廣西優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)柑橘水肥管理技術(shù)研究

譚宏偉 周柳強 譚俊杰 楊尚東 呂昆明 黃金生

摘要：【目的】系統(tǒng)研究柑橘的需水肥規(guī)律，解決柑橘生產(chǎn)中存在的季節(jié)性干旱與過量施肥問題，為實現(xiàn)廣西柑橘種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供技術(shù)指導?！痉椒ā恳愿涕偬镩g試驗為基礎，水分管理設3個處理，即優(yōu)化施肥不灌溉（A1）、優(yōu)化施肥+柑橘生長水分不足時灌溉（A2）、水肥一體施肥管理（施肥量與優(yōu)化施肥相同）（A3）;肥料管理也設3個處理，即傳統(tǒng)施肥（B1：氮肥以N含量計算設0.400 kg/株，磷肥以P2O5計算設0.215 kg/株，鉀肥以K2O計算設0.333 kg/株）、優(yōu)化施肥（B2：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，鉀肥0.300 kg/株）、有機+無機肥（B3：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，鉀肥0.300 kg/株，有機養(yǎng)分占30%）。測定種植區(qū)不同質(zhì)地、類型土壤在不同處理下的飽和持水量、有效水含量等特征?！窘Y(jié)果】廣西柑橘種植區(qū)1—12月平均降水量為21.5～211.3 mm，但降水主要集中在5—9月，柑橘生產(chǎn)中存在季節(jié)性干旱問題;干旱脅迫對柑橘生產(chǎn)危害程度除與降水量緊密相關外，還與柑橘種植區(qū)的土壤類型、質(zhì)地、有機質(zhì)含量等因素緊密相關;優(yōu)化施肥+灌溉和有機肥+無機肥處理的柑橘產(chǎn)量不僅比傳統(tǒng)施肥處理增產(chǎn)30.85%～36.41%，且柑橘果品品質(zhì)優(yōu)于后者;同時，柑橘生長需水量為0.9～5.9 mm/d，年均需水量為1187 mm;另外，柑橘灌溉較缺乏灌溉條件處理增產(chǎn)25.38%～27.72%?！窘Y(jié)論】優(yōu)化施肥完全可替代傳統(tǒng)施肥，水肥一體化管理更有助于解決春秋季干旱和缺水制約柑橘生產(chǎn)的問題，且有利于可實現(xiàn)柑橘高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)栽培。

關鍵詞： 柑橘;灌溉;施肥;土壤水分特征;廣西

中圖分類號： S666.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）06-1290-07

Abstract：【Objective】Water and fertilizer demand regulations of citrus were systematically studied to solve the pro-blems of seasonal drought and excess fertilization in citrus planting and provide technical support for high-yield and high-quality citrus production in Guangxi. 【Method】Based on citrus field experiments，three irrigation managements were designed， including optimal fertilization without irrigation（A1）， optimal fertilization+irrigation in dry seasons（A2）， fertigation treatment（fertilization rate was the same with optimal fertilization rate）（A3）. In addition， three fertilization treatments were set： traditional fertilization（B1， nitrogen fertilizer calculated with N content was set as 0.400 kg/plant， phosphorus fertilizer calculated with P2O5 was set as 0.215 kg/plant， potassium fertilizer calculated with K2O was set as 0.333 kg/plant）， optimal fertilization（B2， N， P2O5 and K2O in rates of 0.360， 0.080 and 0.300 kg/plant respectively） and orga-nic and inorganic fertilizers（B3， N， P2O5 and K2O in rates of 0.360， 0.080 and 0.300 kg/plant respectively， organic ferti-lizer accounted for 30%）. Saturation moisture capacity and available water content of different texture soils in citrus plan-ting areas were detected. 【Result】The average precipitation in citrus planting area of Guangxi from January to December was 21.5 mm to 211.3 mm. However， the precipitation was mainly concentrated from May to September and seasonal drought problem was outstanding. The negative impact of drought stress to citrus production was not only closely related to precipitation， but also closely associated with soil types， textures and the contents of soil organic matter. The yields of citrus under B2 and B3 treatments were 30.85%-36.41% higher than that in B1 treatment， the quality of citrus in B2 and B3 treatments were also higher than that in B1 treatment. The water demands of citrus? daily and annually were 0.9-5.9 mm/d and 1187 mm per year， respectively. The yields of citrus in irrigation treatments were 25.38%-27.72% higher than those without irrigation condition. 【Conclusion】Optimal fertilization method can be used to replace the traditional fertilization， and the method of fertigation is more benefit to solve the problem of drought stress and short of water in spring and autumn， and is beneficial for the high-yield and high-quality cultivation of citrus.

