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        基于觀賞果樹生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的水肥一體化技術(shù)研究

        2022-07-18 03:25:56朱錦泉麥麥提吐地王曉康扁青永傅彥博魏亞媛張萬(wàn)旭
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年13期
        關(guān)鍵詞:利用效率水肥果樹

        朱錦泉,麥麥提·吐地,王曉康,扁青永*,傅彥博,魏亞媛,張萬(wàn)旭

        (1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院拜城農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,新疆阿克蘇 842300;2.拜城縣水利局,新疆阿克蘇 842300;3.山西省關(guān)帝山國(guó)有林管理局,山西呂梁 033000;4.新疆建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,新疆烏魯木齊 830000)

        水分和養(yǎng)分是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵,更是觀賞果樹正常發(fā)育、增產(chǎn)促效的基礎(chǔ)條件。我國(guó)地域遼闊、水資源分布不均勻及自然條件具有顯著性差異,致使不同區(qū)域的觀光果樹對(duì)水肥因子的響應(yīng)程度各異?,F(xiàn)階段,節(jié)水節(jié)肥灌溉技術(shù)成為觀賞果樹正常發(fā)育的重要保證,研究表明,我國(guó)農(nóng)業(yè)作物的肥料利用效率低于以色列、美國(guó)及德國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,造成土壤肥力降低,甚至造成土壤污染。因此,水肥一體化技術(shù)逐漸成為觀賞果樹生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)鍵技術(shù),需重點(diǎn)把控果樹需水需肥規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)觀賞果樹的精準(zhǔn)、科學(xué)合理管理,這對(duì)于我國(guó)觀賞果業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

        現(xiàn)階段,“以肥調(diào)水,以水促肥”是水肥一體化技術(shù)的核心原理,結(jié)合現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù),如滴灌、噴灌、微噴等,根據(jù)觀賞果樹的需肥規(guī)律,全面提升觀賞果樹生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)。但從目前發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,我國(guó)大部分地區(qū)園林綠化行業(yè)中觀賞果樹運(yùn)用了水肥一體化技術(shù),在提升水肥利用效率、生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)方面也具有積極促進(jìn)作用,在實(shí)踐過(guò)程中,受多方面因素制約,如管理人員專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備不足、水肥一體化配套設(shè)施差、缺失科學(xué)合理的技術(shù)支撐及智能化水平低等,使得無(wú)法按照觀賞果樹需水肥規(guī)律進(jìn)行精準(zhǔn)施肥,造成水肥浪費(fèi)、果實(shí)品質(zhì)降低等現(xiàn)象不斷發(fā)生?;诖?,筆者從園林綠化領(lǐng)域視角分析,以水肥一體化技術(shù)為切入點(diǎn),對(duì)觀賞果樹生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)研究,以期為相關(guān)技術(shù)人員提供可行性建議。

        1 水肥一體化技術(shù)概述

        水肥一體化技術(shù)主要是將水分和養(yǎng)分采取“多次少量”方式均勻地將其補(bǔ)充給觀賞果樹的根系土壤中,保證能夠及時(shí)為其供應(yīng)合適的水肥,確保充分吸收。此外,水肥一體化技術(shù)與園林觀賞果樹的深度融合,有效緩解水肥擴(kuò)散和土壤阻力,給觀賞果樹創(chuàng)造穩(wěn)定良好的生長(zhǎng)環(huán)境,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水肥耦合效應(yīng)。與此同時(shí),利用水肥一體化技術(shù),可實(shí)現(xiàn)果樹的水肥灌溉次數(shù)和使用量,并根據(jù)生長(zhǎng)周期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)特性和需肥規(guī)律,進(jìn)一步提高觀賞果樹的水肥利用效率。

        早期,水肥一體化技術(shù)在園林觀賞果樹中的運(yùn)用,主要集中在漫灌、滲灌2種較為傳統(tǒng)的灌溉方式,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在園林景觀領(lǐng)域中,水肥一體化技術(shù)在觀賞果樹中的應(yīng)用主要集中在滴灌、微噴等灌溉形式,進(jìn)一步提升了水肥利用效率,并對(duì)觀賞果樹生長(zhǎng)指標(biāo)和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)具有顯著作用,因此,滴灌施肥模式是目前應(yīng)用最廣泛、最節(jié)水的灌溉施肥模式,在現(xiàn)代集約化農(nóng)業(yè)的發(fā)展中備受關(guān)注。部分觀賞果樹水肥一體化技術(shù)研究現(xiàn)狀見(jiàn)表1。

