王海麗，古璇清，王小軍，王鷺?biāo)桑炀慈A，林新明

(廣東省水利水電科學(xué)研究院 廣東省水動力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510635)

芒果為著名熱帶水果之一，因其果肉細(xì)膩，風(fēng)味獨(dú)特，深受人們喜愛，所以素有“熱帶果王”之譽(yù)稱。廣東除粵北山區(qū)外，其余各地都有種植，主產(chǎn)區(qū)集中在湛江、茂名和珠江三角洲等地區(qū)，而雷州半島是芒果最適生產(chǎn)地之一，因?yàn)樵诙杭竟?jié)花芽分化期具有適度的低溫和干旱條件，能夠滿足芒果花芽分化的需要；在開花期氣候溫暖并較干燥，有利于芒果的授粉受精；果實(shí)生長發(fā)育期降水較少，空氣濕度低，有利于果實(shí)保護(hù)和防病治蟲，所以芒果產(chǎn)量高、品質(zhì)好。雷州半島是廣東降雨量偏少、季節(jié)性干旱缺水較嚴(yán)重的地區(qū)，研究芒果的需水規(guī)律與適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)，為當(dāng)?shù)卣咝Ю盟Y源、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉及提高產(chǎn)量質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗(yàn)基本情況

試驗(yàn)場地吳川灌溉試驗(yàn)站位于湛江吳川市覃巴鎮(zhèn)，雷州半島東北部，屬吳川積美灌區(qū)。試驗(yàn)從1991-2002年共重復(fù)11年，包括需水量試驗(yàn)和節(jié)水灌溉試驗(yàn)。試驗(yàn)品種為紫花芒，開花期在3月中下旬至5月上旬，為廣東主栽品種，產(chǎn)量高，晚熟，適應(yīng)性較強(qiáng)。其中1991-1992年度為2齡樹(幼齡樹)、1992-1993年度為3齡樹、1993-1994年度為4齡樹、…、2001-2002年度為12齡樹。

芒果是通過苗圃進(jìn)行苗木繁育的，在春季定植，定植后為幼齡樹，大約經(jīng)過三年生長后成為成年樹。芒果一般在每年的7月份前后收獲，同一棵樹上芒果成熟有早有遲，采收一般也分期分批。試驗(yàn)將每年8月1日至第二年7月31日視作1個生長周年，即芒果的全生育期涉及前后兩個年份。芒果整個生長周年可分為秋梢抽發(fā)期、花芽分化期、開花掛果期、果實(shí)膨大期和成熟(采收)期5個階段。從試驗(yàn)觀測，各生育期延續(xù)天數(shù)見表1。

表1 芒果各生育期天數(shù)

2 芒果的需水規(guī)律

2.1 需水量

成年芒果樹的樹高和樹冠仍然會繼續(xù)生長，且成年樹隨著一年四季氣候的變化，相應(yīng)地進(jìn)行根系生長、枝梢萌芽生長、開花坐果、果實(shí)發(fā)育、花芽分化和落葉休眠等生命活動，加上栽培作業(yè)過程的剪梢，成年芒果一年四季葉面積大小發(fā)生有規(guī)律性地變化，因此芒果需水量也會隨著樹齡、季節(jié)、氣候及栽培管理?xiàng)l件而發(fā)生變化。

2.1.1全期需水量

從試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，芒果全期需水量最大是1995-1996年度的957.1 mm，最小是2000-2001年度的689.7 mm，多年平均為821.2 mm，多年平均需水強(qiáng)度為2.25 mm/d，見表2?？傮w來講，芒果呈現(xiàn)出5齡樹需水量最大，之后逐漸變小的規(guī)律。

表2 各試驗(yàn)?zāi)甓让⒐杷颗c需水強(qiáng)度

注：多年平均需水量為821.2 mm；需水強(qiáng)度為2.25 mm/d。

2.1.2階段需水量

芒果多年平均階段需水量為：秋梢抽發(fā)期253.2 mm，日平均2.75 mm；花芽分化期123.4 mm，日平均1.34 mm；開花掛果期158.5 mm，日平均1.77 mm；果實(shí)膨大期183.8 mm，日平均3.01 mm；成熟(采收)期102.2 mm，日平均3.30 mm(表3)。

表3 芒果各生育階段需水量

日平均需水量以成熟期、果實(shí)膨大期較大，花芽分化期最小。主要是因?yàn)楣麑?shí)膨大期和成熟期處于炎熱的盛夏，葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)強(qiáng)度都相對較大，而花芽分化期對應(yīng)月份為11月至1月，正值冬天溫度較低、蒸發(fā)和蒸騰強(qiáng)度都相對較弱的季節(jié)。

