1、热带香料饮料作物水肥一体化热带香料饮料作物水肥一体化技术研究与应用技术研究与应用-以胡椒为例以胡椒为例中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所王王 灿灿 博士博士2015. 08. 092015-2015-中国园艺学会中国园艺学会- -全国农用塑料设施大棚、温室栽培技术交流会全国农用塑料设施大棚、温室栽培技术交流会汇报提纲汇报提纲一、热带香料饮料作物产业概况一、热带香料饮料作物产业概况二、香料饮料作物水肥一体化技术研究二、香料饮料作物水肥一体化技术研究 （以胡椒为例）（以胡椒为例） 三、小结三、小结一、热带香料饮料产业概况一、热带香料饮料产业概况海南省万宁市兴隆镇海南省
2、万宁市兴隆镇胡椒胡椒香草兰香草兰咖啡咖啡 可可可可热带香料饮料作物热带香料饮料作物1、胡椒、胡椒世界古老而著名的香辛料植物世界古老而著名的香辛料植物胡椒（胡椒（Piper nigrumPiper nigrum L. L.）胡椒科胡椒属多年生热带常绿藤本植物，）胡椒科胡椒属多年生热带常绿藤本植物，享有享有“香料之王香料之王”的美誉。的美誉。主要用途主要用途l 食品工业：调味剂、防腐剂、保鲜剂食品工业：调味剂、防腐剂、保鲜剂l 医学：健胃剂、解热剂、利尿剂医学：健胃剂、解热剂、利尿剂l 生物工程：制药、戒烟生物工程：制药、戒烟/ /毒、军事领域毒、军事领域 2、香草兰、香草兰世界世界“食品香料之王
3、食品香料之王”香草兰香草兰 Vanilla planifoliaVanilla planifolia (Salisb.)Ames (Salisb.)Ames.又名香荚兰、香子兰，是兰科香草兰属多年生热又名香荚兰、香子兰，是兰科香草兰属多年生热带藤本攀缘植物，素有带藤本攀缘植物，素有“食品食品香料之王香料之王”的美誉。的美誉。其鲜果荚经加工后含有其鲜果荚经加工后含有250250多种挥发性香气成分。多种挥发性香气成分。主要用途主要用途l 烟酒业：高级香烟、名酒烟酒业：高级香烟、名酒l 食品业：糖果、饼干、冰淇淋、巧克力、茶叶食品业：糖果、饼干、冰淇淋、巧克力、茶叶 l 化妆业：高档香水化妆业：高档
4、香水花花果荚果荚示范基地示范基地3、咖啡、咖啡世界三大饮料作物世界三大饮料作物主要用途主要用途l用作饮料、兴奋剂、利尿剂和强心剂用作饮料、兴奋剂、利尿剂和强心剂l鲜果肉：制造酒精、酿醋、糖蜜鲜果肉：制造酒精、酿醋、糖蜜l干果肉：饲料干果肉：饲料l干果壳：肥料、碳砖、燃料、硬纤维板干果壳：肥料、碳砖、燃料、硬纤维板l花：提取高级香料花：提取高级香料 咖啡咖啡( (CoffeaCoffea spp spp.).)为茜草科咖啡属多为茜草科咖啡属多年生常绿灌木或乔木。与可可、茶被称为世年生常绿灌木或乔木。与可可、茶被称为世界三大饮料，产量、产值和消费量均居三大界三大饮料，产量、产值和消费量均居三大饮料
5、作物之首。饮料作物之首。4、可可、可可世界三大饮料作物世界三大饮料作物 可可（可可（TheobromaTheobroma cocoa cocoa L. L.）属梧桐科可可属）属梧桐科可可属多年生木本植物。世界三大饮料之一，营养丰富，多年生木本植物。世界三大饮料之一，营养丰富，味道香醇，具有兴奋滋补作用。味道香醇，具有兴奋滋补作用。花花 红果红果绿果绿果主要用途主要用途l 饮料、巧克力、糖果、冰激凌饮料、巧克力、糖果、冰激凌l 滋补品和兴奋剂滋补品和兴奋剂l 酿酒、制醋酸酿酒、制醋酸作物作物单产单产（公斤（公斤/ /亩）亩）单价单价（元（元/ /公斤）公斤）产值产值（元（元/ /亩）亩）利润利润
