氮肥减施对葡萄生长的影响
doi: 10.11838/sfsc.1673-6257.25062
王小琴1 , 曹环环1 , 卜纪良1 , 崔红1 , 田寒冰2 , 李兆君3
1. 兰州农尚荟农业科技有限公司,甘肃 兰州 730000
2. 山西农业大学生命科学学院,山西 晋中 030600
3. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081
基金项目: 红古区科技计划项目(2024-17) ; 国家葡萄产业技术体系(CARS-29-zp-10)
Effects of nitrogen fertilizer reduction on grape growth
WANG Xiao-qin1 , CAO Huan-huan1 , BU Ji-liang1 , CUI Hong1 , TIAN Han-bing2 , LI Zhao-jun3
1. Lanzhou Nongshanghui Agricultural Technology Co. Ltd.,Lanzhou Gansu 730000
2. College of Life Sciences,Shanxi Agricultural University,Jinzhong Shanxi 030600
3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081
摘要
氮肥是用量最大的肥料之一,在葡萄生长过程中施用适宜量的氮肥,能够增加葡萄树的枝叶数量、增强树势、协调树体的营养生长和生殖生长、促进副梢萌发等。但是过量施用氮肥会引起枝稍徒长,新生枝条和根系木质化程度降低,同时也会引起葡萄园面源污染等问题。为了探讨氮肥减施对葡萄生长的影响,降低面源污染潜在风险,以‘天工墨玉’葡萄为试验材料,探究追肥氮肥减施及在追肥氮肥减施的基础上增施生物动力素和硅肥等对葡萄生长前期修剪枝条的鲜重、干重及含水率、叶片叶绿素含量、叶片光合参数等的影响。结果表明,与 CK 相比,减施氮肥追施量 40%(T40)的枝条鲜重与含水率显著高于其他处理。葡萄叶片的叶绿素含量在不同施肥处理下无显著差异。与 CK 相比,T40 处理下净光合速率、气孔导度及蒸腾速率显著高于 CK;胞间 CO2 浓度无显著差异。增施硅肥 971.4 和 1942.8 kg·hm-2(TG2 和 TG5)会降低葡萄枝条的鲜重和含水率,表明其对葡萄枝条生长有不利影响;增施生物动力素(TS)对葡萄枝条的鲜重和含水率无显著影响。但是,增施硅肥和生物动力素 (TG2S 和 TG5S)处理能够在一定程度上促进葡萄枝条的生长。TG2、TG5、TS、TG2S 和 TG5S 处理对葡萄叶片的叶绿素含量无显著影响。在本试验条件下,减少追施氮肥能够提高葡萄叶片光合作用,有利于葡萄的生长,促进枝条生长。
Abstract
Nitrogen fertilizer is the world’s largest fertilizer production and use of fertilizer varieties,applying appropriate nitrogen fertilizer in the process of grape growth can increase the number of branches and leaves of grapevines,enhance tree potential,coordinate the vegetative growth and reproductive growth of the tree,and promote the germination of secondary shoots. However,excessive application of nitrogen fertilizer will cause branches to grow slightly,and the degree of lignification of new branches and roots will be reduced. At the same time,it can also cause problems such as non-point source pollution of vineyards. In order to explore the effects of nitrogen fertilizer reduction on grape growth and reduce the potential risk of non-point source pollution,‘Tiangong Moyu’grapes were used as research materials to explore the effects of nitrogen fertilizer reduction and biodynamic hormone and silicon fertilizer on the fresh weight,dry weight,moisture content,chlorophyll content and photosynthetic indexes of pruned shoots in the early stage of grape growth. The results showed that compared with CK,the fresh weight and moisture content of shoots with the 40% reduction of nitrogen fertilizer topdressing rate(T40)were significantly higher than those of other treatments. There was no significant difference in the chlorophyll content of grape leaves under different fertilization treatments. The net photosynthetic rate,stomatal conductance and transpiration rate under T40 treatment were significantly higher than those of CK. There was no significant difference in CO2 concentration between cells. The addition of silicon fertilizer 971.4 and 1942.8 kg·hm-2(TG2 and TG5)reduced the fresh weight and moisture content of grape shoots,indicating that it had an adverse effect on the growth of grape shoots. The addition of biodynamic hormone(TS)had no significant effect on the fresh weight and moisture content of grape branches. The addition of silicon fertilzer and biodynamic hormone(TG2S and TG5S)promoted the growth of grape shoots to a certain extent. TG2,TG5,TS,TG2S and TG5S treatments had no significant effect on the chlorophyll content of grape leaves. In conclusion,under the conditions of this experiment,nitrogen fertilizer reduction and topdressing could improve the photosynthesis of grape leaves,which was conducive to the growth of grapes and promoted the growth of branches.
