不同水氮供应对富士苹果品质产量和果园氮排放的影响

【目的】针对黄土高原旱地苹果园灌水施肥利用率低、氮排放污染严重等现状,探讨不同水氮供应对富士苹果品质、产量的影响,以及果园土壤氨挥发和氧化亚氮排放上的差异,为农业合理施加氮肥和用水量提供一定的参考。【方法】于2022年以短枝富士苹果树为材料,以灌水和施氮量为变量,设置5个不同灌水处理:(W5)100%~-90%θ_(田)、(W4)90%~-80%θ_(田)、(W3)80%~-70%θ_(田)、(W2)70%~-60%θ_(田)、(W1)60%~-50%θ_(田),施氮量设置5个处理:N1(150 kg/ha)、N2(300 kg/ha)、N3(450 kg/ha)、N4(600 kg/ha)、N5(750 kg/ha),分析不同处理苹果生理指标、产量性状及土壤氮素排放的变化。【结果】不同施肥灌水处理下苹果新梢生长长度随灌水量和施氮量的增加而增加;施肥后发生了明显的气态氮排放,在施肥后1周内出现挥发速率峰值。氮素添加明显增加了NH_(3)挥发累积量,而灌水量的增加则呈现降低趋势。NH_(3)挥发最大量为W1N5,其整个生育观测收集阶段挥发总量达到了187.07 kg·hm^(-2);N_(2)O排放通量的峰值在施氮后立即出现,会在第3~4 d达到排放速率高峰,氮肥施入量越多,N_(2)O排放损失量越高,施氮量相同的水平下,灌水越少N_(2)O排放越高。W1N5的N_(2)O排放速率达到最高,整个生育观测收集阶段排放总量达到了578.92 g·hm^(-2);不同水氮供应的果实横纵径、单果质量、大果率、可溶性固形物质量分数与酸度、产量之间均呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关关系。氮素利用率与横径、大果率、可溶性固形物质量分数、产量之间存在显著正相关关系。因此,水氮利用率与果实品质和产量之间关系密切。最高产量在N3水平获得,N5造成苹果小幅度减产,W4N3处理可以维持苹果产量、提高品质、获得更高的水氮利用效率;建立灌溉量(W)、施氮量(N)与苹果产量之间的二次多项式拟合水氮效应方程为:Y=-0.1511N^(2)-1.2403W^(2)-0.0753WN+162.6075N+547.3469W-4.1108×10^(4),理论最高产量对应水氮用量为施氮486.78 kg·hm^(-2),灌水205.87 mm,最高产量54811.49 kg·hm^(-2)。【结论】综合考虑苹果增产、减少气态氮排放、提高水氮利用率的前提和回归方程的拟合情况,推荐灌水水平为(W4)90%~80%θ_(田)、施氮水平为450 kg·hm~2是黄土高原地区苹果最优的处理组合。