6、（元（元/ /亩）亩）小麦小麦5005002.52.512501250700700玉米玉米6006002.52.515001500800-900800-900水稻水稻5505503.03.016501650700700胡椒胡椒150-250150-25010010015000-2500015000-2500011000-2100011000-21000香草兰香草兰15151000100015000150001200012000咖啡咖啡150-200150-20020203000-40003000-40002500-35002500-3500可可可可120-150120-15025253000-
7、37503000-37502500-32502500-3250与大宗作物经济效益比较中国种植面积约中国种植面积约3030万公顷，年总产量万公顷，年总产量3030多万吨，农业多万吨，农业产值超过产值超过4040亿元，是热区农民收入主要来源之一。亿元，是热区农民收入主要来源之一。二、热带香料饮料作物水肥一体化技术二、热带香料饮料作物水肥一体化技术研究进展研究进展以胡椒为例以胡椒为例香饮所在胡椒传统高产栽培方面研究取得了阶段性成果。香饮所在胡椒传统高产栽培方面研究取得了阶段性成果。序号序号成果名称成果名称成果先进情况成果先进情况获奖情况获奖情况1 1海南岛胡椒、咖啡、可可农业生产区划海南岛胡椒、咖啡
8、、可可农业生产区划 国内领先国内领先19851985年全国农业区划科技成果年全国农业区划科技成果三等奖三等奖2 2胡椒丰产栽培技术推广胡椒丰产栽培技术推广国内领先国内领先19821982年国家农委年国家农委. .科委科技推广科委科技推广奖奖3 3胡椒高投入、高产出、高效益生产模式胡椒高投入、高产出、高效益生产模式示范园示范园国内领先国内领先19871987年广东农垦局科技进步三年广东农垦局科技进步三等奖等奖4 4胡椒应用落叶剂增产效应的研究胡椒应用落叶剂增产效应的研究国内领先、国际领先国内领先、国际领先19911991年海南省科技进步四等奖年海南省科技进步四等奖5 5胡椒丰产栽培配套技术研究胡
9、椒丰产栽培配套技术研究国内领先、国际先进国内领先、国际先进19951995年海南省科技进步四等奖年海南省科技进步四等奖6 6胡椒矿质营养诊断指导施肥技术胡椒矿质营养诊断指导施肥技术国内领先、国际先进国内领先、国际先进19951995年海南省科技进步四等奖年海南省科技进步四等奖7 7我国胡椒标准化生产技术体系建立与应我国胡椒标准化生产技术体系建立与应用用国内领先水平，部分达到国际先进水平国内领先水平，部分达到国际先进水平20092009年中华农业科技奖三等奖年中华农业科技奖三等奖8 8胡椒栽培科普图书及应用胡椒栽培科普图书及应用20112011年中华农业科技奖科普类年中华农业科技奖科普类成果奖成
10、果奖相关鉴定成果相关鉴定成果 但近年来，随着农村劳动力结构变化、生产物资成本上但近年来，随着农村劳动力结构变化、生产物资成本上涨，传统的高投入、高产出模式逐步难以为继，如何降低胡涨，传统的高投入、高产出模式逐步难以为继，如何降低胡椒种植过程中的劳动强度，提高肥料利用效率，实现节本增椒种植过程中的劳动强度，提高肥料利用效率，实现节本增效是我国胡椒产业可持续发展的必然途径。效是我国胡椒产业可持续发展的必然途径。 2012-2013年试验共3个处理：以传统施肥为对照，施肥次数为4次；计算传统施肥养分纯量，将水肥一体化试验施肥总量设定为传统施肥量的1/2，施肥次数为8次，并采用不同溶解度肥料。CK ：
11、传统施肥对照：传统施肥对照F-1 ：水肥一体化处理：水肥一体化处理1（普通肥料）（普通肥料）F-2 ：水肥一体化处理：水肥一体化处理2 （水溶肥）（水溶肥）试验一：如何确定施肥技术指标试验一：如何确定施肥技术指标 2013-2014年试验共5个处理： 根据目标产量1.5 kg/株和2.25 kg/株确定总施肥量（分别为传统施肥量的60%和80%）； 根据少量多次的原则，将施肥次数分别设定为7次和9次；再根据作物阶段性养分需求，确定各次施肥的施用量与元素配比（数略）。CK ：传统施肥对照：传统施肥对照Y1N1 ：水肥一体化处理：水肥一体化处理1（目标产量（目标产量1.5 kg/株株，施肥，施肥7
