施肥對干旱區(qū)滴灌克瑞森葡萄肥料利用率及戈壁土壤肥力的影響

蘇學德，李 銘，郭紹杰，李鵬程

(新疆農(nóng)墾科學院林園研究所，新疆 石河子 832000)

隨著葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，化肥在葡萄生產(chǎn)中的作用越來越重要，施用量迅速增加。這不僅浪費了寶貴的肥料資源，而且?guī)砹藝乐氐沫h(huán)境問題[1]。近年來，團場職工為了追求克瑞森葡萄較高產(chǎn)量而過量施肥，特別是過量施用氮肥的現(xiàn)象相當普遍。葡萄施肥多憑經(jīng)驗，帶有很大的盲目性[2-4]。據(jù)調查，目前克瑞森葡萄平均施氮量在180 kg/hm2左右，而有些團場的施氮量則高達270 kg/hm2；施肥過程中磷、鉀肥投入比例也不平衡，造成肥料利用率偏低，施肥的經(jīng)濟效益低下[1]。土壤是樹體生長的基礎，葡萄園土壤的理化性質、肥力水平影響著樹體的發(fā)育以及果實的產(chǎn)量和品質[5-6]。

目標產(chǎn)量法是常用的確定施肥量的方法之一[7]。該方法根據(jù)目標產(chǎn)量確定作物養(yǎng)分吸收量再用作物養(yǎng)分吸收量減去土壤供給的養(yǎng)分，即為需要施肥量。而作物每生產(chǎn)100 kg籽粒產(chǎn)量的養(yǎng)分攜出量是計算目標產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量的重要參數(shù)，與推薦施肥的準確性密切相關[8]。但目前關于干旱區(qū)滴灌克瑞森葡萄肥料利用率及戈壁土壤肥力研究還鮮見報道。為此，本研究通過田間試驗，探討不同施肥處理對克瑞森葡萄氮、磷、鉀肥料利用率以及戈壁土壤肥力的影響，為克瑞森葡萄在戈壁合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地為新疆生產(chǎn)建設兵團農(nóng)二師223團園八連7-5號地，屬大陸性荒漠干旱氣候，年日照時數(shù)2980 h，年平均降水量79.8 mm，年平均蒸發(fā)量1876.7 mm，年平均相對濕度57%，平均無霜期185 d。選擇樹勢一致的5年生克瑞森葡萄為試材，小棚架栽培，栽植密度0.5 m×3.0 m。試驗地整體管理水平較好。試驗地土壤是典型的荒漠石礫沙土，土壤貧瘠，土壤基礎肥力狀況見表1。試驗地安裝滴灌系統(tǒng)，距離根部40 cm鋪設1條滴灌管進行部分灌溉，管長100 m，直徑16 mm內鑲式滴灌管，滴頭流量2.2 L/h。

表1 克瑞森葡萄試驗地戈壁土壤基礎肥力狀況

1.2 試驗設計

試驗設計按照國家“3414”試驗方案進行設計(表2)。首先測定土壤含肥量。根據(jù)制定克瑞森葡萄產(chǎn)量，計算出施肥量，進行配方施肥。“3414”是指氮、磷、鉀3個因素、4個水平，4個水平的含義：0水平指不施肥，2水平指當?shù)赝扑]施肥量，1水平 (指施肥不足)=2水平×0.5，3水平 (指過量施肥)=2 水平×1.5，共計 14 個處理，編號為 N0P0K0，N0P2K2，N 1P2K2，N2P0K2，N2P1K2，N2P2K2，N2P3K2，N2P2K0，N2P2K1，N2P2K3，N3P2K2，N2P1 K 1，NIP2K1，N1P1K2。每個小區(qū)面積為300 m，3次重復。肥料為尿素、磷酸一銨、硫酸鉀，肥料中養(yǎng)分含量 (%)：尿素N含量46%、磷酸一銨P2O5含量61%、硫酸鉀K2O含量52%。所有肥料在3個時期結合滴灌進行追施，即開花前、幼果膨大期、果實迅速膨大期。

