楊凡，田軍倉,2,3*，朱和，閆新房,2,3

（1.寧夏大學土木與水利工程學院，銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川 750021；3.旱區(qū)現(xiàn)代農業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川 750021）

0 引言

寧夏賀蘭山東麓被國內外認為是最適宜種植釀酒葡萄的“黃金地帶”[1]，該地區(qū)將建設百萬畝葡萄文化長廊[2]。截至2018年，葡萄種植面積已達到3.8萬hm2[3]。該地區(qū)葡萄種植已大面積推廣滴灌技術?！狙芯窟M展】王銳等[4]研究結果表明，單管滴灌方式便于大規(guī)模的葡萄機械化管理，最佳水分管理方式為增加單次灌溉時間讓單次灌水量達到450m3/hm2。杜軍等[5]認為相對于溝灌條件下，寧夏賀蘭山東麓地區(qū)的沙土土質種植區(qū)滴灌更有助于葡萄品質與產量的提高；葡萄生育期滴灌灌溉量在4500m3/hm2時，產量和品質相對較好。朱潔等[6]認為隨著灌溉定額增加可提高葡萄產量，當灌溉定額為3825m3/hm2時，產量最大，但超過一定限度后，隨灌溉定額增加產量出現(xiàn)下降趨勢；減小灌溉定額可在一定范圍內提高可溶性固形物量。

滴灌結合覆蓋措施能夠促進釀酒葡萄的生長發(fā)育，提高產量[7]。王利軍等[8]發(fā)現(xiàn)，覆草、覆膜均能顯著提高果實的可溶性固形物量、總糖量等各項品質指標，且與溝灌相比，實現(xiàn)節(jié)水37.5%。干旱荒漠區(qū)赤霞珠葡萄根系的垂直分布范圍在0～70 cm，水平分布范圍在0～120 cm，膜下滴灌能夠減少葡萄根系在垂直方向上的分布，提高葡萄的光合能力、水分利用效率和產量[9-10]。

杜太生等[11]研究了常規(guī)滴灌（CDI）、固定部分根區(qū)滴灌（FDI）和根系分區(qū)交替滴灌（ADI）灌溉模式對葡萄品質的影響，葡萄果酸量表現(xiàn)為CDI 處理＞ADI 處理＞FDI 處理，可溶性固形物量表現(xiàn)為FDI 處理＞ADI 處理＞CDI 處理。【切入點】現(xiàn)有研究多集中在不同滴灌方式與傳統(tǒng)溝灌相比較或不同灌溉定額對釀酒葡萄的影響等單方面的研究，關于二者相結合即不同滴灌方式和不同灌溉定額對釀酒葡萄影響的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】本試驗針對賀蘭山東麓礫石土的種植條件，尋求適宜的滴灌方式及灌溉制度?！狙芯恳饬x】確定賀蘭山東麓輪灌區(qū)釀酒葡萄的生產管理模式，為當地釀酒葡萄的高效節(jié)水灌溉推廣和葡萄酒產業(yè)提供技術指導，對推動建設賀蘭山東麓百萬畝葡萄文化長廊具有一定的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2019年4—9月在寧夏回族自治區(qū)銀川市賀蘭縣洪廣鎮(zhèn)金山村賀蘭山東麓世界葡萄產業(yè)試驗區(qū)進行，位于北緯38°42′，東經106°03′。4—9月生育期內降水量為126.3mm。試驗區(qū)平均海拔高度1145m，試驗田土壤為礫石土，＞2mm 粒徑量占42.37%，干體積質量為1.39g/cm3，田間持水率（體積）為20.83%。釀酒葡萄冬季埋土御寒，春季出土后取土化驗，土壤初始肥力如表1 所示。

表1 供試土壤初始肥力Table 1 Initial fertility of tested soil

1.2 試驗設計

試驗采用二因素三水平隨機區(qū)組設計，滴灌方式因素設置3 個水平：無膜滴灌（A1）、膜上滴灌（A2）和膜下滴灌（A3）；生育期灌溉定額因素設置3 個水平：高水（W1）、中水（W2）和低水（W3）。試驗共計9 個處理（A1W1、A1W2、A1W3、A2W1、A2W2、A2W3、A3W1、A3W2、A3W3），其中A1W2 為試驗區(qū)對照，每個處理3 次重復，共計27 個小區(qū)，各小區(qū)面積為24.5m2（7 m×3.5 m）。試驗園區(qū)水源為從西干渠抽取黃河水進入蓄水池沉淀后的水。采用輪灌制度，每次灌水的時間需根據放水時間進行設置，所以灌水周期較長，且單次灌水定額較大。試驗以農戶的灌水定額-中水水平為對照，高水水平及低水水平分別在中水水平的基礎上增加和減少25%。試驗方案見表2。

