1 引言
1.1研究背景
葡萄（Vitis vinifera Linn.）属于温带果树，在全世界的果品生产中占很大比重，产量和种植面积一直居于首位[1-2]。葡萄是中国的主要水果之一，在日常生活中越来越受到人们的青睐[3]。它含有的营养物质丰富，成熟的果实中含有葡萄糖 15%~25%、有机酸 0.5%~1.5%、蛋白质 0.15%~0.90%、维生素 C 5~100mg 和多种对人体有益的矿物质和维生素[4]。葡萄的用途也很广，据统计，我国葡萄 80%用于鲜食，10%以上用于酿各种酒品，其余的少部分制成葡萄干，还有一小部分用于其他加工产品[5]。土壤是农业生产的基本生产资料，是果树生长的基础[6]。土壤各种理化性质和生物性质都影响着葡萄的生长发育以及对营养元素的吸收利用能力[7]。葡萄可以生长在各种土壤类型上，如河滩、盐碱地、山石坡地等，但是不同的土壤状况对葡萄的生长发育和果实产量及品质有不同的影响。土壤状况在很大程度上决定了葡萄生产性质、植株寿命、果实产量、品质以及葡萄酒的质量与风格[8]。水是发展葡萄产业的一个限制因素，是葡萄生长发育的重要因子，只有含有一定量的水分葡萄树体的生命活动才能顺利进行[9]，水分是影响果树生长及果品产量、质量的最重要环境因子之一[10]。因此灌溉是发展葡萄生产的一个重要环节。灌溉是通过各种农用水利灌溉设施，以满足葡萄树体对养分的需求，通过合理灌溉可以调节土壤的水、肥、气、热条件，最终达到提高土地生产力的目的。然而传统灌溉技术耗水量大，水的利用率低，生产成本高，目前我国灌溉水的利用率只达到了 0.48 左右。随着我国葡萄种植面积的增加，水资源愈加紧缺，导致水资源的供需严重不平衡，水资源高效利用已经成为水资源利用的重要内容[11]；加之目前葡萄园缺乏有效灌溉技术，传统的灌溉方式不但造成水的严重浪费，而且导致肥料的大量淋洗和流失，在降低肥效的同时又造成了严重的环境污染等诸多现实问题，严重阻碍了我国葡萄产业的健康发展。
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1.2国内外研究现状
葡萄的原产地是亚洲地区，北纬 20~52 度之间及南纬 30~45 度之间是世界葡萄生长的聚集地，绝大部分在北半球[5]。2004 年葡萄种植面积占世界水果种植面积的15.9%，葡萄产量占世界水果产量的 13.7%，分别排名第一和第二[38]。经过多年的波动，全世界葡萄栽培面积从 2002 到 2004 年基本上稳定在 790 万 hm2以上，2005 年葡萄的栽培面积达到 788.9 万 hm2[39]，2005 年之后出现了一个小的下降趋势，2006年为 787.2 万 hm2[40]，2007 年为 787.1 万 hm2[41]。据 FAO 统计，2008 年，葡萄产量在世界水果排名中占第四，但却是世界种植面积最大的水果，种植面积为 740.8 万hm2，占水果总面积的 12.3%。我国葡萄栽培很广，有九大著名葡萄产地，分别为东北产地、渤海湾产地、沙城产地、清徐产地、银川产地、武威产地、吐鲁番产地、黄河故道产地和云南高原产地。目前我国酿酒葡萄基地主要分布在环渤海的山东半岛、天津地区、昌黎地区和辽东半岛、河北沙城、甘肃武威、宁夏银川、新疆石河子等地区[42]。我国葡萄产业发展十分迅速，目前全国葡萄种植面积已达50万hm2位居世界首位。近十年我国葡萄栽培面积与产量逐年上升（图1），从1998年的235.8万t[43]增加到2011年的906.7万t[37]。2006年栽培面积居世界第四位，为41.87万hm2，产量居世界第五位，达到627.1万t[40]，在我国果树产业中栽培面积与产量分别列第6位和第5位。2008年中国葡萄总产量达715.1万t，2009年我国葡萄总产量达到794.1万t，位居世界第二，仅次于意大利，2010年产量突破850万t[44]，2011年葡萄产量达到906.7万t[37]，尤其是鲜食葡萄已连续多年产量居世界第1位[45]。
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2 材料与方法
2.1 试验地概况
本研究以河北省葡萄主产区沙城和昌黎为对象区域。沙城产区包括宣化、涿鹿、怀来。怀来有“中国葡萄之乡”的美称，属温带大陆性季风气候，其北依燕山、南靠太行余脉，中有桑洋河横贯其中，形成了“V”行盆地，其南北长 30km，东西宽 100km，盆地海拔在 450~850m 之间。盆地内热量适中，≥10℃的活动积温在 3 500℃以上，昼夜温差大，光照充足，夏季凉爽，气候干燥，雨量偏少，年降水量为 413mm，土壤为褐土，质地偏沙，多丘陵山地，十分适于葡萄生长。昌黎县隶属河北省秦皇岛市，位于河北省东缘，属中国东部暖温带季风区。海拔在 300~500m 之间，夏季冷凉，适合发展佐餐酒原料基地。无霜期为 186 天，最高平均气温是 25.1℃，最低平均气温为-5.2℃，年平均气温为 11℃，平均年降水量为712.7mm，具有四季分明，日照充足等特点，年均日照时数达 2 800h。涿鹿县隶属河北省张家口市，位于涿鹿—怀来盆地西部，属于温带半干旱大陆性季风气候，气候多变，四季分明，光照充足但热量较少，无霜期 140 天，年均日照时数达 2 875h，有利于农作物对干物质的积累。本试验选取昌黎、怀来、涿鹿三个主产地为调查对象进行问卷调查研究。
