微润灌溉施肥条件下干热河谷区芒果品质调控机制及水肥耦合模式

As one of the world's five largest tropical fruit, mango is agricultural product with unique advantages in dry-hot valley. According to green development of agriculture and popularization of the integration of irrigation and fertilization technology (fertigation), and aiming at the problems of seasonal drought in dry-hot valley, soil poor water-holding and fertilizer-conserving capacity, extensive management of water and fertilizer, and no guarantee of mango yield and quality, the project mainly studies the effects of different moistube fertigation schemes on feedback mechanism of rootzone soil micro-ecology environment, dynamic response of eco-physiological factors, water consumption, water efficient use, formation and regulation mechanism of mango quality in dry-hot valley. The project seeks for quantitative relation between soil micro-ecological environment and growth and physiological characteristics, and proves the effect of saving water and fertilizer and effective ways of mango in dry-hot valley. Aiming to achieve good quality and high yield, the project takes water effient use and optimal control of rootzone soil micro-ecology environment as core. The project constructs comprehensive benefit evaluation model of yield and quality under different fertigation strategy based on the method of improved technique for order preference by similarity to ideal solution, and quantitatively optimizes decision of irrigation and fertilizer. On the basis of those, the project proposes mango’s optimum moistube fertigation index and coupling model in dry-hot valley, and realizes efficient ecological cultivation target. This project is of great theoretical and realistic significance and wide application prospect.

芒果作为世界五大热带水果之一，是我国干热河谷区特色优势农产品。本项目根据我国发展绿色农业和主推水肥一体化技术的需求，针对干热河谷区季节性干旱、土壤保水保肥能力差，芒果水肥管理粗放以及产量品质得不到保证的现状，重点研究不同微润灌溉施肥策略下芒果根区土壤微生态环境反馈机制、生理生态动态响应、耗水规律、水分高效利用、果实品质形成及调控机理；明确土壤微生态环境与芒果生理生态特性的定量关系；探求微润灌溉条件下干热河谷区芒果节水节肥效应以及可实现的有效途径。以提质高产为目标，以水分高效利用和根区微生态环境的最优调控为核心，基于改进的理想解逼近法构建不同水肥策略下芒果产量品质综合效益评价模型，定量优化灌溉施肥决策。在此基础上综合分析提出适宜于干热河谷区芒果提质高产的最佳微润灌溉施肥指标及耦合模式，实现高效生态种植的发展目标。该项目具有重要的理论和现实意义及广阔的应用前景。

芒果作为世界五大热带水果之一，是我国干热河谷区特色优势农产品。本项目针对干热河谷区季节性干旱、土壤保水保肥能力差，芒果水肥管理粗放以及产量品质得不到保证的现状，重点研究了不同灌溉施肥策略下芒果根区土壤微生态环境反馈机制、生理生态动态响应、耗水规律、水分高效利用、果实品质形成及调控机理，明确了土壤微环境与芒果生理生态特性的定量关系。大田试验设置了4种灌溉模式包括全物候期充分灌溉（FI）和3种调亏灌溉（开花期调亏灌溉-RDIFS、果实膨大期调亏灌溉-RDIES和成熟期调亏灌溉-RDIMS）。3个施肥水平分别为高肥(FH，当地施肥量)、中肥(FM)和低肥(FL)。结果表明，同一施肥条件下，与FI相比，不同物候期水分亏缺均显著降低芒果净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs），但增加叶片瞬时水分利用效率（WUEi）。RDIFS显著降低产量、IWUE及鲜果中固酸比和糖酸比含量；RDIES显著降低产量，同时降低鲜果中可溶性固形物和固酸比含量，但显著增加IWUE；RDIMS对产量影响不明显，但显著增加IWUE及鲜果中总糖含量和类胡萝卜素含量。同一灌溉模式下，与FH相比，随着施肥量的减少，Pn、Gs和Tr随之减小，而产量、IWUE及鲜果中总糖和维生素C含量先增后减。RDIMSFM的产量和IWUE最大，和FIFH（CK）相比，RDIMSFM分别显著增加产量和IWUE。同时，熵值-TOPSIS法综合评价也表明，RDIMSFM处理的产量、营养品质及IWUE的综合得分最高。调亏灌溉降低土壤酶活性、微生物数量，但增加养分含量。随着施肥量的减少，土壤硝态氮含量、速效磷含量、速效钾含量、脲酶活性、真菌数量、放线菌数量减少，而土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性以及细菌数量先增后减。土壤质量指数法发现调亏灌溉降低土壤质量综合指数（SQI），同时SQI随着施肥量的减少而减小。产量、单果重量和PFP随不同生育期SQI的增大先增后减，WUE随开花期SQI增大而增大，随果实膨大期和成熟期SQI增大而减小。项目提出了适宜于干热河谷区芒果提质高产的最佳微润灌溉施肥指标及耦合模式，具有重要的理论和现实意义及广阔的应用前景。