肖 兵,郭鐵英,白學慧,周 華,李錦紅,張洪波
(云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所,云南瑞麗678600)
云南是中國的咖啡主產(chǎn)區(qū),適宜種植咖啡的地區(qū)海拔較高、冬季低溫明顯、降雨量偏低,對需要氣溫高、降雨量豐沛的中粒種咖啡來說不是理想的種植環(huán)境;加之中粒種咖啡市場售價比小粒種咖啡低,而國內(nèi)過去咖啡深加工技術落后,生產(chǎn)速溶咖啡的企業(yè)也少,所需中粒種咖啡原料時依賴進口,因此,長期以來,在云南咖啡生產(chǎn)上對中粒種咖啡試種沒有引起重視。
隨著近年國內(nèi)咖啡加工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,如德宏后谷咖啡已建成3萬t的速溶咖啡生產(chǎn)線,對中粒種咖啡的需求不斷增加。2016年5月6日,中科院院士周俊和省政府參事黃興奇在給省委書記提“關于將云南咖啡發(fā)展成為支柱產(chǎn)業(yè)的建議”時,建議“云南不僅要發(fā)展小粒種咖啡,而且要適度發(fā)展中粒種咖啡”。為發(fā)揮我所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部咖啡種質(zhì)資源圃的優(yōu)勢,云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所(以下簡稱德宏熱作所)自2011年在云南瑞麗開展中粒種試種研究,旨在總結出一套中粒種咖啡高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的種植技術,生產(chǎn)出高海拔的優(yōu)質(zhì)中粒種咖啡,滿足速溶咖啡生產(chǎn)、精品咖啡拼配和喜歡喝中粒種咖啡消費群體的需求,使云南咖啡產(chǎn)品多元化,更好地促進云南咖啡產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
初步研究結果表明,在德宏地區(qū)能種植橡膠的環(huán)境可發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn),并且生產(chǎn)的中粒種咖啡屬于高海拔中粒種咖啡,品質(zhì)較優(yōu),可打造出中粒種精品咖啡;由于中粒種咖啡抗病蟲危害較強,產(chǎn)量高,生產(chǎn)成本低,性價比高,提高了種植效益;在德宏中粒種與小粒種咖啡間作,提高了土地利用率,經(jīng)營效益顯著;云南省咖啡生產(chǎn)區(qū)域可以因地制宜種植發(fā)展一些中粒種咖啡,可以采取凈種或與小粒種咖啡間作,實現(xiàn)咖啡園化學肥料和農(nóng)藥雙減增效?,F(xiàn)將研究結果總結報道如下:
早在1956年,中粒種咖啡就從海南引進到云南德宏熱作試驗場育苗繁殖試種,1958年進行田間栽培試驗。由于中粒種咖啡不耐寒,雨季生長表現(xiàn)差,全部死亡[1]。云南省農(nóng)科院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所1981年也在潞江壩海拔700 m的環(huán)境試種,由于當?shù)亟涤炅可伲辛7N咖啡雖然未受到明顯的低溫影響,但是生長表現(xiàn)不理想。西雙版納勐侖植物園也種植保存有中粒種咖啡[2]。云南主要咖啡種植區(qū)與海南省澄邁縣福山氣候條件比較詳見表1。
