攀西芒果水肥一體化灌溉制度與施肥技術研究

鐘 奇，羅 玲，朱軍保，江國良，李貴利，潘宏兵，劉 偉*

(1.四川省農業科學院園藝研究所,四川 成都 610066；2.攀枝花市農林科學研究院,四川 攀枝花 617061)

攀西地區是我國“緯度最北、海拔最高、成熟最晚”的芒果主產區[1]，其“凱特”芒成熟期從每年8月持續到翌年1月，芒果產業已成為攀西地區重要的農業支柱產業。但目前攀西地區大多數芒果園水肥管理技術落后，當地芒果果園主要地處丘陵山區，地表徑流嚴重，土壤貧瘠，保水保肥性能差，加上當地施肥以開溝施肥為主，施肥時期、施肥種類及施肥量把握不當，導致芒果園肥料揮發、淋洗及被土壤固定損失量大，施肥量大而肥料利用率低；另外攀西地區果園灌水仍以人工澆灌為主，水分地表流失和蒸發量大，農業灌溉水利用率低，長期人工澆灌將破壞土壤結構，造成土壤板結、裂縫等問題，影響芒果根系正常的呼吸和生長發育，進而影響芒果樹體生長及其產量、品質。攀西地區氣溫高、日照充足，滿足芒果對熱量的需求，因當地降雨少，年均降雨量僅826mm，氣候干燥，蒸發量大，年平均蒸發量大于2400mm[2]，當地水資源十分匱乏，水庫貯水量已不能滿足當地生產需要。因此，攀西地區芒果園急需推廣節水灌溉和施肥新技術，以提高果園灌溉水和肥料的利用率，達到節水節肥、提質增效的目的，這對促進攀西地區芒果產業健康、可持續發展具有十分重要的意義。

本文基于水肥一體化設施設備，開展攀西地區芒果園滴灌、微噴灌灌水量及灌水次數的研究，以及滴灌不同施肥量對芒果產量及品質影響的研究，總結出一套適宜攀西芒果園的節水灌溉制度和滴灌施肥技術，為攀西芒果園水肥管理技術提供一定的理論和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在攀枝花市仁和區混撒拉村的芒果園(26°26′N，101°51′E，海拔1402m)中進行，試驗區屬南亞熱帶半干旱季風氣候，區內光熱資源豐富，全年日照時數達2300～2700h，年均氣溫19～22℃，≥10℃的積溫為6638～7358℃，無霜期288～301d。年均降雨量826mm，分干、雨兩季，降水量高度集中在雨季(6～10月)，占全年降雨量的85%以上，年平均蒸發量大于2400mm[2]。試驗區地形為坡臺地，土壤為黃紅壤土。

1.2 試驗材料

1.2.1 參試品種 試驗樹為“凱特”芒和“吉祿”芒，芒果樹為盛產期，生長健壯，樹勢中庸，株行距為4m×5m。其中節水灌溉的試驗樹種為12a“凱特”芒，滴灌施肥的試驗樹種為14a“凱特”芒和13a“吉祿”芒。

1.2.2 水肥一體化設施 從蓄水池到試驗地，灌溉系統由Ф50過濾器、文丘里施肥器、輸水管及配件、控制設備、水表、滴頭和微噴頭組成。滴灌滴頭選用的是1.75L/h的壓力補償式滴頭，滴灌管沿樹冠滴水線外沿環形布置，每棵樹等間距安裝6個滴頭，微噴灌噴頭選用的是流量為35L/h的頂帽式微噴頭，每棵樹安裝1個微噴頭。

1.2.3 肥料 傳統施肥用肥：高氮復合肥(25-8-12)、硝酸鈣(總氮≥11%，CaO≥23%)、硫酸鎂(MgSO4·7H2O，Mg 9%)、硫酸鉀(K2O≥52%)、氨基酸、腐殖酸。

水肥一體化用肥：黃腐酸中微量元素肥(N≥12%，Ca≥8.5%，Mg≥3.5%，B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn等微量元素≥2%)、硝酸銨鈣(總氮≥15%，CaO≥25%)、高鉀水溶肥(18-12-30)、微生物菌劑(有效活菌數20億/g)。

基肥：有機肥、過磷酸鈣(P2O5≥18%)。

1.3 試驗設計

1.3.1 節水灌溉 試驗時間為2018年1～10月，選用滴灌、微噴灌兩種節水灌溉方式，以人工澆灌為對照(CK)。滴灌灌水量采用4個水平，D1∶0.06m3/株·次、D2∶0.08m3/株·次、D3∶0.10m3/株·次、D4∶0.12m3/株·次；微噴灌灌水量采用3個水平，P1∶0.14m3/株·次、P2∶0.19m3/株·次、P3∶0.24m3/株·次。人工澆灌灌水量及各處理灌水時間根據氣候環境、芒果園內土壤水分及農戶灌水經驗確定。

滴灌和微噴灌都采用隨機區組設計，3次重復，共24個小區，每個小區有5棵芒果樹，其中3棵試驗，另2棵作為保護株。滴灌和微噴灌小區各安裝一個DN15的水表，人工澆灌小區各安裝1個DN50水表，用于控制和統計灌水量。除灌溉外其他果園管理措施保持一致。

