降佳君 張瀚 李晗 羅天雄 辛?xí)詶?楊福孫

(海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院海南海口570228)

農(nóng)業(yè)灌溉方式一般可分為傳統(tǒng)的地面灌溉和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)微灌溉技術(shù)。傳統(tǒng)地面灌溉包括畦灌、溝灌、淹灌和漫灌，其中漫灌是指灌溉水在種植地塊上流動過程中，借助重力作用濕潤土壤，或者在地塊上建立有一定深度的水層，借助重力作用入滲到土壤中的一種方法?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)微灌溉技術(shù)包括微噴灌、滴灌、滲灌等，其中滴灌是以水滴形式向土壤供水，以滿足作物需水要求的灌溉方法。它通常利用低壓管道系統(tǒng)將水連同溶于水的化肥均勻而緩慢地滴在作物根部的土壤中。合理的灌溉方式能有效提高作物產(chǎn)量，繼而增加作物的生產(chǎn)效益。

檳榔（Areca catechuL.），原產(chǎn)于馬來西亞，現(xiàn)廣泛分布于亞洲、東非和太平洋的熱帶地區(qū)［1］。在海南，當(dāng)前檳榔種植多在坡地，以農(nóng)戶為主，因其抗逆性強(qiáng)，所以大多管理粗放，很多檳榔園地因水肥管理不當(dāng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較低，造成營養(yǎng)缺失、水肥失衡，嚴(yán)重影響了檳榔的生長發(fā)育［2］。不但造成了水肥的浪費(fèi)，而且還導(dǎo)致土壤板結(jié)和養(yǎng)分流失，降低微生物活性和多樣性，破壞土壤微生物區(qū)系，抑制根系的正常生長和發(fā)育，進(jìn)而影響?zhàn)B分的吸收，導(dǎo)致檳榔抵抗力減弱并引發(fā)生理性黃化［3］。

檳榔的水肥管理是影響檳榔果實品質(zhì)及產(chǎn)量的重要管理措施。傳統(tǒng)的灌溉模式由于缺乏科學(xué)的指導(dǎo)，水分投入過量或不足的現(xiàn)象較為普遍，對檳榔的果實品質(zhì)及產(chǎn)量造成不利影響［4］。滴灌技術(shù)通過可控管道系統(tǒng)將水肥輸送到根系周圍，保證水分適時適量精確供給［5］，實現(xiàn)省水、省工，顯著提高水肥利用效率，提高果實產(chǎn)量、質(zhì)量及農(nóng)戶的生產(chǎn)科學(xué)性和主動性［6］。此外，傳統(tǒng)的耕作方式導(dǎo)致檳榔園水土流失嚴(yán)重，檳榔產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)［7］。目前檳榔上存在不灌溉和滴灌、田間種植樹盤漫灌及噴灌等灌水方式，針對檳榔園存在的問題，本研究以不同灌溉方式為處理，研究檳榔生長與果實生長及品質(zhì)的影響，探究水分與檳榔生產(chǎn)的關(guān)系，為檳榔產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于海南省瓊中黎族苗族自治縣灣嶺鎮(zhèn)大路坡村（N 19°11′32.351″，E 109°57′13.255″），屬熱帶海洋季風(fēng)氣候，年均降雨量2 462 mm，2020年達(dá)2 388 mm，雨量主要集中在5—11月（圖1），全年日照時間1 600～2 000 h，年均氣候22.5℃。當(dāng)?shù)貦壚茍@土壤基本數(shù)據(jù)為：土壤性質(zhì)為DA，pH 5，有機(jī)質(zhì)為21.36 g/kg，全氮為802.25 mg/kg，堿解氮為80.36 mg/g，全磷占0.08%，有效磷為3.85 mg/kg，全鉀占1.99%，速效鉀為45.82 mg/kg，交換性鈣為1.93 mmol/kg，交換性鎂為0.31 mmol/kg。通過數(shù)據(jù)顯示土壤酸性較強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)含量豐富，全氮含量處于中等水平，但土壤堿解氮較高，處于中等偏上水平；無論是全量水平，還是有效態(tài)水平，土壤磷、鉀含量均處于低至極低水平；中、微量營養(yǎng)元素分布不一，交換性鈣含量高而交換性鎂含量低。

圖1 瓊中實驗基地2020年降雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)

1.1.2 試材

檳榔園主栽品種為海南本地種，樹齡12年，園區(qū)占地100畝（1畝＝667 m2），緩坡地，株行距2 m×3 m，平均種植1 650株/hm2。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)置樹盤漫灌（T1）和滴灌（T2）2種灌溉方式，無灌溉（CK）作為對照組，每種處理30株，3次重復(fù)，于花序形成期開始處理。根據(jù)檳榔生長發(fā)育關(guān)鍵時期對水分的需求量及天氣情況確定灌水量，2種灌溉方式灌水量與次數(shù)相同，其他施肥、管理等農(nóng)藝操作措施一致。灌溉用水量見表1。

表1 檳榔不同生育階段的灌溉設(shè)計單位：L/株

1.2.2 測定項目

1.2.2.1 植株生理性狀

在采收期開始對檳榔的莖粗、葉片數(shù)、葉面積、葉長、葉寬和葉片含水量等指標(biāo)進(jìn)行測定，每種處理選定10株檳榔作為試驗樣本，取平均值。莖粗和葉片長寬均使用卷尺測量，其中莖粗為開始處理后新長出的莖節(jié)粗，葉面積的測定采用葉形紙稱重法，使用阿貝折射儀測定葉片自由水和束縛水含量。