农业生产中,施肥对作物生长和丰产具有非常重要的作用。葡萄也不例外,葡萄生长需要碳、氢、氧、氮等 17 种营养元素,碳和氧是叶片光合作用时来自空气中的二氧化碳,氢则来自土壤中的水分,其余各元素多数由根部从土壤中吸收,故而氮肥一直被视为促进葡萄生长和提高产量的关键肥料之一。适宜的氮肥用量对于提高葡萄产量、改善葡萄果实质量和风味有重要作用[1]
随着葡萄产业的迅速发展,氮肥的施用量在部分地区呈现出逐渐增加,甚而严重过量的趋势。相关研究表明,个别葡萄种植园的氮肥施用量远超葡萄生长的实际需求,造成了极大的潜在农业面源污染风险[2]。过量施用氮肥不仅会降低氮肥利用效率,还会增加土壤 N2O 的释放[3],并对环境、水体等造成不良影响[4]。如果氮与新污染物成分复合,污染排放叠加,治理难度就会急剧增大[5]。此外,过量施用氮肥也会对葡萄植株的生长产生不良影响。过多的氮素被用于叶绿素、氨基酸及蛋白质的合成,这一过程会过度消耗植株体内的光合产物[6]。在葡萄萌芽后至开花期,过量的氮肥会导致枝梢生长过旺,大量养分被枝梢抢夺,进而导致花序发育不良,授粉受精受到阻碍。在葡萄着色期至成熟期,过量氮肥会促进细胞分裂素合成,导致葡萄枝梢长期保持嫩绿状态,营养生长过于旺盛,光合作用产生的糖类物质被枝梢大量消耗,而不利于葡萄果实产量和风味物质的合成,品质下降。
面对氮肥过量使用带来的诸多问题,减施氮肥已成为葡萄种植产业可持续发展的迫切需求。为解决以上问题,需要提高氮肥、磷肥及复合肥的利用效率,鼓励使用有机肥,提升土壤肥力[7]。面对面源污染,我国常对污染物源头进行拦截[8],比如通过科学合理地减少氮肥施用量,有望在保障葡萄产量和品质的前提下,降低生产成本,减少环境污染,实现葡萄种植产业与生态环境的协调发展。因此,深入研究减施氮肥对葡萄生长的影响,确定合理的减施量与配套措施,对于推动葡萄种植产业的绿色、高效发展具有极为重要的现实意义[9]。为此,本研究在甘肃兰州农发集团循环农业示范园区(兰州农尚荟农业科技有限公司)进行了氮肥减施结合增施生物动力素对葡萄生长影响方面的研究,旨在为甘肃乃至西北黄土高原葡萄园减少氮肥用量,减少葡萄园潜在的面源污染风险,实现葡萄产业绿色高质量发展提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
本试验于 2024 年 2—11 月在兰州农尚荟农业科技有限公司试验基地日光温室内完成。供试土壤为黄土状母质发育的灰钙土,土壤基本理化性质:pH 8.55,有机质 12.74 g·kg-1,有效磷 22.25 mg·kg-1,硝态氮 22.03 mg·kg-1,铵态氮 17.03 mg·kg-1,速效钾 54.15 mg·kg-1,有效硅(SiO2) 110.03 mg·kg-1,有效镁(MgO)389.03 mg·kg-1
1.2 供试葡萄
供试葡萄品种为‘天工墨玉’,于 2019 年栽种,2022 年进入丰产期。
1.3 供试肥料
供试硅肥(SiO2≥25%,CaO≥16%,MgO≥7%) 由山西省迈乐肥业有限公司提供,供试生物动力素在试验基地经过好氧发酵制成,具体方法:将北京京台四方有限公司提供的生物动力素原粉(有机质 ≥ 35%,总菌数≥ 1.0 亿个·g-1)按照 1∶20 的比例与自来水混合,在室温下,好氧发酵 48 h,发酵过程中每小时通气 0.5 h,制得生物动力素(总菌数 ≥ 1.0×1010 CFU·mL-1),其作用是给葡萄园土壤提供丰富的微生物,促进葡萄的生长。试验所用其他复混肥、镁肥等肥料均从市场购买所得。