長期以來,云南對中粒種咖啡的種植也僅為資源保存利用。德宏熱作所1989年11月從非洲引進中粒種咖啡的改良種在咖啡種質(zhì)資源圃保存至今;2001年9月又從海南中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所(以下簡稱熱科院香飲所)引進4個優(yōu)良中粒種咖啡芽條嫁接在非洲中粒種咖啡上保存至今,生長表現(xiàn)良好。目前,德宏熱作所從國內(nèi)外共引進中粒種咖啡11份(表2),隨著全球氣溫的升高,這些中粒種咖啡在資源圃表現(xiàn)出冬季寒害較輕,長期生產(chǎn)經(jīng)營能夠正常開花結果,且不受咖啡主要病蟲害的危害。特別是從熱科院香飲所引進的嫁接保存的4個品系的植株來看,多年都表現(xiàn)出較好的開花結果習性,冬季未出現(xiàn)較重的寒害和旱害。
受全球氣候變化的影響,云南德宏熱區(qū)在海拔750~850 m的陽坡,年積溫≥10℃、活動積溫達7 600℃的立地環(huán)境在擴大。鑒于此,認為適度發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)提供科學依據(jù),進一步探明中粒種咖啡的適應性及與小粒種咖啡復合栽培的生態(tài)效應,2011年6月開始,德宏熱作所在原種植橡膠的更新地開展了中粒種咖啡與小粒種咖啡的間作試驗研究。
中粒種咖啡,原農(nóng)業(yè)部瑞麗咖啡種質(zhì)資源圃保存的中粒種咖啡種質(zhì),資源圃編號為347號的后代實生樹,為越南的高產(chǎn)中粒種咖啡后代;小粒種咖啡,資源圃編號為63、59號,均是抗銹病強、產(chǎn)量高的優(yōu)良品種。
表2 德宏熱作所中粒種咖啡資源引種保存情況
試驗布置在瑞麗市德宏熱作所試驗地(N 24°01′,E 97°51′)。海拔800 m,年平均氣溫20.6~21.5℃,極端最高溫34.9℃,最冷月均溫13.3℃,年降雨量1 400 mm,年平均相對濕度80%,年日照時數(shù)2 351.1 h。土壤為花崗巖母質(zhì)磚紅壤性紅壤,pH 4.7~5.6,陽坡。當?shù)?年的氣象資料詳見表3,近7年平均溫度比1981-2010年和1957-1981年分別高出0.3℃和1℃,極端最低氣溫和氣溫平均最低值也都比早期要高。這也表明全球氣溫在升高,當?shù)胤N植中粒種咖啡受冬季寒害影響的風險降低。
表3 云南瑞麗歷年氣象資料匯總
試驗地共0.33 hm2。小粒種咖啡種植株行距1 m×2 m,兩行小粒種咖啡間作一行中粒種咖啡,中粒種咖啡株行距4 m×1.5 m,中粒種與小粒種咖啡行間距1 m。每公頃地種植中粒種咖啡1 665株,小粒種咖啡3 330株。
試驗主要觀測中粒種咖啡的農(nóng)藝性狀及抗寒、抗病蟲害等適應性表現(xiàn);測定中粒種咖啡的產(chǎn)量,并對其品質(zhì)及杯品質(zhì)量進行測評。
中粒種咖啡的開花時間與小粒種咖啡基本一致,果實成熟期晚30~50 d。中粒種咖啡5年生平均株高286.7 cm,寬幅達226.6 cm,莖粗8.06 cm,分枝對數(shù)平均30對;最長一分枝長132.6 cm,最長一分枝節(jié)數(shù)29.3節(jié),每節(jié)平均果粒數(shù)27個。2018年1月調(diào)查,6年生中粒種咖啡株高317.2 cm,冠幅2 454 cm,而間作的小粒種咖啡株高控制在175 cm,寬幅148 cm,形成了較好的遮蔭效果。
2013/2014年云南出現(xiàn)了較嚴重的冬春季低溫,對云南咖啡不同種植區(qū)的小粒種咖啡造成了一定的影響。2013年12月平均氣溫13.9℃,2014年1月平均氣溫13.4℃,與上一年同期值相比偏低0.2℃,與歷年同期平均值相比偏低0.2℃,這兩個月極端最低氣溫分別為3.0℃和4.0℃,種植在海拔800 m環(huán)境的中粒種咖啡植株頂部嫩枝條也出現(xiàn)了寒害。2014年3月15日對試驗地點中粒種咖啡進行寒害調(diào)查(表4),除靠近水池邊的中粒種咖啡凍害較重外,其他中粒種咖啡植株都受寒較輕。開春后,對樹冠枯枝的4~5級寒害植株進行切干復壯后仍能正常生長;間作下的小粒種咖啡未出現(xiàn)寒害,僅見邊行少量植株頂部嫩芽凍傷。
表4 中粒種咖啡寒害調(diào)查
