廣西百色右江河谷芒果灌溉制度試驗研究

郭 攀，李新建，粟世華，梁梅英，寸德志，藺 珂，趙海雄，黎應和

(1. 廣西農業灌溉排水工程技術研究中心，廣西 桂林 541105；2. 桂林市農田灌溉試驗中心站，廣西 桂林 541105)

0 引 言

芒果屬于熱帶水果，營養價值高、肉質香甜、口感嫩滑，素有“熱帶果王”之譽稱。廣西百色右江河谷地區屬于亞熱帶季風氣候區，具有光、熱能充足，水熱同期、夏季高溫多雨、干濕季節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境。該區種植芒果已有100多年歷史，目前已逐步成為我國芒果主產區。2016年該區芒果種植面積已達80 000 hm2，但僅占芒果可種植面積的16%，在50%投產的情況下產值達30億元，種植芒果已成為百色革命老區脫貧致富的主要途徑之一。

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

目前，芒果水分管理方面的研究多側重于水分對芒果產量與品質的影響[1-3]，而直接用于指導種植的灌溉制度技術研究偏少。王海麗[4]等通過灌溉試驗實測資料，探討了芒果的需水規律并提出需水量計算模型；羅桂仙[5]等研究芒果產量、灌水量、灌水周期相關性，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虧灌溉條件下的產量與品質關系，經過2005-2007年灌溉試驗研究得出芒果全生育期調控灌溉處理RDI(全期每株1.68 m3)、PRD(全期每株1.62 m3)的產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%；調控灌溉處理RDI、PRD水分生產率較充分灌溉提高94.16%與88.68%。可見，芒果適宜灌溉制度可保證產量與品質。

以上研究成果為芒果高效節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域田東縣開展芒果高效節水灌溉試驗研究，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，為當地芒果種植、科學灌溉管理提供理論與實踐依據，助力革命老區科技脫貧致富發展。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區選在廣西壯族自治區百色市右江河谷田東縣祥周鎮康元村帝王果園，地理位置北緯23°40′東經107°01′，海拔128 m，年平均日照時數1 711.2 h，年平均蒸發量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，試驗區土質為沙質黏土，土壤基本性狀為：土壤容重r=1.26 g/m3，有機質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。

試驗區芒果選用臺農一號，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。根據多年統計資料及2012-2013年項目區芒果需水量與需水規律試驗研究成果，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；③固定灌水次數和灌水定額，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。大田試驗小區面積2 668 m2，每種處理重復3次，除去隔離區外，試驗區內隨機選取84株芒果樹開展試驗。

表2 試驗處理設計表

1.3 測定項目及方法

(1)芒果產量參數測定。試驗測定項目主要為芒果的產量與品質相關參數，其中：芒果產量主要通過測定單株芒果正常果與無胚果個數和單果重，計算得出單株產量；可通過測產驗收時，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)芒果品質參數測定。可食率通過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《土壤農業化學分析方法》[9]。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉定額對芒果產量與品質的影響

2.1.1 不同灌溉定額對芒果產量構成因素的影響

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

圖1 不同灌溉定額對芒果單株產量及單果重的影響

從圖1(a)中可以看出：灌溉能夠大幅度提高芒果的產量，減少芒果產量大小年的影響，4年灌溉試驗中灌溉最高產較無灌溉平均增產117.73%，其中2014-2016年平均增產36.65%，2017年增產360.96%。分析原因主要是2014-2016年降雨相對處于多年平均水平，無灌溉區靠降雨補充灌溉仍能保持一定的產量，2017年項目區降雨較少，芒果關鍵需水時期得不到降雨補給，生長嚴重受到抑制，產量大幅度減產。相反，補充灌溉區4年產量相對穩定，其中：處理I1、I2、I3、I4、I5較NI的增產幅度分別為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的影響

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

圖2 不同灌溉定額對芒果品質的影響

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%。可見，適當的灌溉定額有助于提高芒果的品質。

綜上所述，認為芒果產量與品質俱佳的灌溉定額處理為I3。

2.2 不同灌水次數對芒果產量與品質的影響

不同灌水次數處理對芒果產量與品質的結果見表3。產量上，處理T8、T11的單株產量均超過70 kg/株，為各處理中產量最高之一，分別較NI處理單株產量提高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爭奪易產生無效掛果。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，從而影響產量。綜合T8、T11的結果認為芒果產量最高的灌水處理是秋梢抽發期灌水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對芒果單株產量及產量構成因子的影響