2.2 需水強(qiáng)度變化規(guī)律

芒果采果前后，正值夏秋季，氣溫高、太陽輻射強(qiáng)，氣象條件利于加速蒸騰蒸發(fā)，果園需水強(qiáng)度較大，其中8月各旬在3.2～3.3 mm/d范圍；此后，蒸騰蒸發(fā)強(qiáng)度逐月降低。芒果采收后不久一般要經(jīng)過1次大修剪，修剪后樹冠變小、葉面積減小，因此需水強(qiáng)度有所降低，9月、10月各旬在2.1～3.0 mm/d范圍；11-3月期間氣溫低、光照弱，又因花芽分化期需要較干旱的土壤環(huán)境，氣候干旱加上灌水少，此期蒸騰蒸發(fā)強(qiáng)度處于最低水平，基本在1.0～2.0 mm/d范圍；4月中旬后，隨著氣溫升高、日照增強(qiáng)，加上正值芒果開花掛果期，葉面積大，雨量增多和灌溉加強(qiáng)，生理生長旺盛，騰發(fā)強(qiáng)度明顯地提高，4月中旬-7月下旬需水強(qiáng)度處在2.3～3.6mm/d范圍。

芒果需水強(qiáng)度在全生長周期的變化過程線與E601露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化過程線對比如圖1，由圖1可知，芒果需水強(qiáng)度ETd芒果變化過程線與E601蒸發(fā)強(qiáng)度變化過程線相似，呈兩頭高、中間低。露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化是綜合多種氣象因素變化的結(jié)果反映，作物蒸騰蒸發(fā)與露天水面蒸發(fā)的影響條件相似，凡能加速水面蒸發(fā)的氣象因素都會加速作物蒸騰蒸發(fā)，所以兩條線變化過程相似。

圖1 芒果需水強(qiáng)度的變化過程線與E601變化對比

2.3 芒果需水量估算模型

根據(jù)本文2.2節(jié)分析，芒果需水強(qiáng)度變化與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化有著密切的關(guān)系，故對這種相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，以期通過E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度對需水量進(jìn)行估算。

吳川芒果試驗(yàn)多年平均旬日騰發(fā)強(qiáng)度與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系如圖2，呈較密切的正相關(guān)關(guān)系，為指數(shù)曲線類型。相關(guān)系數(shù)r=0.883，采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度作為參數(shù)估算芒果需水量是合適和可行的。根據(jù)以上分析結(jié)果，采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度估算芒果需水量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂杀磉_(dá)為：

ETd芒果=0.502e0.488 1 E601

(1)

式中：ETd芒果為芒果需水強(qiáng)度，mm/d；E601為以旬為階段統(tǒng)計(jì)的E601型露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度，mm/d。

圖2 芒果需水強(qiáng)度與E601蒸發(fā)強(qiáng)度的相關(guān)

采用E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度估算作物需水量的方法也叫α值法。為減少芒果不同生長階段葉面積的變化影響，并方便應(yīng)用，根據(jù)吳川1991-2002年芒果需水量試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果，直接采用ETd和E601的比值推求芒果的各月α值，見表4。

表4 芒果需水量估算的α值

在進(jìn)行灌區(qū)用水管理規(guī)劃，或灌溉工程節(jié)水改造時，可根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料，應(yīng)用上述模型，對芒果需水量進(jìn)行估算。

3 芒果適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)

芒果生長周期內(nèi)的灌溉用水量大小，主要取決于全期需水量及雨水有效利用量。需水量大小受氣象因素、樹冠大小及郁閉度等條件影響；雨水利用量則主要與降雨量、降雨強(qiáng)度、前后兩次降雨間隔長短、降雨時的土壤含水率、土壤蓄水能力及芒果根系深度等條件有關(guān)。此外，不同灌溉模式的灌溉用水量也有明顯差異。吳川芒果生長期間消耗的水分，主要依靠降雨補(bǔ)充。從多年試驗(yàn)資料看，雨水利用可占芒果生長期間消耗水分的62.2%～100%，多年平均約占75%依靠自然降雨補(bǔ)充，只有平均25%的水分消耗要靠灌溉補(bǔ)充。灌溉的時間確定也主要根據(jù)降雨量及降雨的階段分配是否均勻而確定，從試驗(yàn)結(jié)果看，一般在3月中旬、5月上旬和11月上旬需要灌溉補(bǔ)充。為使結(jié)果具有普遍性和實(shí)用性，在此研究適宜芒果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生長的水分管理措施和土壤含水率。

芒果主根粗大，入土較深，側(cè)根數(shù)量少，且生長緩慢。試驗(yàn)表明，成齡芒果的有效吸水根系80%集中在表土以下5～40 cm土層內(nèi)，根據(jù)這一現(xiàn)象，計(jì)劃濕潤層深度按40cm考慮。分生育階段研究芒果的需水特點(diǎn)和水分管理措施。