1.2.2.2 果實品質(zhì)

每種處理隨機(jī)選取5株植株，取其相同位置的檳榔果實，制成勻漿后進(jìn)行果實品質(zhì)的測定，測定指標(biāo)包括可溶性糖含量、纖維素含量、可溶性蛋白含量。可溶性糖含量采用硫酸苯酚法測定；纖維素含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白采用分光光度法測定。各處理重復(fù)3次。

1.2.2.3 檳榔產(chǎn)量

在檳榔成熟后進(jìn)行測產(chǎn)，測量檳榔單果重，并統(tǒng)計檳榔數(shù)量，計算單株產(chǎn)量，折合成公頃產(chǎn)量。

1.2.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2019進(jìn)行莖粗及葉面積等數(shù)據(jù)處理，采用Spss 20.0軟件對葉片含水量與果實可溶性糖含量等進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉方式對檳榔生長的影響

表2為不同灌溉方式下檳榔莖粗、葉片數(shù)、葉面積和葉長寬的變化情況。由方差分析結(jié)果可知，滴灌處理下的檳榔植株形態(tài)指標(biāo)均優(yōu)于樹盤漫灌和對照，其中葉面積較樹盤漫灌和無灌溉分別提高了10.13%和35.94%。

表2 不同灌溉方式對檳榔生長的影響

2.2 灌溉方式對檳榔葉片含水量的影響

表3為不同灌溉方式下檳榔葉片自由水、束縛水及其比值的變化情況。結(jié)果表明：灌溉處理的檳榔葉片，自由水、束縛水及兩者比值均與對照存在顯著差異，其中滴灌處理對葉片含水量的影響最為明顯。

表3 不同灌溉方式對檳榔葉片含水量的影響

2.3 不同灌溉方式對檳榔果產(chǎn)量的影響

分別對3種處理檳榔植株的果實數(shù)量、單果重、單株產(chǎn)量和每公頃產(chǎn)量進(jìn)行測定，結(jié)果表明：灌水處理能有效提高檳榔的單株產(chǎn)量（表4），其中滴灌處理產(chǎn)量最高，與無灌溉差異顯著。滴灌與樹盤漫灌的產(chǎn)量分別較對照提高32.71%和18.70%。

表4 不同灌溉方式對檳榔果產(chǎn)量的影響

2.4 不同灌溉方式對檳榔果品質(zhì)的影響

由表5可知，經(jīng)過灌溉處理的可溶性糖、纖維素和可溶性蛋白含量均顯著高于對照處理，且滴灌處理的檳榔果品質(zhì)顯著高于樹盤漫灌。由此可見，灌水對果實品質(zhì)影響顯著，同時不同灌水方式對果實品質(zhì)有較大的影響。

表5 不同灌溉方式對檳榔果品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

作物在不同的生長時期對水分的敏感性不同，通過灌溉技術(shù)調(diào)控植株根系及地上部的生長和水勢，可以達(dá)到控制作物營養(yǎng)生長的目的，進(jìn)而增加營養(yǎng)累積，促進(jìn)花芽分化［8］。合理的灌溉方式能夠提高植株水分利用效率，實現(xiàn)節(jié)水和高效用水的目的［9］。不同的灌溉模式會影響土壤中水分的分布，而水分的分布直接影響作物根系的分布，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育［10］。在灌水量相同的條件下，兩種灌水方式均對檳榔樹體的生長有一定的促進(jìn)作用。本研究結(jié)果顯示，與無灌溉相比，滴灌和樹盤漫灌均明顯促進(jìn)了檳榔樹干與葉片的生長。

束縛水含量及自由水/束縛水與植物的抗旱性有密切關(guān)系［11］，自由水與束縛水的比值越高，代表植物代謝活躍，生長快，但抗性較弱；反之則代謝緩慢，但也從另一方面反應(yīng)了植物抗旱能力強(qiáng)。無灌溉的葉片自由水含量低于其他灌水處理，其中滴灌處理對葉片含水量的影響最為明顯，其自由水含量較無灌溉提高了35.13%；束縛水的含量與自由水的含量呈反比。在本研究中，無灌溉處理的束縛水含量高于灌水處理，說明合理的灌水可以提高檳榔的生長和代謝能力。

作物的產(chǎn)量依賴于水分的供應(yīng)，灌水量的大小以及均勻度是影響作物產(chǎn)量的重要因素［12］。滴灌模式水分利用率較高，且產(chǎn)量最高，可為生產(chǎn)帶來很高的經(jīng)濟(jì)價值，利于農(nóng)民增收。水分不僅影響作物的生理生長，還可以調(diào)節(jié)作物細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)過程，進(jìn)而影響果實的品質(zhì)。因此，適宜的灌溉可以提高檳榔的果實品質(zhì)［10］。本研究結(jié)果表明，2種灌溉處理均會影響檳榔的果實品質(zhì)，滴灌模式下檳榔果的可溶性糖和可溶性蛋白含量均高于另外兩個處理。因此，選擇適宜的灌溉模式不僅可以提高檳榔果實的產(chǎn)量，也有利于高品質(zhì)的形成。

綜上分析可以看出，選擇合適的灌溉方式有利于檳榔樹體的生長發(fā)育，以及果實品質(zhì)和產(chǎn)量的提高。本研究中，滴灌處理的效果優(yōu)于樹盤漫灌和無灌溉。