广西优质高产柑橘水肥管理技术研究

谭宏伟 周柳强 谭俊杰 杨尚东 吕昆明 黄金生

摘要：【目的】系統研究柑橘的需水肥规律，解决柑橘生产中存在的季节性干旱与过量施肥问题，为实现广西柑橘种植的高产优质提供技术指导。【方法】以柑橘田间试验为基础，水分管理设3个处理，即优化施肥不灌溉（A1）、优化施肥+柑橘生长水分不足时灌溉（A2）、水肥一体施肥管理（施肥量与优化施肥相同）（A3）;肥料管理也设3个处理，即传统施肥（B1：氮肥以N含量计算设0.400 kg/株，磷肥以P2O5计算设0.215 kg/株，钾肥以K2O计算设0.333 kg/株）、优化施肥（B2：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，钾肥0.300 kg/株）、有机+无机肥（B3：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，钾肥0.300 kg/株，有机养分占30%）。测定种植区不同质地、类型土壤在不同处理下的饱和持水量、有效水含量等特征。【结果】广西柑橘种植区1—12月平均降水量为21.5～211.3 mm，但降水主要集中在5—9月，柑橘生产中存在季节性干旱问题;干旱胁迫对柑橘生产危害程度除与降水量紧密相关外，还与柑橘种植区的土壤类型、质地、有机质含量等因素紧密相关;优化施肥+灌溉和有机肥+无机肥处理的柑橘产量不仅比传统施肥处理增产30.85%～36.41%，且柑橘果品品质优于后者;同时，柑橘生长需水量为0.9～5.9 mm/d，年均需水量为1187 mm;另外，柑橘灌溉较缺乏灌溉条件处理增产25.38%～27.72%。【结论】优化施肥完全可替代传统施肥，水肥一体化管理更有助于解决春秋季干旱和缺水制约柑橘生产的问题，且有利于可实现柑橘高产和优质栽培。

关键词： 柑橘;灌溉;施肥;土壤水分特征;广西

中图分类号： S666.2                           文献标志码： A 文章编号：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

基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFD0201100）;广西农业科学院科技发展基金项目（2016YM61，2015YT30）

作者简介：谭宏伟（1961-），研究员，主要从事土壤肥料与植物营养研究工作，E-mail：hongwei_tan@163.com

0 引言

【研究意义】目前，广西柑橘种植面积已超过40万ha，主要分布于桂北、桂中、桂南及桂西南的石灰岩旱坡地区，季节性干旱制约着广西柑橘的规模发展。同时，广西柑橘种植过程中存在盲目施肥现象，肥料利用率低，导致生产成本居高不下，且果品质量不佳，严重影响柑橘种植的经济效益。因此，研究柑橘需水规律及高效施肥关键技术，对解决目前广西柑橘生产中存在的问题具有重要意义。【前人研究进展】针对柑橘的水肥管理，前人已开展过较多研究。王蕊等（2004）在柑橘上施用不同配比的复混肥后，有效提高柑橘多花和中花的比率，降低了少花的比率，从而增加柑橘产量及改善柑橘品质。徐淑君等（2008）采用滴灌、沟灌和漫灌的方式对柑橘成年树开展水管理试验，发现滴灌更有利于提高单株产量、单果重及降低裂果率。Kunihisa等（2010）研究发现柑橘水分管理显著影响柑橘品质。杨培丽等（2014）发现柑橘采用传统常规施肥存在肥料利用率低、浪费大、用工多等问题，而水肥一体化技术是解决此类问题的良好途径。Zheng等（2015）发现柑橘施肥除了常规的氮、磷、钾肥外，每株树增施石灰500 g和氧化镁100 g可显著提高柑橘品质。陆利珍等（2016）也发现水肥滴灌管滴施模式的优势是操作简便、省工、省力、省肥、省水，但对肥料种类要求严格，所用肥料必须全部是水溶性肥料，所含微量元素呈螯合态。Qin等（2016）研究发现柑橘产量不仅与氮肥施用量和土壤水分有关，还与树龄紧密相关。陈大超等（2018）发现有机肥施用量20 t/ha、施入深度为0～40 cm的土层时，柑橘叶片中的全磷、全钾、全钙、铜、硼和锌的含量均得到不同程度提高，进而改善了果实品质，并提高柑橘产量。Quaggioa等（2019）研究发现柑橘水肥一体化管理与无灌溉条件相比，柑橘产量增产22%。【本研究切入点】前人已针对柑橘栽培管理中的应用滴灌技术及复混肥、有机肥和微肥等施肥与灌溉模式对柑橘品质、产量影响开展了大量相关研究，表明柑橘栽培管理中施肥与水分管理显著影响柑橘产量与品质。但大多数停留在单因素的影响方面，柑橘高产优质栽培尤其是我国南方柑橘生产过程中所需的水肥参数等需水肥规律仍缺乏系统研究。【拟解决的关键问题】基于柑橘种植区土壤养分及水分系统研究法，获取广西柑橘主产区柑橘生产中的水、肥管理技术参数，系统研究柑橘的需水和需肥规律，解决柑橘生产中存在的季节性干旱与过量施肥的问题，为实现广西柑橘种植的高产优质提供技术指导。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