表2 試驗方案Table 2 Exprement treatments

1.3 試驗實施

以6a 生釀酒葡萄赤霞珠為試材，物候期分為萌芽期、新梢生長期、開花期、果實膨大期和著色成熟期，各物候期見表3[12]，株距0.7 m，行距3.5 m。選擇Φ16 內鑲貼片式滴灌帶，滴頭間距30 cm，滴頭流量2.3 L/h。試驗過程中適時進行剪枝、除草、犁地等田間工作，以保證釀酒葡萄的正常生長。

表3 釀酒葡萄物候期Table 3 The phenology of wine grape

無膜滴灌毛管沿葡萄種植行根部以上40cm 鋪設；膜上滴灌毛管沿葡萄種植行根部以上40cm 鋪設，并用1.2m 寬透水透肥的無紡布除草膜對土壤進行覆蓋；膜下滴灌毛管沿葡萄根部進行鋪設，并用1.2m 寬普通塑料薄膜對滴灌管及土壤進行覆蓋。試驗園區(qū)采用攪拌罐攪拌水溶肥進行水肥一體化施肥，追肥分別在萌芽期、果實膨大期和著色成熟期進行，其中共施尿素（含N 量46%）156.9kg/hm2，磷酸一銨（含P2O5量61%，含N 量12%）39.3 kg/hm2，硫酸鉀（含K2O量52%）36.9 kg/hm2。根據降雨情況和土壤水分情況，具體灌水和追肥分別見表4 和表5。

表4 灌水實施情況Table 4 Irrigation implementation

表5 施純肥料用量Table 5 Application amount of pure fertilizer

1.4 測定項目及方法

選取每個小區(qū)長勢相同的3 個枝條進行標記，并從新梢生長期開始至剪枝前（7月15日進行剪枝，以保證果實的正常生長）每隔10d 使用鋼卷尺測量新梢長度，用數顯游標卡尺測新梢莖粗，剪枝后，不再觀測新梢長度和莖粗。從落花后開始至著色成熟期結束，選取各小區(qū)有代表性的植株3 棵，每棵選取長勢相似的3 個果穗進行掛牌標記，每個果穗上選取上、中、下共3 粒果實測量縱、橫徑并取平均值，每隔10d 使用數顯游標卡尺測定。在成熟采收期，采收每個處理3 個小區(qū)的所有果實并記錄單棵產量。各小區(qū)隨機選取100 粒葡萄測量百粒質量并求平均值。葡萄收獲后立即測定果實的品質，每個處理隨機采集有代表性的果穗10 個，并將其所有果粒摘下混合均勻后測定可溶性固形物、還原糖和總酸?？扇苄怨绦挝镉谜凵鋬x法測定。還原糖用3,5-二硝基水楊酸比色法?？偹嵊盟釅A滴定法測定。

數據采用Excel2016 和DPS7.05 軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對釀酒葡萄新梢生長的影響

圖1 為釀酒葡萄新梢長度，由圖1 可以看出，剪枝前所有處理新梢長度都處于增長趨勢，新梢生長趨勢大致相同，5月4日前新梢生長期新梢生長速度較快（3.4cm/d），6月23日后隨著果實的膨大新梢長度的生長速度逐漸減緩（1.2cm/d）。在滴灌方式一定條件下，各灌溉定額對應的新梢長度的平均值從大到小排列為膜下滴灌A3（178cm）＞膜上滴灌A2（174cm）＞無膜滴灌A1（171cm），A3 和A2 處理分別比A1處理新梢長度的平均值大4.49%和1.76%。在灌溉定額一定條件下，各滴灌方式對應的新梢長度的平均值從大到小排列為高水W1（178cm）＞中水W2（175cm）＞低水W3（170cm），其中W1 處理和W2 處理分別比W3 處理新梢長度的平均值大4.91%和3.14%。剪枝前A3W1 處理的新梢長度達到最大為182cm，比A1W2（CK）處理的新梢長度大5.42%。