其它年份觀測,中粒種咖啡未出現(xiàn)明顯寒害。經(jīng)過2013/2014年這一次冬季低溫特重年份的考驗可看出,在德宏800 m左右的陽坡種植中粒種咖啡是安全的。
中粒種咖啡在德宏種植至今未發(fā)現(xiàn)銹病和天牛危害,表現(xiàn)出了較好的抗病蟲能力;而種植的小粒種咖啡,因試驗地靠近老咖啡園,天牛蟲源多,且由于前期中粒種咖啡未對其形成有效的蔭蔽,又遇上干旱嚴重的年分,導致滅字脊虎天牛危害發(fā)生較早。2014年7月18日調(diào)查咖啡天牛危害情況,小粒種咖啡開始投產(chǎn)的3齡樹就已出現(xiàn)蟲害(表5)。
表5 小粒種咖啡滅字脊虎天牛危害調(diào)查
2015/2016年對投產(chǎn)的中粒種咖啡進行測定,單株平均產(chǎn)量為7.56 kg鮮果。2016/2017年為11.7 kg鮮果,最高單株鮮果產(chǎn)量達16.2 kg。小粒種咖啡投產(chǎn)后,2015/2016年平均單株鮮果產(chǎn)量為3 kg,2016/2017年為3.5 kg。
中粒種與小粒種咖啡間作地,小粒種咖啡植株按3 330/hm2株計算,2015/2016年和2016/2017年產(chǎn)咖啡帶殼豆分別為1 998 kg/hm2和2 331 kg/hm2;中粒種咖啡按1 665株/hm2計算,兩年產(chǎn)帶殼豆分別為3 147 kg/hm2和4 870.5 kg/hm2。兩年中粒種和小粒種咖啡合計產(chǎn)量分別為5 146.65 kg/hm2和7 201.5 kg/hm2。可見,中粒種與小粒種咖啡間作有較好的產(chǎn)量效益。
3.5.1 咖啡豆物理性狀比較
從咖啡豆物理性狀測定結果來看(表6),中粒種咖啡出米率和千粒重最高,但缺陷豆達10%,而小粒種咖啡59號、63號分別為6.4%和7.6%;A級正常豆,中粒種為50%,小粒種59號為55.1%,63號為42.7%。
3.5.2 中粒種咖啡豆內(nèi)含物含量
試驗地的中粒種咖啡樣2015年送到德宏州質(zhì)量技術綜合檢測中心測定咖啡因和硒的含量,咖啡因為1.8%,硒0.005 mg/kg。2017年12月,試驗地中粒種和小粒種咖啡豆樣送到農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)檢驗,結果詳見表7。從表中看出,中粒種的咖啡因和綠原酸都較高,從咖啡與健康角度來看,中粒種也有其明顯的優(yōu)勢。
2017年2月,將中粒種咖啡交由中國咖啡工程中心水洗35 kg,2018年由咖啡資深杯品師董祖亮先生杯測,結果為80.25分(圖1),特點評價為:谷物、煙草、麥香、巧克力、淡花香,入口谷物香濃,醇厚度高,后味有輕微膠味、木質(zhì)味。
表6 咖啡豆的物理性狀測定
表7 咖啡豆內(nèi)含物含量測定結果 %
圖1 中粒種S C A A標準杯測結果
在云南800 m海拔種植的中粒種咖啡屬高海拔中粒種咖啡,只要大田管理正常,果實采摘成熟度一致,初加工水洗法都能獲得較好的咖啡品質(zhì)。若初加工采用蜜處理或干法加工,中粒種咖啡的杯品質(zhì)量還有提升空間。
2013年6月,在德宏后谷咖啡公司推廣中粒種與小粒種間作模式,種植地為芒市遮放鎮(zhèn)杏煥村(N24°13′,E98°10′)海拔825 m的6.67 hm2平臺地,采取兩行小粒種咖啡(品種CIFC7963)套種一行中粒種咖啡,種苗為越南中粒種咖啡實生苗。定植后中粒種咖啡生長較好,冬季未出現(xiàn)寒害影響。2017/2018年開始投產(chǎn),調(diào)查結果顯示,中粒種農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好。經(jīng)測定,4年生中粒種咖啡平均株高206.4 cm,寬幅達232.2 cm,莖粗5.46 cm,分枝對數(shù)平均26.8對;最長一分枝長118.1 cm,最長一分枝節(jié)數(shù)24.1節(jié),每節(jié)平均果粒數(shù)17.2個。