以目前广西主栽的砂糖橘和沃柑两个品种为试验材料。6个广西主要柑橘种植生产区（地理坐标）及种植品种分别为：桂林市兴安马岭（东经110°66′，北纬25°66′，属桂北地区）砂糖橘、柳州市柳城县凤山（东经109°27′，北纬24°52′，属桂中地区）砂糖橘、来宾市兴宾区凤凰（东经109°34′，北纬23°93′，属桂中地区）砂糖橘、南宁市武鸣区双桥（东经108°31′，北纬23°11′，属桂南地区）沃柑、玉林市博白县（东经109°69′，北緯22°43′，属桂南地区）三桦沃柑及崇左市扶绥县岜盆（东经107°87′，北纬22°51′，属桂南地区）沃柑。广西柑橘种植区土壤可分为棕色石灰土、红壤土、赤红壤等3种类型，土壤质地根据我国土壤系统分类包含黏土、黏壤土、粉质砂壤土、砂壤土、壤质砂土和砂土等6种。于2015年1月—2018年12月分别在各试验点进行施肥和灌溉试验。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 试验设计 柑橘园种植规格：行距3.0 m，株距2.5～2.8 m，1200～1350株/ha。水分管理试验设3个处理，即优化施肥不灌溉（A1）、优化施肥+灌溉（柑橘生长水分不足时灌溉）（A2）、水肥一体施肥管理（施肥量与优化施肥相同）（A3）。肥料管理试验设3个处理，即传统施肥（B1：氮肥以N含量计算设0.400 kg/株，磷肥以P2O5计算设0.215 kg/株，钾肥以K2O计算设0.333 kg/株）、优化施肥+灌溉（B2：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，钾肥0.300 kg/株）、有机+无机肥（B3：氮肥0.360 kg/株，磷肥0.080 kg/株，钾肥0.300 kg/株，有机养分占30%）。

1. 2. 2 测定项目及方法 （1）降水量观测：所有田间试验点均进行降水量的观测与统计;（2）不同灌溉水量田间试验：设每株灌溉水量0.02～0.17 m3。滴灌条件下，花芽分化期2～3次，开花结果期1～2次，果实膨大期3～4次;（3）土壤田间持水量测定：田间试验设4次重复，小区面积为33.4 m2，随机区组排列;（4）不同质地土壤的田间持水量、饱和持水量、有机质及氮、磷、钾等理化性状指标参照鲍士旦（2007）的方法进行测定。

1. 3 统计分析

采用Excel 2007进行数据处理，以DPS 7.5进行方差分析，并采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2. 1 广西柑橘种植区土壤水分状况

柑橘种植区灌溉管理需要了解灌溉区土壤水分状况特征、不同土壤质地土壤水含量及有效水含量等。

2. 1. 1 柑橘种植区降水分布特征 各柑橘试验点降水量的观测结果显示，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）。可见，降水主要集中在5—9月，由于降水集中且强度大，雨水除一部分被柑橘吸收外，其余大部分随地表径流或流入地下水流失。降水量能满足柑橘需水，但由于降水季节分布不均，柑橘种植区存在季节性干旱。

