芒果需水规律与适宜土壤水分灌溉调控技术研究

王海丽，古璇清，王小军，王鹭松，徐敬华，林新明

(广东省水利水电科学研究院 广东省水动力学应用研究重点实验室，广州 510635)

芒果为著名热带水果之一，因其果肉细腻，风味独特，深受人们喜爱，所以素有“热带果王”之誉称。广东除粤北山区外，其余各地都有种植，主产区集中在湛江、茂名和珠江三角洲等地区，而雷州半岛是芒果最适生产地之一，因为在冬春季节花芽分化期具有适度的低温和干旱条件，能够满足芒果花芽分化的需要；在开花期气候温暖并较干燥，有利于芒果的授粉受精；果实生长发育期降水较少，空气湿度低，有利于果实保护和防病治虫，所以芒果产量高、品质好。雷州半岛是广东降雨量偏少、季节性干旱缺水较严重的地区，研究芒果的需水规律与适宜土壤水分灌溉调控技术，为当地政府高效利用水资源、指导农业节水灌溉及提高产量质量提供科学依据和技术支撑，具有重要的现实意义。

1 试验基本情况

试验场地吴川灌溉试验站位于湛江吴川市覃巴镇，雷州半岛东北部，属吴川积美灌区。试验从1991-2002年共重复11年，包括需水量试验和节水灌溉试验。试验品种为紫花芒，开花期在3月中下旬至5月上旬，为广东主栽品种，产量高，晚熟，适应性较强。其中1991-1992年度为2龄树(幼龄树)、1992-1993年度为3龄树、1993-1994年度为4龄树、…、2001-2002年度为12龄树。

芒果是通过苗圃进行苗木繁育的，在春季定植，定植后为幼龄树，大约经过三年生长后成为成年树。芒果一般在每年的7月份前后收获，同一棵树上芒果成熟有早有迟，采收一般也分期分批。试验将每年8月1日至第二年7月31日视作1个生长周年，即芒果的全生育期涉及前后两个年份。芒果整个生长周年可分为秋梢抽发期、花芽分化期、开花挂果期、果实膨大期和成熟(采收)期5个阶段。从试验观测，各生育期延续天数见表1。

表1 芒果各生育期天数

2 芒果的需水规律

2.1 需水量

成年芒果树的树高和树冠仍然会继续生长，且成年树随着一年四季气候的变化，相应地进行根系生长、枝梢萌芽生长、开花坐果、果实发育、花芽分化和落叶休眠等生命活动，加上栽培作业过程的剪梢，成年芒果一年四季叶面积大小发生有规律性地变化，因此芒果需水量也会随着树龄、季节、气候及栽培管理条件而发生变化。

2.1.1全期需水量

从试验资料统计，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，多年平均为821.2 mm，多年平均需水强度为2.25 mm/d，见表2。总体来讲，芒果呈现出5龄树需水量最大，之后逐渐变小的规律。

表2 各试验年度芒果需水量与需水强度

注：多年平均需水量为821.2 mm；需水强度为2.25 mm/d。

2.1.2阶段需水量

芒果多年平均阶段需水量为：秋梢抽发期253.2 mm，日平均2.75 mm；花芽分化期123.4 mm，日平均1.34 mm；开花挂果期158.5 mm，日平均1.77 mm；果实膨大期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 芒果各生育阶段需水量

日平均需水量以成熟期、果实膨大期较大，花芽分化期最小。主要是因为果实膨大期和成熟期处于炎热的盛夏，叶面蒸腾和棵间蒸发强度都相对较大，而花芽分化期对应月份为11月至1月，正值冬天温度较低、蒸发和蒸腾强度都相对较弱的季节。

2.2 需水强度变化规律

芒果采果前后，正值夏秋季，气温高、太阳辐射强，气象条件利于加速蒸腾蒸发，果园需水强度较大，其中8月各旬在3.2～3.3 mm/d范围；此后，蒸腾蒸发强度逐月降低。芒果采收后不久一般要经过1次大修剪，修剪后树冠变小、叶面积减小，因此需水强度有所降低，9月、10月各旬在2.1～3.0 mm/d范围；11-3月期间气温低、光照弱，又因花芽分化期需要较干旱的土壤环境，气候干旱加上灌水少，此期蒸腾蒸发强度处于最低水平，基本在1.0～2.0 mm/d范围；4月中旬后，随着气温升高、日照增强，加上正值芒果开花挂果期，叶面积大，雨量增多和灌溉加强，生理生长旺盛，腾发强度明显地提高，4月中旬-7月下旬需水强度处在2.3～3.6mm/d范围。

芒果需水强度在全生长周期的变化过程线与E601露天水面蒸发强度变化过程线对比如图1，由图1可知，芒果需水强度ETd芒果变化过程线与E601蒸发强度变化过程线相似，呈两头高、中间低。露天水面蒸发强度变化是综合多种气象因素变化的结果反映，作物蒸腾蒸发与露天水面蒸发的影响条件相似，凡能加速水面蒸发的气象因素都会加速作物蒸腾蒸发，所以两条线变化过程相似。

图1 芒果需水强度的变化过程线与E601变化对比

2.3 芒果需水量估算模型

根据本文2.2节分析，芒果需水强度变化与E601水面蒸发强度变化有着密切的关系，故对这种相关关系进行分析，以期通过E601水面蒸发强度对需水量进行估算。

吴川芒果试验多年平均旬日腾发强度与E601水面蒸发强度相关关系如图2，呈较密切的正相关关系，为指数曲线类型。相关系数r=0.883，采用E601水面蒸发强度作为参数估算芒果需水量是合适和可行的。根据以上分析结果，采用E601水面蒸发强度估算芒果需水量的经验模型可表达为：