        2 水肥一體化技術(shù)對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響

        為進(jìn)一步探索水肥一體化技術(shù)對(duì)園林綠化觀賞果樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以“文獻(xiàn)資料法”和“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法”有機(jī)結(jié)合,以中國(guó)知網(wǎng)、維普、萬(wàn)方三大中文數(shù)據(jù)庫(kù)為研究基礎(chǔ),同時(shí)及時(shí)將廣告、文件、報(bào)紙等非學(xué)術(shù)論文進(jìn)行剔除,通過(guò)檢索水肥一體化、觀賞果樹內(nèi)容可知,目前研究主要集中在水肥一體化技術(shù)或果樹學(xué)單方面研究,針對(duì)兩者結(jié)合在一起的研究成果較少?;诖耍撗芯窟\(yùn)用文獻(xiàn)資料法、定量與定性結(jié)合法(數(shù)理統(tǒng)計(jì)法)等研究方法,用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行單因素方差分析,采用LSD法和Duncan法進(jìn)行多重比較,進(jìn)一步研究水肥一體化技術(shù)對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

        表1 部分觀賞果樹水肥一體化技術(shù)研究現(xiàn)狀Table 1 Research status of water and fertilizer integration technology of some ornamental fruit trees

        通過(guò)文獻(xiàn)查閱,觀賞果樹生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)主要包含2種外在生長(zhǎng)指標(biāo)、內(nèi)在生理指標(biāo)。對(duì)于生長(zhǎng)指標(biāo)而言,主要由開花數(shù)量、坐果率、果實(shí)保持率、株高、分枝數(shù)、莖直徑及葉面積指數(shù)(LAI)等;對(duì)于內(nèi)在生理指標(biāo),主要包括凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO濃度、葉片水分利用效率、葉綠素相對(duì)含量等。基于此,該研究主要針對(duì)滴灌條件下,水肥一體化技術(shù)在觀賞果樹的應(yīng)用效果進(jìn)行重點(diǎn)分析。

        滴灌條件下水肥一體化技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)生理指標(biāo)的影響見(jiàn)表2。數(shù)理統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要包括均方、、、顯著性差異等。研究表明,水肥一體化技術(shù)與觀賞果樹的深度融合,能夠顯著提升生理生長(zhǎng)指標(biāo),使得保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。從表2可以看出,水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹生長(zhǎng)生理指標(biāo)的影響均達(dá)顯著(<0.05)或極顯著(<0.01),這與一些學(xué)者的研究結(jié)果較為一致。趙吉紅通過(guò)研究得出水肥耦合效應(yīng)能夠明顯改善果樹的生長(zhǎng)生理狀況,并確保果樹根系能夠及時(shí)吸收水分和養(yǎng)分;李超楠認(rèn)為水肥一體化顯著提升蘋果的葉綠素含量(SPAD)、凈光合速率()和蒸騰速率(),同時(shí),產(chǎn)量和水分利用效率(WUE)較漫灌分別增10.88%~99.37%和8.00%~70.02%。

        3 水肥一體化技術(shù)對(duì)果樹品質(zhì)的影響

        水肥一體化技術(shù)最大優(yōu)勢(shì)在于能夠最大程度上發(fā)揮水肥耦合效應(yīng),達(dá)成“以肥調(diào)水,以水促肥”的目的,實(shí)現(xiàn)水肥協(xié)調(diào)效應(yīng),顯著提升觀賞果樹的產(chǎn)量、品質(zhì)及水肥利用效率,并根據(jù)觀賞果樹對(duì)水分和養(yǎng)分的需求規(guī)律,在其不同生長(zhǎng)發(fā)育階段實(shí)現(xiàn)水肥的精準(zhǔn)調(diào)控和供給,從而保證水肥一體化技術(shù)與觀賞果樹的深度融合,現(xiàn)階段,受多方面因素制約,如管理者的種植經(jīng)驗(yàn)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及水肥管理設(shè)施等,致使觀賞果樹對(duì)水肥一體化的響應(yīng)具有很大不確定性,加之此方面研究文獻(xiàn),因此,該研究在歸納水肥一體化技術(shù)對(duì)果樹品質(zhì)的影響指標(biāo),如產(chǎn)量、品質(zhì)及水肥利用效率,僅代表常見(jiàn)觀賞果樹的代表性文獻(xiàn)所得到的數(shù)據(jù),無(wú)法完全反映和代表果樹肥水一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。其中,相關(guān)指標(biāo)公式:

        (1)灌溉水利用效率(iWUE)計(jì)算公式:

        iWUE=

        式中,為觀賞果樹產(chǎn)量(kg/hm),為灌溉定額(m/hm)。

        (2)肥料偏生產(chǎn)力(PFP)計(jì)算公式:

