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槟榔栽培技术研究进展

2022-11-23刘帆付登强周焕起黄丽云刘立云

热带农业科学 2022年4期
关键词:槟榔海南种子

刘帆 付登强 周焕起 黄丽云 刘立云

(中国热带农业科学院椰子研究所/海南省槟榔产业工程研究中心 海南文昌 571339)

槟榔(Areca catechuLinnaeus)是多年生热带常绿乔木,属棕榈科(Arecaceae)槟榔属(Areca),是重要的药用植物,其种子可入药,具有杀虫、破积、下气、行水的功效[1]。近年来,由于槟榔经济效益显著,海南地区大面积种植槟榔,槟榔跃升为海南第一大热带农业支柱产业[2-3]。与此同时,槟榔单位面积产量却不高,很多市县出现低产、黄化及早败的现象[4]。本文就国内外槟榔的栽培技术研究进行综述,以期为实现我国槟榔高效、优质生产提供参考。

1 槟榔选种育苗

1.1 选种

选种是槟榔栽培的第一步,种子质量的好坏直接决定植株后期的生长,个别种子无法长成一棵植株。槟榔种果的选择要从周边环境、品种、母株情况、果穗、个体大小等多方面进行筛选。

1.1.1 品种筛选在品种方面,槟榔经过长期自然选择和人工选择,培育出许多新的槟榔品种类型。印度自1957年开始在全球范围内收集槟榔种质资源,2006年公布的数据显示,收集到128份种质,对外公布 68份,鉴定 24份[5]。但Areca catechuL.是唯一的栽培种,目前习惯根据果形(如长椭圆形、椭圆形、球形、卵形、心脏形等)来区分品种[6]。

根据国内市场需求及加工商要求,海南栽培种多为长椭圆形和椭圆形的本地种,而海南本地种是对长期在海南生长所形成的主要槟榔群体的总称,未形成品种。因此,中国热带农业科学院椰子研究所采用连续定向选育法选出热研1号槟榔新品种,填补了我国无正式槟榔品种的空白;该品种表现为高产、稳产,经济价值高,综合性状优良,平均年产鲜重高于本地种[7]。

陈良秋[8]对不同果形槟榔选种提出以下建议:长椭圆形和椭圆形品种适于加工成榔干,外观好,市场销量大,效益较高;卵形和心脏形品种可发展为榔玉型药材用品种;圆形品种可作为鲜食品种; 越南品种因味道苦涩不宜选用;圆头仔槟榔品种可售往中国台湾。

1.1.2 其他因素筛选印度国家农作物研究中心编著的《ARECANUT》中提出,果实的选择要根据果串的位置、果实重、成熟度、种子浮水情况等进行选择,位于中间串中间位置的果实培育的苗长势不好,而且生长表现也不好;在水中呈垂直状的果实育出的苗活力高;发育9个半月和10个半月的果实发芽率无差别[9]。Islam等[10]研究了槟榔果实不同大小和重量对种子萌发能力和幼苗活力的影响,发现大、重的果实在基周长、苗高、叶数、小叶数、叶大小等方面均优于小、轻的槟榔。Bavappa等[11]认为,果实重的发芽率高,小苗活力高、质量好,重、轻果实的发芽率分别为96%和87%。Raja等[12]研究了树龄对槟榔种子萌发和幼苗活力的影响,发现成年树种的种子萌发率高。

1.2 催芽

槟榔种子因果皮坚硬导致种子休眠,这是槟榔种子生产中常见的障碍。槟榔一般有6个月以上的发芽期,发芽率很低。通过调节影响槟榔种子萌发的因素来提高槟榔种子发芽率和缩短槟榔种子萌发时间很有必要。

国内对槟榔催芽方面的研究多集中于不同的催芽方法上,槟榔催芽有堆积法、苗床催芽法、箩筐催芽法、沙藏催芽法等4种方式[13]。湿砂层积催芽、堆积催芽和稻草催芽3种方式差异不大,室内催芽较好,室外催芽不建议覆盖薄膜,催芽期间是否洗果对萌芽率影响不显著[14]。卢丽兰等[15]将成熟的槟榔种果放在地板上晾晒后装入编织袋,保湿促进种皮腐烂软化,经消毒后催芽,结果表明,对种子进行前处理后采用增温增湿的砂层积措施,可改善种子的吸收及透气性,使槟榔种子可以快速发芽,缩短催芽时间,能提高发芽率、发芽指数、发芽整齐度。

