2009年4月灌溉排水学报JournalofIrrigationandDrainage 第28卷第2期 文章编号:1672-3317(2009)02-0109-03黄土高原丘陵沟壑区苹果园水肥耦合试验研究周振民(华北水利水电学院,郑州450011)摘 要:在西北黄土高原丘陵沟壑区选择试验点,开展了苹果园水肥耦合试验,研究内容包括苹果园土壤农化性状测试分析;不同水肥耦合试验组合对土壤养分含量的影响;不同水肥耦合试验组合对苹果树的干周、产量、质量及效益的影响等。试验研究结果证明,实行平衡施肥后,土壤中的养分含量磷素提高到2~3级;氮素保持5级,钾素保持2级,有机质含量均有提高。提出了在苹果树不同树龄段,最适的水肥耦合量比例。按照该水肥耦合比例,能有效提高肥料利用率和土壤养分含量,基本达到了各树龄段的优质果园标准,经济效益显著。关 键 词:水肥耦合;优化指标;果树高产;试验研究中图分类号:S158.3 文献标志码:A

1 试验点概况试验在西北黄土高塬沟壑区的黄河水土保持西峰治理监督局董志试验场进行。该场位于甘肃省庆阳市西峰区董志乡,年平均气温8.5e,年降水量561.5mm,其中7~9月的降水量占全年的69.3%。年蒸发量1527mm。该场苹果园面积5.7hm2。塬面条田,黑垆土,土壤有机质为1.09%,全氮为0.093%,全磷为1.87%,土壤容重1.25g/cm3,试验树品种为长富2,砧木为山定子,株行距3m@4m,树形为小冠疏层形。

2 试验材料与方法将苹果树的需水、需肥量分为幼树期(1~4年生树,选2年生树试验),初果期(5~7年生树,选5年生树试验),盛果期(大于8年生树,选8年生树进行试验)。按干周法计算计划产量,按计划产量设计苹果需肥量,按水量平衡原理设计苹果需水量,采用二因子正交组合进行试验,单株小区,3个水平,重复5次(见表1)。根据苹果树营养临界期和肥料最大效率期、需水关键期及果树根系分布规律,确定施肥灌水时间、方式及部位:氮肥、钾肥分别于萌芽前(4月中旬)、花芽分化前期(5月下旬)在树冠投形边缘至冠径内1/2处(吸收根集中分布区),挖深20~25cm的环状沟先浇水后撒施;磷肥和有机肥混匀后于9月份挖深50cm环状沟在20~50cm土层内分层施入后浇水。 于2000~2002年共进行3年试验。采果期测定干周、产量、优质果率;用YN型集成式土壤肥料养分测

定仪,在7~8月份土壤养分相对稳定期测定土壤铵态氮、速效磷、速效钾、有机质。

3 结果分析3.1 不同水肥耦合试验组合对土壤养分含量的影响根据对黄土高塬沟壑区不同立地条件苹果园的6个土样进行了农化性状测定,按照我国北方土壤养分的丰缺标准判断,该区苹果园土壤有机质含量中等偏低,土壤氮素、磷素含量低,钾素含量高,富含钙、镁、铁、铜、锰,而有效硼含量中等。土壤养分含量:氮为5级,磷为4级,钾为2级。

109*收稿日期:2008-05-21基金项目:国家自然科学基金项目(50579020)作者简介:周振民,男。教授,博士后,研究方向为水资源优化规划与管理、农业水资源。表1 苹果水肥耦合施肥量与灌水量试验设计树龄/年计划产量/(kg#hm-2)

花 前尿素/(kg#株-1)水/(m3#株-1)5月下旬硫酸钾/(kg#株-1)水/(m3#株-1)9月份

过磷酸钙/(kg#株-1)纯羊粪/(kg#株-1)水/(m3#株-1)

1~4/0.10.100.150.20/0.100.150.201.53.20.100.150.200.20.100.150.20/0.100.150.202.03.50.100.150.20

0.30.100.150.20/0.100.150.202.53.80.100.150.20

5~875000.350.150.250.35/0.150.250.352.04.80.150.250.350.450.150.250.35/0.150.250.352.55.80.150.250.35

0.550.150.250.35/0.150.250.353.08.00.150.250.35

>8300000.60.200.300.401.40.200.300.402.56.50.200.300.400.750.200.300.401.60.200.300.403.08.00.200.300.40