各處理中芒果可食率T11最大、T8次之，且產量也是最高的，說明生育期合理的灌溉次數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，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，促進果實營養物質積累。秋梢抽發期灌水、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化。

綜上所述，芒果秋梢抽發期灌水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育，可以達到芒果產量與品質俱佳。

2.3 不同灌溉時期對芒果產量與品質的影響

不同灌溉水時期對芒果產量與品質的影響見圖3。5種處理中產量最高為處理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，產量提高；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，從而增加產量；處理S2產量低主要原因是花芽分化期正處于芒果營養生殖與生殖生長的平衡期，過多的水分致使芒果營養生殖占優勢，生殖生長受抑制[11]，影響芒果產量。

不同灌水時期對芒果品質影響中，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量與品質的影響

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，提高產量；秋梢抽穗期可根據需要灌水、花芽分化期適當保持干旱，促進花芽分化，提高有效果個數；成熟期不灌水，以保證芒果糖分轉化，提高品質。

3 結果與討論

經過2014年至2017年廣西右江河谷地區芒果灌溉制度試驗研究表明，灌溉與無灌溉相比芒果產量與品質提高顯著，最適宜廣西右江河谷地區芒果最佳灌溉定額為1 500 m3/hm2，最佳灌水次數6次，最佳灌水時間是秋梢抽發期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芒果多種植于坡耕地，發展芒果高效節水灌溉勢在必行。在水源條件較好地區可采用本研究成果進行補充灌溉；在水源不充足地區，必須進行芒果優化灌溉制度補充灌溉。因暫未開展芒果優化灌溉制度方面研究，僅推薦目前認為可行的節水灌溉制度：全生育期灌水750 m3/hm2，全生長期的適宜灌水次數4次，分別為秋梢抽發期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芒果產業不斷壯大，種植科技水平不斷提高，傳統的灌溉方式已無法滿足芒果產業化發展需求，必須加強芒果灌溉施肥技術的精細化水平研發，同時結合物聯網技術，實現芒果水肥一體化、精準灌溉施肥、規模化、現代化發展。進一步將深入開展芒果水分脅迫、優化灌溉制度等方面的研究。

參考文獻：

[1] 劉國銀,魏軍亞,劉德兵，等.水分對芒果葉片、產量及果實品質影響的研究進展[J].熱帶農業科學,2015,35(10):1-5.

[2] 劉志田,羅關興,王 軍，等.水分對芒果果實生長及品質的影響[J].中國熱帶農業,2017,(1):32-33.

[3] 劉國銀,于恩廠,魏軍亞，等.2個芒果品種的葉片含水量與土壤水分的關系[J].江蘇農業科學,2014,42(2):124-126.

[4] 王海麗,古璇清,王小軍，等.芒果需水規律與適宜土壤水分灌溉調控技術研究[J].中國農村水利水電,2016,(8):125-128.

[5] 羅桂仙,孫強,補雪梅，等. 攀枝花市芒果節水微灌灌水制度研究[J].節水灌溉,2006,(4):16-19.

[6] W Spreer, M Nagle, S Neidhart, et al. Effect of regulated deficit irrigation and partial rootzone drying on the quality of mango fruits(Mangifera indica L., cv. ‘Chok Anan’)[J]. Agricultural Water Management,2007,88:173-180.

[7] W Spreer, S Ongprasert, M Hegele, et al. Yield and fruit development in mango (Mangifera indica L.cv. Chok Anan)under different irrigation regimes[J].Agricultural Water Management,2009,96:574-584.

[8] 陳業淵,賀軍虎.熱帶、南亞熱帶果樹種質資源數據質量控制規范[M]. 北京:中國農業出版社,2006.

[9] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京:中國農業科技出版社,2000.

[10] 劉國銀.不同土壤含水量對芒果葉片及果實的影響[D]. 海口：海南大學，2014.

[11] 陳杰忠,趙紅業,葉自行.水分脅迫對芒果成花效應及內源激素變化的影響[J].熱帶作物學報,2000,21(2):74-79.