印度较早开展了槟榔种子的催芽研究。针对槟榔果皮坚硬的情况,种皮蚀刻和细菌处理被认为是常用的方式,Sutariati等[16]在槟榔萌发过程中尝试采用根内细菌浸种与划痕处理相结合的方法,发现划痕处理对槟榔种子的休眠无影响,而细菌根内处理对槟榔种子的打破休眠和萌发有非常显著的影响;而光照被认为对种子萌发没有促进作用[17]。温湿度方面,Wanninayaka[18]将槟榔种子用黑色袋子覆盖在水中48 h后取出,温度控制在30~35℃,相对湿度为65%~70%,发芽率最高。Sit等[19]将蚯蚓粪覆盖在起垄的土床上,然后覆盖上槟榔叶,种子发芽率和成苗率均有所提高。

1.3 育苗

槟榔育苗一般常用2种方式,一是苗床育苗法(该法需选择良好地块作为苗圃),二是营养袋育苗法。槟榔苗期管理对其未来的生长态势至关重要,涉及温湿度、栽培基质、土壤元素等环境因素。

针对最适槟榔育苗的栽培基质,国内外研究者提出了不同的配方,如黄丽云等[20]建议种苗生长的基质配方为红壤土∶椰糠∶羊粪=6∶3∶1(V∶V∶V);李艳等[21]也开发了一种由园土、河沙、有机肥和沤熟的椰糠混匀而成的槟榔育苗专用营养土;Raja等[22]则建议采用泥土+沙+泡囊状新枝状菌根以 2:1:0.1(V∶V∶V)混合的栽培基质,装于较大的容器(25 cm×15 cm)中效果较好;Kade Sutariati等[23]提出,以25%的土壤、25%的稻壳炭和50%的有机质肥料组成的混合介质是促进槟榔果幼苗生长的最佳生长介质。但综合来看,只要槟榔育苗的栽培介质无病虫害、疏松透气且富含有机质,均可作为育苗基质。

育苗处理方面,李英英等[24]建议先装 3/5的营养土,放入萌芽种子后,再盖土并撒上细砂和草,淋水至全湿,长至4~5片叶时即可定植。杨福孙等[25]对移栽后 45 d的海南槟榔苗进行遮光试验,通过测定槟榔苗期的叶绿素含量及其荧光变化规律发现,槟榔苗期需进行遮光处理且以保持40%自然光较适宜。

2 槟榔营养与施肥

槟榔种植后,最主要的环节就是水肥管理,一般根据槟榔园的土壤、设施、生长时期来决定施肥方式方法及配方,种植生产上采用“掠夺”的经营模式会严重限制槟榔产量和品质。

2.1 槟榔施肥技术

2.1.1 施肥配比精准施肥需要根据槟榔的生长发育规律及需肥特点来进行。陈才志[26]对槟榔不同器官内营养元素含量进行动态监测,结合槟榔生物量模型,预测主要器官干物质积累的模型,为提高肥料利用效率、精准施肥提供了理论基础。Sujatha[27]发现在0~30 cm土壤深度,磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌和硼的最适养分浓度分别为15、192、925、179、37、88、26、5.5和 1.4 mg/kg。而肥料元素方面,平衡肥(N:P:K=1:1:1,V:V:V)相较高氮、高钾、高磷肥对海南槟榔果产量与品质提高效果好,对单梭分枝数、雌花数量、座果率与纤维素含量、VC含量都有提高作用[28]。镁、铜2种中微量元素对槟榔产量与品质也有较大影响。施肥方式上,采用有机肥+化肥施配的效果要显著优于单一施用有机肥或化肥[29-30]。杨福孙[31]发现,槟榔结果期间,在施用专用肥基础上,适当补施氮及钾肥能显著提高槟榔坐果率及产量。

中国热带农业科学院椰子研究所槟榔团队针对海南地区土壤特性开发了槟榔不同生长周期槟榔专用肥,主要包括槟榔幼龄期专用肥、全营养专用液体肥、壮果专用肥和壮果专用液体肥、促花保果专用液体肥等等,基本能够满足海南槟榔不同阶段对肥料的需求[32-36]。

2.1.2 施肥时间槟榔施肥时间大致按幼龄期及成龄期划分,幼龄树以营养生长为主,对氮素要求高,以补充氮肥为主,适当施用磷钾肥[37]。李来平[38]提出成年槟榔树每年有3个施肥关键期:一是养树肥,采果结束后的11—12月施足基肥,生物有机肥配合高钾复合肥开沟施用,回土覆盖;二是花前肥,在2月花开放前施入,此时既是植株营养生长和生殖生长最旺盛的时期,又是植株需要养分最多及对养分丰缺反应最敏感的时期,施肥以钾肥为主,配合氮肥和中微量元素肥,促进花苞正常发育,提高开花结果稔实率,并使叶片正常生长;三是壮果肥,7—9月施入,此时槟榔进入果实迅速膨大期,需要补充氮、钾肥来促进叶片生长,提高坐果率。

