柳嘉程，婁 偉，牛王翠，張麗艷，肖亞卿，楊月華，嚴(yán) 翔

（贛州市柑桔科學(xué)研究所，江西 贛州 341000）

臍橙芽具有早熟性，只要環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)條件合適，即可萌發(fā)抽梢，一年可抽發(fā)3～6 次甚至更多新梢，按照抽生時(shí)期又可將臍橙枝梢分為春、夏、秋、冬梢。其中，春梢抽發(fā)多且整齊、節(jié)間較短，其上還可以繼續(xù)萌發(fā)夏、秋梢，也可以直接作為翌年的結(jié)果母枝，是一年中最重要的一批枝梢［1］。在贛南地區(qū)，臍橙春梢生長(zhǎng)期一般為2—4 月，該階段需要從土壤中吸收一定的養(yǎng)分，尤其是氮、鉀等大量元素，以供給新梢抽發(fā)與生長(zhǎng)，而施肥是補(bǔ)充養(yǎng)分、提高樹(shù)勢(shì)的最主要手段。果農(nóng)施肥主要憑經(jīng)驗(yàn)，大量施用化肥，施肥方法以撒施為主，結(jié)合有機(jī)肥開(kāi)溝施入［2］。由于長(zhǎng)期施肥不當(dāng)或施肥過(guò)量，浪費(fèi)了大量肥料，還造成土壤肥力不高、化肥的主要成分無(wú)法被充分吸收等問(wèn)題，且殘留肥料可能引起土壤結(jié)構(gòu)破壞以及地下水資源污染［3］。

水肥一體化系統(tǒng)自動(dòng)化灌溉施肥在贛南臍橙園中應(yīng)用廣泛，該技術(shù)將水肥同時(shí)準(zhǔn)確地送往作物根部，在顯著提升肥效的前提下，不但可以有效控制灌溉水量和化肥用量，提高水肥利用效率，還可以提高生產(chǎn)效率和降低環(huán)境污染，在勞動(dòng)力日益緊缺的情況下替代人工施肥，降低生產(chǎn)成本。如何在大量促發(fā)優(yōu)質(zhì)春梢的同時(shí)，最大限度地減少肥料成本和勞動(dòng)力成本，研究臍橙春梢生長(zhǎng)期自動(dòng)化灌溉施肥相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，探索灌溉施肥對(duì)新梢及葉片生長(zhǎng)發(fā)育的具體效果，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥變得至關(guān)重要。以5年生枳砧紐荷爾臍橙（Citrus sinensisOsbeck‘Newhall’）樹(shù)為材料，利用水肥一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)，探索不同的灌溉施肥處理對(duì)春梢生長(zhǎng)的影響，旨在為研發(fā)省力高效的臍橙枝梢生長(zhǎng)精準(zhǔn)化調(diào)控技術(shù)體系提供有力支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2022 年2—4 月在贛州市柑桔科學(xué)研究所基地寬行窄株模式的標(biāo)準(zhǔn)化臍橙園進(jìn)行，試驗(yàn)場(chǎng)所位于東經(jīng)114°85′，北緯25°78′，海拔117 m，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.9 ℃，極端高溫40.4 ℃，極端低溫-7 ℃，年平均降水量1 586 mm，年平均無(wú)霜期約287 d，年日照時(shí)數(shù)約1 813 h。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)材料 供試植物為5 年生枳砧紐荷爾臍橙樹(shù)。供試肥料：尿素由枝江三寧化工有限公司生產(chǎn)（氮含量≥46.4%），硫酸鉀由河北先正農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)（K2O 含量≥52%）。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇4 行南北走向、大小和長(zhǎng)勢(shì)相近的枳砧紐荷爾臍橙樹(shù)，種植密度為1.5 m×4.5 m。種植土壤為黃壤，pH 4.10，堿解氮35.89 mg/kg，有效磷187.38 mg/kg，速效鉀208.43 mg/kg。試驗(yàn)前先安裝好水肥一體化系統(tǒng)，由一套水肥一體化智能控制設(shè)備（圖1a）管控，在每行樹(shù)中間放置1條直徑20 mm的PE 水管。試驗(yàn)共設(shè)置4 個(gè)處理，各1 行，分別為：流量為22.00 L/（h·株）的微噴灌施肥（處理1），流量為11.00 L/（h·株）的微噴灌施肥（處理2），流量為8.00 L/（h·株）的滴灌施肥（處理3），常規(guī)開(kāi)溝施肥為對(duì)照（CK）。在處理1、處理2 和CK 所在行的PE 水管上，距離每株臍橙樹(shù)主干北側(cè)50 cm 處安裝1 個(gè)微噴灌裝置，微噴頭通過(guò)毛細(xì)管與PE 水管相連，伸入一根埋入地下的PE 軟管達(dá)到地下15～20 cm 的根域處（圖1b）；在處理3 所在行的PE 水管上，距離每株樹(shù)主干兩側(cè)50 cm 處各安裝1 個(gè)流量為4 L/h 的恒壓滴頭（圖1c）。自2 月24 日起，處理1 至處理3 每隔14 d 通過(guò)該系統(tǒng)灌溉施加1 次N∶K2O=1∶1（0.13%尿素+0.11%硫酸鉀）水溶肥，共3 次，單次灌溉施肥時(shí)長(zhǎng)1 h，通過(guò)調(diào)節(jié)控制開(kāi)關(guān)調(diào)控流量，其中處理1、處理3 控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟100%，處理2 控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟50%。CK 所在行控制開(kāi)關(guān)關(guān)閉，于2 月25 日在樹(shù)冠兩側(cè)挖掘?qū)?0 cm、深20 cm 的條狀溝，采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)開(kāi)溝施肥方案，單株施加100 g 尿素和85 g 硫酸鉀（N∶K2O=1∶1）。不同處理灌溉施肥參數(shù)見(jiàn)表1，試驗(yàn)期間4 組處理的病蟲(chóng)害防治等田間管理一致。