Key words： citrus; irrigation; fertilization; soil moisture characteristics; Guangxi

收稿日期：2019-01-20

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2018YFD0201100）;廣西農(nóng)業(yè)科學院科技發(fā)展基金項目（2016YM61，2015YT30）

作者簡介：譚宏偉（1961-），研究員，主要從事土壤肥料與植物營養(yǎng)研究工作，E-mail：hongwei_tan@163.com

0 引言

【研究意義】目前，廣西柑橘種植面積已超過40萬ha，主要分布于桂北、桂中、桂南及桂西南的石灰?guī)r旱坡地區(qū)，季節(jié)性干旱制約著廣西柑橘的規(guī)模發(fā)展。同時，廣西柑橘種植過程中存在盲目施肥現(xiàn)象，肥料利用率低，導致生產(chǎn)成本居高不下，且果品質(zhì)量不佳，嚴重影響柑橘種植的經(jīng)濟效益。因此，研究柑橘需水規(guī)律及高效施肥關鍵技術(shù)，對解決目前廣西柑橘生產(chǎn)中存在的問題具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】針對柑橘的水肥管理，前人已開展過較多研究。王蕊等（2004）在柑橘上施用不同配比的復混肥后，有效提高柑橘多花和中花的比率，降低了少花的比率，從而增加柑橘產(chǎn)量及改善柑橘品質(zhì)。徐淑君等（2008）采用滴灌、溝灌和漫灌的方式對柑橘成年樹開展水管理試驗，發(fā)現(xiàn)滴灌更有利于提高單株產(chǎn)量、單果重及降低裂果率。Kunihisa等（2010）研究發(fā)現(xiàn)柑橘水分管理顯著影響柑橘品質(zhì)。楊培麗等（2014）發(fā)現(xiàn)柑橘采用傳統(tǒng)常規(guī)施肥存在肥料利用率低、浪費大、用工多等問題，而水肥一體化技術(shù)是解決此類問題的良好途徑。Zheng等（2015）發(fā)現(xiàn)柑橘施肥除了常規(guī)的氮、磷、鉀肥外，每株樹增施石灰500 g和氧化鎂100 g可顯著提高柑橘品質(zhì)。陸利珍等（2016）也發(fā)現(xiàn)水肥滴灌管滴施模式的優(yōu)勢是操作簡便、省工、省力、省肥、省水，但對肥料種類要求嚴格，所用肥料必須全部是水溶性肥料，所含微量元素呈螯合態(tài)。Qin等（2016）研究發(fā)現(xiàn)柑橘產(chǎn)量不僅與氮肥施用量和土壤水分有關，還與樹齡緊密相關。陳大超等（2018）發(fā)現(xiàn)有機肥施用量20 t/ha、施入深度為0～40 cm的土層時，柑橘葉片中的全磷、全鉀、全鈣、銅、硼和鋅的含量均得到不同程度提高，進而改善了果實品質(zhì)，并提高柑橘產(chǎn)量。Quaggioa等（2019）研究發(fā)現(xiàn)柑橘水肥一體化管理與無灌溉條件相比，柑橘產(chǎn)量增產(chǎn)22%。【本研究切入點】前人已針對柑橘栽培管理中的應用滴灌技術(shù)及復混肥、有機肥和微肥等施肥與灌溉模式對柑橘品質(zhì)、產(chǎn)量影響開展了大量相關研究，表明柑橘栽培管理中施肥與水分管理顯著影響柑橘產(chǎn)量與品質(zhì)。但大多數(shù)停留在單因素的影響方面，柑橘高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培尤其是我國南方柑橘生產(chǎn)過程中所需的水肥參數(shù)等需水肥規(guī)律仍缺乏系統(tǒng)研究?！緮M解決的關鍵問題】基于柑橘種植區(qū)土壤養(yǎng)分及水分系統(tǒng)研究法，獲取廣西柑橘主產(chǎn)區(qū)柑橘生產(chǎn)中的水、肥管理技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)研究柑橘的需水和需肥規(guī)律，解決柑橘生產(chǎn)中存在的季節(jié)性干旱與過量施肥的問題，為實現(xiàn)廣西柑橘種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供技術(shù)指導。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

