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        廣西百色右江河谷芒果灌溉制度試驗研究

        2018-07-05 10:00:00李新建粟世華梁梅英寸德志趙海雄黎應和
        節(jié)水灌溉 2018年6期
        關(guān)鍵詞:掛果單果芒果

        郭 攀,李新建,粟世華,梁梅英,寸德志,藺 珂,趙海雄,黎應和

        (1. 廣西農(nóng)業(yè)灌溉排水工程技術(shù)研究中心,廣西 桂林 541105;2. 桂林市農(nóng)田灌溉試驗中心站,廣西 桂林 541105)

        0 引 言

        芒果屬于熱帶水果,營養(yǎng)價值高、肉質(zhì)香甜、口感嫩滑,素有“熱帶果王”之譽稱。廣西百色右江河谷地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候區(qū),具有光、熱能充足,水熱同期、夏季高溫多雨、干濕季節(jié)分明且無冬季的河谷干熱氣候特征,具備芒果得天獨厚的適生環(huán)境。該區(qū)種植芒果已有100多年歷史,目前已逐步成為我國芒果主產(chǎn)區(qū)。2016年該區(qū)芒果種植面積已達80 000 hm2,但僅占芒果可種植面積的16%,在50%投產(chǎn)的情況下產(chǎn)值達30億元,種植芒果已成為百色革命老區(qū)脫貧致富的主要途徑之一。

        然而,芒果果實生長發(fā)育的大部分時間在旱季,必須補充灌溉才能保證產(chǎn)量與品質(zhì)。水源或者灌溉設(shè)施匱乏地區(qū)致使芒果關(guān)鍵需水時期水分難以得到保證,產(chǎn)量波動大;有灌溉條件芒果園因缺少科學灌溉技術(shù)指導,不僅浪費水資源,還會因未根據(jù)芒果需水規(guī)律灌溉,導致芒果產(chǎn)量與品質(zhì)下降。因此,急需探究出廣西百色右江河谷地區(qū)芒果灌溉制度,為百色芒果高效生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

        目前,芒果水分管理方面的研究多側(cè)重于水分對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[1-3],而直接用于指導種植的灌溉制度技術(shù)研究偏少。王海麗[4]等通過灌溉試驗實測資料,探討了芒果的需水規(guī)律并提出需水量計算模型;羅桂仙[5]等研究芒果產(chǎn)量、灌水量、灌水周期相關(guān)性,提出基于不同果型條件的灌水定額與周期。W. Spreer[6,7]等研究泰國北部芒果調(diào)虧灌溉條件下的產(chǎn)量與品質(zhì)關(guān)系,經(jīng)過2005-2007年灌溉試驗研究得出芒果全生育期調(diào)控灌溉處理RDI(全期每株1.68 m3)、PRD(全期每株1.62 m3)的產(chǎn)量較無灌溉分別提高17.68%與13.68%,較充分灌溉(全期每株3.17 m3)提高0.58%及減少2.83%;調(diào)控灌溉處理RDI、PRD水分生產(chǎn)率較充分灌溉提高94.16%與88.68%??梢姡⒐m宜灌溉制度可保證產(chǎn)量與品質(zhì)。

        以上研究成果為芒果高效節(jié)水灌溉提供了一定參考價值,但難適用于廣西百色右江河谷地區(qū)獨特氣候條件下的芒果種植灌溉。本文通過在百色右江河谷中心區(qū)域田東縣開展芒果高效節(jié)水灌溉試驗研究,旨在研究出廣西右江河谷獨特氣候條件下的芒果的最佳灌水時間、灌水定額、灌水次數(shù),為當?shù)孛⒐N植、科學灌溉管理提供理論與實踐依據(jù),助力革命老區(qū)科技脫貧致富發(fā)展。

        1 材料與方法

        1.1 試驗區(qū)概況

        試驗區(qū)選在廣西壯族自治區(qū)百色市右江河谷田東縣祥周鎮(zhèn)康元村帝王果園,地理位置北緯23°40′東經(jīng)107°01′,海拔128 m,年平均日照時數(shù)1 711.2 h,年平均蒸發(fā)量1 681.7 mm,雨季集中在6-8月份,年平均降雨量1213.5 mm,年平均氣溫22.2 ℃,無霜期350 d以上,試驗區(qū)土質(zhì)為沙質(zhì)黏土,土壤基本性狀為:土壤容重r=1.26 g/m3,有機質(zhì)1.32%,全氮0.061%,堿解氮57 mg/kg,有效磷2 mg/kg,速效磷20 mg/kg,速效鉀269 mg/kg。

