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        芒果需水規(guī)律與適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)研究

        2016-03-26 07:31:47王海麗古璇清王小軍王鷺?biāo)?/span>徐敬華林新明
        中國農(nóng)村水利水電 2016年8期
        關(guān)鍵詞:吳川水面蒸發(fā)需水

        王海麗,古璇清,王小軍,王鷺?biāo)?,徐敬華,林新明

        (廣東省水利水電科學(xué)研究院 廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州 510635)

        芒果為著名熱帶水果之一,因其果肉細(xì)膩,風(fēng)味獨(dú)特,深受人們喜愛,所以素有“熱帶果王”之譽(yù)稱。廣東除粵北山區(qū)外,其余各地都有種植,主產(chǎn)區(qū)集中在湛江、茂名和珠江三角洲等地區(qū),而雷州半島是芒果最適生產(chǎn)地之一,因?yàn)樵诙杭竟?jié)花芽分化期具有適度的低溫和干旱條件,能夠滿足芒果花芽分化的需要;在開花期氣候溫暖并較干燥,有利于芒果的授粉受精;果實(shí)生長發(fā)育期降水較少,空氣濕度低,有利于果實(shí)保護(hù)和防病治蟲,所以芒果產(chǎn)量高、品質(zhì)好。雷州半島是廣東降雨量偏少、季節(jié)性干旱缺水較嚴(yán)重的地區(qū),研究芒果的需水規(guī)律與適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù),為當(dāng)?shù)卣咝Ю盟Y源、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉及提高產(chǎn)量質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 試驗(yàn)基本情況

        試驗(yàn)場地吳川灌溉試驗(yàn)站位于湛江吳川市覃巴鎮(zhèn),雷州半島東北部,屬吳川積美灌區(qū)。試驗(yàn)從1991-2002年共重復(fù)11年,包括需水量試驗(yàn)和節(jié)水灌溉試驗(yàn)。試驗(yàn)品種為紫花芒,開花期在3月中下旬至5月上旬,為廣東主栽品種,產(chǎn)量高,晚熟,適應(yīng)性較強(qiáng)。其中1991-1992年度為2齡樹(幼齡樹)、1992-1993年度為3齡樹、1993-1994年度為4齡樹、…、2001-2002年度為12齡樹。

        芒果是通過苗圃進(jìn)行苗木繁育的,在春季定植,定植后為幼齡樹,大約經(jīng)過三年生長后成為成年樹。芒果一般在每年的7月份前后收獲,同一棵樹上芒果成熟有早有遲,采收一般也分期分批。試驗(yàn)將每年8月1日至第二年7月31日視作1個(gè)生長周年,即芒果的全生育期涉及前后兩個(gè)年份。芒果整個(gè)生長周年可分為秋梢抽發(fā)期、花芽分化期、開花掛果期、果實(shí)膨大期和成熟(采收)期5個(gè)階段。從試驗(yàn)觀測,各生育期延續(xù)天數(shù)見表1。

        表1 芒果各生育期天數(shù)

        2 芒果的需水規(guī)律

        2.1 需水量

        成年芒果樹的樹高和樹冠仍然會(huì)繼續(xù)生長,且成年樹隨著一年四季氣候的變化,相應(yīng)地進(jìn)行根系生長、枝梢萌芽生長、開花坐果、果實(shí)發(fā)育、花芽分化和落葉休眠等生命活動(dòng),加上栽培作業(yè)過程的剪梢,成年芒果一年四季葉面積大小發(fā)生有規(guī)律性地變化,因此芒果需水量也會(huì)隨著樹齡、季節(jié)、氣候及栽培管理?xiàng)l件而發(fā)生變化。

        2.1.1全期需水量

        從試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì),芒果全期需水量最大是1995-1996年度的957.1 mm,最小是2000-2001年度的689.7 mm,多年平均為821.2 mm,多年平均需水強(qiáng)度為2.25 mm/d,見表2??傮w來講,芒果呈現(xiàn)出5齡樹需水量最大,之后逐漸變小的規(guī)律。

        表2 各試驗(yàn)?zāi)甓让⒐杷颗c需水強(qiáng)度

        注:多年平均需水量為821.2 mm;需水強(qiáng)度為2.25 mm/d。

        2.1.2階段需水量

        芒果多年平均階段需水量為:秋梢抽發(fā)期253.2 mm,日平均2.75 mm;花芽分化期123.4 mm,日平均1.34 mm;開花掛果期158.5 mm,日平均1.77 mm;果實(shí)膨大期183.8 mm,日平均3.01 mm;成熟(采收)期102.2 mm,日平均3.30 mm(表3)。

        表3 芒果各生育階段需水量

        日平均需水量以成熟期、果實(shí)膨大期較大,花芽分化期最小。主要是因?yàn)楣麑?shí)膨大期和成熟期處于炎熱的盛夏,葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)強(qiáng)度都相對(duì)較大,而花芽分化期對(duì)應(yīng)月份為11月至1月,正值冬天溫度較低、蒸發(fā)和蒸騰強(qiáng)度都相對(duì)較弱的季節(jié)。