以目前廣西主栽的砂糖橘和沃柑兩個品種為試驗材料。6個廣西主要柑橘種植生產(chǎn)區(qū)（地理坐標）及種植品種分別為：桂林市興安馬嶺（東經(jīng)110°66′，北緯25°66′，屬桂北地區(qū)）砂糖橘、柳州市柳城縣鳳山（東經(jīng)109°27′，北緯24°52′，屬桂中地區(qū)）砂糖橘、來賓市興賓區(qū)鳳凰（東經(jīng)109°34′，北緯23°93′，屬桂中地區(qū)）砂糖橘、南寧市武鳴區(qū)雙橋（東經(jīng)108°31′，北緯23°11′，屬桂南地區(qū)）沃柑、玉林市博白縣（東經(jīng)109°69′，北緯22°43′，屬桂南地區(qū)）三樺沃柑及崇左市扶綏縣岜盆（東經(jīng)107°87′，北緯22°51′，屬桂南地區(qū)）沃柑。廣西柑橘種植區(qū)土壤可分為棕色石灰土、紅壤土、赤紅壤等3種類型，土壤質(zhì)地根據(jù)我國土壤系統(tǒng)分類包含黏土、黏壤土、粉質(zhì)砂壤土、砂壤土、壤質(zhì)砂土和砂土等6種。于2015年1月—2018年12月分別在各試驗點進行施肥和灌溉試驗。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試驗設計 柑橘園種植規(guī)格：行距3.0 m，株距2.5～2.8 m，1200～1350株/ha。水分管理試驗設3個處理，即優(yōu)化施肥不灌溉（A1）、優(yōu)化施肥+灌溉（柑橘生長水分不足時灌溉）（A2）、水肥一體施肥管理（施肥量與優(yōu)化施肥相同）（A3）。肥料管理試驗設3個處理，即傳統(tǒng)施肥（B1：氮肥以N含量計算設0.400 kg/株，磷肥以P2O5計算設0.215 kg/株，鉀肥以K2O計算設0.333 kg/株）、優(yōu)化施肥+灌溉（B2：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，鉀肥0.300 kg/株）、有機+無機肥（B3：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，鉀肥0.300 kg/株，有機養(yǎng)分占30%）。

1. 2. 2 測定項目及方法 （1）降水量觀測：所有田間試驗點均進行降水量的觀測與統(tǒng)計;（2）不同灌溉水量田間試驗：設每株灌溉水量0.02～0.17 m3。滴灌條件下，花芽分化期2～3次，開花結(jié)果期1～2次，果實膨大期3～4次;（3）土壤田間持水量測定：田間試驗設4次重復，小區(qū)面積為33.4 m2，隨機區(qū)組排列;（4）不同質(zhì)地土壤的田間持水量、飽和持水量、有機質(zhì)及氮、磷、鉀等理化性狀指標參照鮑士旦（2007）的方法進行測定。

1. 3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，以DPS 7.5進行方差分析，并采用LSD法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 廣西柑橘種植區(qū)土壤水分狀況

柑橘種植區(qū)灌溉管理需要了解灌溉區(qū)土壤水分狀況特征、不同土壤質(zhì)地土壤水含量及有效水含量等。

2. 1. 1 柑橘種植區(qū)降水分布特征 各柑橘試驗點降水量的觀測結(jié)果顯示，1月平均降水量21.5 mm，2月平均降水量29.2 mm，1—12月平均降水量21.5～211.3 mm，全年降水量1224.2 mm（表1）?？梢?，降水主要集中在5—9月，由于降水集中且強度大，雨水除一部分被柑橘吸收外，其余大部分隨地表徑流或流入地下水流失。降水量能滿足柑橘需水，但由于降水季節(jié)分布不均，柑橘種植區(qū)存在季節(jié)性干旱。

2. 1. 2 柑橘種植區(qū)不同質(zhì)地、類型土壤水分含量特征

2. 1. 2. 1 不同質(zhì)地土壤的飽和持水量和永久凋萎點土壤水含量 田間試驗結(jié)果（表2）表明，柑橘種植區(qū)土壤的飽和持水量在37%～60%，導致柑橘永久凋萎點土壤水含量在5%～21%;由表2還可知，土壤的飽和持水量和柑橘永久凋萎點土壤水含量與土壤黏粒的含量緊密相關，隨著土壤黏粒含量的增加，土壤飽和持水量及永久凋萎點土壤水含量也隨之增加。因此，土壤飽和持水量及永久凋萎點土壤水含量是設計柑橘灌溉的重要參數(shù)。

