攀西芒果水肥一体化灌溉制度与施肥技术研究

钟 奇，罗 玲，朱军保，江国良，李贵利，潘宏兵，刘 伟*

(1.四川省农业科学院园艺研究所,四川 成都 610066；2.攀枝花市农林科学研究院,四川 攀枝花 617061)

攀西地区是我国“纬度最北、海拔最高、成熟最晚”的芒果主产区[1]，其“凯特”芒成熟期从每年8月持续到翌年1月，芒果产业已成为攀西地区重要的农业支柱产业。但目前攀西地区大多数芒果园水肥管理技术落后，当地芒果果园主要地处丘陵山区，地表径流严重，土壤贫瘠，保水保肥性能差，加上当地施肥以开沟施肥为主，施肥时期、施肥种类及施肥量把握不当，导致芒果园肥料挥发、淋洗及被土壤固定损失量大，施肥量大而肥料利用率低；另外攀西地区果园灌水仍以人工浇灌为主，水分地表流失和蒸发量大，农业灌溉水利用率低，长期人工浇灌将破坏土壤结构，造成土壤板结、裂缝等问题，影响芒果根系正常的呼吸和生长发育，进而影响芒果树体生长及其产量、品质。攀西地区气温高、日照充足，满足芒果对热量的需求，因当地降雨少，年均降雨量仅826mm，气候干燥，蒸发量大，年平均蒸发量大于2400mm[2]，当地水资源十分匮乏，水库贮水量已不能满足当地生产需要。因此，攀西地区芒果园急需推广节水灌溉和施肥新技术，以提高果园灌溉水和肥料的利用率，达到节水节肥、提质增效的目的，这对促进攀西地区芒果产业健康、可持续发展具有十分重要的意义。

本文基于水肥一体化设施设备，开展攀西地区芒果园滴灌、微喷灌灌水量及灌水次数的研究，以及滴灌不同施肥量对芒果产量及品质影响的研究，总结出一套适宜攀西芒果园的节水灌溉制度和滴灌施肥技术，为攀西芒果园水肥管理技术提供一定的理论和实践参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在攀枝花市仁和区混撒拉村的芒果园(26°26′N，101°51′E，海拔1402m)中进行，试验区属南亚热带半干旱季风气候，区内光热资源丰富，全年日照时数达2300～2700h，年均气温19～22℃，≥10℃的积温为6638～7358℃，无霜期288～301d。年均降雨量826mm，分干、雨两季，降水量高度集中在雨季(6～10月)，占全年降雨量的85%以上，年平均蒸发量大于2400mm[2]。试验区地形为坡台地，土壤为黄红壤土。

1.2 试验材料

1.2.1 参试品种 试验树为“凯特”芒和“吉禄”芒，芒果树为盛产期，生长健壮，树势中庸，株行距为4m×5m。其中节水灌溉的试验树种为12a“凯特”芒，滴灌施肥的试验树种为14a“凯特”芒和13a“吉禄”芒。

1.2.2 水肥一体化设施 从蓄水池到试验地，灌溉系统由Ф50过滤器、文丘里施肥器、输水管及配件、控制设备、水表、滴头和微喷头组成。滴灌滴头选用的是1.75L/h的压力补偿式滴头，滴灌管沿树冠滴水线外沿环形布置，每棵树等间距安装6个滴头，微喷灌喷头选用的是流量为35L/h的顶帽式微喷头，每棵树安装1个微喷头。

1.2.3 肥料 传统施肥用肥：高氮复合肥(25-8-12)、硝酸钙(总氮≥11%，CaO≥23%)、硫酸镁(MgSO4·7H2O，Mg 9%)、硫酸钾(K2O≥52%)、氨基酸、腐殖酸。

水肥一体化用肥：黄腐酸中微量元素肥(N≥12%，Ca≥8.5%，Mg≥3.5%，B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn等微量元素≥2%)、硝酸铵钙(总氮≥15%，CaO≥25%)、高钾水溶肥(18-12-30)、微生物菌剂(有效活菌数20亿/g)。

基肥：有机肥、过磷酸钙(P2O5≥18%)。

1.3 试验设计

1.3.1 节水灌溉 试验时间为2018年1～10月，选用滴灌、微喷灌两种节水灌溉方式，以人工浇灌为对照(CK)。滴灌灌水量采用4个水平，D1∶0.06m3/株·次、D2∶0.08m3/株·次、D3∶0.10m3/株·次、D4∶0.12m3/株·次；微喷灌灌水量采用3个水平，P1∶0.14m3/株·次、P2∶0.19m3/株·次、P3∶0.24m3/株·次。人工浇灌灌水量及各处理灌水时间根据气候环境、芒果园内土壤水分及农户灌水经验确定。