2.1.3 施肥方式在施肥方法方面,槟榔园传统施肥方式为环状沟施和条状沟施,其中环状沟施适用于幼龄槟榔树,条状沟施适用于成龄槟榔。在槟榔上使用水肥一体化技术还能有效增加槟榔产量,提高果实品质,提升种植效益[39]。中国热带农业科学院椰子研究所开发的液体肥可使用注射施肥枪,即利用喷雾器、打药机将溶化的肥料通过插入地下的枪头直接高压注射到根际土壤中,达到高效、速效、精准、省力的目的,但使用水溶肥的槟榔园2~3年需翻土一次并施入有机肥以防土壤板结[34]。

印度较早开始关注可持续发展及节能型农业的开发。Paramesh等[40]构建了以槟榔为基础的可持续种植体系,通过有机营养和适当的管理,以利用基于槟榔的种植系统的潜力来提高能源效率、生态系统服务和土壤质量,实现可持续性。Ravi等[41]对有关槟榔营养管理的精准农业措施、养分吸收、有机质循环、蚯蚓粪施用的影响、营养失调和滴灌施肥的效益等进行了讨论,提出可以通过精准化的农业措施来提高产量。

而滴灌因其水资源利用效率较高、损失少、深层渗透及可与水溶性肥料一起施用的优点,通常比其他灌溉方法更受欢迎。Bhat等[42]发现,滴灌条件下,槟榔根区速效磷和速效钾含量随时间变化显著,施肥水平和施肥频率及其交互作用对速效磷和速效钾含量有显著影响;土壤磷、钾的边际有效性和养分吸收规律表明,雨季后滴灌施肥对提高和维持槟榔产量具有重要作用。Sujatha等[43]通过长达 11年的跟踪调查发现,滴灌施肥能够维持槟榔和可可的土壤肥力状况,保障可持续发展。

2.2 槟榔园土壤状况

针对海南各市县槟榔园的土壤状况,相关科研人员进行了调查。海南槟榔园区土壤类型有砖红壤、赤红壤、火山灰土、滨海沙土等,其中以砖红壤为主。槟榔属热带雨林植物,适宜生长在肥沃、深厚、有机质含量丰富、排水性能良好、土壤微酸至中性的砂质壤土中。

海南各地区土壤类型和肥力特点虽有差异,但正常槟榔树营养状况没有地域性变化[44]。对海南各区域槟榔园的土壤质量调查发现,土壤均呈酸性,且随着种植年限的增加,槟榔园土壤质量发生退化,可持续性降低[45-47];土壤的有机质含量偏低,全氮极度贫乏,有效磷含量偏低[48]。张冬明等[49]对琼中和保亭槟榔园的土壤进行调查发现,两县土壤均呈现较强的酸性,磷钾表现出极度缺乏。而针对持续性降低的情况,Acharya等[50]研究了有机和无机营养源对印度东北部槟榔土壤肥力状况的影响,发现长期施用有机堆肥可改善土壤理化性质、速效氮含量和土壤中除速效磷和速效钾外的微生物种群数量,共同提高了槟榔籽粒产量。卢丽兰等[51]发现,土壤有机质、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量变化对槟榔叶片N、P、K含量也会产生影响。

2.3 槟榔水分调控

槟榔属于浅根系作物,对水分比较敏感,且海南呈季节性干旱(既怕涝害,也怕干旱),因此需对槟榔水分进行较为精细的管控。海南11月到翌年4、5月为旱季,需要灌溉,灌溉可采用滴灌与喷灌等方式,灌溉量达到田间持水量70%最佳,根据槟榔长势以4.0~8.7 kg/株/次,旱季每5 d灌一次,即0.44~0.96 t/(亩·次)。槟榔园在山坡上时,要把土地整平或开环沟,达到保持水土和防止养分流失的目的。新梢生长期、花芽分化后期(花器官形成期)、花穗抽发及果实生长发育期遇旱应及时淋水、灌水;雨季汛期应及时排除果园沟内积水[52]。