2. 1. 2. 2 不同質(zhì)地土壤的田間持水量及有效水含量 田間試驗結(jié)果（表3）表明，柑橘種植區(qū)土壤田間持水量為15%～43%，黏土田間持水量較高，說明該土壤保持水分的能力強，而砂土保持水分的能力較差，其田間持水量僅15%～24%;柑橘種植區(qū)土壤有效水含量11%～25%，黏土有效水含量明顯高于砂土。可見，柑橘種植區(qū)土壤田間持水量和有效水含量與土壤黏粒含量有關;田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，柑橘種植區(qū)干旱脅迫均優(yōu)先發(fā)生于砂質(zhì)土壤。由于土壤田間持水量和有效水含量是作物可利用水分的主要來源，因此也是設計柑橘灌溉試驗必須考慮的重要參數(shù)。

2. 1. 2. 3 不同質(zhì)地土壤有機質(zhì)含量與田間持水量 針對柑橘種植區(qū)土壤采樣分析發(fā)現(xiàn)，廣西柑橘種植區(qū)不同質(zhì)地土壤的有機質(zhì)含量為0.69%～4.52%，田間持水量為9%～33%（表4）;同時，同一質(zhì)地土壤（黏壤土）中有機質(zhì)含量高的土壤田間持水量也高（圖1）。可見，不同質(zhì)地或相同質(zhì)地土壤均表現(xiàn)出有機質(zhì)含量高的土壤田間持水量高。此外，針對干旱脅迫的田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫條件下，植株出現(xiàn)危害癥狀一般先發(fā)生于土壤有機質(zhì)較低的土壤。由此推測，提高土壤有機質(zhì)含量不僅有助于增強土壤肥力，還有助于緩解干旱脅迫的危害。

2. 1. 2. 4 柑橘種植區(qū)不同土壤類型的水分含量特征 由表5可知，柑橘種植區(qū)不同類型土壤的田間持水量、永久凋萎點、飽和持水量和有效水含量存在明顯差異;其中，持水量和有效水含量大致表現(xiàn)為棕色石灰土和紅壤土高于赤紅壤土。

2. 2 廣西柑橘水分管理

2. 2. 1 柑橘需水規(guī)律 柑橘是生長期長和需水量大的作物。我國柑橘主產(chǎn)區(qū)年降水量為1100～2500 mm。由表6可知，廣西主產(chǎn)區(qū)柑橘全生育期的需水規(guī)律是“兩頭多中間少”，即花芽分化期和果實膨大期需水多、開花結(jié)果期需水較少，其中，花芽分化期需水量、開花結(jié)果期需水量和果實膨大期需水量分別占全生育期需水總量的26.4%、21.4%和60.6%。根據(jù)各灌溉田間試驗點2015—2017年的田間調(diào)查結(jié)果（表7）顯示，柑橘年均總需水量為1187.0 mm，一年中12個月柑橘每天需要的水分范圍平均分別是：1月柑橘需水量27.9 mm，需水強度0.9 mm/d;1—12月柑橘需水量為27.9～182.8 mm，需水強度為0.9～5.9 mm/d，年平均值為3.2 mm/d。由于柑橘花芽分化期和開化結(jié)果期廣西柑橘種植區(qū)降水量低于柑橘正常生長所需的水量，自然狀況下廣西種植區(qū)的土壤水分狀況不能滿足柑橘生長需要。

2. 2. 2 柑橘灌溉水量 由表7可知，25個灌溉田間試驗點柑橘的日需水量（需水強度）在0.9～5.9 mm/d。在傳統(tǒng)灌溉用水量0.02～0.17 m3/株的范圍內(nèi)，考慮到柑橘產(chǎn)量質(zhì)量、降水時空、灌溉水利用率等因素，優(yōu)選出節(jié)水灌溉以每次單株灌溉水量為0.05～0.07 m3，并根據(jù)柑橘灌溉田間試驗得出桂北、桂中及桂南不同質(zhì)地土壤的柑橘灌溉水量及次數(shù)分配（表8）。

2. 2. 3 灌溉對柑橘產(chǎn)量的影響 由表9可知，優(yōu)化施肥不灌溉處理柑橘產(chǎn)量為22455 kg/ha，優(yōu)化施肥+灌溉處理產(chǎn)量為28680 kg/ha，水肥一體施肥處理產(chǎn)量為28155 kg/ha。A2和A3處理分別較A1處理增產(chǎn)27.72%和25.38%，差異達極顯著水平（P<0.01，下同）;但A2和A3處理間差異不顯著（P>0.05，下同）。