表1 不同處理施肥方案

表2 不同處理肥料用量

1.3.2 滴灌施肥 試驗時間為2018年10月至2019年10月，水肥一體化施肥方法為滴灌施肥，綜合實際生產經驗及譚永貞等[3]建議的芒果需肥比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5～1和張文等[4]建議的芒果需肥量N∶P2O5∶K2O=360∶255∶285kg/hm2設計施肥量由低到高的4個滴灌施肥方案—T1、T2、T3、T4，以傳統開溝施肥為對照(CK)，具體施肥方案見表1。表2所示為各施肥方案全年施肥量折合的N、P2O5、K2O用量(不考慮有機肥)。傳統開溝施肥和滴灌施肥均于秋季采果后施有機肥7kg/株，過磷酸鈣0.5kg/株。

采用隨機區組設計，3次重復，2個試驗樹種，共30個小區，1個小區為1行芒果樹(5～6棵)，小區與小區之間設置1行芒果樹作為隔離區。除施肥外其他果園管理措施保持一致。

1.4 測定指標與方法

在節水灌溉試驗中記錄每次灌水時間，統計各處理灌水總量。節水灌溉和施肥試驗于芒果成熟時統計小區產量，并折合為畝產量，同時每個小區在不同樹的不同方向共采集正常果10個，用于測定芒果單果重及可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、VC含量。單果重用ACS系列電子計價稱稱量，可溶性固形物含量采用2812袖珍式數字折射計測定，可溶性糖含量采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定[5]，可滴定酸含量采用滴定法測定[6]，抗壞血酸(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[7]。

1.5 數據處理

使用Microsoft Excel 2010對數據進行初步處理，采用SPSS 19.0 軟件進行方差分析，Duncan多重比較確定數據間的差異，顯著水平為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 節水灌溉制度研究

2.1.1 灌溉周期 由表3可知，2018年各處理芒果灌水時期在2018年2～5月(5月下旬進入雨季，故無灌水量)，灌水周期12～21d，灌水次數為6次。結合本次實驗，綜合考慮攀西地區多年的氣候條件以及芒果生長發育規律，當地一般于2月中旬開始灌水，一直持續到5月中旬至6月上旬雨季來臨，因此，攀西地區芒果灌水持續時間為90～110d，平均灌水周期13～16d，適宜的灌水次數為6～8次。

表3 2018年各處理芒果灌水時間

2.1.2 不同灌溉方式對芒果產量與品質的影響 如表4所示，滴灌D2、D3、D4的芒果單果重、可溶性固形物含量和產量均顯著高于人工澆灌處理，其中D3和D4處理的產量顯著高于D2，而D3和D4處理3個指標之間無顯著差異，表明滴灌處理中D3和D4處理效果最佳，D3處理芒果單果重、可溶性固形物含量和折合產量分別較人工澆灌提高15.57%、7.61%、20.44%，D4處理芒果單果重、可溶性固形物含量和折合產量分別較人工澆灌提高17.21%、5.90%、16.38%。微噴灌P2和P3處理的芒果產量顯著高于人工澆灌，分別提高21.99%、7.42%，而單果重和可溶性固形物含量與人工澆灌差異不顯著。D3和D4處理芒果單果重、可溶性固形物含量及折合畝產量均顯著高于P2處理。

綜合分析表明，滴灌處理中0.08～0.12m3/株·次的灌溉制度可明顯提高“凱特”芒產量、單果重及可溶性固形物含量，其中0.10m3/株·次和0.12m3/株·次的滴灌溉制度效果較佳；微噴灌處理中0.19m3/株·次和0.24m3/株·次的灌溉制度有利于提高芒果產量，但對芒果品質無明顯影響，其中0.19m3/株·次的微噴灌溉制度芒果產量較高。滴灌制度下芒果產量、品質表現優于微噴灌溉制度。

表4 不同灌水方式下芒果產量與品質的比較

表5 滴灌、微噴灌與人工澆灌灌水量比較

2.1.3 滴灌、微噴灌與人工澆灌灌水量比較 從表5可看出，這3種灌水方式中，滴灌用水量最少，微噴灌次之，人工澆灌用水最大。其中滴灌D3處理的灌水量比人工澆灌節水58.68%,比微噴P2處理節水47.37%，較D4處理節水16.67%。微噴P2處理的灌水量則比人工澆灌節水21.48%。

2.2 滴灌施肥技術研究

2.2.1 不同施肥處理對芒果單果重及產量的影響 由表6可知，滴灌施肥對“凱特”芒、“吉祿”芒的單果重無顯著影響，其中T1、T2和T3處理下“凱特”芒產量顯著高于傳統開溝施肥，分別提高31.66%、34.44%、32.56%；T1和T2處理下“吉祿”芒折合產量較傳統開溝施肥提高33.75%、46.75%。

