可以明顯提高水分利用率和 減少NO 3 N淋失率 25 27 整個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)NO 3 N淋失率結(jié)果 如圖5所示 可以看出 NO 3 N淋失率在T1處理中最高 比 其他處理組分別高了25 84 42 72 103 16 109 38 154 30 可見(jiàn)在葡萄地生產(chǎn)系統(tǒng)中 灌水下限依然是影響土 壤NO 3 N淋失的重要因素 無(wú)避雨栽培時(shí) T2 T3處理的 NO 3 N淋失率分別比T1處理降低了20 54 29 93 避雨栽 培時(shí) T5 T6處理分別比T4處理降低了2 97 20 11 說(shuō) 明相同的避雨措施條件下 淋失水量 NO 3 N淋失量及NO 3 N淋失率和灌水下限成正比 而灌水下限設(shè)為80 70 和 60 的避雨處理在NO 3 N的淋失率上分別比相同灌水下限的 無(wú)避雨處理降低了50 78 39 90 43 88 說(shuō)明避雨栽培 圖4 各處理土壤淋失水中NH 4 N NO 3 N累積淋失量 Fig 4 cumulative leaching amount of NH 4 N and NO 3 N in soil leaching water of each treatment 圖5 各處理觀測(cè)周期內(nèi)的NO 3 N淋失量和NO 3 N淋失率變化 Fig 5 changes of NO 3 N leaching amount and NO 3 N leaching rate in each treatment observation period 21 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 可以有效地降低NO 3 N的淋失率 2 5 不同灌水下限和避雨栽培對(duì)葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的 影響 滴灌條件下灌水和避雨栽培對(duì)葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響見(jiàn) 表3所示 T5處理單位面積產(chǎn)量較T1 T2 T3 T4和T6處理 分別高了12734 3822 14099 7824 13600kg hm 2 且差 異顯著 通過(guò)方差分析得出 土壤水分下限和是否為避雨處 理都對(duì)葡萄的產(chǎn)量有顯著性影響 28 這與付詩(shī)寧等人 29 所得結(jié) 論一致 但是二者的交互作用對(duì)葡萄產(chǎn)量影響不顯著 各處 理組的葡萄果實(shí)品質(zhì)在可溶性固形物和可滴定酸方面沒(méi)有顯 著差異 T4和T5處理的維生素C含量顯著高于其他處理 分 別比T1處理高了19 63 21 07 在無(wú)避雨的3個(gè)試驗(yàn)組中 T3處理的還原糖含量分別比T1 T2處理高了12 74 25 00 說(shuō)明適當(dāng)?shù)慕档屯寥浪窒孪蘅赡軙?huì)提高葡萄果實(shí) 的還原糖含量 T5和T6處理的可溶性固形物含量高于其他試 驗(yàn)處理組 該結(jié)果進(jìn)一步證明了適當(dāng)?shù)慕档凸嗨孪蘅赡軙?huì) 提高葡萄的果實(shí)品質(zhì) 且避雨栽培也可能對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的 改善有一定的促進(jìn)作用 這與郭俊強(qiáng) 30 和劉亞妮 31 所得結(jié)論一 致 T6處理可能是由于土壤水分含量較低 受到水分脅迫的 影響還原糖含量顯著低于其他處理 避雨處理的3個(gè)試驗(yàn)組可 能是由于降低了光照強(qiáng)度 影響了光合作用 在還原糖方面 均顯著低于T3處理 3 結(jié) 論 1 整個(gè)葡萄試驗(yàn)觀測(cè)期內(nèi) 灌水和降雨事件引發(fā)氮素 淋溶 且淋溶的主要形態(tài)為NO 3 N 土壤淋失水中NO 3 N的 濃度明顯高于NH 4 N的濃度 NH 4 N的濃度變化范圍為 1 10 2758 50ug L NO 3 N的濃度變化范圍為2 17 130 53 mg L 2 灌溉降雨事件直接影響氮素的淋溶趨勢(shì) 且NH 4 N 淋失量和NO 3 N淋失量的增長(zhǎng) 降低趨勢(shì)基本一致 3 避雨栽培和灌水量的優(yōu)化能夠較好的降低葡萄滴灌 試驗(yàn)中土壤氮素淋溶的風(fēng)險(xiǎn) 本試驗(yàn)中 T1處理的NO 3 N淋 溶總量最大 均值為41 06kg hm 2 與T1處理相比 T2 T6處 理中 NO 3 N 的淋失總量分別減少了 13 24 44 67 54 17 63 81 71 50 4 合理降低灌水下限和避雨栽培可以有效地降低NO 3 N的淋失率 試驗(yàn)結(jié)果得出 T2 T3處理的NO 3 N淋失率分 別比T1處理降低了20 54 29 93 T5 T6處理的NO 3 N 淋失率分別比T4處理降低了2 97 20 11 灌水下限為 80 70 和60 的避雨處理分別比相同灌水下限的無(wú)避雨處 理降低了50 78 39 90 43 88 5 在土壤水分下限和是否為避雨處理的影響下 單位 面積產(chǎn)量最高的是T5處理 T1 T2 T3 T4 T6處理分別 比T5處理低了34 02 10 21 37 67 20 90 36 33 可見(jiàn) 過(guò)高的灌水和水分的虧缺都不利于葡萄產(chǎn)量的增加 試驗(yàn)表明 從葡萄產(chǎn)量方面出發(fā) 避雨處理優(yōu)于無(wú)避雨處理 灌水下限為70 時(shí)是最優(yōu)灌水量 參考文獻(xiàn) 1 劉鳳之 王海波 胡成志 我國(guó)主要果樹(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及 十四五 發(fā)展 對(duì)策 J 中國(guó)果樹(shù) 2021 1 1 5 LIU F Z WANG H B HU C Z Current situation of main fruit tree industry in China and it s development countermeasure during the 14thfive yearplan period J ChinaFruits 2021 1 1 5 2 MENGN RENZY YANGXF etal Effectsofsimplerain shelter cultivation on fatty acid and amino acid accumulation in Chardonnay grape berries J Journal of the science of food and agriculture 2018 98 3 1222 1231 3 LI X X HE F WANG J et al Simple rain shelter cultivation prolongs accumulation period of anthocyanins in wine grape berries J Molecules 2014 19 9 14843 14861 4 DU F DENG W P YANG M et al Protecting grapevines from rainfall in rainy conditions reduces disease severity and enhances profitability J CropProtection 2015 67 261 268 5 SERPIL G T SEMIH T HATICE B et al The effects of