由表10可知，柑橘灌溉具有提高柑橘果品品質(zhì)的作用。有灌溉處理的柑橘，其果實中維生素C、可溶性糖含量及可食率、果汁率和單果重等指標均高于無灌溉處理的果實。

2. 3 廣西柑橘養(yǎng)分管理

2. 3. 1 優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)柑橘對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收規(guī)律 如表11所示，6年樹齡柑橘在花芽分化期每日吸收N 41 mg/株、P2O5 5 mg/株和K2O 37 mg/株;開花結(jié)果期每日吸收N 59 mg/株、P2O5 8 mg/株和K2O 59 mg/株;果實膨大期每日吸收N 134 mg/株、P2O5 19 mg/株和K2O 175 mg/株?？梢姡麑嵟蜷L期吸收養(yǎng)分遠高于前兩個生長階段。

2. 3. 2 施肥對柑橘產(chǎn)量的影響 由表12可知，B1處理的柑橘產(chǎn)量為19980 kg/ha，B2處理為27255 kg/ha，B3處理為26145 kg/ha;B2和B3處理分別較B1處理增產(chǎn)36.41%和30.85%，且與B1處理的差異均達極顯著水平，但B2和B3處理間差異不顯著。

從表13可知，施肥處理對柑橘品質(zhì)的影響表現(xiàn)為：優(yōu)化施肥+灌溉和有機+無機肥處理的柑橘維生素C、可溶性糖含量及可食率和單果重均高于傳統(tǒng)施肥處理。

3 討論

廖春貴等（2018）、王碩等（2019）調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣西地表水資源總量在空間分布上具有不均一性，呈現(xiàn)出北部多南部少、東部多、西部少的格局，且農(nóng)業(yè)用水量最大。因此，科學合理地指導包括柑橘生產(chǎn)在內(nèi)的農(nóng)業(yè)用水，對節(jié)約水資源和保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。王碩等（2019）研究結(jié)果表明，降水量在1100～2500 mm基本能滿足柑橘生長過程中對水分的需求。本研究基于3年的田間試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，柑橘周年生長需水平均值為1187.0 mm，與王碩等（2019）的研究結(jié)果相一致。雖然廣西的年均降水量達到或超過柑橘周年生產(chǎn)所必需的降水量（江澤普等，2004;廣西壯族自治區(qū)水利廳，2016，2017）。但本課題組基于田間觀測并結(jié)合廣西水利廳發(fā)布的歷年降水數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，廣西柑橘種植區(qū)降水主要集中在5—9月，其余月份降水量偏低，導致廣西柑橘生長過程中的花芽分化期和開花結(jié)果期供水不足，春秋兩季的季節(jié)性干旱已成為制約廣西柑橘可持續(xù)發(fā)展的主要障礙因子之一。針對這一客觀存在的問題，本研究發(fā)現(xiàn)，灌溉極顯著提高了柑橘的產(chǎn)量與品質(zhì)，其中，引入具有省力化生產(chǎn)特性的水肥一體化技術(shù)體系更具良好發(fā)展前景。

楊培麗等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，當前柑橘水肥管理中，由于成年柑橘樹結(jié)果多、養(yǎng)分消耗大，如不及時補給水肥，極易導致橘樹生長衰弱、坐果率低、品質(zhì)差、產(chǎn)量低;陸利珍等（2016）調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當前柑橘管理中仍沿用的常規(guī)施肥中存在肥料利用率低、用工量大的問題。因此，柑橘種植區(qū)水肥管理不僅需要掌握柑橘種植區(qū)土壤水分狀況等，還應根據(jù)柑橘園土壤肥力狀況，制定科學的施肥量。本研究發(fā)現(xiàn)，柑橘種植區(qū)土壤飽和持水量、永久凋萎點、土壤水含量、有效水含量和田間持水量等表征柑橘種植區(qū)土壤水分特征的指標均可作為不同區(qū)域柑橘種植區(qū)灌溉設計的重要參數(shù)。同時，柑橘花芽分化、開花結(jié)果和果實膨大期對氮、磷、鉀的日吸收量各異，總體上以果實膨大期日吸收量最大，開花結(jié)果期次之，花芽分化期最小。因此，施肥管理中應根據(jù)柑橘不同生長時期的需肥特征給予補充養(yǎng)分。

4 結(jié)論

優(yōu)化施肥完全可替代傳統(tǒng)施肥，水肥一體化管理更有助于解決春秋季干旱和缺水制約柑橘生產(chǎn)的問題，且有利于實現(xiàn)柑橘高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)栽培。

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（責任編輯 鄧慧靈）