不同灌溉量配施保水剂对芒果园土壤水分及果实的影响

刘 伟，钟 奇，罗 玲

(1.四川省农业科学院园艺研究所，四川 成都 610066；2. 四川农业大学园艺学院，四川 成都 611130)

【研究意义】攀枝花是我国晚熟芒果的优势发展区域之一，其凯特芒果成熟期可从每年8月持续到翌年1月，芒果产业已成为攀枝花重要的农业支柱产业。攀枝花大多数芒果果园地处丘陵山区，地表径流严重，土壤保水性能差，且此地区干湿季节分明，旱季从11月到翌年5月，此阶段正值芒果花芽分化、开花授粉及幼果发育，缺水将对芒果果实生长发育产生不良影响，因此探索攀枝花土壤保墒增墒措施对攀枝花芒果产业的发展具有重要意义。【前人研究进展】保水剂具有极强的吸水能力，可迅速吸持自身质量数百倍乃至千倍的水分供植物吸收利用，缓解土壤干旱[1]，同时保水剂还可吸附土壤养分，减少养分流失[1-2]，其使用寿命可达4～5年[3]，是一种高效的土壤保水保肥剂。【本研究切入点】目前，保水剂已在多种农作物上推广利用，并获得良好成效[4-7]，但当前研究主要集中于保水剂对植物生长发育的影响，对芒果园保水剂与灌溉组合效应的研究较少。【拟解决的关键问题】本研究开展不同灌溉条件配施保水剂对芒果果园土壤含水量、果实品质及产量的影响研究，明确保水剂对芒果种植的节水效果，以期为攀枝花芒果节水高效栽培提供理论依据及参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

试验地点设在四川省攀枝花市26°果园(101°77′28′′，26°47′39′′N)，土壤为黄壤土，0～40 cm土层土壤速效氮57.42 mg/kg，速效磷18.21 mg/kg，速效钾 50.24 mg/kg，有机质 1.48 %，pH 6.43。所用保水剂为淀粉与丙烯酸盐结合物(施可润，北京北农天风农药有限公司)，吸水倍数为300～500倍。试验树为22年生晚熟‘凯特’芒果，中等管理水平，树形结构、树冠大小和枝梢生长势相近， 株行距为4 m×5 m。

1.2 试验设计

试验设5个处理：①CK：常规灌溉，不配施保水剂；②100P：常规灌溉，配施保水剂；③80P：常规灌溉灌水量的80 %，配施保水剂；④60P：常规灌溉灌水量的60 %，配施保水剂；⑤40P：常规灌溉灌水量的40 %，配施保水剂。于2017年10月底首次灌溉时在树冠滴水线处挖宽、深25 cm的环状沟(达根系分布层)，将保水剂80 g/株与适量细土混匀后施入沟内，然后覆土，树冠滴水线附近浇水，常规灌溉灌水量0.5 m3/(株·次)，保水剂灌溉处理依比例减少灌水量，灌水量用精确度为0.001 m3的水表计量；每月人工灌水1次，翌年6月雨季来临后，则不再进行人工灌水。每小区1株树，每处理重复3次。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤含水量 于芒果开花期(3月11日)、坐果期(5月3日)进行土样采集，一个小区中在每株树树冠滴水线内侧15 cm处取3个角度为120°的点，取土层深度为20～30 cm土壤，混匀，去除根系等杂质，用于土壤含水量测定。

1.3.2 果实品质及产量 芒果成熟时(9月6日)统计果树单株产量；每株树随机选取东南西北无病虫害、无霉烂的成熟果共8个，常温下放置后熟后，测定单果重、总糖、总酸、Vc、可溶性固形物、β-胡萝卜素、类胡萝卜素，并计算果实糖酸比和固酸比。单果重采用ACS系列电子计价称称量，可溶性糖含量采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[8]，可滴定酸含量采用滴定法测定[9]，抗坏血酸(Vc)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[10]，可溶性固形物含量采用2812袖珍式数字折射计测定，β-胡萝卜素含量测定参照张建华等[11]的方法，类胡萝卜素含量测定参照赵家桔[12]的方法。

1.4 统计方法

使用Microsoft Excel 2010对数据进行初步处理，采用SPSS 19.0 软件进行方差分析、Person相关性分析、主成分分析，其中方差分析选用Duncan多重比较确定数据间的差异，显著水平为α=0.05，相关性分析结果导入Cytoscape 3.6.1 中构建相互作用网络图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤含水量的影响

由表1可知，开花期处理60P、80P及100P土壤含水量均显著高于CK，分别提高12.51 %、20.17 %、35.39 %(P<0.05)；坐果期处理60P、80P及100P土壤含水量分别较CK提高4.12 %、9.42 %、27.68 %，其中处理80P和100P与CK差异显著，而处理60P与CK无显著差异；处理100P土壤含水量始终显著高于处理80P；处理40P开花期及坐果期土壤含水量较CK分别降低2.15 %和6.95 %，其中开花期差异不显著，而坐果期差异显著。在施用保水剂条件下，常规灌水量的80 %～100 %即可显著提高土壤含水量，常规灌水量的60 %对提高土壤含水量无显著效果，而常规灌水量的40 %则将降低土壤含水量。

2.2 不同处理对芒果单果重及产量的影响

由表2可知，单果重表现为CK>100P>80P>60P，单株产量表现为80P>CK>60P>100P，但处理100P、80P、60P和CK单果重及单株产量彼此差异均不显著，而其单果重显著低于处理40P，单株产量显著高于40P，表明施用保水剂条件下，常规灌水量的60 %～100 %对芒果单果重及C单株产量无显著提高作用，而40 %常规灌水量可显著提高芒果单果重，而降低芒果单株产量。