這塊種植地光照、熱量充足,從植株長勢來看,與海南福山種植的中粒種咖啡表現(xiàn)相近;但是這塊地的中粒種咖啡實生樹比德宏熱作所試驗地的中粒種咖啡實生樹變異明顯。因此,發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)必須推廣優(yōu)良無性系,要選育植株結果面積大、不易早衰和杯品質(zhì)量好的優(yōu)良品系,建立中粒種咖啡高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)園,以提高中粒種咖啡種植效益。
從德宏熱作所引進種植的不同品種中粒種咖啡生長表現(xiàn)來看,中粒種咖啡在德宏海拔750~850 m陽坡有較好的適應性,今后可適度生產(chǎn)發(fā)展;參試的小粒種咖啡德熱63和59號品種適應性和產(chǎn)量表現(xiàn)與云南生產(chǎn)上主要種植的卡蒂姆CIFC7963相近,而且抗銹病更強。中粒種與小粒種咖啡花期基本相同,未出現(xiàn)海南島花期早而受到寒流低溫的凍害[3]。
中粒種與小粒種咖啡間作存在的問題是,若間作園的中粒種與小粒種咖啡同期定植,頭幾年中粒種咖啡植株樹冠小,未能對小粒種咖啡形成有效蔭蔽,小粒種咖啡植株表現(xiàn)出全光照下的過度結果早衰,天牛危害較重。因此,在早期中粒種咖啡樹沒有形成較好蔭蔽條件時,要做好小粒種咖啡的管理,有必要種植短期蔭蔽樹作為輔助措施,這不但可解決天牛危害早的問題,還有利于小粒種咖啡豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。葉銹病和滅字脊虎天牛對小粒種咖啡生產(chǎn)的發(fā)展影響較大;抗天牛和銹病的中粒種咖啡與小粒種咖啡間作,稀釋了咖啡園的病蟲害危害程度,也取到減藥增效的作用。
由于德宏種植中粒種咖啡的海拔相對傳統(tǒng)的中粒種咖啡生產(chǎn)區(qū)域高,生產(chǎn)的咖啡豆具有杯品質(zhì)量較好的潛力。我國的中粒種咖啡過去主要是在海南省海拔300 m以下的環(huán)境種植,云南800 m的海拔種植中粒種咖啡,相對海拔高,果實生育期長,杯品質(zhì)量有所提高,可以生產(chǎn)出售價更高的精品中粒種咖啡,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價也解決了種植中粒種咖啡的短板,同時也為國內(nèi)咖啡科研人員開展中粒種與小粒種咖啡豆科學拼配和整體表現(xiàn)云南咖啡豆品質(zhì)水平提供了條件。
目前試驗地種植的中粒種咖啡為實生樹苗,變異性大。今后可考慮引進中國熱科院選育的24-2、興28、興29、26號、6號和24-1號進行搭配種植,并根據(jù)各無性系生長習性規(guī)劃中粒種與小粒種咖啡的株行距,以獲取高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)[4]。德宏熱作所內(nèi)試驗地的中粒種咖啡實生樹在大田變異不是很大,但也發(fā)現(xiàn)可選擇利用的變異單株,而德宏后谷咖啡公司杏煥基地的中粒種咖啡(實生樹)因種植面積大,變異株也較多,后期可通過在實生樹群體中選擇高產(chǎn)單株進行無性系比較試驗和生產(chǎn)試種,培育出適宜云南的中粒種咖啡優(yōu)良無性系。
總之,在云南適度發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)是可行的,采用中粒種與小粒種咖啡間作可提高土地利用率,也不與現(xiàn)有小粒種咖啡爭地,又能實現(xiàn)不同咖啡品種的優(yōu)勢互補,有利于農(nóng)藥化肥“雙減目標”,是一個較好的咖啡復合栽培模式。
致謝:本試驗研究得到本所夏紅云、蘇琳琳、蕭自位、趙明珠、馬關潤、匡鈺和黃琳的幫助,謹此表示謝意!