摘要: 为探索山地柚园水肥一体化应用的技术与效果，以桂柚1号为研究对象，研究水肥一体化施肥和常规施肥对果实产量、品质及果园经济效益的影响。结果表明：采用水肥一体化施肥，可减少浇水与淋肥人工92.14%，节约喷药人工成本90%，年节水46.67%、节肥14.45%；桂柚1号产量提高35.37%，果实重量比常规施肥增加19.11%，维生素C、还原糖、转化糖和总糖含量分别提高9.10%、12.14%、2.46%和2.64%，可溶性固形物含量持平，可滴定酸含量降低16.67%，果实风味无明显差异。山坡地桂柚1号果园应用水肥一体化装备与技术能够实现节水减肥、提高果实产量和品质的目标。
Abstract:
To explore the application effects of water and fertilizer integration technology in mountain pomelo orchard, taking Guiyou No. 1 as test material, a comparative study was conducted on fruit yield, quality and orchard economic benefit under water-fertilizer integration and conventional fertilization. The results showed that, water and fertilizer integration could reduce the artificial amount of watering, fertilization and spraying by 92.14% and 90%, saving water by 46.67% and fertilizer by 14.45%. Compared with conventional fertilization, the yield of Guiyou No. 1 was increased by35.37%, fruit weight was increased by 19.11%, vitamin C, reducing sugar, invert sugar and total sugar contents were increased by 9.10%, 12.14%, 2.46% and 2.64%, respectively; titratable acid content was decreased by 16.67%. But soluble solid content was kept the same, and there was no significant difference in fruit flavor. The integrated equipment and technology of water and fertilizer can achieve the goal of saving water and reducing fertilizer, improving fruit yield and quality in Guiyou No. 1 orchard on hillside land.
1. 引言
“桂柚1号”源自沙田柚的芽变，自花结果率为5.43%~8.74%，无需人工授粉，丰产稳产性好，果大形美质优耐贮，果皮橙黄色 [1]，2012年开始推广种植，是广西柚类主栽品种之一。据统计，2019年广西柚类果园面积62.6万亩，主要分布在玉林市、桂林市、柳州市等地，以山地种植为主。丘陵山地地形复杂、灌溉条件相对较差，且存在工程性缺水及季节性缺水等诸多问题 [2]，且近年来，随着城镇化进程的推进，农村劳动力不断向城市涌入，果树种植出现请工难、请工贵的问题。因此，探求省时省力省工的水肥管理技术，对于果园控本增效、提高农民种植的积极性具有重要的指导意义。
水肥一体化施肥是将水溶性肥溶解成液肥后，通过滴灌或者微喷灌系统，输送到作物根区的一种施肥方式 [3]。在果树、蔬菜等作物上应用越来越普遍，不少研究表明，在果树栽培上应用水肥一体化施肥，可达到节水、节肥、节药、节工、提高果实品质及产量的效果 [4] - [9]。张展伟等对山坡地柑橘应用水肥一体化技术的试验表明 [10]，水肥一体化技术可节肥30%以上，增产16.6%，果实可溶性固形物达15%。刘传和等的试验表明，山地栽培条件下通过水肥一体化施肥的菠萝可溶性固形物、全糖量更高，风味更浓郁 [11]。王锦贵等研究表明 [12]，葡萄应用水肥一体化技术，可节水超过30%，节肥超过50%。张小东等研究表明 [13]，双矮苹果园使用水肥一体化施肥，亩产量比对照增加了435 Kg，果实可溶性固形物显著高于对照处理。