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2.2 试验方案
以河北省葡萄主产区张家口涿鹿县、怀来县及秦皇岛的昌黎县为调研范围，按照“一县三镇三村五户”的原则和要求，发放调查问卷，不定期与园主联系或实地考察。另外选择典型酒用基地或酒庄进行实地调研。每个处理面积 330m2，3 次重复。优化施肥组合处理和传统处理的基肥施肥时间都是在秋季葡萄收获后。优化施肥组合基肥施用干鸡粪，氮磷钾的有效养分含量分别为：2.34%、0.93%、1.61%，施肥方式为沟施，施用量为 15t/hm2。基肥施用后进行灌溉，灌溉方式与传统灌溉一样使用沟灌，灌溉量约为传统灌溉的 3/5。试验开始于 2012 年 5 月~2013 年 10 月，在张家口市怀来县土木镇优质鲜食葡萄高效科技园进行定位试验，试验对象为 15 年生红地球葡萄。在试验地选定五列长势均匀的葡萄作为试验对象，每列约为 665m2（5m×133m），其中每列取 330m2（5m×66m）作为一个处理，共 5 个处理，每个处理分三个重复（图6）。滴灌管道与葡萄植株排列方向平行铺设，铺设在根部两侧，距离树根 40~60cm处。
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3 结果与分析 .......... 21
3.1 河北葡萄主产区灌溉与施肥现状分析........... 21
3.1.1 葡萄园灌溉..... 21
3.1.2 葡萄园施肥..... 23
3.1.3 河北葡萄主产区水肥一体化应用情况......... 23
3.2 滴灌施肥水溶肥配方研发及效果分析........... 24
3.3 移动式水肥一体化技术引入及效果分析........ 35
3.4 鲜食红地球水肥一体化技术规程.... 38
4 讨论 ...... 42
4.1 葡萄施肥与灌溉存在的问题.... 42
4.2 水肥一体化管理对土壤中 NO3--N 含量的影响...... 42
4.3 水肥一体化对葡萄产量和品质的影响.... 43
4.4 水肥一体化经济效益分析........ 44
5 结论 ...... 46
4 讨论
4.1 葡萄施肥与灌溉存在的问题
施肥是果园综合管理的重要环节，肥效能否充分地发挥与土壤的理化性质和土壤中的水分有关，只有良好的土壤结构和理化性状，才能够促进养分的分解和根系的吸收。而过量施用化肥对土壤的结构和性质有不良的影响，所以施肥应注重适时、适量施用。灌溉是作物生长发育的重要步骤，灌溉的合理与否直接影响肥料的利用效率和作物生长情况，只有合理灌溉才能提高果品的品质和产量。施肥和灌溉管理是相辅相成的，施肥和灌溉合理的结合可以更有效的促进肥料和水的利用效率，促进作物的生长发育，提高作物的产量，改善作物的品质。通过本次调查分析发现，河北省主产区葡萄园施肥和灌溉存在以下几个问题。①常规施肥量大，投入时期和比例不合理，肥料利用率低，污染环境。②常规灌溉量大，水资源利用效率低下，水资源浪费严重。③滴灌应用少，且灌溉制度不合理，没有根据作物对水分的需求规律进行灌溉。④水肥一体化应用面积少，存在水肥管理不合理现象。
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结论
（1）河北葡萄主产区常规灌溉量大，通常怀来产区灌溉 6~8 次，总灌水量为600~630t，昌黎产区灌溉 4 次，总灌水量为 160t，涿鹿产区灌溉 3~4 次，总灌水量为360~480t；滴灌灌溉量大且灌溉次数不合理。果园氮、磷、钾养分投入量均高。分别为 628~2 557kg/hm2、364~780kg/hm2和 839~1 740kg/hm2，部分地区养分投入时期和比例不合理。滴灌（12.29%）和水肥一体化（0.36%）应用面积小且使用不合理。没有根据作物对水分和养分的需求规律进行灌溉施肥。
（2）水肥一体化技术可以提高葡萄产量和品质。滴灌施肥平均单粒重分别提高了 6.91%、6.22%、7.17%，平均产量分别提高了 18.99%、2.00%、2.96%，可溶性固形物分别提高了 8.70%、5.27%、5.15%。移动式水肥一体化单粒重增加 6.61%，产量提高 22.70%，可溶性固形物提高 1.33%，VC 含量提高 16.71%。
（3）可以显著减少深层土壤中养分含量，减少养分向下淋溶或流失风险。滴灌施肥深层土壤的 NO3--N 含量、可溶性磷含量以及速效钾含量的累积量都显著减少。移动式水肥一体化处理显著减少土壤深层 NO3--N 累积量，减少 NO3--N 向下淋洗的风险。
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参考文献（略）