1.4 试验设计与实施
试验共设 10 个处理。
(1)CK:2023 年秋季葡萄收获后基肥施用情况:施用牛粪( 有机质 ≥ 14.5%,N ≥ 0.42%, P2O5 ≥ 0.22%,K2O ≥ 0.14%)59.32 t·hm-2,复合肥(15-15-15)600.03 kg·hm-2,过磷酸钙 (P2O5 ≥ 14%)942.84 kg·hm-2,硝酸镁(N ≥ 10.8%, MgO ≥ 15.8%)94.32 kg·hm-2,基肥折氮、磷、钾、镁纯养分用量分别为 N 100.43 kg·hm-2、P2O5 203.27 kg·hm-2、K2O 90.08 kg·hm-2、MgO 14.9 kg·hm-2。2024 年葡萄生长过程中化学肥料追施情况:追肥折氮、磷、钾、镁纯养分用量分别为 N 145.5 kg·hm-2、P2O5 99.6 kg·hm-2、K2O 133.95 kg·hm-2、MgO 9.6 kg·hm-2,葡萄各生育期肥料使用情况见表1
(2)TS:增施生物动力素 3 次,每次 4900 L·hm-2,其他肥料用量与 CK 相同。
(3)TG2:增施硅肥 971.4 kg·hm-2,其他肥料用量与 CK 相同。
(4)TG5:增施硅肥 1942.8 kg·hm-2,其他肥料用量与 CK 相同。
(5)TG2S:增施硅肥 971.4 kg·hm-2,施生物动力素 3 次,每次 4900 L·hm-2,其他肥料用量与 CK 相同。
(6)TG5S:增施硅肥 1942.8 kg·hm-2,施生物动力素 3 次,每次 4900 L·hm-2,其他肥料用量与 CK 相同。
(7)T20:减施氮肥 20%,氮素用量为 CK 追施氮素用量的 80%,其他肥料用量与 CK 相同。
1对照处理葡萄不同生育期所追施肥料及用量
(8)T40:减施氮肥 40%,氮素用量为 CK 追施氮素用量的 60%,其他肥料用量与 CK 相同。
(9)T20SG:减施氮肥 20%,氮素用量为 CK 追施氮素用量的 80%,其他肥料用量与对照相同,增施生物动力素 3 次,每次 4900 L·hm-2,施硅肥 971.4 kg·hm-2
(10)T40SG:减施氮肥 40%,氮素用量为 CK 追施氮素用量的 60%,其他肥料用量与 CK 相同,增施生物动力素 3 次,每次 4900 L·hm-2,施硅肥 1942.8 kg·hm-2
每个处理重复 3 次,共 30 个小区,每个小区包括生长和修剪一致的 5 株葡萄。每个小区所用氮、磷、钾、镁肥料均分别于葡萄萌芽期、开花期、果实膨大期和果实转色期进行施用,因氮素减施减少的磷素、钾素用磷酸铵或磷酸二氢钾补齐。生物动力素 3 次施用时间分别为花前、膨大、转色期;硅肥增施时间为花前。所有小区除肥料种类和用量不一致外,其他农事管理方法均一致。
1.5 测定指标及方法
1.5.1 葡萄枝条鲜重和干重
于 2024 年 3 月 8 日葡萄新梢生长期,对不同处理的葡萄枝条进行修剪,用万分之一天平称量鲜重,烘干后称量干重,并计算含水率。
1.5.2 叶绿素含量
于 2024 年 3 月 12 日葡萄果实膨大期间,分别在每个小区随机选取 8 根枝条中的果穗上下发育完全的 2 片叶片,用手持式叶绿素测定仪进行叶绿素含量(SPAD)测定。