表6 不同施肥處理下“凱特”“吉祿”芒單果重及單株產量的比較

2.2.2 不同施肥處理對芒果品質的影響 如圖1、圖2所示，對“凱特”芒而言，各滴灌施肥處理均能顯著增加芒果可溶性固形物含量，但僅T2處理可顯著提高果實可溶性糖含量，T1和T2處理可顯著降低可滴定酸含量，T3處理可顯著提高VC含量；綜合來看，T2處理下“凱特”芒果實品質最佳，其果實可溶性固形物和可溶性糖含量最高，分別較傳統開溝施肥提高15.49%、8.97%，而可滴定酸含量降低6.67%。

圖1 不同施肥處理對“凱特”芒果實品質的影響

圖2 不同施肥處理對“吉祿”芒果實品質的影響

2.2.3 不同施肥處理施肥量對比 由表7可知，除T4處理芒果一年中施肥總量高于傳統開溝施肥外，T1、T2、T3處理施肥量均低于傳統開溝施肥，分別省肥56.22%、35.41%、14.59%。

對“吉祿”芒而言，僅T2處理可顯著提高芒果可溶性固形物和可溶性糖含量，分別較傳統開溝施肥提高8.55%、23.85%，且T2處理芒果可滴定酸含量較對照降低21.25%。各滴灌處理對芒果VC含量均為顯著影響。

表7 不同施肥處理施肥量比較

3 討論

通過觀察滴灌、微噴灌與人工澆灌后的土壤發現，人工澆灌區地表積水明顯，由于積水對土壤的浸泡、壓實作用，會導致積水消失后積水處土壤出現板結、裂縫現象，土壤板結將造成芒果根系呼吸受阻，抑制根系生長。滴灌是將具有一定壓力的水通過滴頭以水滴的形式緩慢、精準的輸送到果樹根區附近土壤；微噴灌則是將水通過噴頭噴入空中，變成微小水滴再落到農作物和地面上進行灌溉。滴灌和微噴灌灌水后，樹冠下面基本無積水現象，土壤表層保持疏松狀態，芒果根系發達。可見滴灌與微噴灌比人工澆灌更有利于給果樹生長創造優越的生長環境。

本研究中，綜合考慮芒果產量、品質以及灌水量，滴灌灌水中0.10m3/株·次的灌溉制度最佳，可使“凱特”芒產量提高20.44%，可溶性固形物含量提高7.61%，同時較人工澆灌節水58.68%；而微噴灌灌水中0.19m3/株·次的灌溉制度較佳，雖對“凱特”芒品質無明顯提高作用，但可使芒果產量顯著提高21.99%。滴灌是直接將水滴入作物根部土壤，因此灌水過程中水分蒸發損失極低，灌溉水利用率高；而微噴灌溉時，若風力較大，會使微噴灌的小水滴產生飄逸損失，另外溫度較高和空氣干燥時也會增加微噴灌時水的蒸發損失，因此滴灌技術較微噴灌技術的灌溉水利用率高，節水率高。本研究中，滴灌0.10m3/株·次的灌溉制度較微噴灌0.19m3/株·次的灌溉制度節水47.37%，同時考慮微噴灌溉時樹周圍雜草生長旺盛，需經常清理，且微噴灌溉導致空氣濕度增大，易造成病害流行等問題，實際芒果生產中建議采用滴灌為主，有條件的果園可同時安裝微噴灌灌水設備，在芒果花期通過微噴灌增加空氣濕度，緩解干熱風對芒果授粉的影響，增加芒果的坐果率，提高芒果產量。

滴灌施肥技術通過實現水分和養分在時間和空間上的同步、耦合，可促進作物根系對養分的吸收，同時減少肥料揮發、淋洗及被土壤固定帶來的損失，提高水、肥的利用效率，從而達到節水、節肥、增產、提質的目的[8]。本研究中，中度施肥水平T2處理下“凱特”芒和“吉祿”芒的果實產量、品質最佳，與傳統開溝施肥相比，T2處理2個芒果品種產量提高34.44%～46.75%，可溶性固形物提高8.55%～15.49%，總體施肥量降低35.41%。高施肥水平T3和T4處理芒果產量和品質降低可能是因為氮肥施用量過高，導致樹體枝葉生長過旺，從而抑制了果實的生長發育。

4 結論

攀西地區芒果節水灌溉灌水持續時間90～110d，芒果滴灌的最佳1次灌水量為0.10m3/株·次，微噴灌的最佳1次灌水量為0.19m3/株·次，灌水周期為13～16d，灌水次數6～8次。滴灌效果優于微噴灌。攀西地區芒果推薦施肥方案：初現花穗期黃腐酸中微量元素肥0.3kg/株，硝酸銨鈣0.2kg/株；謝花后30～40d：黃腐酸中微量元素肥0.35kg/株，硝酸銨鈣0.2kg/株，高鉀水溶肥0.5kg/株，微生物菌劑0.02kg/株；采果后：高鉀水溶肥0.5kg/株，黃腐酸中微量元素肥0.3kg/株，微生物菌劑0.02kg/株；基肥：有機肥7kg/株，過磷酸鈣0.5kg/株。