芒果需水規律與適宜土壤水分灌溉調控技術研究

王海麗，古璇清，王小軍，王鷺松，徐敬華，林新明

(廣東省水利水電科學研究院 廣東省水動力學應用研究重點實驗室，廣州 510635)

芒果為著名熱帶水果之一，因其果肉細膩，風味獨特，深受人們喜愛，所以素有“熱帶果王”之譽稱。廣東除粵北山區外，其余各地都有種植，主產區集中在湛江、茂名和珠江三角洲等地區，而雷州半島是芒果最適生產地之一，因為在冬春季節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；果實生長發育期降水較少，空氣濕度低，有利于果實保護和防病治蟲，所以芒果產量高、品質好。雷州半島是廣東降雨量偏少、季節性干旱缺水較嚴重的地區，研究芒果的需水規律與適宜土壤水分灌溉調控技術，為當地政府高效利用水資源、指導農業節水灌溉及提高產量質量提供科學依據和技術支撐，具有重要的現實意義。

1 試驗基本情況

試驗場地吳川灌溉試驗站位于湛江吳川市覃巴鎮，雷州半島東北部，屬吳川積美灌區。試驗從1991-2002年共重復11年，包括需水量試驗和節水灌溉試驗。試驗品種為紫花芒，開花期在3月中下旬至5月上旬，為廣東主栽品種，產量高，晚熟，適應性較強。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。

芒果是通過苗圃進行苗木繁育的，在春季定植，定植后為幼齡樹，大約經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期、花芽分化期、開花掛果期、果實膨大期和成熟(采收)期5個階段。從試驗觀測，各生育期延續天數見表1。

表1 芒果各生育期天數

2 芒果的需水規律

2.1 需水量

成年芒果樹的樹高和樹冠仍然會繼續生長，且成年樹隨著一年四季氣候的變化，相應地進行根系生長、枝梢萌芽生長、開花坐果、果實發育、花芽分化和落葉休眠等生命活動，加上栽培作業過程的剪梢，成年芒果一年四季葉面積大小發生有規律性地變化，因此芒果需水量也會隨著樹齡、季節、氣候及栽培管理條件而發生變化。

2.1.1全期需水量

從試驗資料統計，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，多年平均需水強度為2.25 mm/d，見表2。總體來講，芒果呈現出5齡樹需水量最大，之后逐漸變小的規律。

表2 各試驗年度芒果需水量與需水強度

注：多年平均需水量為821.2 mm；需水強度為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、果實膨大期較大，花芽分化期最小。主要是因為果實膨大期和成熟期處于炎熱的盛夏，葉面蒸騰和棵間蒸發強度都相對較大，而花芽分化期對應月份為11月至1月，正值冬天溫度較低、蒸發和蒸騰強度都相對較弱的季節。

2.2 需水強度變化規律

芒果采果前后，正值夏秋季，氣溫高、太陽輻射強，氣象條件利于加速蒸騰蒸發，果園需水強度較大，其中8月各旬在3.2～3.3 mm/d范圍；此后，蒸騰蒸發強度逐月降低。芒果采收后不久一般要經過1次大修剪，修剪后樹冠變小、葉面積減小，因此需水強度有所降低，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境，氣候干旱加上灌水少，此期蒸騰蒸發強度處于最低水平，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，加上正值芒果開花掛果期，葉面積大，雨量增多和灌溉加強，生理生長旺盛，騰發強度明顯地提高，4月中旬-7月下旬需水強度處在2.3～3.6mm/d范圍。

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

圖1 芒果需水強度的變化過程線與E601變化對比

2.3 芒果需水量估算模型

根據本文2.2節分析，芒果需水強度變化與E601水面蒸發強度變化有著密切的關系，故對這種相關關系進行分析，以期通過E601水面蒸發強度對需水量進行估算。

吳川芒果試驗多年平均旬日騰發強度與E601水面蒸發強度相關關系如圖2，呈較密切的正相關關系，為指數曲線類型。相關系數r=0.883，采用E601水面蒸發強度作為參數估算芒果需水量是合適和可行的。根據以上分析結果，采用E601水面蒸發強度估算芒果需水量的經驗模型可表達為：