表2 克瑞森葡萄“3414”配方施肥試驗設計

1.3 試驗方法

試驗于2012年進行，采集各試驗點14個處理 中 的 N0P0KO、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0 和N2P2K2等5個處理的植株地上部分樣品，每小區(qū)采集3個葡萄植株的莖稈和葉片，將樣品于70℃烘干至恒質量后稱。樣品粉碎后，采用硫酸一雙氧水消煮、半微量凱氏定氮儀測定全氮含量，釩鉬黃比色法測定全磷含量，火焰分光光度計法測定全鉀含量。

在葡萄開花前和果實采收后，對試驗地土壤樣品進行了2次采集。主要采集14個施肥處理及對照的混合樣，采樣深度：0～40 cm。另外采集了N2P2K2 處理剖面 0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm的土樣。樣品送新疆農(nóng)業(yè)科學院測試分析中心檢測。

N、P、K肥料利用率通過差減法來計算：利用施肥區(qū)作物吸收的養(yǎng)分量減去不施肥區(qū)農(nóng)作物吸收的養(yǎng)分量，其差值視為肥料供應的養(yǎng)分量，再除以所用肥料養(yǎng)分量就是肥料利用率。

肥料利用率(%)=(施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量一缺素區(qū)養(yǎng)分吸收量)/肥料使用量×肥料中養(yǎng)分含量×100%。

肥料偏生產(chǎn)力 (kg/kg)=施肥區(qū)葡萄果實產(chǎn)量/施肥量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel2003和DPS7.05軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對克瑞森葡萄N、P、K肥料利用率的影響

由表3可以看出，不同施肥處理相比，N2P2K2處理的肥料利用率及肥料偏生產(chǎn)力均最高。N2P2K2處理的氮、磷、鉀肥料利用率分別為40.12%、16.67%和38.56%，肥料偏生產(chǎn)力分別為51.53%kg/kg、68.58 kg/kg 和 102.87 kg/kg，氮、鉀利用率、肥料偏生產(chǎn)力均顯著高于其他處理，磷肥利用率、肥料偏生產(chǎn)力也較其他處理有所增加，但差異未達顯著水平，說明氮、磷、鉀配合施用，有利于顯著提高肥料的利用效率。

表3 不同施肥處理對克瑞森氦、磷、鉀肥利用效率的影響

2.2 不同施肥處理對滴灌克瑞森葡萄戈壁土壤肥力的影響

2.2.1 滴灌克瑞森葡萄戈壁土壤剖面N、P、K及有機質變化規(guī)律

由圖1可以看出，滴灌克瑞森葡萄花前0～80 cm戈壁土壤剖面水解性氮隨著深度的增加逐漸降低，而在果實采收后水解性氮含量在0～60 cm逐漸降低，60～80 cm逐漸升高。其次花前0～60 cm的水解性氮普遍高于果實采收后，而60～80 cm果實采收后土壤的水解性氮高于花前。主要原因是葡萄根系主要分布在20～60 cm深度之間，在1年生長季根系吸收了大量的氮肥，并且氮肥水溶性強，隨水移動，具有較強的移動性，根系容易吸收。

從圖2看到，滴灌克瑞森葡萄花前戈壁土壤各個剖面有效磷含量基本在同一個水平，而在果實采收后土壤各個剖面有效磷含量普遍高于花前。0～20 cm有效磷含量最高，隨著土壤深度的增加有效磷含量逐漸降低。由此可見，試驗地磷肥前期使用量少，在經(jīng)過1年的追施磷肥以后，土壤各個剖面的有效磷含量差異變化比較大，并且土壤表層有效磷含量最高，這主要是磷在土壤中移動性差造成的。

滴灌克瑞森葡萄花前測定戈壁土壤剖面0～80 cm速效鉀含量隨著剖面深度的加深先升高后降低，在20～40 cm這個層次速效鉀含量最高。而在果實采收后土壤剖面0～80 cm速效鉀含量隨著剖面深度的加深而逐漸降低。其次，從土壤剖面各個層次可以看到，在0～20 cm果實采收后速效鉀含量高于開花前，其他3個層次速效鉀含量開花前高于果實采收后。經(jīng)過1年的追肥表層速效鉀增加，而20～80 cm的大量的鉀肥被根系吸收，見圖3。