1.5.3 光合作用相关参数
光合作用相关参数分别于 2024 年 4 月 27 日葡萄果实膨大期和 2024 年 5 月 27 日葡萄转色期的上午 9:00—11:00,使用便携式光合仪(LI-6400XT 光合仪)进行测定。测定时,分别在每个小区随机选取 8 根枝条中的果穗上下发育完全的 6 片叶片,然后将光合仪的叶室夹在葡萄植株的功能叶片上,确保叶室密封良好,待仪器读数稳定后记录数据,并计算平均值。指标包括胞间 CO2 浓度、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率等。
1.6 数据分析
所有数据均用 Excel 2016、SPSS 18.0 计算,所有图表均通过 Origin 2021 制作。多重比较采用 Duncan 法检验数据的差异显著性(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 不同施肥方案对葡萄枝条生长的影响
不同处理对葡萄萌芽期枝条鲜重、干重及其含水率的影响如图1所示,减施氮肥对葡萄萌芽期葡萄枝条生长是有影响的。T40 处理的葡萄枝条鲜重显著高于其他处理,但是 T20 处理的葡萄枝条鲜重与 CK 无明显差异。TG2S 处理下,枝条鲜重高于 CK,其余处理条件下,枝条鲜重均低于 CK,尤其 TG5 条件下,枝条鲜重显著低于 CK。由图1B 可知,不同施肥处理对葡萄萌芽期枝条干重无显著影响。由图1C 可知,不同处理对葡萄萌芽期枝条含水率的影响与其对枝条鲜重的影响相似。
2.2 不同施肥方案对葡萄叶片中叶绿素含量的影响
不同处理对葡萄萌芽期叶片中叶绿素含量的影响如图2所示,葡萄叶片的叶绿素含量在不同施肥处理下无显著差异。
1不同处理对葡萄枝条鲜重(A)、干重(B)和含水率(C)的影响
注:柱上不同的小写英文字母代表各处理间差异达 0.05 显著性水平。下同。
2不同施肥处理对葡萄叶片叶绿素含量的影响
2.3 不同施肥处理对光合参数的影响
2.3.1 净光合速率
不同施肥处理对葡萄不同时期净光合速率的影响如图3所示。由图3可知,减施氮肥对葡萄净光合速率是有影响的。在葡萄生长的前期(图3A),随着氮肥追施用量的减少,净光合速率逐渐加强。与 CK 相比,T40 处理可以显著增加葡萄叶片净光合速率,增加幅度为 59%。在葡萄生长的后期(图3B),随着氮肥追施用量的减少,净光合速率逐渐降低。前期各处理方式下,葡萄的净光合速率均高于 CK。与 CK 相比,TS、TG2、TG5、TG2S、TG5S 处理下净光合速率分别提升了 27.1%、28.7%、22.0%、 37.1% 和 37.8%。但在葡萄生长后期,动力素和硅肥却抑制了葡萄的净光合速率。与枝条鲜重相似的是 TG2S、TG5S 与 T20SG、T40SG 的净光合速率趋势相同。
2.3.2 气孔导度
不同施肥处理对葡萄不同时期气孔导度的影响如图4所示。由图4可知,减施氮肥追施量对葡萄叶片气孔导度是有影响的。随着氮肥追施用量的减少,气孔导度逐渐加强。在葡萄生长前期(图4A),与 CK 相比,T40 处理可以显著增加葡萄叶片气孔导度,其增幅接近 200%。前期施硅肥和生物动力素各处理下,葡萄的气孔导度均高于 CK,但在葡萄生长后期,施加硅肥或 T40 处理下,气孔导度大于 CK,T20 或施加动力素却降低了葡萄的气孔导度。