2. 1. 2 柑橘种植区不同质地、类型土壤水分含量特征

2. 1. 2. 1 不同质地土壤的饱和持水量和永久凋萎点土壤水含量 田间试验结果（表2）表明，柑橘种植区土壤的饱和持水量在37%～60%，导致柑橘永久凋萎点土壤水含量在5%～21%;由表2还可知，土壤的饱和持水量和柑橘永久凋萎点土壤水含量与土壤黏粒的含量紧密相关，随着土壤黏粒含量的增加，土壤饱和持水量及永久凋萎点土壤水含量也随之增加。因此，土壤饱和持水量及永久凋萎点土壤水含量是设计柑橘灌溉的重要参数。

2. 1. 2. 2 不同质地土壤的田间持水量及有效水含量 田间试验结果（表3）表明，柑橘种植区土壤田间持水量为15%～43%，黏土田间持水量较高，说明该土壤保持水分的能力强，而砂土保持水分的能力较差，其田间持水量仅15%～24%;柑橘种植区土壤有效水含量11%～25%，黏土有效水含量明显高于砂土。可见，柑橘种植区土壤田间持水量和有效水含量与土壤黏粒含量有关;田间调查发现，柑橘种植区干旱胁迫均优先发生于砂质土壤。由于土壤田间持水量和有效水含量是作物可利用水分的主要来源，因此也是设计柑橘灌溉试验必须考虑的重要参数。

2. 1. 2. 3 不同质地土壤有机质含量与田间持水量 针对柑橘种植区土壤采样分析发现，广西柑橘种植区不同质地土壤的有机质含量为0.69%～4.52%，田间持水量为9%～33%（表4）;同时，同一质地土壤（黏壤土）中有机质含量高的土壤田间持水量也高（图1）。可见，不同质地或相同质地土壤均表现出有机质含量高的土壤田间持水量高。此外，针对干旱胁迫的田间调查发现，干旱胁迫条件下，植株出现危害症状一般先发生于土壤有机质较低的土壤。由此推测，提高土壤有机质含量不仅有助于增强土壤肥力，还有助于缓解干旱胁迫的危害。

2. 1. 2. 4 柑橘种植区不同土壤类型的水分含量特征 由表5可知，柑橘种植区不同类型土壤的田间持水量、永久凋萎点、饱和持水量和有效水含量存在明显差异;其中，持水量和有效水含量大致表现为棕色石灰土和红壤土高于赤红壤土。

2. 2 广西柑橘水分管理

2. 2. 1 柑橘需水规律 柑橘是生长期长和需水量大的作物。我国柑橘主产区年降水量为1100～2500 mm。由表6可知，广西主产区柑橘全生育期的需水规律是“两头多中间少”，即花芽分化期和果实膨大期需水多、开花结果期需水较少，其中，花芽分化期需水量、开花结果期需水量和果实膨大期需水量分别占全生育期需水总量的26.4%、21.4%和60.6%。根据各灌溉田间试验点2015—2017年的田间调查结果（表7）显示，柑橘年均总需水量为1187.0 mm，一年中12个月柑橘每天需要的水分范围平均分别是：1月柑橘需水量27.9 mm，需水强度0.9 mm/d;1—12月柑橘需水量为27.9～182.8 mm，需水强度为0.9～5.9 mm/d，年平均值为3.2 mm/d。由于柑橘花芽分化期和开化结果期广西柑橘种植区降水量低于柑橘正常生长所需的水量，自然状况下广西种植区的土壤水分状况不能满足柑橘生长需要。

2. 2. 2 柑橘灌溉水量 由表7可知，25个灌溉田间试验点柑橘的日需水量（需水强度）在0.9～5.9 mm/d。在传统灌溉用水量0.02～0.17 m3/株的范围内，考虑到柑橘产量质量、降水时空、灌溉水利用率等因素，优选出节水灌溉以每次单株灌溉水量为0.05～0.07 m3，并根据柑橘灌溉田间试验得出桂北、桂中及桂南不同质地土壤的柑橘灌溉水量及次数分配（表8）。