表1 不同处理20～ 30 cm土层土壤水分

注：CK:对照；100P: 常规灌溉，配施保水剂；80P：常规灌溉灌水量的80 %，配施保水剂；60P：常规灌溉灌水量的60 %，配施保水剂 60 %；40P：常规灌溉灌水量的40 %，配施保水剂 40 %；同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05),下同。

2.3 不同处理对芒果果实内在品质的影响

由表3可知，可溶性糖及类胡萝卜素含量处理100P和80P差异不显著，但显著高于CK，处理60P、40P和CK彼此无显著差异；可滴定酸含量处理100P显著低于80P，2个处理均显著低于CK，处理60P和40P与CK无显著差异；Vc含量各处理之间无显著差异；可溶性固形物含量处理100P、80P和60P均显著高于CK，其中处理100P显著高于80P和60P，处理40P显著低于CK；β-胡萝卜素除处理100P显著高于40P外，各处理间无显著差异；糖酸比除处理100P显著高于CK外，其余处理与CK差异不显著；固酸比处理100P显著高于80P，两个处理均显著高于CK，处理60P和40P与CK无显著差异。总体来看，处理100P和80P均可提高芒果果实品质，而处理100P果实品质最佳，处理60P果实品质除可溶性固形物高于CK外，其余与CK差异不显著，处理40P可明显降低芒果果实品质。

表2 不同处理芒果单果重及产量

2.4 芒果品质及产量各指标之间的相关性

为探究芒果品质及产量等10个指标之间的关系，根据不同指标间的Person系数构建了相互作用网络图(图1)，10个指标通过6个正相关(实线)和1个负相关(虚线)关系构成，其中正相关关系包括3个极显著(粗实线，P<0.01)和3个显著(细实线)相关关系。芒果果实内在品质与其单果重及产量无显著相关关系，而果实可溶性糖含量与其类胡萝卜素及胡萝卜素含量高低极显著相关。

2.5 主成分分析

2.5.1 不同处理芒果品质及产量水平综合得分 对10个芒果品质及产量指标数据进行主成分分析。如表4所示，本研究所选取的2个公因子的累计贡献率达到了88.918 %，能较好地解释原有变量所包含的信息。将因子载荷转化为规格化向量后，可以得到反映芒果果实品质及产量水平的2个主成分表达式，进一步得到各处理在2个主成分上的分别得分，将因子得分以方差贡献率为权数进行加权求和，得到各处理芒果品质及产量水平综合得分(表5)，综合排名为：80P>100P>60P>CK>40P，表明施用保水剂条件下，常规灌水量的60 %～100 %均可以提高芒果果实综合表现，40 %常规灌水量将会降低果实综合表现。

图1 10个芒果品质及产量各指标之间相关关系网络Fig.1 Network of correlation between 10 fruit quality and yield indexes

表3 不同处理芒果果实内在品质

表4 因子载荷矩阵、方差贡献率及初始特征值

表5 主成分因子得分及芒果品质产量综合得分

2.5.2 10个芒果品质及产量指标权重分析 通过10个芒果品质及产量指标在每个主成分中所占的比重计算出分权重，再根据各主成分贡献率在前两个累计贡献率的比重最后计算出每个指标的总权重系数(表6)。10个指标权重由大到小为：固酸比、糖酸比、类胡萝卜素、可溶性糖、可滴定酸、Vc、可溶性固形物、β-胡萝卜素、单株产量、单果重。

表6 10个芒果品质及产量指标权重

3 讨 论

每年11月到次年5月是攀枝花旱季，此期正值芒果花芽分化、开花授粉及幼果发育，土壤水分缺乏是攀枝花芒果生长的主要限制因子，而本试验中的保水剂可吸持自身300～500倍的水分，大大提高了20～30 cm土层土壤水分。60 %～100 %的常规灌水量配施保水剂可显著提高芒果果实品质，前人研究也表明保水剂可促进果实品质提高[7,13-14]，而40 %的常规灌水量下芒果果实品质及产量则明显降低，主要是灌水量过少，保水剂无法吸收到足够的水分，其吸水、保水作用难以发挥，使果树花芽分化、授粉受精及幼果发育受到抑制，从而降低果实品质及产量。

本研究中施用保水剂条件下，60 %～100 %常规灌水量并不能显著提高芒果单果重及产量，且果实内在品质与单果重及产量无显著相关关系，与前人研究结果存在差异[6,13,15]，这可能是因为在芒果果实发育后期，攀枝花进入雨季，果实膨大不再受水分限制。另外本试验还发现芒果可溶性糖含量与β-胡萝卜素、类胡萝卜素含量极显著相关，表明芒果果实中β-胡萝卜素、类胡萝卜素的生成与可溶性糖含量高低有关。

10个芒果品质及产量指标数据主成分分析结果表明，糖酸比、固酸比及类胡罗素含量指标权重较高，是评价芒果果实综合表现的重要指标；60 %～100 %常规灌水量配施保水剂芒果果实综合表现均优于对照，表明每株施用保水剂80 g，至少可节水40 %，而80 %常规灌水量果实综合表现最佳。

4 结 论

综上所述，常规灌溉下保水剂可大大提高土壤含水量，但常规灌溉条件下配施保水剂80 g/株易造成土壤水分含量过高，不利于芒果生长发育。在生产实际中，每株芒果树可施用80 g保水剂，并适当减少灌水量以获得最佳芒果果实品质及产量。