由圖4可以看出，滴灌克瑞森葡萄花前0～80 cm戈壁土壤剖面各個層次有機質含量都高于果實采收后，并且隨著深度的增加逐漸降低，0～20 cm差異顯著，20～80 cm差異不顯著。由此可見，葡萄土壤有機質含量主要集中在表層，經(jīng)過1年滴水表層的有機質含量隨水移動，0～20 cm有機質變化明顯，而20～80 cm變化不明顯。

圖1 土壤剖面水解性氮變化規(guī)律

圖2 土壤剖面有效磷變化規(guī)律

圖3 土壤剖面速效鉀變化規(guī)律

圖4 土壤剖面有機質變化規(guī)律

2.2.2 不同施肥處理對滴灌克瑞森葡萄戈壁土壤肥力的影響

圖5 不同施肥處理對滴灌克瑞森葡萄戈壁土壤肥力的影響

由圖5可以看出，滴灌克瑞森葡萄開花前(CK)和果實采收后，0～40 cm試驗地戈壁土壤速效鉀普遍較高，水解性氮次之，有效磷含量最低。其次，開花前(CK)水解性氮、有效磷、速效鉀稍微低于果實采收后的其他14個處理。另外，土壤水解性氮、有效磷、速效鉀各個處理的變化規(guī)律有一定的一致性，這說明氮磷鉀之間在合適的施肥范圍內有一定的促進作用。由此可見，長期施肥顯著影響克瑞森葡萄果實采收后戈壁土壤養(yǎng)分含量，氮磷氮鉀配施有利于養(yǎng)分的吸收，提高了肥料的利用率。

3 結論與討論

研究表明，不同施肥處理對滴灌克瑞森葡萄氮、磷、鉀肥的利用效率及偏生產(chǎn)力也均以N2P2K2處理最高，N2P2K2處理克瑞森葡萄氮肥利用率40.12%，磷肥利用率16.67%，鉀肥利用率38.56%，肥料偏生產(chǎn)力分別為51.53%kg/kg、68.58 kg/kg和102.87 kg/kg。氮、鉀肥利用率基礎數(shù)據(jù)比較理想，而磷肥利用率比較低，表明葡萄戈壁土壤當季供肥能力比較強。磷肥利用率偏低可能與目前磷肥的施用方法及有機肥施用較少有關。在目前的施肥水平下，可以看出氮肥和鉀肥利用率穩(wěn)定，趨于合理，磷肥利用率偏低。總之，氮、磷、鉀肥要合理配合施用，有利于提高肥料利用率。

研究發(fā)現(xiàn)，N2P2K2處理不同深度戈壁土壤氮、磷、鉀及有機質含量呈規(guī)律性變化趨勢，滴灌克瑞森葡萄花前氮、鉀及有機質含量明顯高于果實采收后，磷含量明顯低于果實采收后；果實采收后各個施肥處理土壤肥力大部分高于花前。由此可見，土壤肥力是土壤特性的綜合反映，不同的生長期對各種養(yǎng)分的需求程度也有很大差異[9-10]。由于土肥管理不一致，不同土層的土壤養(yǎng)分和理化性狀有著很大的差異，應在了解土壤特性的基礎上，科學合理補充養(yǎng)分、改良土壤[11]。隨著采樣土層深度的增加，氮、磷、鉀及有機質含量整體呈減少的趨勢，這與田間管理和營養(yǎng)成分的特性有關，如肥料補充多集中在0～20 cm，磷和有機質的游離能力較差，相對集中在表層土壤，而氮和鉀隨著滴水會從表層土壤流失。因此，在補充養(yǎng)分時，應結合各養(yǎng)分的特點進行，如在施有機肥時，最好能深施基肥。

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