表1 不同處理的灌溉施肥流量、時(shí)長(zhǎng)與肥水用量等參數(shù)

1.3 指標(biāo)測(cè)量及方法

各處理隨機(jī)選取6 株，2 株為一個(gè)小區(qū)，重復(fù)3次，調(diào)查指標(biāo)如下。

1.3.1 春梢生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 春梢新梢老熟后（4 月15 日）統(tǒng)計(jì)單株春梢數(shù)量，用直尺測(cè)量自春梢基部鱗痕處至梢頂?shù)拈L(zhǎng)度作為春梢長(zhǎng)度，數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量春梢基部鱗痕處以上1 cm 位置的直徑作為春梢粗度，分別取平均值，計(jì)算各處理中長(zhǎng)度≤5 cm、5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm、＞20 cm，以及粗度≤2 mm、2～3 mm、3～4 mm、＞4 mm 的春梢所占比率。

1.3.2 春梢葉片葉綠素含量（SPAD）和氮含量的測(cè)定 4 月17 日15 時(shí)，用手持便攜式植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀（浙江托普云農(nóng)股份有限公司）測(cè)量各處理春梢葉片中的葉綠素SPAD 和氮含量。測(cè)量前先用柔毛刷除去葉片表面的泥沙及灰塵，并對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)白板校正，隨后每株從樹(shù)冠的東、西、南、北、中5 個(gè)方位各隨機(jī)選擇2 條春梢，即每個(gè)小區(qū)30 條春梢，測(cè)量自梢頂端向下第3 片葉的SPAD 和氮含量，所選葉片結(jié)構(gòu)要完整且無(wú)病蟲(chóng)害，測(cè)定時(shí)避開(kāi)葉脈，在葉片主脈兩側(cè)各測(cè)定1 個(gè)點(diǎn)，取其平均值作為單片葉葉綠素SPAD 和氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，SAS 9.4 軟件以鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉施肥處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢生長(zhǎng)的影響

由表2 可知，與CK 相比，處理1 和處理2 均促進(jìn)了春梢新梢的抽發(fā)、伸長(zhǎng)與增粗生長(zhǎng)，其中處理1 顯著提升了單株春梢數(shù)量，單株抽發(fā)春梢101.50 條，促梢效果達(dá)53.79%，處理3 一定程度上抑制了春梢抽發(fā)，但顯著促進(jìn)了春梢的伸長(zhǎng)與增粗，且提升春梢長(zhǎng)度、粗度的效果較處理1、處理2 更為明顯，處理2 同樣具有促進(jìn)春梢增粗的效果，且效果顯著。

表2 不同處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢生長(zhǎng)的影響

進(jìn)一步分析不同長(zhǎng)度和粗度的春梢新梢所占比例（表3），結(jié)果表明，長(zhǎng)度＞20 cm 春梢所占比例，處理1 高于其他處理；長(zhǎng)度≤5 cm 春梢所占比例，處理3 明顯低于其他處理；長(zhǎng)度＞15 cm 春梢所占比例，處理3 高于其他處理；但長(zhǎng)度≤5 cm、≤10 cm 以及≤15 cm 的春梢所占比例，處理3 均低于其他處理，而處理3 中約67.78%春梢長(zhǎng)度集中分布在5～15 cm，新梢長(zhǎng)度較其他處理更為均勻。不同處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢粗度分布的影響見(jiàn)表4。與CK 相比，處理1 至處理3，粗度＞4 mm、＞3 mm 的強(qiáng)壯春梢所占比例均有增加；其中處理3 中粗度＞4 mm、＞3 mm 以及＞2 mm 的春梢所占比例分別為10.00%、48.89%、95.56%，均高于處理1、處理2 和CK，而粗度≤2 mm的春梢占比低于處理1、處理2 和CK。

表3 不同處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢長(zhǎng)度分布的影響

表4 不同處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢粗度分布的影響

2.2 不同灌溉施肥處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢葉片葉綠素SPAD 和氮含量的影響

