柑橘低压滴灌水肥一体化调控效应与模拟

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随着社会经济的快速发展与人民生活水平的提高,柑橘既要满足市场产量需求,更要达到消费者对果实品质日益提高的要求。灌溉与施肥是影响柑橘生长发育的重要因素,同时也是柑橘产量与品质的调控因子。目前,四川省柑橘生产中存在因田间管理方式不当造成水肥施用不合理的现象,不仅会影响柑橘产量和果实品质,还会造成资源浪费和环境污染,因此研究不同水肥处理下柑橘对水肥亏缺的响应规律,确定科学合理的水肥一体化管理模式,对节约资源,提质增收以及环境保护都具有重要意义。本文以8年生“不知火”柑橘为试材,开展了避雨条件下柑橘低压滴灌水肥一体化试验研究,分别在抽稍开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)、果实成熟期(Ⅳ)设2个灌溉水平(记为W60%、W80%,灌水量分别为对照(CK)处理的60%、80%),设3个施肥水平(记为F55%、F70%、F85%,施肥量分别为CK的55%、70%和85%),分析了柑橘耗水、产量以及果实品质的变化规律,构建了柑橘水肥-产量、水肥-品质模型,提出了低压滴灌柑橘最优水肥管理模式。主要成果如下:(1)不同水肥处理下的柑橘耗水强度均随生育期呈先增后减的趋势,各生育期耗水强度大小依次为Ⅲ期>Ⅳ期>Ⅱ期>Ⅰ期,且水分较养分对耗水强度的影响更大。不同生育期水肥处理对柑橘产量具有明显影响,其中Ⅰ-W60%F85%为最高,Ⅲ-W60%F55%为最低。(2)在Ⅰ期进行水肥亏缺,相同灌溉水平下,不同处理的单果重、Vc呈F85%>F70%>F55%的规律,相同施肥水平下,不同处理的单果重、Vc、可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、可溶性糖、色度均无明显规律。Ⅱ期处理,相同灌溉水平下,不同处理的Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量随施肥量的增大而增大,相同施肥水平下,不同处理的单果重、Vc、可溶性固形物呈W80%>W60%规律。Ⅲ期处理,相同灌溉水平下,单果重、Vc、可溶性固形物、可溶性糖均表现为F85%最高、F70%次之、F55%最小,相同施肥水平下,不同处理的单果重、Vc含量随灌水量的增大而增大。Ⅳ期处理,相同灌溉水平下,Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量与固酸比随施肥量的增大而增大,相同施肥水平下,灌水量越高,单果重越大,可溶性固形物与可滴定酸含量也越高。果实膨大期与果实成熟期是对果实色度影响较大的生育期,各生育期水肥亏缺会使可滴定酸含量降低进而影响柑橘风味。(3)在Ⅰ期进行水肥亏缺,相同灌溉水平下,不同处理的丁香酸表现为F70%>F85%>F55%,相同施肥水平下,香草酸、丁香酸、芸香柚皮苷、芦丁、香草蜂苷呈W60%>W80%规律。Ⅱ期处理,相同灌溉水平下,不同处理的芦丁含量随施肥量增大而增大,相同施肥水平下,香草酸、丁香酸、芸香柚皮苷、芦丁呈W60%>W80%规律。Ⅲ期处理,相同灌溉水平下,不同处理的芦丁呈F85%>F70%>F55%规律,相同施肥水平下,香草酸、芸香柚皮苷、香草蜂苷表现为W60%>W80%。Ⅳ期处理,相同灌溉水平下,不同处理的芸香柚皮苷、芦丁、香草蜂苷含量随施肥量增大而增大,相同施肥水平下,芦丁、香草蜂苷含量随灌水量增大而减小。此外,对柑橘各生育期进行水肥亏缺能提高香草酸、芦丁含量,在Ⅱ期水肥亏缺会降低芸香柚皮苷含量,在Ⅰ~Ⅱ期水肥亏缺降低香草蜂苷含量,但在Ⅲ、IV期适当的水肥亏缺反而能提高芸香柚皮苷和香草蜂苷含量。(4)采用3年实测数据进行水肥-产量模型分析,发现柑橘产量水肥亏缺的敏感程度表现为:Ⅲ期>Ⅰ期>Ⅱ期>Ⅳ期,综合分析推荐Minhas模型模拟柑橘水肥-产量关系。采用2年实测品质数据进行水肥-品质模型分析,发现Vc、可滴定酸、可溶性固形物、固酸比、可溶性糖、色度对Ⅲ期和Ⅳ期水肥亏缺敏感性较高、单果重对Ⅲ期敏感性较高;同时发现Q_Rao模型适用性更强,推荐采用Q_Rao模型模拟柑橘水肥与果实单果重、Vc、可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、可溶性糖及色度的关系。(5)低压滴灌避雨柑橘最优水肥管理模式为:Ⅰ期~Ⅳ期灌水定额依次为7.7 mm、13.2 mm、21.9 mm、12.6 mm,灌溉频率分别为10 d、8~10 d、7 d、10~11 d;Ⅰ期~Ⅳ期施肥定额依次为382.5 kg/hm2、829.5 kg/hm2、1467.0 kg/hm2、382.5 kg/hm2,施肥频率均为15 d。灌水、施肥时间从4月初开始,灌水持续整个生育期,施肥时间截止到11月底。低压滴灌大田柑橘最优水肥管理模式为:丰水年(25%),Ⅳ期灌水8次;平水年(50%),Ⅳ期灌水9次;枯水年(75%),Ⅲ期灌水2次,Ⅳ期灌水10次;干旱年(85%),Ⅲ期灌水4次,Ⅳ期灌水10次;特旱年(95%),Ⅲ期灌水5次,Ⅳ期灌水10次。施肥自4月初开始,每15 d施肥一次,到11月底截止。
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