圖2 為釀酒葡萄新梢莖粗，由圖2 可以看出，所有處理的新梢莖粗呈先增長后趨于平穩(wěn)的趨勢，5月4日前新梢生長期莖粗增長速度較快（0.19mm/d），6月13日后隨著果實的膨大，莖粗的增長速度逐漸降低并趨于平穩(wěn)趨勢（0.02mm/d）。在滴灌方式一定條件下，各灌溉定額對應的莖粗平均值從大到小排列為膜下滴灌A3（13.36mm）＞膜上滴灌A2（12.78mm）＞無膜滴灌A1（12.51mm），A3 和A2 處理分別比A1 處理莖粗的平均值大6.77%和2.13%。在灌溉定額一定條件下，各滴灌方式對應的莖粗的平均值從大到小排列均為高水W1（13.44mm）＞中水W2（13.03mm）＞低水W3（12.19mm），其中W1 處理和W2 處理分別比W3 處理莖粗的平均值大10.23%和6.86%。A3W1 處理的莖粗達到最大為13.92mm，比A1W2（CK）處理的新梢莖粗大10.92%。

圖1 釀酒葡萄新梢長度Fig.1 Length of new shoots of wine grape

圖2 釀酒葡萄新梢莖粗Fig.2 Stem thick of new shoots of wine grape

2.2 不同處理對釀酒葡萄粒徑的影響

圖3、圖4 分別為釀酒葡萄縱徑、釀酒葡萄橫徑。由圖3、圖4 可以看出，釀酒葡萄的縱徑與橫徑均呈現(xiàn)雙“S”形曲線上升趨勢，6月24日前果實膨大速度較快（0.25mm/d）后逐漸減緩，8月3日著色成熟期出現(xiàn)二次膨大（0.07mm/d）后趨于平穩(wěn)趨勢。當灌溉定額一定時，釀酒葡萄的縱徑和橫徑在不同滴灌方式下的變化是一致的，均為膜下滴灌A3＞膜上滴灌A2＞無膜滴灌A1。當滴灌方式一定時，采收時A3和A2 處理分別比A1 處理各灌溉定額縱徑的平均值大6.35%和2.03%，其橫徑分別比A1 處理各灌溉定額橫徑的平均值大5.77%和1.61%。在每種滴灌方式下，隨著灌溉定額的增加，釀酒葡萄的縱徑和橫徑均呈逐漸增大的趨勢。采收時W1 處理和W2 處理縱徑的平均值分別比W3 處理高6.79%和4.38%，橫徑的平均值分別比W3 處理高7.00%和4.11%。采收時A3W1 處理的縱徑和橫徑都達到最大水平，分別為13.50mm 和13.38mm，分別比A1W2（CK）處理的縱徑和橫徑大9.22%和8.96%。

圖3 釀酒葡萄縱徑Fig.3 Longitudinal diameter of wine grape

圖4 釀酒葡萄橫徑Fig.4 Transvers diameter of wine grape

2.3 不同處理對釀酒葡萄產量和水分利用效率的影響

不同處理對釀酒葡萄百粒質量、產量、實際需水量和水分利用效率的影響如表6 所示。當灌溉定額一定時，各滴灌方式對應的百粒質量的變化規(guī)律一致，在各灌溉水平下百粒質量從大到小的排列順序均為膜下滴灌A3＞膜上滴灌A2＞無膜滴灌A1。A3 處理和A2處理分別比A1處理百粒質量的平均值大5.98%和2.32%。每種滴灌方式下，隨著灌溉定額的增加百粒質量增加，W1 處理和W2 處理的百粒質量的平均值分別比W3 處理大8.42%和5.05%。A3W1 處理的百粒質量最大為116.5g，比A1W2（CK）處理的百粒質量大10.11%。各處理間百粒質量差異不顯著。

當灌溉定額一定時，各滴灌方式對應的產量從大到小排列均為膜下滴灌A3＞膜上滴灌A2＞無膜滴灌A1。A3 和A2 處理的各灌溉定額水平下產量的平均值分別比A1 處理大48.26%和20.26%。每種滴灌方式下，隨著灌水量的增加，釀酒葡萄產量增加。W1和W2 處理的產量的平均值分別比W3 處理大60.18%和29.03%。A3W1 處理釀酒葡萄產量最大為10454.20 kg/hm2，比A1W2（CK）處理的產量高89.30%。