槟榔幼苗能生长的最低土壤水分相对含量为45%,土壤水分胁迫情况下株高、冠幅、茎粗、根系数目、根表面积、根体积均会随胁迫程度加重而减少,根系活力随土壤水分胁迫程度增加而减小;从光合物质积累和水分利用效率这2个角度考虑,土壤相对含水量75%左右更有利于槟榔幼苗的生长[53]。而针对具体土壤含水量对槟榔幼苗形态及生理特性的影响,李晗[54]指出,土壤含水量在55%~65%时,有利于槟榔幼苗生长。

3 槟榔园林下栽培

槟榔园可通过林下栽培及林下养殖等方式发展林下经济。林下种植不仅能改善槟榔园内小气候和土壤环境、提高单位面积产出量、增加种植者经济收入,而且可以草抑草,减少或杜绝除草剂使用,保水保肥,固氮,有效增加槟榔根际土壤微生物群落及多样性,丰富微生态环境,促进槟榔植株健康生长[55]。

3.1 国内林下经济研究进展

海南的槟榔林下经济起步较晚,但近年来也获得了较大进展,目前已开发了间种香草兰、胡椒、糯米香茶、花生、柱花草、益智等多种作物的模式,研究内容涵盖间种的土壤养分与土壤酶活性,间作根系空间分布,土壤养分与吸收,间作作物之间对生长及产量的影响等等,为槟榔作物间种提供了技术参考。

胡椒与槟榔间作是海南主要的复合种植模式,综合经济效益较高。胡椒园间作槟榔具有明显产量优势,常规种植密度以 833~1 000株/hm2为宜[56]。间作的胡椒根系总表面积、平均直径、根系总体积和细根表面积等数值均有所增加;间作槟榔导致胡椒根系表现出在水平、垂直方向上都远离植株生长的趋势;胡椒/槟榔间作模式土地当量比为1.32,具有明显产量优势[57]。而香草兰作为“天然食品香料之王”,经济价值较高,其间作模式得到推广,可增加植株的吸氮量,提高植株的氮吸收效率、氮利用效率和氮肥利用率[58]。柱花草作为优良热带牧草,固氮肥土的同时还可刈割用于放牧,有较高的生态价值,值得推广[59]。

3.2 国外林下经济研究进展

国外槟榔的林下复合种植研究主要集中在印度中央槟榔研究站和中央种植园作物研究所。Thomas等[60]等编著的《印度槟榔栽培系统》一书中收录了印度在多种栽培系统方面做出的研究及贡献,已成功开发出许多适用于不同农业气候条件的以槟榔为基础的种植系统模式。试验结果表明,可可、黑胡椒、香蕉、香草、药用和芳香植物、蔬菜和花卉作物是理想的槟榔林混种作物,此类混种作物在提高产量和单位面积收入的同时,还改善了土壤肥力状况。Sujatha等[61]提出,若根据树龄来选择不同模式,幼树则适合种植一两年生作物,成年树林下可种植可可、香蕉、黑胡椒、酸石灰和豆蔻等多年生作物,其他香草及药用作物亦可种植。经济价值与产量差异方面,槟榔产量在单作和间作的不同系统中均没有显著差异[62-63]。在槟榔单作、槟榔—香蕉、槟榔—可可、槟榔—香料作物等4个槟榔间作系统中,经济价值较高的为槟榔—香料作物系统,其中间作胡椒价值最高[64]。

4 展望

槟榔作为海南重要的热带经济作物,其栽培技术是生产中最重要的环节。目前受市场高价位刺激,近几年海南槟榔种植发展速度过快,但其存在的品种单一、管理粗放及槟榔黄化病等问题并未得到较大改善。近年来国内外学者在槟榔栽培方面开展了广泛的研究,对槟榔种质资源、施肥技术、林下经济等方面的研究为槟榔高产丰产提供了理论基础与技术支持。但作为一项系统研究,许多方面研究深度和广度有待提高,如种子休眠特性、养分综合管理技术、高产丰产技术、低产槟榔园改造、病虫害综合防治等方面,需要进一步开展深入系统研究。

大量槟榔园因施用化肥而不注重对土壤肥力的保护,从而导致土壤酸化、次生盐渍化及中微量元素缺失等问题,不利于土地资源可持续利用;从海南槟榔产业的长远发展考虑,此问题应引起高度重视。同时应加强槟榔肥效田间试验与水肥精准高效管理技术的研究和推广,构建槟榔园生态高值化复合经营模式。在优势区建立槟榔标准化种植示范园,推广健康高效种植关键技术,充分挖掘热区土地资源,提高土地产出率。

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