        2.2 需水強(qiáng)度變化規(guī)律

        芒果采果前后,正值夏秋季,氣溫高、太陽輻射強(qiáng),氣象條件利于加速蒸騰蒸發(fā),果園需水強(qiáng)度較大,其中8月各旬在3.2~3.3 mm/d范圍;此后,蒸騰蒸發(fā)強(qiáng)度逐月降低。芒果采收后不久一般要經(jīng)過1次大修剪,修剪后樹冠變小、葉面積減小,因此需水強(qiáng)度有所降低,9月、10月各旬在2.1~3.0 mm/d范圍;11-3月期間氣溫低、光照弱,又因花芽分化期需要較干旱的土壤環(huán)境,氣候干旱加上灌水少,此期蒸騰蒸發(fā)強(qiáng)度處于最低水平,基本在1.0~2.0 mm/d范圍;4月中旬后,隨著氣溫升高、日照增強(qiáng),加上正值芒果開花掛果期,葉面積大,雨量增多和灌溉加強(qiáng),生理生長旺盛,騰發(fā)強(qiáng)度明顯地提高,4月中旬-7月下旬需水強(qiáng)度處在2.3~3.6mm/d范圍。

        芒果需水強(qiáng)度在全生長周期的變化過程線與E601露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化過程線對(duì)比如圖1,由圖1可知,芒果需水強(qiáng)度ETd芒果變化過程線與E601蒸發(fā)強(qiáng)度變化過程線相似,呈兩頭高、中間低。露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化是綜合多種氣象因素變化的結(jié)果反映,作物蒸騰蒸發(fā)與露天水面蒸發(fā)的影響條件相似,凡能加速水面蒸發(fā)的氣象因素都會(huì)加速作物蒸騰蒸發(fā),所以兩條線變化過程相似。

        圖1 芒果需水強(qiáng)度的變化過程線與E601變化對(duì)比

        2.3 芒果需水量估算模型

        根據(jù)本文2.2節(jié)分析,芒果需水強(qiáng)度變化與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化有著密切的關(guān)系,故對(duì)這種相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析,以期通過E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度對(duì)需水量進(jìn)行估算。

        吳川芒果試驗(yàn)多年平均旬日騰發(fā)強(qiáng)度與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系如圖2,呈較密切的正相關(guān)關(guān)系,為指數(shù)曲線類型。相關(guān)系數(shù)r=0.883,采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度作為參數(shù)估算芒果需水量是合適和可行的。根據(jù)以上分析結(jié)果,采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度估算芒果需水量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P涂杀磉_(dá)為:

        ETd芒果=0.502e0.488 1 E601

        (1)

        式中:ETd芒果為芒果需水強(qiáng)度,mm/d;E601為以旬為階段統(tǒng)計(jì)的E601型露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度,mm/d。

        圖2 芒果需水強(qiáng)度與E601蒸發(fā)強(qiáng)度的相關(guān)

        采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度估算作物需水量的方法也叫α值法。為減少芒果不同生長階段葉面積的變化影響,并方便應(yīng)用,根據(jù)吳川1991-2002年芒果需水量試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果,直接采用ETd和E601的比值推求芒果的各月α值,見表4。

        表4 芒果需水量估算的α值

        在進(jìn)行灌區(qū)用水管理規(guī)劃,或灌溉工程節(jié)水改造時(shí),可根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料,應(yīng)用上述模型,對(duì)芒果需水量進(jìn)行估算。

        3 芒果適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)

        芒果生長周期內(nèi)的灌溉用水量大小,主要取決于全期需水量及雨水有效利用量。需水量大小受氣象因素、樹冠大小及郁閉度等條件影響;雨水利用量則主要與降雨量、降雨強(qiáng)度、前后兩次降雨間隔長短、降雨時(shí)的土壤含水率、土壤蓄水能力及芒果根系深度等條件有關(guān)。此外,不同灌溉模式的灌溉用水量也有明顯差異。吳川芒果生長期間消耗的水分,主要依靠降雨補(bǔ)充。從多年試驗(yàn)資料看,雨水利用可占芒果生長期間消耗水分的62.2%~100%,多年平均約占75%依靠自然降雨補(bǔ)充,只有平均25%的水分消耗要靠灌溉補(bǔ)充。灌溉的時(shí)間確定也主要根據(jù)降雨量及降雨的階段分配是否均勻而確定,從試驗(yàn)結(jié)果看,一般在3月中旬、5月上旬和11月上旬需要灌溉補(bǔ)充。為使結(jié)果具有普遍性和實(shí)用性,在此研究適宜芒果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生長的水分管理措施和土壤含水率。