different irrigation levels on yield and quality of some early grape cultivars grown in greenhouse J Asian Journal of Plant Sciences 2007 6 4 643 647 6 MA B G GUAN R H LIU L etal Nitrogenlossinvegetablefield under the simulated rainfall experiments in Hebei China J Water 2021 13 4 552 7 李忠才 福建山地梨早熟新品種避雨栽培技術(shù) J 中國(guó)果樹(shù) 2021 5 73 75 8 YU C Q HUANG X CHEN H et al Managing nitrogen to restore waterqualityinChina J Nature 2019 567 7749 516 520 9 王引榮 禇彥朝 李晉陵 我國(guó)糧食作物氮肥利用率及其影響因素 分析 J 山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 42 7 711 713 738 WANGYR CHUYC LIJL Nitrogenfertilizerutilizationratioand 表3 不同處理下葡萄的品質(zhì) Tab 3 The quality of grapes under different irrigation treatments 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 產(chǎn)量 kg hm 2 24697 481 102 769d 33609 357 1686 994b 23332 092 1198 996d 29606 656 1388 821c 37431 161 1504 500a 23831 161 1501 730d 可溶性固形物 16 047 0 605a 16 247 0 764a 16 400 0 212a 16 810 1 071a 17 380 0 269a 17 490 0 960a 維生素C mg 100g 1 18 129 0 207c 19 227 0 173b 18 526 0 207bc 22 557 0 405a 22 969 0 730a 19 320 0 314b 還原糖 g 100g 1 8 078 0 142b 6 943 0 097d 9 257 0 136a 7 456 0 157c 7 668 0 378bc 6 094 0 229e 可滴定酸度 0 317 0 027a 0 307 0 023a 0 337 0 023a 0 294 0 032a 0 296 0 043a 0 346 0 008a 注 表中16 047 0 605表示平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 不同字母表示不同處理在 0 05水平下有顯著差異 22 滴灌灌水下限和避雨栽培對(duì)氮素淋失及葡萄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 衛(wèi)青青 謝建華 劉淑慧 等 itsimpactfactorsinfoodcropsinChina J JournalofShanxiAgricul turalSciences 2014 42 7 711 713 738 10 LI S L WANG S SHANGGUAN Z P Combined biochar and nitrogenfertilizationatappropriateratescouldbalancetheleaching and availability of soil inorganic nitrogen J Agriculture EcosystemsandEnvironment 2019 276 21 30 11 WANG Y C YING H YIN Y L et al Estimating soil nitrate leachingofnitrogenfertilizerfromglobalmeta analysis J Science oftheTotalEnvironment 2019 657 96 102 12 羅健航 王海廷 趙 營(yíng) 等 不同水氮措施對(duì)農(nóng)田氮素流失和動(dòng) 態(tài)變化規(guī)律 J 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 57 12 2205 2212 LUOJH WANGHT ZHAOY etal Preliminarystudyonnitrogen loss and dynamic change of farmland under different water and nitrogen measures J Xinjiang Agricultural Sciences 2020 57 12 2205 2212 13 2020年度 中國(guó)水資源公報(bào) R 水資源開(kāi)發(fā)與管理 2021 2 14 WANG L Y XIN J NAI H et al Effects of different fertilizer applications on nitrogen leaching losses and the response in soil microbial community structure J Environmental Technology Innovation 2021 23 101608 15 李鑫鑫 劉洪光 林 恩 基于 15 N示蹤技術(shù)的干旱區(qū)滴灌葡萄氮 素利用分析 J 核農(nóng)學(xué)報(bào) 2020 34 11 2551 2560 LI X X LIU H G LIN E Analysis of nitrogen utilization of drip irrigation grapes in Arid Area based on 15N tracer technology J JournalofNuclearAgriculturalSciences 2020 34 11 2551 2560 16 梁 斌 唐玉海 王群艷 等 滴灌和施用秸稈降低日光溫室番茄 地氮素淋溶損失 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2019 35 7 78 85 LIANG B TANG Y H WANG Q Y et al Drip irrigation and application of straw reducing nitrogen leaching loss in tomato greenhouse J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2019 35 7 78 85 17 L H ZHOU W DONG J et al Irrigation amount dominates soil mineral nitrogen leaching in plastic shed vegetable production systems J Agriculture Ecosystems Environment 2021 317 9 107474 18 郭元裕 農(nóng)田水利學(xué) M 北京 水利水電出版社 1997 79 19 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)程 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