ETd芒果=0.502e0.488 1 E601

(1)

式中：ETd芒果为芒果需水强度，mm/d；E601为以旬为阶段统计的E601型露天水面蒸发强度，mm/d。

图2 芒果需水强度与E601蒸发强度的相关

采用E601水面蒸发强度估算作物需水量的方法也叫α值法。为减少芒果不同生长阶段叶面积的变化影响，并方便应用，根据吴川1991-2002年芒果需水量试验实测结果，直接采用ETd和E601的比值推求芒果的各月α值，见表4。

表4 芒果需水量估算的α值

在进行灌区用水管理规划，或灌溉工程节水改造时，可根据当地水文气象资料，应用上述模型，对芒果需水量进行估算。

3 芒果适宜土壤水分灌溉调控技术

芒果生长周期内的灌溉用水量大小，主要取决于全期需水量及雨水有效利用量。需水量大小受气象因素、树冠大小及郁闭度等条件影响；雨水利用量则主要与降雨量、降雨强度、前后两次降雨间隔长短、降雨时的土壤含水率、土壤蓄水能力及芒果根系深度等条件有关。此外，不同灌溉模式的灌溉用水量也有明显差异。吴川芒果生长期间消耗的水分，主要依靠降雨补充。从多年试验资料看，雨水利用可占芒果生长期间消耗水分的62.2%～100%，多年平均约占75%依靠自然降雨补充，只有平均25%的水分消耗要靠灌溉补充。灌溉的时间确定也主要根据降雨量及降雨的阶段分配是否均匀而确定，从试验结果看，一般在3月中旬、5月上旬和11月上旬需要灌溉补充。为使结果具有普遍性和实用性，在此研究适宜芒果高产优质生长的水分管理措施和土壤含水率。

芒果主根粗大，入土较深，侧根数量少，且生长缓慢。试验表明，成龄芒果的有效吸水根系80%集中在表土以下5～40 cm土层内，根据这一现象，计划湿润层深度按40cm考虑。分生育阶段研究芒果的需水特点和水分管理措施。

(1)秋梢抽发期水分管理。秋梢抽发期需水量较大且对缺水较为敏感，遇秋旱将影响秋梢母枝的萌发生长，此期如果降雨少应及时灌溉，灌溉可促进新梢萌发，到末次梢抽出后，根据时间早晚及花芽分化的条件确定此时是灌溉还是控水，通常情况下，末次梢生长后期应减少水分供应，保持适度干旱，如果土壤湿润，就要控制水分，甚至断根，减少水分吸收。从吴川试验资料看，秋梢抽发期一般雨水较多，很少需要灌溉，但10月份比较干旱，遇旱时要适时补充水分。

(2)花芽分化期。花芽分化期一般需要适当干旱的土壤和天气。吴川当地此期通常天气干燥，因此11、12月份一般要灌1次花前水。灌溉利于萌芽、开花、新梢叶片生长，以及提高坐果率，一般可在萌芽前后进行灌溉。

(3)开花挂果期。花期和结果初期如空气过于干燥，易引起落花落果，降低坐果率。开花期间，若天气干旱，花朵不能正常开放，应及时灌水。盛花期，天气过分干旱，花蜜浓度太高，花粉很难发芽。但盛花期雨水过多会引起烂花和授粉受精不良。吴川常为春旱，因此开花挂果期应注意适时灌溉，通常需灌水1～2次，以避免过旱造成落花落果和降低受粉率。

(4)果实膨大期。结果果实常常是和叶片争夺水分最突出的器官，在缺水情况下，优先供叶片蒸腾，果实呈缺水状态，影响果品的产量与品质。芒果幼果膨大期是需水临界期，此时期果树的生理机能最旺盛。若土壤水分不足，果树叶片因强烈蒸腾，而吸收幼果水分，甚至吸收根部水分，致使幼果皱缩和脱落，以及影响根的吸收作用正常进行，果树生长减缓，产量显著下降。因此，这一时期若遇干旱，应及时进行灌溉，以提高坐果率和促使幼果膨大，保证芒果高产。但夏季雨水过多，常诱发病害。遇季节干旱可在落花后15天至生理落果前进行灌水。吴川常在4、5月份还较干旱，但5月下旬后进入多雨季节，因此通常在5月中旬前遇旱应适时灌溉。

(5)成熟期。成熟期一般不用灌水，同时此期降雨较多，要注意做好果园排水和防大风造成落果。

根据试验资料分析，吴川芒果灌溉需着重在秋梢抽发期和果实膨大期。芒果各不同生育阶段应控制在适宜的土壤含水率范围，控制标准见表5。各期的灌溉水量和次数根据该指标，结合降雨情况进行控制。

表5 芒果设计计划湿润层深及适宜土壤含水率

4 结 语

吴川多年的芒果灌溉试验资料表明，芒果全期需水量多年平均821.2 mm，平均日需水强度为2.3 mm/d。芒果生长周年内需水强度变化呈两头高、中期低的趋势。芒果需水强度变化与E601水面蒸发强度变化有着密切的关系，故通过E601水面蒸发强度建立需水量估算模型。芒果的需水量等各项指标，是芒果灌区用水管理规划、灌溉工程改造等相关工作的基本参考依据，也是估算芒果灌溉定额的基本依据。广东雷州半岛地区降雨量偏少、季节性干旱缺水较严重，本研究得出的芒果需水规律与适宜土壤水分灌溉调控技术成果及各项分析指标数据，可为当地政府合理利用水资源及指导农业节水灌溉提供科学依据。

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