        PEP=

        式中,為觀賞果樹產(chǎn)量(kg/hm),為施肥量(kg/hm)。

        表2 滴灌條件下水肥一體化技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)生理指標(biāo)的影響Table 2 Effects of water fertilizer integration technology on growth physiological indexes under drip irrigation

        滴灌條件下水肥一體化技術(shù)對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響見(jiàn)表3。數(shù)理統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要包括均方、、、顯著性差異等。研究表明,水肥一體化技術(shù)與觀賞果樹的深度融合,能夠顯著提升觀賞果樹品質(zhì)指標(biāo)。從表3可以看出,水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹增產(chǎn)、灌溉水利用效率(iWUE)、肥料偏生產(chǎn)力(PFP)等果樹生長(zhǎng)指標(biāo)的影響均達(dá)顯著水平(<0.05)或極顯著水平(<0.01),這與一些學(xué)者的研究結(jié)果較為一致。

        水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹綜合效應(yīng)的影響見(jiàn)表4,通過(guò)對(duì)部分研究成果進(jìn)行探討,可以看出,現(xiàn)階段水肥一體化技術(shù)對(duì)不同觀賞果樹的增產(chǎn)效應(yīng)為3.80%~34.40%,灌溉水利用效率為7.70%~50.00%,肥料偏生產(chǎn)力(PFP)為3.10~86.48 kg/kg,這也說(shuō)明水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹增產(chǎn)提效具有積極作用,但其對(duì)觀賞果樹品質(zhì)影響差異較明顯,歸根結(jié)底在于管理人員專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備不足、水肥一體化配套設(shè)施差、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距大、缺失科學(xué)合理的技術(shù)支撐及智能化水平低等瓶頸因素的制約。

        表3 滴灌條件下水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹品質(zhì)的影響Table 3 Effects of water fertilizer integration technology on the quality of ornamental fruit trees under drip irrigation

        表4 水肥一體化技術(shù)對(duì)觀賞果樹產(chǎn)量綜合效應(yīng)的影響Table 4 Effect of water and fertilizer integration technology on yield of ornamental fruit trees

        4 問(wèn)題與展望

        水肥一體化技術(shù)作為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證,具有節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)增效、保護(hù)環(huán)境的多種功效,特別是與觀賞果樹的高度契合,為其可持續(xù)發(fā)展提供了更多可能性。但從目前發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)峻考驗(yàn)并存,如對(duì)水肥一體化技術(shù)認(rèn)識(shí)不足、配套設(shè)施不完善等,一定程度上制約了該技術(shù)的推廣示范,同時(shí),針對(duì)水肥一體化技術(shù)在觀賞果樹中運(yùn)用缺乏專業(yè)技術(shù)人員,使得無(wú)法將兩者有機(jī)融合。其次,只注重灌溉施肥設(shè)備,忽略灌溉施肥制度優(yōu)化和水溶肥料應(yīng)用。最后,觀賞果樹在運(yùn)用過(guò)程中,應(yīng)重點(diǎn)聚焦其觀賞性,減少對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)注度。

        (1)前人對(duì)果樹水肥一體化的研究較為集中,應(yīng)切實(shí)加大對(duì)觀賞果樹的研究力度,特別是將落腳點(diǎn)放在“觀賞性”和“生態(tài)性”。

        (2)進(jìn)一步加強(qiáng)觀賞果樹不同生長(zhǎng)周期的需水需肥規(guī)律的研究,積極探索水肥一體化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用成效,為觀賞果樹科學(xué)施肥與灌溉提供理論依據(jù)。

        (3)通過(guò)大量文獻(xiàn)查閱,目前水肥一體化技術(shù)在果樹領(lǐng)域的研究集中于干旱半干旱地區(qū),而筆者發(fā)現(xiàn),在南方多雨地區(qū)也伴隨著季節(jié)性干旱,故必要對(duì)南方多雨地區(qū)水肥一體化技術(shù)展開研究。

        (4)果樹水肥一體化的研究較為宏觀,并未從微觀機(jī)理視角進(jìn)行深入研究,如根系吸水的動(dòng)力學(xué)原理,養(yǎng)分隨水遷移的機(jī)制等,如何利用土壤水動(dòng)力學(xué)提供水肥利用效率。

        (5)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新迭代,在運(yùn)用水肥一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上,如何結(jié)合人工智能技術(shù)、GIS技術(shù)等時(shí)代產(chǎn)物,將觀賞果樹、水肥因子與自然環(huán)境條件三者有機(jī)融合,建立果園水肥高效管理信息系統(tǒng)。

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