广西百色右江河谷芒果灌溉制度试验研究

郭 攀，李新建，粟世华，梁梅英，寸德志，蔺 珂，赵海雄，黎应和

(1. 广西农业灌溉排水工程技术研究中心，广西 桂林 541105；2. 桂林市农田灌溉试验中心站，广西 桂林 541105)

0 引 言

芒果属于热带水果，营养价值高、肉质香甜、口感嫩滑，素有“热带果王”之誉称。广西百色右江河谷地区属于亚热带季风气候区，具有光、热能充足，水热同期、夏季高温多雨、干湿季节分明且无冬季的河谷干热气候特征，具备芒果得天独厚的适生环境。该区种植芒果已有100多年历史，目前已逐步成为我国芒果主产区。2016年该区芒果种植面积已达80 000 hm2，但仅占芒果可种植面积的16%，在50%投产的情况下产值达30亿元，种植芒果已成为百色革命老区脱贫致富的主要途径之一。

然而，芒果果实生长发育的大部分时间在旱季，必须补充灌溉才能保证产量与品质。水源或者灌溉设施匮乏地区致使芒果关键需水时期水分难以得到保证，产量波动大；有灌溉条件芒果园因缺少科学灌溉技术指导，不仅浪费水资源，还会因未根据芒果需水规律灌溉，导致芒果产量与品质下降。因此，急需探究出广西百色右江河谷地区芒果灌溉制度，为百色芒果高效生产提供科学依据。

目前，芒果水分管理方面的研究多侧重于水分对芒果产量与品质的影响[1-3]，而直接用于指导种植的灌溉制度技术研究偏少。王海丽[4]等通过灌溉试验实测资料，探讨了芒果的需水规律并提出需水量计算模型；罗桂仙[5]等研究芒果产量、灌水量、灌水周期相关性，提出基于不同果型条件的灌水定额与周期。W. Spreer[6,7]等研究泰国北部芒果调亏灌溉条件下的产量与品质关系，经过2005-2007年灌溉试验研究得出芒果全生育期调控灌溉处理RDI(全期每株1.68 m3)、PRD(全期每株1.62 m3)的产量较无灌溉分别提高17.68%与13.68%，较充分灌溉(全期每株3.17 m3)提高0.58%及减少2.83%；调控灌溉处理RDI、PRD水分生产率较充分灌溉提高94.16%与88.68%。可见，芒果适宜灌溉制度可保证产量与品质。

以上研究成果为芒果高效节水灌溉提供了一定参考价值，但难适用于广西百色右江河谷地区独特气候条件下的芒果种植灌溉。本文通过在百色右江河谷中心区域田东县开展芒果高效节水灌溉试验研究，旨在研究出广西右江河谷独特气候条件下的芒果的最佳灌水时间、灌水定额、灌水次数，为当地芒果种植、科学灌溉管理提供理论与实践依据，助力革命老区科技脱贫致富发展。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区选在广西壮族自治区百色市右江河谷田东县祥周镇康元村帝王果园，地理位置北纬23°40′东经107°01′，海拔128 m，年平均日照时数1 711.2 h，年平均蒸发量1 681.7 mm，雨季集中在6-8月份，年平均降雨量1213.5 mm，年平均气温22.2 ℃，无霜期350 d以上，试验区土质为沙质黏土，土壤基本性状为：土壤容重r=1.26 g/m3，有机质1.32%，全氮0.061%，碱解氮57 mg/kg，有效磷2 mg/kg，速效磷20 mg/kg，速效钾269 mg/kg。

试验区芒果选用台农一号，2012年树龄为8年，每株间距为4 m×4 m，平均每公顷种植600株。根据多年统计资料及2012-2013年项目区芒果需水量与需水规律试验研究成果，将芒果全生育期划分为5个，各生育期起止时间会因当年种植情况略有差异，但相差不大，故确定各生育期及起止时间见表1。

表1 广西百色右江河谷芒果生育期划分

1.2 试验设计

试验于2014-2017年开展，试验处理采用3种方式：①固定灌水次数和灌水时期，不固定每次的灌水定额；②固定灌水时期和灌水定额，不固定灌水次数；③固定灌水次数和灌水定额，不同灌水时期。其中：方式①有5种处理、方式②有15种处理，方式③有5种处理，无灌溉(NI)作为对照组，共26种处理，具体处理见表2。大田试验小区面积2 668 m2，每种处理重复3次，除去隔离区外，试验区内随机选取84株芒果树开展试验。

表2 试验处理设计表

1.3 测定项目及方法

(1)芒果产量参数测定。试验测定项目主要为芒果的产量与品质相关参数，其中：芒果产量主要通过测定单株芒果正常果与无胚果个数和单果重，计算得出单株产量；可通过测产验收时，在每株试验处理上随机取20个无胚果、10个正常果(<10个则全部选定)，称重取平均值，分别计算无胚果与正常果的单果重；