        芒果主根粗大,入土較深,側(cè)根數(shù)量少,且生長緩慢。試驗(yàn)表明,成齡芒果的有效吸水根系80%集中在表土以下5~40 cm土層內(nèi),根據(jù)這一現(xiàn)象,計(jì)劃濕潤層深度按40cm考慮。分生育階段研究芒果的需水特點(diǎn)和水分管理措施。

        (1)秋梢抽發(fā)期水分管理。秋梢抽發(fā)期需水量較大且對(duì)缺水較為敏感,遇秋旱將影響秋梢母枝的萌發(fā)生長,此期如果降雨少應(yīng)及時(shí)灌溉,灌溉可促進(jìn)新梢萌發(fā),到末次梢抽出后,根據(jù)時(shí)間早晚及花芽分化的條件確定此時(shí)是灌溉還是控水,通常情況下,末次梢生長后期應(yīng)減少水分供應(yīng),保持適度干旱,如果土壤濕潤,就要控制水分,甚至斷根,減少水分吸收。從吳川試驗(yàn)資料看,秋梢抽發(fā)期一般雨水較多,很少需要灌溉,但10月份比較干旱,遇旱時(shí)要適時(shí)補(bǔ)充水分。

        (2)花芽分化期?;ㄑ糠只谝话阈枰m當(dāng)干旱的土壤和天氣。吳川當(dāng)?shù)卮似谕ǔL鞖飧稍?,因?1、12月份一般要灌1次花前水。灌溉利于萌芽、開花、新梢葉片生長,以及提高坐果率,一般可在萌芽前后進(jìn)行灌溉。

        (3)開花掛果期。花期和結(jié)果初期如空氣過于干燥,易引起落花落果,降低坐果率。開花期間,若天氣干旱,花朵不能正常開放,應(yīng)及時(shí)灌水。盛花期,天氣過分干旱,花蜜濃度太高,花粉很難發(fā)芽。但盛花期雨水過多會(huì)引起爛花和授粉受精不良。吳川常為春旱,因此開花掛果期應(yīng)注意適時(shí)灌溉,通常需灌水1~2次,以避免過旱造成落花落果和降低受粉率。

        (4)果實(shí)膨大期。結(jié)果果實(shí)常常是和葉片爭奪水分最突出的器官,在缺水情況下,優(yōu)先供葉片蒸騰,果實(shí)呈缺水狀態(tài),影響果品的產(chǎn)量與品質(zhì)。芒果幼果膨大期是需水臨界期,此時(shí)期果樹的生理機(jī)能最旺盛。若土壤水分不足,果樹葉片因強(qiáng)烈蒸騰,而吸收幼果水分,甚至吸收根部水分,致使幼果皺縮和脫落,以及影響根的吸收作用正常進(jìn)行,果樹生長減緩,產(chǎn)量顯著下降。因此,這一時(shí)期若遇干旱,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌溉,以提高坐果率和促使幼果膨大,保證芒果高產(chǎn)。但夏季雨水過多,常誘發(fā)病害。遇季節(jié)干旱可在落花后15天至生理落果前進(jìn)行灌水。吳川常在4、5月份還較干旱,但5月下旬后進(jìn)入多雨季節(jié),因此通常在5月中旬前遇旱應(yīng)適時(shí)灌溉。

        (5)成熟期。成熟期一般不用灌水,同時(shí)此期降雨較多,要注意做好果園排水和防大風(fēng)造成落果。

        根據(jù)試驗(yàn)資料分析,吳川芒果灌溉需著重在秋梢抽發(fā)期和果實(shí)膨大期。芒果各不同生育階段應(yīng)控制在適宜的土壤含水率范圍,控制標(biāo)準(zhǔn)見表5。各期的灌溉水量和次數(shù)根據(jù)該指標(biāo),結(jié)合降雨情況進(jìn)行控制。

        表5 芒果設(shè)計(jì)計(jì)劃濕潤層深及適宜土壤含水率

        4 結(jié) 語

        吳川多年的芒果灌溉試驗(yàn)資料表明,芒果全期需水量多年平均821.2 mm,平均日需水強(qiáng)度為2.3 mm/d。芒果生長周年內(nèi)需水強(qiáng)度變化呈兩頭高、中期低的趨勢。芒果需水強(qiáng)度變化與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化有著密切的關(guān)系,故通過E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度建立需水量估算模型。芒果的需水量等各項(xiàng)指標(biāo),是芒果灌區(qū)用水管理規(guī)劃、灌溉工程改造等相關(guān)工作的基本參考依據(jù),也是估算芒果灌溉定額的基本依據(jù)。廣東雷州半島地區(qū)降雨量偏少、季節(jié)性干旱缺水較嚴(yán)重,本研究得出的芒果需水規(guī)律與適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)成果及各項(xiàng)分析指標(biāo)數(shù)據(jù),可為當(dāng)?shù)卣侠砝盟Y源及指導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉提供科學(xué)依據(jù)。

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