表6 不同處理釀酒葡萄產量及水分利用效率Table 6 Yieldand water use efficiency of wine grape for different treatments

當灌溉定額一定時，各滴灌方式對應的水分利用效率從大到小排列均為膜下滴灌A3＞膜上滴灌A2＞無膜滴灌A1。每種滴灌方式下，實際需水量和水分利用效率隨著灌溉定額的增加而增加，其中A2W1 處理的實際需水量最大為3 342.49 m3/hm2，A2W3 處理的實際需水量最小為2 338.64 m3/hm2，分別比對照A1W2處理的實際需水量增加15.53%和降低20.57%。A3W1處理的水分利用效率最大為3.09 kg/hm2，A1W3 處理的水分利用效率最小為1.69 kg/hm2，分別比A1W2 處理（CK）的水分利用效率增加68.85%和降低7.65%。

表7 不同處理釀酒葡萄品質Table 7 Qualityof wine grape for different treatments

2.4 不同處理對釀酒葡萄品質的影響

表7 為不同處理釀酒葡萄品質，由表7 可以看出，A1、A2、A3 滴灌方式下3 種灌溉定額水平的可溶性固形物平均值分別為22.9%、23.9%和22.3%，在20%～25%[13]的合理范圍內。膜下滴灌方式A3 下3 種灌溉定額水平的糖酸比平均值為40.40，而膜上滴灌方式A2 下糖酸比平均值為49.17，無膜滴灌方式A1糖酸比平均值為51.78。釀酒葡萄適宜的糖酸比的范圍為35～45[14]，其中A2 處理和A1 處理均比上限45高出9.27%和15.07%。所以膜下滴灌方式A3 處理下可溶性固形物和糖酸比平均值較為合理。

3 討論

本研究表明，在平均降雨量小于200mm 的干旱條件下，適當提高灌溉定額能有效促進釀酒葡萄的生長發(fā)育。隨著灌溉定額的增加，葡萄根系吸收養(yǎng)分的能力增強，使葡萄吸收更多的養(yǎng)分和水分從而促進植株的新陳代謝。釀酒葡萄的新梢長度及莖粗隨著灌溉定額的增加而增加。新梢長度、新梢莖粗規(guī)律與何建斌等[15]試驗規(guī)律一致。果實的縱徑和橫徑均呈雙“S”形曲線上升趨勢，這與王利軍等[8]和藺寶軍等[15]研究結果一致。

覆膜處理能夠有效防止土壤中水分的蒸發(fā)，在干旱缺水地區(qū)，覆膜處理能夠使土壤中的水分維持在適宜釀酒葡萄生長的范圍內，在一定程度上有效地緩解了因灌水不及時帶來的植株缺水問題。膜下滴灌比膜上滴灌和無膜滴灌產量和水分利用效率高的機理是土壤水分較高、蒸發(fā)較小、地溫較高、光合作用較強。

不同的水肥條件能夠影響釀酒葡萄的品質，主要體現(xiàn)在對可溶性固形物和可滴定酸等品質指標的影響[16]。糖酸比過高或過低都會影響后期葡萄酒的釀造，在試驗條件下，膜下滴灌各灌溉定額水平的糖酸比在合理范圍內。

在賀蘭山東麓地區(qū)，膜下滴灌條件下，適量提高灌溉定額能夠促進釀酒葡萄的生長發(fā)育，增加新梢長度及莖粗，提高產量和品質。在生育期降雨量為126.3mm 的條件下，釀酒葡萄最佳灌溉制度為膜下滴灌方式、灌溉定額2295 m3/hm2。此時產量最高，水分利用效率較高，糖酸比合理，釀酒葡萄生長、產量及品質指標均較好。其機理是膜下滴灌比膜上滴灌和無膜滴灌土壤水分較高、蒸發(fā)較小、地溫較高、光合作用較強。

4 結論

綜合考慮賀蘭山東麓的生產環(huán)境和條件，建議采用A3W1 處理組合的灌溉制度，即膜下滴灌方式和灌溉定額2295m3/hm2的組合。在灌溉條件允許的情況下，建議灌溉定額不變，將灌水次數從3 次增加為5次，適當增加果實膨大期的灌水次數。