(2)芒果品质参数测定。可食率通过称取果肉鲜重占芒果鲜重的比例[8]；可溶性固形物(SS)、VC含量、可溶性总糖(TSS)、可滴定酸(TA)采用鲁如坤主编的《土壤农业化学分析方法》[9]。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉定额对芒果产量与品质的影响

2.1.1 不同灌溉定额对芒果产量构成因素的影响

由于芒果全年生长，大年产量高伴随能源消耗不足以保证小年芒果开花结果能量需求，因此芒果产量大小年现象较为普遍[10]。单株产量与单果重是芒果产量的重要表征指标，2014年至2017年不同灌溉定额对芒果产量的影响见图1。

图1 不同灌溉定额对芒果单株产量及单果重的影响

从图1(a)中可以看出：灌溉能够大幅度提高芒果的产量，减少芒果产量大小年的影响，4年灌溉试验中灌溉最高产较无灌溉平均增产117.73%，其中2014-2016年平均增产36.65%，2017年增产360.96%。分析原因主要是2014-2016年降雨相对处于多年平均水平，无灌溉区靠降雨补充灌溉仍能保持一定的产量，2017年项目区降雨较少，芒果关键需水时期得不到降雨补给，生长严重受到抑制，产量大幅度减产。相反，补充灌溉区4年产量相对稳定，其中：处理I1、I2、I3、I4、I5较NI的增产幅度分别为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%，增幅最大的处理为I3。

灌溉对单果重的影响主要是增加单果在中、大型果的比例和单果重。不同灌溉定额处理中I1、I2、I3、I4、I5较NI的单果重幅度分别为：无胚果平均增加单果重11.92%、11.61%、13.28%、12.30%、12.08%；正常果平均增加单果重6.12%、7.67%、7.94%、7.72%、6.63%。分析原因可能为影响单果重的因素中，灌水量只是其中之一，气候因素、肥料影响可能更加显著。

2.1.2 不同灌溉定额对单株芒果品质的影响

芒果品质直接决定了芒果的商品价值。芒果品质可由SS、TA、TSS、VC含量、可食率等指标体现，认为SS、TSS、VC含量、可食率高，TA含量少的芒果品质佳。不同灌溉定额处理芒果品质参数如图2。

图2 不同灌溉定额对芒果品质的影响

由图2(a)可知不同灌溉定额处理中SS、TSS含量随着灌溉定额的增加先增加后减少，与NI相比，各处理的增加分别增加6.68%、8.35%、13.12%、11.13%、6.92%与12.94%、14.69%、19.08%、23.25%、28.73%；与NI相比，各处理TA含量分别减少12.94%、23.46%、28.73%、19.08%、14.69%。由图2(b)知不同灌溉定额处理的可食率变化幅度较小，灌溉一定程度上增加了芒果的可食率，各处理较NI处理增幅为0.96%、1.84%、3.40%、1.59%、0.66%，差异产生的主要原因是灌溉定额影响芒果果肉和果核生长。VC含量变花出现较大波动，在灌溉定额处理I3时，VC含量最高，较NI增加18.77%；处理I2含量最低，较NI减少11.61%。可见，适当的灌溉定额有助于提高芒果的品质。

综上所述，认为芒果产量与品质俱佳的灌溉定额处理为I3。

2.2 不同灌水次数对芒果产量与品质的影响

不同灌水次数处理对芒果产量与品质的结果见表3。产量上，处理T8、T11的单株产量均超过70 kg/株，为各处理中产量最高之一，分别较NI处理单株产量提高57.47%、58.38%。处理T8在开花挂果期灌溉2次，较0次相比补充灌溉水分提高了芒果挂果率；较4次提高产量主要原因是2次保证有效挂果率，4次灌溉水分过多易导致芒果挂果过于密集，果实生长后期水分及营养争夺易产生无效挂果。处理T11在果实膨大期灌溉2次，与该期0次相比，2次灌溉保证了芒果生长所需水分，促进了果实的正常生长；4次灌溉过于充足，易导致芒果裂果或腐烂，从而影响产量。综合T8、T11的结果认为芒果产量最高的灌水处理是秋梢抽发期灌水1次、花芽分化期灌水1次、开花挂果期灌水2次、果实膨大期灌水2次、成熟期不灌溉，全生育期灌水6次。

表3 不同灌溉时期及灌水次数对芒果单株产量及产量构成因子的影响

各处理中芒果可食率T11最大、T8次之，且产量也是最高的，说明生育期合理的灌溉次数可有效提升芒果的可食率；各处理中SS、VC、TSS含量变化趋势相似，均在T11、T8处理时达到较大值；TA含量变化与SS、VC、TSS的含量变化趋势近似负相关，均在T11、T8处理时达到较小值。分析认为开花挂果期灌水、果实膨大期是芒果需水较多时期，此期补充灌溉有助于芒果生殖生长，促进果实营养物质积累。秋梢抽发期灌水、花芽分化期、成熟期芒果需水较少，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转化。