        試驗區(qū)芒果選用臺農(nóng)一號,2012年樹齡為8年,每株間距為4 m×4 m,平均每公頃種植600株。根據(jù)多年統(tǒng)計資料及2012-2013年項目區(qū)芒果需水量與需水規(guī)律試驗研究成果,將芒果全生育期劃分為5個,各生育期起止時間會因當年種植情況略有差異,但相差不大,故確定各生育期及起止時間見表1。

        表1 廣西百色右江河谷芒果生育期劃分

        1.2 試驗設(shè)計

        試驗于2014-2017年開展,試驗處理采用3種方式:①固定灌水次數(shù)和灌水時期,不固定每次的灌水定額;②固定灌水時期和灌水定額,不固定灌水次數(shù);③固定灌水次數(shù)和灌水定額,不同灌水時期。其中:方式①有5種處理、方式②有15種處理,方式③有5種處理,無灌溉(NI)作為對照組,共26種處理,具體處理見表2。大田試驗小區(qū)面積2 668 m2,每種處理重復3次,除去隔離區(qū)外,試驗區(qū)內(nèi)隨機選取84株芒果樹開展試驗。

        表2 試驗處理設(shè)計表

        1.3 測定項目及方法

        (1)芒果產(chǎn)量參數(shù)測定。試驗測定項目主要為芒果的產(chǎn)量與品質(zhì)相關(guān)參數(shù),其中:芒果產(chǎn)量主要通過測定單株芒果正常果與無胚果個數(shù)和單果重,計算得出單株產(chǎn)量;可通過測產(chǎn)驗收時,在每株試驗處理上隨機取20個無胚果、10個正常果(<10個則全部選定),稱重取平均值,分別計算無胚果與正常果的單果重;

        (2)芒果品質(zhì)參數(shù)測定??墒陈释ㄟ^稱取果肉鮮重占芒果鮮重的比例[8];可溶性固形物(SS)、VC含量、可溶性總糖(TSS)、可滴定酸(TA)采用魯如坤主編的《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[9]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同灌溉定額對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

        2.1.1 不同灌溉定額對芒果產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

        由于芒果全年生長,大年產(chǎn)量高伴隨能源消耗不足以保證小年芒果開花結(jié)果能量需求,因此芒果產(chǎn)量大小年現(xiàn)象較為普遍[10]。單株產(chǎn)量與單果重是芒果產(chǎn)量的重要表征指標,2014年至2017年不同灌溉定額對芒果產(chǎn)量的影響見圖1。

        圖1 不同灌溉定額對芒果單株產(chǎn)量及單果重的影響

        從圖1(a)中可以看出:灌溉能夠大幅度提高芒果的產(chǎn)量,減少芒果產(chǎn)量大小年的影響,4年灌溉試驗中灌溉最高產(chǎn)較無灌溉平均增產(chǎn)117.73%,其中2014-2016年平均增產(chǎn)36.65%,2017年增產(chǎn)360.96%。分析原因主要是2014-2016年降雨相對處于多年平均水平,無灌溉區(qū)靠降雨補充灌溉仍能保持一定的產(chǎn)量,2017年項目區(qū)降雨較少,芒果關(guān)鍵需水時期得不到降雨補給,生長嚴重受到抑制,產(chǎn)量大幅度減產(chǎn)。相反,補充灌溉區(qū)4年產(chǎn)量相對穩(wěn)定,其中:處理I1、I2、I3、I4、I5較NI的增產(chǎn)幅度分別為31.48%~84.08%、31.82%~92.25%、38.26%~96.41%、36.16%~94.07%、34.12%~93.41%,平均增幅59.93%、63.85%、70.16%、66.38%、64.75%,增幅最大的處理為I3。