2.3.3 胞间 CO2 浓度
不同处理对葡萄不同时期胞间 CO2 浓度的影响如图5所示,减施氮肥追肥对葡萄胞间 CO2 浓度无显著影响。
2.3.4 蒸腾速率
不同施肥处理对葡萄不同生长时期叶片蒸腾速率的影响如图6所示。由图6可知,减施氮肥追肥对葡萄叶片蒸腾速率是有影响的。除生长后期减施氮肥追施量 40% 处理外,其余施肥处理条件下叶片蒸腾速率均大于 CK。
3不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)净光合速率的影响
4不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片气孔导度的影响
5不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片胞间 CO2 浓度的影响
6不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片蒸腾速率的影响
3 讨论
3.1 不同施肥处理对葡萄枝条生长的影响
T40 处理的葡萄枝条鲜重显著高于其他处理,但是 T20 处理的葡萄枝条鲜重与 CK 无明显差异,表明 T40 处理更有利于葡萄枝条的生长。植物生长对养分的需求存在一个最优区间。减施氮肥 40% 可能恰好处于这个最优区间内,使得葡萄能够获得足够的氮素来支持其生长,同时避免了过量氮肥可能带来的负面影响,如营养生长过旺导致的生殖生长受抑制等,从而使得枝条鲜重显著高于其他处理。减施氮肥 20% 可能仍接近常规施肥水平,其对葡萄生长的影响不明显,因此,与 CK 无明显差异。陈丽楠等[10]试验中表明,减施氮肥结合根区交替灌溉能够有效调控葡萄新梢的生长,减少过量的营养生长,降低修剪量,从而提高水肥利用效率。周维军等[11]研究表明,秸秆覆盖并施用适量氮肥对玉米植株的生长、干物质的积累、产量的形成有较好的促进作用,且秸秆覆盖模式下适量减少氮肥施用量更加利于形成协调的产量结构、增加产量,减施氮肥 20% 效果最佳。但是在袁光等[12]的研究中,减施氮肥会降低旱地花生的主茎高及侧枝长。与上述试验结果相反,减施氮肥增施有机肥和钙肥可显著提高花生主茎高、侧枝长,由此猜测,减施氮肥不一定对所有物种的枝条生长有利,且不同物种对减施氮肥的反映效果不同。T40、TG2S 处理下,枝条鲜重高于 CK,其余处理条件下,枝条鲜重均低于 CK,尤其 TG5 条件下,枝条鲜重显著低于 CK,表明增施生物动力素和适当的硅肥能够促进葡萄萌芽期枝条的生长,但是当增施硅肥过量后反而不利于葡萄枝条的生长。可能是因为增施生物动力素和适量硅肥能为葡萄萌芽期提供充足养分,促进细胞分裂和生长,增强光合作用。但硅肥过量会改变土壤酸碱度,影响葡萄根系对其他养分的吸收,阻碍细胞正常生长,导致枝条生长受阻,甚至出现生长不良现象。
3.2 不同施肥处理对葡萄叶片中叶绿素含量的影响