由表5 可知，與CK 處理（常規(guī)開(kāi)溝施肥）相比，處理1 至處理3（灌溉施肥）均不同程度地提升了春梢葉片中的葉綠素SPAD 和氮含量。其中，處理2 的2 項(xiàng)指標(biāo)分別為81.28、24.96 g/kg，均顯著高于其他處理，較CK 分別提升了14.69%和14.81%，處理3 同樣提高了春梢葉片葉綠素SPAD，且效果顯著。

表5 不同處理對(duì)紐荷爾臍橙春梢葉片葉綠素SPAD 和氮含量的影響

3 小結(jié)與討論

水肥一體化技術(shù)是借助灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以在作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵期按比例定時(shí)、定量補(bǔ)充作物所需營(yíng)養(yǎng)，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。果樹(shù)生產(chǎn)中常采用微噴灌和滴灌技術(shù)［4］，二者均具有提高肥水利用率、便于自動(dòng)化控制的特點(diǎn)。謝利華等［5］的研究表明，微噴灌可以起到一定的調(diào)節(jié)小氣候的作用，而滴灌卻不能，還發(fā)現(xiàn)相同灌溉時(shí)間下，微噴灌的灌溉范圍更大，保持田間有效持水量時(shí)間更長(zhǎng)。本研究中，春梢抽發(fā)量與單位時(shí)間內(nèi)肥水的流量成正比，且2 組微噴灌處理對(duì)與滴灌處理相比春梢抽發(fā)量顯著增加，可能與微噴灌保水效果更強(qiáng)有關(guān)，也可能與微噴灌提高了空氣濕度、改善了小氣候有關(guān)，有待進(jìn)一步對(duì)環(huán)境因子的變化和田間水分狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

李彩［6］的研究表明，SPAD 是葉綠素相對(duì)含量，在柑橘中與葉綠素a、葉綠素b 和總?cè)~綠素含量均具有顯著正相關(guān)性。而氮元素是葉綠素的重要組成部分，葉片氮元素含量與葉綠素含量呈正相關(guān)［7］，其在一定范圍內(nèi)對(duì)枝條充實(shí)、果實(shí)生長(zhǎng)具有重要意義。本研究中，處理2 與處理1 相比，雖然肥水用量減半，但春梢葉片中葉綠素SPAD 和氮含量均顯著提高，表明處理2 更有利于春梢葉片光合效能的提升和葉片氮元素的積累，對(duì)促進(jìn)貯藏營(yíng)養(yǎng)積累、增強(qiáng)樹(shù)勢(shì)、提高樹(shù)體抗性具有重要意義。

目前大量研究證實(shí)，利用水肥一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌溉施肥，具有操作簡(jiǎn)便、施肥均勻、供肥及時(shí)、提高營(yíng)養(yǎng)利用率等優(yōu)勢(shì)，與常規(guī)施肥技術(shù)相比可在增產(chǎn)的同時(shí)節(jié)省化肥用量30%～50%，其便于自動(dòng)化控制的特點(diǎn)還可以減少人工開(kāi)溝、撒肥等一系列過(guò)程，明顯節(jié)省施肥勞力［8-10］。本研究中，按照1.5 m×4.5 m 的種植密度折算，處理1、處理2、處理3 和CK的每公頃肥料成本分別為994.20 元、502.65 元、365.55 元和1 139.40 元；常規(guī)開(kāi)溝施肥每公頃需要19.05 d/人，按照贛州市當(dāng)?shù)?0 元/（人·d）的用工標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)春梢期每公頃臍橙園施肥用工成本為1 714.50 元，而采用自動(dòng)化灌溉施肥的處理1、處理2與處理3 不消耗人工成本。與CK 相比，處理2 紐荷爾臍橙春梢的抽發(fā)與伸長(zhǎng)生長(zhǎng)未受到抑制，而春梢粗度、葉片葉綠素SPAD 和葉片氮含量均顯著提升，整個(gè)春梢生長(zhǎng)期內(nèi)節(jié)約化肥用量達(dá)57.19%，每公頃減少人工成本1 714.50 元、肥料成本636.75 元，實(shí)現(xiàn)了降本增效。

本研究將春梢生長(zhǎng)調(diào)控技術(shù)與自動(dòng)化灌溉施肥相結(jié)合，取得了一定效果。但要做到更加精準(zhǔn)且高效的調(diào)控，還應(yīng)進(jìn)一步探索智能化控制相關(guān)技術(shù)，如利用埋在地下的濕度傳感器傳回土壤濕度信息從而有針對(duì)性地調(diào)節(jié)灌溉水量和灌溉次數(shù)，抑或是利用傳感系統(tǒng)和圖像系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)枝梢的長(zhǎng)度、粗度變化來(lái)決定灌溉間隔等，使得臍橙樹(shù)體生長(zhǎng)調(diào)控向智慧化、信息化方向發(fā)展。