        灌溉對單果重的影響主要是增加單果在中、大型果的比例和單果重。不同灌溉定額處理中I1、I2、I3、I4、I5較NI的單果重幅度分別為:無胚果平均增加單果重11.92%、11.61%、13.28%、12.30%、12.08%;正常果平均增加單果重6.12%、7.67%、7.94%、7.72%、6.63%。分析原因可能為影響單果重的因素中,灌水量只是其中之一,氣候因素、肥料影響可能更加顯著。

        2.1.2 不同灌溉定額對單株芒果品質(zhì)的影響

        芒果品質(zhì)直接決定了芒果的商品價值。芒果品質(zhì)可由SS、TA、TSS、VC含量、可食率等指標體現(xiàn),認為SS、TSS、VC含量、可食率高,TA含量少的芒果品質(zhì)佳。不同灌溉定額處理芒果品質(zhì)參數(shù)如圖2。

        圖2 不同灌溉定額對芒果品質(zhì)的影響

        由圖2(a)可知不同灌溉定額處理中SS、TSS含量隨著灌溉定額的增加先增加后減少,與NI相比,各處理的增加分別增加6.68%、8.35%、13.12%、11.13%、6.92%與12.94%、14.69%、19.08%、23.25%、28.73%;與NI相比,各處理TA含量分別減少12.94%、23.46%、28.73%、19.08%、14.69%。由圖2(b)知不同灌溉定額處理的可食率變化幅度較小,灌溉一定程度上增加了芒果的可食率,各處理較NI處理增幅為0.96%、1.84%、3.40%、1.59%、0.66%,差異產(chǎn)生的主要原因是灌溉定額影響芒果果肉和果核生長。VC含量變花出現(xiàn)較大波動,在灌溉定額處理I3時,VC含量最高,較NI增加18.77%;處理I2含量最低,較NI減少11.61%??梢?,適當?shù)墓喔榷~有助于提高芒果的品質(zhì)。

        綜上所述,認為芒果產(chǎn)量與品質(zhì)俱佳的灌溉定額處理為I3。

        2.2 不同灌水次數(shù)對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

        不同灌水次數(shù)處理對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的結(jié)果見表3。產(chǎn)量上,處理T8、T11的單株產(chǎn)量均超過70 kg/株,為各處理中產(chǎn)量最高之一,分別較NI處理單株產(chǎn)量提高57.47%、58.38%。處理T8在開花掛果期灌溉2次,較0次相比補充灌溉水分提高了芒果掛果率;較4次提高產(chǎn)量主要原因是2次保證有效掛果率,4次灌溉水分過多易導致芒果掛果過于密集,果實生長后期水分及營養(yǎng)爭奪易產(chǎn)生無效掛果。處理T11在果實膨大期灌溉2次,與該期0次相比,2次灌溉保證了芒果生長所需水分,促進了果實的正常生長;4次灌溉過于充足,易導致芒果裂果或腐爛,從而影響產(chǎn)量。綜合T8、T11的結(jié)果認為芒果產(chǎn)量最高的灌水處理是秋梢抽發(fā)期灌水1次、花芽分化期灌水1次、開花掛果期灌水2次、果實膨大期灌水2次、成熟期不灌溉,全生育期灌水6次。

        表3 不同灌溉時期及灌水次數(shù)對芒果單株產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

        各處理中芒果可食率T11最大、T8次之,且產(chǎn)量也是最高的,說明生育期合理的灌溉次數(shù)可有效提升芒果的可食率;各處理中SS、VC、TSS含量變化趨勢相似,均在T11、T8處理時達到較大值;TA含量變化與SS、VC、TSS的含量變化趨勢近似負相關(guān),均在T11、T8處理時達到較小值。分析認為開花掛果期灌水、果實膨大期是芒果需水較多時期,此期補充灌溉有助于芒果生殖生長,促進果實營養(yǎng)物質(zhì)積累。秋梢抽發(fā)期灌水、花芽分化期、成熟期芒果需水較少,此期少灌或不灌有助于提高芒果的新梢率及花芽分化率以及糖分轉(zhuǎn)化。