葡萄叶片的叶绿素含量在不同施肥处理下无显著差异,表明减施氮肥追肥对葡萄叶片中叶绿素的合成和积累无显著影响。氮肥是叶绿素合成的重要元素之一,通常情况下,适量的氮肥可以促进叶绿素的合成,从而提高叶片的叶绿素含量[13]。然而,当氮肥施用过多时,可能会导致氮素在植物体内积累过多,反而抑制叶绿素的合成[14]。在减施氮肥追肥的情况下,植物可能会通过自身的生理调节机制来适应氮素供应的变化。例如,植物可能会提高氮素的利用效率,使得即使在氮肥追肥用量减少的情况下,叶绿素的合成仍能保持在一个相对稳定的水平。本试验中,与 CK 相比,单独施硅肥、生物动力素及硅肥和生物动力素联合施用下,叶绿素含量均略有增加,但效果并不显著,原因可能是动力素主要通过调节植物生长发育过程中的生理代谢来发挥作用,其对叶绿素含量的直接影响可能较小,而硅肥的用量、生长环境、葡萄品种等诸多因素均会对叶绿素含量产生影响。与氮肥追肥减施相比,单独施硅肥、生物动力素或者硅肥和生物动力素联合施用下,叶绿素含量均高于单独减施氮肥追肥,其原因可能是氮肥是植物合成叶绿素的关键营养元素之一,叶绿素的合成需要氮元素作为卟啉环的重要组成部分,当氮肥追肥减施时,植物体内氮素供应不足,叶绿素合成受到限制,导致叶绿素含量降低。
3.3 不同施肥处理对光合参数的影响
净光合速率是衡量葡萄光合作用强弱的关键指标,直接影响着葡萄的生长发育和果实品质。在葡萄生长的前期,随着氮肥追施用量的减少,净光合速率逐渐加强。与 CK 相比,T40 处理可以显著增加葡萄叶片净光合速率,这可能是因为适宜的氮肥追施减量可以促进叶片气孔的开放(在下述葡萄气孔导度的研究中得到证实),改善叶肉细胞 CO2 的供应能力,从而提高光合产物的形成和转运。在葡萄生长的后期,随着氮肥追施用量的减少,净光合速率逐渐降低,所以选择适宜的氮肥追施用量对植物光合极其重要,推测最适合葡萄光合作用的施肥方式为减氮 20%~40%。前期各处理下,葡萄的净光合速率均高于 CK,表明在葡萄生长前期,生物动力素及硅肥的单独施加或二者配施均有利于葡萄叶片净光合速率的提升。与 CK 相比,TS、TG2、 TG5、TG2S、TG5S 处理下净光合速率均有所提高,但在葡萄生长后期,动力素和硅肥却抑制了葡萄的净光合速率。TG2S、TG5S 与 T20SG、T40SG 的净光合速率趋势相同,进一步表明在生物动力素与硅肥配施的前提下减施氮肥追施量会对葡萄枝条生长产生不利影响,因此,在将来的研究中需要进一步明确生物动力素和硅肥的配施比例。
气孔导度是反映气孔开放程度的指标,它对葡萄的光合作用和蒸腾作用有着重要的影响[15]。随着氮肥追施用量的减少,气孔导度逐渐加强。在葡萄生长前期,与 CK 相比,T40 处理可以显著增加葡萄叶片气孔导度,当氮肥追肥量减施到一定程度时,植物体内的氮素供应可能无法满足其正常生长的需求。为了适应这种氮素供应不足的环境,植物可能会通过调节气孔导度来优化自身的生理活动[16]。前期施硅肥和生物动力素各处理下,葡萄的净光合速率均高于 CK,表明在葡萄生长前期,生物动力素以及硅肥的施加均能够增加葡萄的气孔导度。但在葡萄生长后期,施加硅肥或 T40 处理下,气孔导度大于 CK,T20 或施加动力素却降低了葡萄的气孔导度,其原因有待于进一步研究。
胞间 CO2 浓度与气孔导度密切相关,这可能是由于减施氮肥追肥的处理下,植物能够通过叶片调节气孔导度来适应氮素供应的变化,通过增加气孔导度来提高 CO2 的吸收,从而弥补由于氮素不足导致的光合速率下降,维持胞间 CO2 浓度的稳定,保持光合作用的正常进行。本试验中,各处理对葡萄胞间 CO2 浓度均无显著影响。减施氮肥追肥对胞间 CO2 浓度无显著影响,与秦宇坤等[17]的研究结果相同。