滴灌和微喷灌都采用随机区组设计，3次重复，共24个小区，每个小区有5棵芒果树，其中3棵试验，另2棵作为保护株。滴灌和微喷灌小区各安装一个DN15的水表，人工浇灌小区各安装1个DN50水表，用于控制和统计灌水量。除灌溉外其他果园管理措施保持一致。

表1 不同处理施肥方案

表2 不同处理肥料用量

1.3.2 滴灌施肥 试验时间为2018年10月至2019年10月，水肥一体化施肥方法为滴灌施肥，综合实际生产经验及谭永贞等[3]建议的芒果需肥比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5～1和张文等[4]建议的芒果需肥量N∶P2O5∶K2O=360∶255∶285kg/hm2设计施肥量由低到高的4个滴灌施肥方案—T1、T2、T3、T4，以传统开沟施肥为对照(CK)，具体施肥方案见表1。表2所示为各施肥方案全年施肥量折合的N、P2O5、K2O用量(不考虑有机肥)。传统开沟施肥和滴灌施肥均于秋季采果后施有机肥7kg/株，过磷酸钙0.5kg/株。

采用随机区组设计，3次重复，2个试验树种，共30个小区，1个小区为1行芒果树(5～6棵)，小区与小区之间设置1行芒果树作为隔离区。除施肥外其他果园管理措施保持一致。

1.4 测定指标与方法

在节水灌溉试验中记录每次灌水时间，统计各处理灌水总量。节水灌溉和施肥试验于芒果成熟时统计小区产量，并折合为亩产量，同时每个小区在不同树的不同方向共采集正常果10个，用于测定芒果单果重及可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、VC含量。单果重用ACS系列电子计价称称量，可溶性固形物含量采用2812袖珍式数字折射计测定，可溶性糖含量采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[5]，可滴定酸含量采用滴定法测定[6]，抗坏血酸(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[7]。

1.5 数据处理

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，Duncan多重比较确定数据间的差异，显著水平为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 节水灌溉制度研究

2.1.1 灌溉周期 由表3可知，2018年各处理芒果灌水时期在2018年2～5月(5月下旬进入雨季，故无灌水量)，灌水周期12～21d，灌水次数为6次。结合本次实验，综合考虑攀西地区多年的气候条件以及芒果生长发育规律，当地一般于2月中旬开始灌水，一直持续到5月中旬至6月上旬雨季来临，因此，攀西地区芒果灌水持续时间为90～110d，平均灌水周期13～16d，适宜的灌水次数为6～8次。

表3 2018年各处理芒果灌水时间

2.1.2 不同灌溉方式对芒果产量与品质的影响 如表4所示，滴灌D2、D3、D4的芒果单果重、可溶性固形物含量和产量均显著高于人工浇灌处理，其中D3和D4处理的产量显著高于D2，而D3和D4处理3个指标之间无显著差异，表明滴灌处理中D3和D4处理效果最佳，D3处理芒果单果重、可溶性固形物含量和折合产量分别较人工浇灌提高15.57%、7.61%、20.44%，D4处理芒果单果重、可溶性固形物含量和折合产量分别较人工浇灌提高17.21%、5.90%、16.38%。微喷灌P2和P3处理的芒果产量显著高于人工浇灌，分别提高21.99%、7.42%，而单果重和可溶性固形物含量与人工浇灌差异不显著。D3和D4处理芒果单果重、可溶性固形物含量及折合亩产量均显著高于P2处理。

综合分析表明，滴灌处理中0.08～0.12m3/株·次的灌溉制度可明显提高“凯特”芒产量、单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较佳；微喷灌处理中0.19m3/株·次和0.24m3/株·次的灌溉制度有利于提高芒果产量，但对芒果品质无明显影响，其中0.19m3/株·次的微喷灌溉制度芒果产量较高。滴灌制度下芒果产量、品质表现优于微喷灌溉制度。

表4 不同灌水方式下芒果产量与品质的比较

表5 滴灌、微喷灌与人工浇灌灌水量比较

2.1.3 滴灌、微喷灌与人工浇灌灌水量比较 从表5可看出，这3种灌水方式中，滴灌用水量最少，微喷灌次之，人工浇灌用水最大。其中滴灌D3处理的灌水量比人工浇灌节水58.68%,比微喷P2处理节水47.37%，较D4处理节水16.67%。微喷P2处理的灌水量则比人工浇灌节水21.48%。

2.2 滴灌施肥技术研究

2.2.1 不同施肥处理对芒果单果重及产量的影响 由表6可知，滴灌施肥对“凯特”芒、“吉禄”芒的单果重无显著影响，其中T1、T2和T3处理下“凯特”芒产量显著高于传统开沟施肥，分别提高31.66%、34.44%、32.56%；T1和T2处理下“吉禄”芒折合产量较传统开沟施肥提高33.75%、46.75%。