0.900.200.300.401.80.200.300.403.59.50.200.300.40

实行平衡施肥后,土壤中的养分含量磷素提高到2~3级;氮素保持5级,钾素保持2级,有机质含量均有提高;随施肥量的增加,土壤中铵态氮、速效磷、速效钾及有机质含量也增加,其中以较大量的施肥量土壤中几种养分含量增加达到显著水平;在施肥量不变的情况下,增加灌水量,土壤中养分含量变化不显著;从年际间土壤养分含量变化分析,2002年的土壤养分含量中铵态氮含量增加达到显著水平,而速效磷、速效钾含量的增加达到极显著水平;在苹果树不同树龄段,最适的水肥耦合量为:¹幼龄期树:4月中旬(萌芽前)施尿素0.3kg/株,灌水0.10m3/株;9月份施磷肥2.5kg/株和纯羊粪3.8kg/株,灌水0.20m3/株。º初果期树:在4月中旬施尿素0.55kg/株,灌水0.25m3/株;9月份施磷肥2.5kg/株和纯羊粪8.0kg/株,灌水0.25m3/株。»盛果期树:在4月中旬施尿素0.90kg/株,灌水0.40m3/株;5月下旬(花芽分化前)施硫酸钾1.8kg/株,灌水0.40m3/株;9月份施磷肥3.5kg/株和纯羊粪9.5kg/株,灌水0.40m3/株。3.2 不同水肥耦合试验组合对苹果树的干周、产量、质量及效益的影响根据试验结果,分析了27种水肥耦合试验处理后苹果树的3年平均干周、产量、质量及效益(前10种水肥耦合实验见表2)。表中效益按一级果1.64元/kg,二级果0.90元/kg,灌水1.0元/m3,尿素0.92元/kg,过磷酸钙0.56元/kg,硫酸钾1.80元/kg,羊粪60元/m3进行计算。由表2可见,在一定的水肥耦合量的条件下,黄土高塬沟壑区中度密植乔砧长富2苹果试验树,2~4年生果树年产量为4226kg/hm2,5~7年生果树年产量为13960kg/hm2,8~10年生年产量为22495kg/hm2;年水肥耦合效益分别为4528、18150、24888元/hm2;经济效益显著,基本达到了各树龄段的优质果园标准,其施肥量和灌水量标准与土壤养分含量较高的水肥耦合量一致。高塬沟壑区苹果园土壤富含钾素,苹果树在幼树期和初果期仅靠土壤钾供应便可满足生长结果需要。至盛果期,补充钾肥能增产7.9%~12.6%。在施肥量不变的情况下,增加灌水量,能提高苹果园效益1.5%~14.3%;而在灌水量不变的情况下,增施氮肥、磷肥和有机肥,能显著提高苹果产量及质量,提高效益1.7%~18.4%;水肥耦合后提高果园经济效益12.5%~25.7%。110表2 不同水肥耦合量对苹果树干周、产量、果实质量及经济效益的影响水肥耦合试验处理12345678910

干周/cm2000年26.327.528.827.828.828.327.527.828.828.52001年30.830.733.434.031.833.932.133.033.035.42002年35.536.037.539.038.039.538.039.740.040.3平 均30.931.733.233.632.933.932.533.533.933.7

产量/(kg#株-1)

2000年1.20.80.91.30.81.21.21.01.110.62001年2.63.53.94.04.23.84.84.13.914.82002年9.79.69.99.410.910.710.211.712.021.5平 均4.54.64.94.95.35.25.45.65.715.6

一级果比例/%2000年58.655.850.850.648.652.363.756.657.055.62001年68.381.785.188.986.385.885.482.582.482.32002年79.878.981.585.380.983.686.688.487.581.6平 均68.972.172.574.971.973.978.675.875.673.2经济效益/(元#株-1)4.95.15.45.45.65.55.85.85.920.2

黄土高塬沟壑区苹果园水肥耦合量及形式见表3。表3中4月上旬及5月下旬灌水方式为浇水后深施覆土,9月份灌水方式为分层深施后浇水。表3 黄土高塬沟壑区苹果园水肥耦合量及形式

苹果树生育期

萌芽前(4月上旬)尿素/(kg#株-1)灌水/(m3#株-1)花芽分化前(5月下旬)硫酸钾/(kg#株-1)灌水/(m3#株-1)9月份

过磷酸钙/(kg#株-1)纯羊粪/(kg#株-1)灌水/(m3#株-1)

幼树期(1~4年生)0.300.10//2.53.80.20

初果期(5~7年生)0.550.20//2.58.00.25

盛果期(8年以上)0.900.401.80.403.59.50.40

参考文献:[1] 李怀友,赵安成,郭永乐.黄土高塬沟壑区集水节水灌溉技术[M].郑州:黄河水利出版社,2002.[2] 尹光华,刘作新.旱农区不同种植模式作物最佳补灌时期和适宜补灌量研究[J].干旱地区农业研究,2000,18(1):85-89.[3] 康绍忠,梁银丽,蔡焕杰,等.干旱区水-土-作物关系及其最优调控原理[M].北京:中国农业出版社,2005.

WaterandFertilizerCouplingExperimentontheAppleOrchardinLoessPlateauRegion

ZHOUZhen-min(NorthChinaUniversityofWaterConservancyandHydropower,Zhengzhou450011,China)

Abstract:Waterandfertilizercouplingexperimentwascarriedoutattheplotinthehillyandravineregionofnorth-westloessplateau,whichincludemeasurementandanalysisonsoilchemicalfeatures,influenceofdifferentcombinationofwaterandfertilizercouplingonsoilnutritioncontent,onappletreetrunk,yield,quality,andefficiency.Itisprovedthroughstudythatwithfertilizerbalanceableapplication,thesoilphosphorouscontentwasraisedtoclass2or3,nitrogencontentremainedclass5,kaliumcontentclass2andalltheorganiccontentsimproved.Basedontheexperimentresults,themostadaptivepercentageofwaterandfertilizercouplingwasputforwardfordifferenttreeages.Accordingtothepercentage,fertilizerutilizationefficiencyandsoilnutritioncontentcouldbeobviouslyimproved.Thebeststandardoforchardqualityfordifferenttreeagesandthebesteconomicbenefitshavebeenrealized.Keywords:water-fertilizercoupling;optimumindex;appleyieldimprovement;experiment