ETd芒果=0.502e0.488 1 E601

(1)

式中：ETd芒果為芒果需水強度，mm/d；E601為以旬為階段統計的E601型露天水面蒸發強度，mm/d。

圖2 芒果需水強度與E601蒸發強度的相關

采用E601水面蒸發強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，并方便應用，根據吳川1991-2002年芒果需水量試驗實測結果，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

在進行灌區用水管理規劃，或灌溉工程節水改造時，可根據當地水文氣象資料，應用上述模型，對芒果需水量進行估算。

3 芒果適宜土壤水分灌溉調控技術

芒果生長周期內的灌溉用水量大小，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。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，主要依靠降雨補充。從多年試驗資料看，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%依靠自然降雨補充，只有平均25%的水分消耗要靠灌溉補充。灌溉的時間確定也主要根據降雨量及降雨的階段分配是否均勻而確定，從試驗結果看，一般在3月中旬、5月上旬和11月上旬需要灌溉補充。為使結果具有普遍性和實用性，在此研究適宜芒果高產優質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，側根數量少，且生長緩慢。試驗表明，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，根據這一現象，計劃濕潤層深度按40cm考慮。分生育階段研究芒果的需水特點和水分管理措施。

(1)秋梢抽發期水分管理。秋梢抽發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生長，此期如果降雨少應及時灌溉，灌溉可促進新梢萌發，到末次梢抽出后，根據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，末次梢生長后期應減少水分供應，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。從吳川試驗資料看，秋梢抽發期一般雨水較多，很少需要灌溉，但10月份比較干旱，遇旱時要適時補充水分。

(2)花芽分化期。花芽分化期一般需要適當干旱的土壤和天氣。吳川當地此期通常天氣干燥，因此11、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行灌溉。

(3)開花掛果期。花期和結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，應及時灌水。盛花期，天氣過分干旱，花蜜濃度太高，花粉很難發芽。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)果實膨大期。結果果實常常是和葉片爭奪水分最突出的器官，在缺水情況下，優先供葉片蒸騰，果實呈缺水狀態，影響果品的產量與品質。芒果幼果膨大期是需水臨界期，此時期果樹的生理機能最旺盛。若土壤水分不足，果樹葉片因強烈蒸騰，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行，果樹生長減緩，產量顯著下降。因此，這一時期若遇干旱，應及時進行灌溉，以提高坐果率和促使幼果膨大，保證芒果高產。但夏季雨水過多，常誘發病害。遇季節干旱可在落花后15天至生理落果前進行灌水。吳川常在4、5月份還較干旱，但5月下旬后進入多雨季節，因此通常在5月中旬前遇旱應適時灌溉。

(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造成落果。

根據試驗資料分析，吳川芒果灌溉需著重在秋梢抽發期和果實膨大期。芒果各不同生育階段應控制在適宜的土壤含水率范圍，控制標準見表5。各期的灌溉水量和次數根據該指標，結合降雨情況進行控制。

表5 芒果設計計劃濕潤層深及適宜土壤含水率

4 結 語

吳川多年的芒果灌溉試驗資料表明，芒果全期需水量多年平均821.2 mm，平均日需水強度為2.3 mm/d。芒果生長周年內需水強度變化呈兩頭高、中期低的趨勢。芒果需水強度變化與E601水面蒸發強度變化有著密切的關系，故通過E601水面蒸發強度建立需水量估算模型。芒果的需水量等各項指標，是芒果灌區用水管理規劃、灌溉工程改造等相關工作的基本參考依據，也是估算芒果灌溉定額的基本依據。廣東雷州半島地區降雨量偏少、季節性干旱缺水較嚴重，本研究得出的芒果需水規律與適宜土壤水分灌溉調控技術成果及各項分析指標數據，可為當地政府合理利用水資源及指導農業節水灌溉提供科學依據。

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