综上所述，芒果秋梢抽发期灌水1次、花芽分化期灌水1次、开花挂果期灌水2次、果实膨大期灌水2次和成熟期不灌水的处理较好地解决了芒果水分供给问题能够更好地满足芒果的生长发育，可以达到芒果产量与品质俱佳。

2.3 不同灌溉时期对芒果产量与品质的影响

不同灌溉水时期对芒果产量与品质的影响见图3。5种处理中产量最高为处理S4，其次是出S3，最低为S2。处理S4为果实膨大期灌水，此时芒果生殖生长活动旺盛，需要大量的水分补给，灌水可促进芒果果实积累物质，产量提高；处理S3为开花挂果期灌水，此时芒果需求水分较为强烈，一方面水分促使芒果花蕾生长，提高坐果率；另一方面湿润适宜的水分促使芒果雌蕊柱头黏性加大，有助于吸附花粉，更易于受精，提高芒果正常果的比例，从而增加产量；处理S2产量低主要原因是花芽分化期正处于芒果营养生殖与生殖生长的平衡期，过多的水分致使芒果营养生殖占优势，生殖生长受抑制[11]，影响芒果产量。

不同灌水时期对芒果品质影响中，SS、VC、可食率在整体趋势上有一定的相似，均不同程度的表现在处理S4和S3最多。其中，S4和S3处理的SS较最低处理的NI分别提高7.7%、7.5%；S4和S3处理的VC较最低处理的NI分别提高4.2%、6.1%；S4和S3处理的可食率较最低处理的NI分别提高8.8%、4.8%。各处理TSS含量的为：S4>S3>S2>S1>NI>S5，表明成熟期灌水芒果糖分减少，其他生育期灌水对糖分积累促进效果，分别较NI提高2.2%、2.9%、9.2%、10.1%。灌溉减低了芒果可滴定酸的含量，与NI相比各生育期灌水分别降低8.1%、6.8%、19.8%、21.4%、16.9%。

图3 不同灌水时期对芒果产量与品质的影响

综上所述，芒果最佳灌水时间为果实膨大期灌和开花挂果期，此期可适当多灌水可增加芒果坐果率及正常果的比例，提高产量；秋梢抽穗期可根据需要灌水、花芽分化期适当保持干旱，促进花芽分化，提高有效果个数；成熟期不灌水，以保证芒果糖分转化，提高品质。

3 结果与讨论

经过2014年至2017年广西右江河谷地区芒果灌溉制度试验研究表明，灌溉与无灌溉相比芒果产量与品质提高显著，最适宜广西右江河谷地区芒果最佳灌溉定额为1 500 m3/hm2，最佳灌水次数6次，最佳灌水时间是秋梢抽发期1次、花芽分化期1次、开花挂果期2次、果实膨胀期2次、成熟期0次。

针对广西右江河谷地区芒果多种植于坡耕地，发展芒果高效节水灌溉势在必行。在水源条件较好地区可采用本研究成果进行补充灌溉；在水源不充足地区，必须进行芒果优化灌溉制度补充灌溉。因暂未开展芒果优化灌溉制度方面研究，仅推荐目前认为可行的节水灌溉制度：全生育期灌水750 m3/hm2，全生长期的适宜灌水次数4次，分别为秋梢抽发期0次、花芽分化期0次、开花挂果期2次、果实膨胀期2次、成熟期0次。

随着广西右江河谷地区芒果产业不断壮大，种植科技水平不断提高，传统的灌溉方式已无法满足芒果产业化发展需求，必须加强芒果灌溉施肥技术的精细化水平研发，同时结合物联网技术，实现芒果水肥一体化、精准灌溉施肥、规模化、现代化发展。进一步将深入开展芒果水分胁迫、优化灌溉制度等方面的研究。

参考文献：

[1] 刘国银,魏军亚,刘德兵，等.水分对芒果叶片、产量及果实品质影响的研究进展[J].热带农业科学,2015,35(10):1-5.

[2] 刘志田,罗关兴,王 军，等.水分对芒果果实生长及品质的影响[J].中国热带农业,2017,(1):32-33.

[3] 刘国银,于恩厂,魏军亚，等.2个芒果品种的叶片含水量与土壤水分的关系[J].江苏农业科学,2014,42(2):124-126.

[4] 王海丽,古璇清,王小军，等.芒果需水规律与适宜土壤水分灌溉调控技术研究[J].中国农村水利水电,2016,(8):125-128.

[5] 罗桂仙,孙强,补雪梅，等. 攀枝花市芒果节水微灌灌水制度研究[J].节水灌溉,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] 陈业渊,贺军虎.热带、南亚热带果树种质资源数据质量控制规范[M]. 北京:中国农业出版社,2006.

[9] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000.

[10] 刘国银.不同土壤含水量对芒果叶片及果实的影响[D]. 海口：海南大学，2014.

[11] 陈杰忠,赵红业,叶自行.水分胁迫对芒果成花效应及内源激素变化的影响[J].热带作物学报,2000,21(2):74-79.