容县是沙田柚的原产地，2019年种植面积1.4万hm2 [14]。但沙田柚园多为丘陵山地，坡度较大，灌溉施肥等农事操作极不方便。水肥一体化技术容易操作、适用各种地形，迄今对沙田柚水肥一体化技术的相关研究较少，节水、节肥、省工效果尚等有待探明。作者以“桂柚1号”为材料，2019年在容县桂柚1号果园进行水肥一体化装备、技术与效果试验，调查研究水肥一体化施肥与常规施肥对产量、品质及果园经济效益的影响，旨在为山地柚园水肥一体化技术的推广应用提供参考，为当地柚树种植探索最适合的灌溉模式。
2. 材料与方法
2.1. 供试果园概况
供试果园位于容县石寨镇霄垌村雄安果场，山坡地，坡度20~40度，红壤。供试树为2016年冬种植的酸柚砧桂柚1号，株行距3~4 m × 5~6 m，总面积13.33 hm2，共有柚树6000株，2019年第1年挂果。试验地所在区域年平均气温21.3℃，月平均气温以1月最低，为12.2℃，7月最高，达28.2℃。雨水多集中于6~8月，11月至次年1月较干旱少雨，年平均降水量1737.4 mm。
2.2. 试验方法
2.2.1. 试验设计
本试验为大区对比试验，设一个试验区(即采用水肥一体化灌溉施肥的果树区)，2019年春在果园内安装水肥一体化设施，施肥覆盖面积占果园2.12 hm2，以常规灌溉施肥为对照，对照区面积2.0 hm2，两片区域的土壤肥力基本一致。于果树现蕾期开始施肥，参考常规桂柚1号栽培管理技术的施肥方法，采取“少量多次”的原则，分别在初花期、坐果前期、坐果期、第一次生理落果期、第二次生理落果期、稳果期和果实膨大期施肥，除水肥管理外，其他田间管理均一致。按照果树需肥期进行灌溉，两个处理各时期施肥种类、施肥量等见表1。
Table 1. Fertilization of two methods at different times
表1. 两种施肥方法各时期施肥情况
2.2.2. 水肥一体化设施
建立蓄水池(6 m × 12 m × 2.5 m)、药池、安装抽水机、增压泵、施肥器、喷药转接器等设备。装置的主水管外直径50 mm，主水管与树干距离1 m，每株树安装1个喷头，喷头与主管间的连接管外直径33.3 mm。
2.3. 研究方法
果实采样：果实成熟时，试验区和对照区分别选树势基本一致的6株树，在每株树的东、南、西、北、中5个方向各随机采摘1个无机械损伤、无病虫害的果实，共30个果带回实验室混合均匀，然后随机取10个果进行可溶性固形物、平均单果重测定，其余果实取果肉混合，然后按四分法取样进行Vc、还原糖、转化糖、全糖、可滴定酸等品质指标测定。
测定内容及方法：果实成熟时，测定总产量、单株产量；单果重量用电子天平测定(0.1 g)。可溶性固形物(TSS)用手持式糖量计直接测定，糖类测定用斐林氏容量法，可滴定酸测定用碱中和法，VC测定采用2,6-二氯酚靛酚(2,6-二氯吲哚酚钠)滴定法。
3. 结果与分析
3.1. 水肥一体化对桂柚1号产量的影响
从表2可知，采用水肥一体化施肥后，平均单果重比对照增加了11.9%，666.67 m2产量比对照增加了402.68 kg，增产35.37%。
Table 2. Effects of two fertilization methods on fruit yield of Guiyou No. 1
表2. 两种施肥方法对桂柚1号产量的影响
3.2. 水肥一体化对桂柚1号果实品质的影响
表3的结果表明，采用水肥一体化灌溉施肥后，果实的维生素C、还原糖、转化糖和总糖含量分别比对照提高了9.10%、12.14%、2.46%和2.64%，可滴定酸含量比对照下降了16.67%，而可溶性固形物含量两者相当，果实风味没有差异，两者均甜脆。
Table 3. Effects of two fertilization methods on fruit quality of Guiyou No. 1
表3. 两种施肥方法对桂柚1号果实品质的影响
3.3. 水肥一体化对果园经济效益的影响
3.3.1. 水肥一体化对灌溉施肥人工成本的影响
试验区单次浇水、淋肥需1 人工作0.5 d，对照区单次浇水、淋肥需6人耗时1 d，以80.0元/人/d (当地果园劳力均价)计算，人工成本分别为40.0和480.0元。从表4的对比可看出，试验区比对照区单次灌溉施肥节约人工费440元，折合节约人工费221.13元/hm2，单位面积节省率高达92.14%。供试果园全年灌溉施肥9次，试验区累计节约灌溉施肥人工成本468.80元。