与 CK 相比,单独施生物动力素胞间 CO2 浓度降低,单独施用硅肥时,随着硅肥用量增加胞间 CO2 浓度降低,硅肥和生物动力素联合施用,在葡萄生长前期高于 CK,但后期反之;与氮肥减施相比,单独施少量硅肥与减施氮肥追施量 40% 对胞间 CO2 浓度的影响无差异,单独增施大量硅肥与减施氮肥追施量 20% 对胞间 CO2 浓度的影响无差异,单独施加动力素对胞间 CO2 浓度的影响在减施氮肥追施量 20%~40% 之间。除葡萄生长前期减施氮肥追施量 20% 外,硅肥和生物动力素联合施用对胞间 CO2 的影响与减施氮肥追肥相似。有研究表明,减施氮肥 20% 时棉花胞间 CO2 浓度高于不施氮及正常施氮[18],而本试验条件下,减施氮肥 20% 时,胞间 CO2 浓度低于正常施氮,但是本试验中减施氮肥 40% 时,胞间 CO2 浓度高于正常施氮。显然,这项研究结果与本研究结果有出入,可能与物种不同有关,也可能与实际施氮量不同有关。总之,减施氮肥对植株胞间 CO2 浓度的提升是有利的,这一点在小麦上也有所体现[19]
蒸腾速率指植物通过蒸腾作用散失水分的速率,对维持葡萄的正常生长具有重要意义。除生长后期 T40 处理以外,其余施肥处理条件下叶片蒸腾速率均大于 CK,这可能是由于氮肥的施用会影响植物的气孔导度,而气孔导度是蒸腾作用的关键调节因素,减施氮肥追肥可能会导致气孔导度的变化,从而影响蒸腾速率。例如,在葡萄生长前期,减施氮肥追肥可能会导致气孔导度增加,进而提高蒸腾速率。这是因为气孔导度的增加会减少气孔阻力,使水分更容易通过气孔蒸腾到外界。葡萄生长后期,T40 使得葡萄蒸腾速率降低,结合上述气孔导度推测,可能是氮肥不足导致气孔导度降低,从而抑制了 CO2 的吸收。与 CK 相比,TS、TG2、TG5、TG2S、 TG5S 处理对叶片蒸腾速率均有提高效果;与 T20、 T40 处理相比,TS、TG2、TG5、TG2S、TG5S 处理对叶片蒸腾速率亦有所提升,表明施加动力素或硅肥比氮肥追肥减施更有利于提高叶片蒸腾速率。本试验 T20 处理下蒸腾速率高于 T40 处理,有研究表明减施氮肥 10%、20% 均可提高玉米的光合能力,但减施氮肥 30% 则降低了其光合能力[20],表明减施氮肥应适量。
4 结论
本试验条件下,减施氮肥追施量 40% 处理能够增加葡萄叶片气孔导度,增强葡萄叶片光合作用,促进葡萄枝条生长,生物动力素与少量硅肥配施会在一定程度上促进枝条的生长。本区域葡萄种植过程中,减施氮肥追施量 20%~40% 并配施适量生物动力素和硅肥不会减弱葡萄生长,同时能够降低面源污染潜在风险,一定程度上有利于葡萄产业绿色发展。
1不同处理对葡萄枝条鲜重(A)、干重(B)和含水率(C)的影响
2不同施肥处理对葡萄叶片叶绿素含量的影响
3不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)净光合速率的影响
4不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片气孔导度的影响
5不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片胞间 CO2 浓度的影响
6不同施肥处理对葡萄坐果期(A)和果实膨大期(B)叶片蒸腾速率的影响
1对照处理葡萄不同生育期所追施肥料及用量
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