表6 不同施肥处理下“凯特”“吉禄”芒单果重及单株产量的比较

2.2.2 不同施肥处理对芒果品质的影响 如图1、图2所示，对“凯特”芒而言，各滴灌施肥处理均能显著增加芒果可溶性固形物含量，但仅T2处理可显著提高果实可溶性糖含量，T1和T2处理可显著降低可滴定酸含量，T3处理可显著提高VC含量；综合来看，T2处理下“凯特”芒果实品质最佳，其果实可溶性固形物和可溶性糖含量最高，分别较传统开沟施肥提高15.49%、8.97%，而可滴定酸含量降低6.67%。

图1 不同施肥处理对“凯特”芒果实品质的影响

图2 不同施肥处理对“吉禄”芒果实品质的影响

2.2.3 不同施肥处理施肥量对比 由表7可知，除T4处理芒果一年中施肥总量高于传统开沟施肥外，T1、T2、T3处理施肥量均低于传统开沟施肥，分别省肥56.22%、35.41%、14.59%。

对“吉禄”芒而言，仅T2处理可显著提高芒果可溶性固形物和可溶性糖含量，分别较传统开沟施肥提高8.55%、23.85%，且T2处理芒果可滴定酸含量较对照降低21.25%。各滴灌处理对芒果VC含量均为显著影响。

表7 不同施肥处理施肥量比较

3 讨论

通过观察滴灌、微喷灌与人工浇灌后的土壤发现，人工浇灌区地表积水明显，由于积水对土壤的浸泡、压实作用，会导致积水消失后积水处土壤出现板结、裂缝现象，土壤板结将造成芒果根系呼吸受阻，抑制根系生长。滴灌是将具有一定压力的水通过滴头以水滴的形式缓慢、精准的输送到果树根区附近土壤；微喷灌则是将水通过喷头喷入空中，变成微小水滴再落到农作物和地面上进行灌溉。滴灌和微喷灌灌水后，树冠下面基本无积水现象，土壤表层保持疏松状态，芒果根系发达。可见滴灌与微喷灌比人工浇灌更有利于给果树生长创造优越的生长环境。

本研究中，综合考虑芒果产量、品质以及灌水量，滴灌灌水中0.10m3/株·次的灌溉制度最佳，可使“凯特”芒产量提高20.44%，可溶性固形物含量提高7.61%，同时较人工浇灌节水58.68%；而微喷灌灌水中0.19m3/株·次的灌溉制度较佳，虽对“凯特”芒品质无明显提高作用，但可使芒果产量显著提高21.99%。滴灌是直接将水滴入作物根部土壤，因此灌水过程中水分蒸发损失极低，灌溉水利用率高；而微喷灌溉时，若风力较大，会使微喷灌的小水滴产生飘逸损失，另外温度较高和空气干燥时也会增加微喷灌时水的蒸发损失，因此滴灌技术较微喷灌技术的灌溉水利用率高，节水率高。本研究中，滴灌0.10m3/株·次的灌溉制度较微喷灌0.19m3/株·次的灌溉制度节水47.37%，同时考虑微喷灌溉时树周围杂草生长旺盛，需经常清理，且微喷灌溉导致空气湿度增大，易造成病害流行等问题，实际芒果生产中建议采用滴灌为主，有条件的果园可同时安装微喷灌灌水设备，在芒果花期通过微喷灌增加空气湿度，缓解干热风对芒果授粉的影响，增加芒果的坐果率，提高芒果产量。

滴灌施肥技术通过实现水分和养分在时间和空间上的同步、耦合，可促进作物根系对养分的吸收，同时减少肥料挥发、淋洗及被土壤固定带来的损失，提高水、肥的利用效率，从而达到节水、节肥、增产、提质的目的[8]。本研究中，中度施肥水平T2处理下“凯特”芒和“吉禄”芒的果实产量、品质最佳，与传统开沟施肥相比，T2处理2个芒果品种产量提高34.44%～46.75%，可溶性固形物提高8.55%～15.49%，总体施肥量降低35.41%。高施肥水平T3和T4处理芒果产量和品质降低可能是因为氮肥施用量过高，导致树体枝叶生长过旺，从而抑制了果实的生长发育。

4 结论

攀西地区芒果节水灌溉灌水持续时间90～110d，芒果滴灌的最佳1次灌水量为0.10m3/株·次，微喷灌的最佳1次灌水量为0.19m3/株·次，灌水周期为13～16d，灌水次数6～8次。滴灌效果优于微喷灌。攀西地区芒果推荐施肥方案：初现花穗期黄腐酸中微量元素肥0.3kg/株，硝酸铵钙0.2kg/株；谢花后30～40d：黄腐酸中微量元素肥0.35kg/株，硝酸铵钙0.2kg/株，高钾水溶肥0.5kg/株，微生物菌剂0.02kg/株；采果后：高钾水溶肥0.5kg/株，黄腐酸中微量元素肥0.3kg/株，微生物菌剂0.02kg/株；基肥：有机肥7kg/株，过磷酸钙0.5kg/株。