Table 4. Comparison of artificial irrigation fertilization cost between two methods
表4. 两种施肥方法灌溉施肥人工成本的比较
3.3.2. 水肥一体化对喷药人工成本的影响
从表5可看出，试验区单次喷药仅需2人工作1 d，对照区需10人耗时2 d才能完成，试验区单次喷药可节约人工费1440元，人工成本减少了90%。
Table 5. Comparison of artificial spraying cost between two methods
表5. 两种施肥方法喷药人工成本的比较
3.3.3. 水肥一体化对果园灌溉用水量的影响
从表6可知，试验区单次灌溉用水量36 t/hm2，全年用水量360 t/hm2，对照区单次灌溉用水量112.5 t/hm2，全年用水量675 t/hm2，年节水率46.67%，节水效果显著。
Table 6. Comparison of irrigation amount between two methods
表6. 两种施肥方法灌溉用水量的比较
3.3.4. 水肥一体化对肥料成本的影响
从表7可看出，水肥一体化施肥与常规施肥对比，三种肥料的施用量分别减少了0.375 kg、0.6 kg、0.375 kg/株，每株总施肥量减少1.35 kg。按当前的市场价格计算，水肥一体化施肥的肥料成本77.35元/株，对照区的肥料成本88.525元/株，前者每年可节约肥料成本11.175元/株，折合5028.75元/hm2，节肥率为14.45%。
Table 7. Comparison of fertilizer consumption and cost between two methods
表7. 两种施肥方法肥料的用量和成本的比较
4. 结论与讨论
试验结果表明，采用水肥一体化灌溉施肥后减少灌溉施肥人工成本92.14%，节约喷药人工成本90%，年节水46.67%、节肥14.45%。桂柚1号产量提高了35.37%，单果重量比常规灌溉施肥增加了19.11%，维生素C、还原糖、转化糖和总糖含量分别提高了9.10%、12.14%、2.46%和2.64%，可溶性固形物含量持平，可滴定酸含量降低了16.67%。
邓兰生等 [15] 试验表明，水肥一体化灌溉施肥比常规灌溉施肥节肥38.9%、节药20.0%，增产49.2%，节约生产成本4425元/hm2，其中节约灌溉施肥成本3000元/hm2；韩庆忠等 [16] 在奈维琳娜脐橙上试验结果表明，水肥一体化技术增产18.1%~44.4%，节约肥料65.4%~70.4%，增加产值1196~2747元/666.7 m2；张中华等 [17] 在柑橘上的试验结果表明，智能水肥一体化技术节肥25%，节水30%以上，产量提高了10%~15%，节约农药15%以上，节省人工60%以上。水肥一体化施肥的金柚果实各项品质指标均优于其他处理 [18]，葡萄采用水肥一体化技术，其可溶性固形物含量比对照增加了2.0%，总糖增加了20.7% [19]。从本试验结果看，采用水肥一体化灌溉施肥后，人工、水、肥成本减少，产量提高，果实品质提升。与前人研究结果一致。
本试验的水肥一体化设施建立时一次性投入的成本较高，主体装置成本约380元/666.67m2，总费用12,084元，喷灌装置成本约100元/666.67m2，总投资3180元，但投入使用后，施肥灌溉不需开沟，可大幅度减少人工的投入，节省大量的人工成本。因此，水肥一体化设施投入使用后2~3年，基本可以收回成本。试验过程中结合桂柚1号栽培管理技术的进行施肥设计，有利于该品种的保质稳产。从本试验的结果来看，水肥一体化灌溉施肥可以取代常规灌溉施肥方法，受不同年份的气候条件、土壤条件、树势等因素的影响，应该根据果园实际情况适当调整肥、水用量。
广西柚类果园多分布在山地，坡度大，地形复杂，不利于施肥灌溉等农事操作。柚树进入丰产期后，由于株行间交叉，农机具及劳动工人进入果园不方便，施肥灌溉难度增大，劳动强度随之增加，严重影响果园管理和生产成本控制。在山地、大面积柚园，如何解决交通、劳力和水源不便、季节性干旱、人力成本不断提高等问题，水肥一体化施肥、灌溉装备与技术是最佳选择。采用水肥一体化技术后，果园肥、水、喷药成本明显下降，生产效率显著提高，产量和果实品质也呈上升趋势。在山坡地桂柚1号果园采用水肥一体化装备与技术具有明显的节本增效作用，可以进一步推广应用。
基金项目
广西重点研发计划项目(桂科AB16380145)；广西创新驱动发展专项资金项目(桂科AA17204097-2)；广西柑橘创新团队桂东站项目(nycytxgxcxtd-2021-05-04)；广西创新驱动发展专项资金项目(桂科AA18118046-8)。
NOTES
*通讯作者。