(1)秋梢抽發(fā)期水分管理。秋梢抽發(fā)期需水量較大且對缺水較為敏感，遇秋旱將影響秋梢母枝的萌發(fā)生長，此期如果降雨少應(yīng)及時灌溉，灌溉可促進(jìn)新梢萌發(fā)，到末次梢抽出后，根據(jù)時間早晚及花芽分化的條件確定此時是灌溉還是控水，通常情況下，末次梢生長后期應(yīng)減少水分供應(yīng)，保持適度干旱，如果土壤濕潤，就要控制水分，甚至斷根，減少水分吸收。從吳川試驗(yàn)資料看，秋梢抽發(fā)期一般雨水較多，很少需要灌溉，但10月份比較干旱，遇旱時要適時補(bǔ)充水分。

(2)花芽分化期?；ㄑ糠只谝话阈枰m當(dāng)干旱的土壤和天氣。吳川當(dāng)?shù)卮似谕ǔＬ鞖飧稍?，因?1、12月份一般要灌1次花前水。灌溉利于萌芽、開花、新梢葉片生長，以及提高坐果率，一般可在萌芽前后進(jìn)行灌溉。

(3)開花掛果期?；ㄆ诤徒Y(jié)果初期如空氣過于干燥，易引起落花落果，降低坐果率。開花期間，若天氣干旱，花朵不能正常開放，應(yīng)及時灌水。盛花期，天氣過分干旱，花蜜濃度太高，花粉很難發(fā)芽。但盛花期雨水過多會引起爛花和授粉受精不良。吳川常為春旱，因此開花掛果期應(yīng)注意適時灌溉，通常需灌水1～2次，以避免過旱造成落花落果和降低受粉率。

(4)果實(shí)膨大期。結(jié)果果實(shí)常常是和葉片爭奪水分最突出的器官，在缺水情況下，優(yōu)先供葉片蒸騰，果實(shí)呈缺水狀態(tài)，影響果品的產(chǎn)量與品質(zhì)。芒果幼果膨大期是需水臨界期，此時期果樹的生理機(jī)能最旺盛。若土壤水分不足，果樹葉片因強(qiáng)烈蒸騰，而吸收幼果水分，甚至吸收根部水分，致使幼果皺縮和脫落，以及影響根的吸收作用正常進(jìn)行，果樹生長減緩，產(chǎn)量顯著下降。因此，這一時期若遇干旱，應(yīng)及時進(jìn)行灌溉，以提高坐果率和促使幼果膨大，保證芒果高產(chǎn)。但夏季雨水過多，常誘發(fā)病害。遇季節(jié)干旱可在落花后15天至生理落果前進(jìn)行灌水。吳川常在4、5月份還較干旱，但5月下旬后進(jìn)入多雨季節(jié)，因此通常在5月中旬前遇旱應(yīng)適時灌溉。

(5)成熟期。成熟期一般不用灌水，同時此期降雨較多，要注意做好果園排水和防大風(fēng)造成落果。

根據(jù)試驗(yàn)資料分析，吳川芒果灌溉需著重在秋梢抽發(fā)期和果實(shí)膨大期。芒果各不同生育階段應(yīng)控制在適宜的土壤含水率范圍，控制標(biāo)準(zhǔn)見表5。各期的灌溉水量和次數(shù)根據(jù)該指標(biāo)，結(jié)合降雨情況進(jìn)行控制。

表5 芒果設(shè)計(jì)計(jì)劃濕潤層深及適宜土壤含水率

4 結(jié) 語

吳川多年的芒果灌溉試驗(yàn)資料表明，芒果全期需水量多年平均821.2 mm，平均日需水強(qiáng)度為2.3 mm/d。芒果生長周年內(nèi)需水強(qiáng)度變化呈兩頭高、中期低的趨勢。芒果需水強(qiáng)度變化與E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度變化有著密切的關(guān)系，故通過E601水面蒸發(fā)強(qiáng)度建立需水量估算模型。芒果的需水量等各項(xiàng)指標(biāo)，是芒果灌區(qū)用水管理規(guī)劃、灌溉工程改造等相關(guān)工作的基本參考依據(jù)，也是估算芒果灌溉定額的基本依據(jù)。廣東雷州半島地區(qū)降雨量偏少、季節(jié)性干旱缺水較嚴(yán)重，本研究得出的芒果需水規(guī)律與適宜土壤水分灌溉調(diào)控技術(shù)成果及各項(xiàng)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)，可為當(dāng)?shù)卣侠砝盟Y源及指導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉提供科學(xué)依據(jù)。

□

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