2. 2. 3 灌溉对柑橘产量的影响 由表9可知，优化施肥不灌溉处理柑橘产量为22455 kg/ha，优化施肥+灌溉处理产量为28680 kg/ha，水肥一体施肥处理产量为28155 kg/ha。A2和A3处理分别较A1处理增产27.72%和25.38%，差异达极显著水平（P<0.01，下同）;但A2和A3处理间差异不显著（P>0.05，下同）。

由表10可知，柑橘灌溉具有提高柑橘果品品质的作用。有灌溉处理的柑橘，其果实中维生素C、可溶性糖含量及可食率、果汁率和单果重等指标均高于无灌溉处理的果实。

2. 3 广西柑橘养分管理

2. 3. 1 优质高产柑橘对矿质养分的吸收规律 如表11所示，6年树龄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;开花结果期每日吸收N 59 mg/株、P2O5 8 mg/株和K2O 59 mg/株;果实膨大期每日吸收N 134 mg/株、P2O5 19 mg/株和K2O 175 mg/株。可见，果实膨长期吸收养分远高于前两个生长阶段。

2. 3. 2 施肥对柑橘产量的影响 由表12可知，B1處理的柑橘产量为19980 kg/ha，B2处理为27255 kg/ha，B3处理为26145 kg/ha;B2和B3处理分别较B1处理增产36.41%和30.85%，且与B1处理的差异均达极显著水平，但B2和B3处理间差异不显著。

从表13可知，施肥处理对柑橘品质的影响表现为：优化施肥+灌溉和有机+无机肥处理的柑橘维生素C、可溶性糖含量及可食率和单果重均高于传统施肥处理。

3 讨论

廖春贵等（2018）、王硕等（2019）调查发现，广西地表水资源总量在空间分布上具有不均一性，呈现出北部多南部少、东部多、西部少的格局，且农业用水量最大。因此，科学合理地指导包括柑橘生产在内的农业用水，对节约水资源和保护生态环境具有重要意义。王硕等（2019）研究结果表明，降水量在1100～2500 mm基本能满足柑橘生长过程中对水分的需求。本研究基于3年的田间试验结果发现，柑橘周年生长需水平均值为1187.0 mm，与王硕等（2019）的研究结果相一致。虽然广西的年均降水量达到或超过柑橘周年生产所必需的降水量（江泽普等，2004;广西壮族自治区水利厅，2016，2017）。但本课题组基于田间观测并结合广西水利厅发布的历年降水数据发现，广西柑橘种植区降水主要集中在5—9月，其余月份降水量偏低，导致广西柑橘生长过程中的花芽分化期和开花结果期供水不足，春秋两季的季节性干旱已成为制约广西柑橘可持续发展的主要障碍因子之一。针对这一客观存在的问题，本研究发现，灌溉极显著提高了柑橘的产量与品质，其中，引入具有省力化生产特性的水肥一体化技术体系更具良好发展前景。

杨培丽等（2014）研究发现，当前柑橘水肥管理中，由于成年柑橘树结果多、养分消耗大，如不及时补给水肥，极易导致橘树生长衰弱、坐果率低、品质差、产量低;陆利珍等（2016）调查发现，当前柑橘管理中仍沿用的常规施肥中存在肥料利用率低、用工量大的问题。因此，柑橘种植区水肥管理不仅需要掌握柑橘种植区土壤水分状况等，还应根据柑橘园土壤肥力状况，制定科学的施肥量。本研究发现，柑橘种植区土壤饱和持水量、永久凋萎点、土壤水含量、有效水含量和田间持水量等表征柑橘种植区土壤水分特征的指标均可作为不同区域柑橘种植区灌溉设计的重要参数。同时，柑橘花芽分化、开花结果和果实膨大期对氮、磷、钾的日吸收量各异，总体上以果实膨大期日吸收量最大，开花结果期次之，花芽分化期最小。因此，施肥管理中应根据柑橘不同生长时期的需肥特征给予补充养分。

4 结论

优化施肥完全可替代传统施肥，水肥一体化管理更有助于解决春秋季干旱和缺水制约柑橘生产的问题，且有利于实现柑橘高产和优质栽培。

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（責任编辑 邓慧灵）