        綜上所述,芒果秋梢抽發(fā)期灌水1次、花芽分化期灌水1次、開花掛果期灌水2次、果實膨大期灌水2次和成熟期不灌水的處理較好地解決了芒果水分供給問題能夠更好地滿足芒果的生長發(fā)育,可以達到芒果產(chǎn)量與品質(zhì)俱佳。

        2.3 不同灌溉時期對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

        不同灌溉水時期對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響見圖3。5種處理中產(chǎn)量最高為處理S4,其次是出S3,最低為S2。處理S4為果實膨大期灌水,此時芒果生殖生長活動旺盛,需要大量的水分補給,灌水可促進芒果果實積累物質(zhì),產(chǎn)量提高;處理S3為開花掛果期灌水,此時芒果需求水分較為強烈,一方面水分促使芒果花蕾生長,提高坐果率;另一方面濕潤適宜的水分促使芒果雌蕊柱頭黏性加大,有助于吸附花粉,更易于受精,提高芒果正常果的比例,從而增加產(chǎn)量;處理S2產(chǎn)量低主要原因是花芽分化期正處于芒果營養(yǎng)生殖與生殖生長的平衡期,過多的水分致使芒果營養(yǎng)生殖占優(yōu)勢,生殖生長受抑制[11],影響芒果產(chǎn)量。

        不同灌水時期對芒果品質(zhì)影響中,SS、VC、可食率在整體趨勢上有一定的相似,均不同程度的表現(xiàn)在處理S4和S3最多。其中,S4和S3處理的SS較最低處理的NI分別提高7.7%、7.5%;S4和S3處理的VC較最低處理的NI分別提高4.2%、6.1%;S4和S3處理的可食率較最低處理的NI分別提高8.8%、4.8%。各處理TSS含量的為:S4>S3>S2>S1>NI>S5,表明成熟期灌水芒果糖分減少,其他生育期灌水對糖分積累促進效果,分別較NI提高2.2%、2.9%、9.2%、10.1%。灌溉減低了芒果可滴定酸的含量,與NI相比各生育期灌水分別降低8.1%、6.8%、19.8%、21.4%、16.9%。

        圖3 不同灌水時期對芒果產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

        綜上所述,芒果最佳灌水時間為果實膨大期灌和開花掛果期,此期可適當多灌水可增加芒果坐果率及正常果的比例,提高產(chǎn)量;秋梢抽穗期可根據(jù)需要灌水、花芽分化期適當保持干旱,促進花芽分化,提高有效果個數(shù);成熟期不灌水,以保證芒果糖分轉(zhuǎn)化,提高品質(zhì)。

        3 結(jié)果與討論

        經(jīng)過2014年至2017年廣西右江河谷地區(qū)芒果灌溉制度試驗研究表明,灌溉與無灌溉相比芒果產(chǎn)量與品質(zhì)提高顯著,最適宜廣西右江河谷地區(qū)芒果最佳灌溉定額為1 500 m3/hm2,最佳灌水次數(shù)6次,最佳灌水時間是秋梢抽發(fā)期1次、花芽分化期1次、開花掛果期2次、果實膨脹期2次、成熟期0次。

        針對廣西右江河谷地區(qū)芒果多種植于坡耕地,發(fā)展芒果高效節(jié)水灌溉勢在必行。在水源條件較好地區(qū)可采用本研究成果進行補充灌溉;在水源不充足地區(qū),必須進行芒果優(yōu)化灌溉制度補充灌溉。因暫未開展芒果優(yōu)化灌溉制度方面研究,僅推薦目前認為可行的節(jié)水灌溉制度:全生育期灌水750 m3/hm2,全生長期的適宜灌水次數(shù)4次,分別為秋梢抽發(fā)期0次、花芽分化期0次、開花掛果期2次、果實膨脹期2次、成熟期0次。

        隨著廣西右江河谷地區(qū)芒果產(chǎn)業(yè)不斷壯大,種植科技水平不斷提高,傳統(tǒng)的灌溉方式已無法滿足芒果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求,必須加強芒果灌溉施肥技術(shù)的精細化水平研發(fā),同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)芒果水肥一體化、精準灌溉施肥、規(guī)?;F(xiàn)代化發(fā)展。進一步將深入開展芒果水分脅迫、優(yōu)化灌溉制度等方面的研究。

        參考文獻:

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