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?？?70228)

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。現(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(shí)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(shí)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(shí)適量精確供給［5］，實(shí)現(xiàn)省水、省工，顯著提高水肥利用效率，提高果實(shí)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(shí)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(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，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(shí)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(jì)單位：L/株

1.2.2 測定項(xiàng)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(yàn)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(shí)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(shí)，制成勻漿后進(jìn)行果實(shí)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?？扇苄蕴呛坎捎昧蛩岜椒臃y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(jì)檳榔數(shù)量，計(jì)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(shí)可溶性糖含量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(shí)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(shí)品質(zhì)影響顯著，同時(shí)不同灌水方式對果實(shí)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(shí)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(shí)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(jià)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(shí)的品質(zhì)。因此，適宜的灌溉可以提高檳榔的果實(shí)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(shí)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(gè)處理。因此，選擇適宜的灌溉模式不僅可以提高檳榔果實(shí)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(shí)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。