12、次）次）Y2N1 ：水肥一体化处理：水肥一体化处理2 （目标产量（目标产量2.25 kg/株株，施肥，施肥7次）次）Y1N2：水肥一体化处理：水肥一体化处理3 （目标产量（目标产量1.5 kg/株株，施肥，施肥9次）次）Y2N2：水肥一体化处理：水肥一体化处理4（目标产量（目标产量2.25 kg/株株，施肥，施肥9次）次）1264.51208.01302.70500100015002000F-1F-2CK处理穗数（个）0.670.690.630.000.200.400.600.801.00F-1F-2CK处理稔实率（1 1） 2012-20132012-2013年试验结果年试验结果aaaab
13、baF-1 ：水肥一体化（普通肥料）：水肥一体化（普通肥料）F-2 ：水肥一体化（水溶肥）：水肥一体化（水溶肥）CK ：传统施肥对照：传统施肥对照6.65.66.203691215F-1F-2CK处理百粒重（g）aabaaa穗粒数1855.61744.41800.605001000150020002500F-1F-2CK处理产量（g）aaa3.2%6.3%在施肥量减半的情况下，水肥一体化施肥能够维持较高产在施肥量减半的情况下，水肥一体化施肥能够维持较高产量，从而有效提高肥料利用率；量，从而有效提高肥料利用率；水肥一体化可能通过增加百粒重来提高产量。水肥一体化可能通过增加百粒重来提高产量。F-1
14、 ：水肥一体化（普通肥料）：水肥一体化（普通肥料）F-2 ：水肥一体化（水溶肥）：水肥一体化（水溶肥）CK ：传统施肥对照：传统施肥对照CK ：传统施肥对照：传统施肥对照Y1N1 ：处理：处理1（目标产量（目标产量1.5 kg/株株，施肥，施肥7次）次）Y2N1 ：处理：处理2 （目标产量（目标产量2.25 kg/株株，施肥，施肥7次）次）Y1N2：处理：处理3（目标产量（目标产量1.5 kg/株株，施肥，施肥9次）次）Y2N2：处理：处理4 （目标产量（目标产量2.25 kg/株株，施肥，施肥9次）次）（2 2） 2013-20142013-2014年试验结果年试验结果随施肥次数增加，增产效
15、果更为明显；随施肥次数增加，增产效果更为明显；产量增加不仅是由百粒重增加而引起的，穗数、穗粒数产量增加不仅是由百粒重增加而引起的，穗数、穗粒数增加对产量增加也有贡献。增加对产量增加也有贡献。水肥一体化产量形成过程有别于传统施肥。原因？水肥一体化产量形成过程有别于传统施肥。原因？10.1%21.0%17.4%19.4%每年施肥每年施肥4 4次，每次开沟、撒肥、次，每次开沟、撒肥、覆土等工作，一块园（覆土等工作，一块园（4 4亩）周年亩）周年需需3232小时施肥；小时施肥；施肥施肥1.12 1.12 千克千克/ /株；株；漫灌、喷灌等灌溉需水漫灌、喷灌等灌溉需水6 6 吨吨/ /亩；亩；每年施肥每
16、年施肥7-87-8次，每次次，每次4040分钟即可分钟即可完成施肥，完成施肥，一块园周年仅一块园周年仅需需4-54-5小小时；时；施肥施肥0.79 0.79 千克千克/株；株；滴灌需水滴灌需水 5 吨吨/亩；亩；劳动力成本下降劳动力成本下降4 4倍，节肥倍，节肥40%40%，节水，节水17%17%，共减少成本投入，共减少成本投入350350元元/ /亩。亩。效益分析效益分析传统施肥传统施肥水肥一体化水肥一体化 劳动力成本下降4倍 肥料节省40% 节水20% 单株增产0.3kg(提高15%) 用电量增加了1.72倍每亩增收共计每亩增收共计3320元元 节约成本节约成本350元元/亩亩 产值增加产
17、值增加3000元元/亩（亩（100株株/亩）亩）成本增加成本增加30元元/亩亩 效益分析效益分析“施肥不下田，轻松又省钱！施肥不下田，轻松又省钱！”成本核算 管道（不可拆卸）：管道（不可拆卸）： （共（共900元）元） PVC管：300元/亩；滴灌pe管：1.2元/米，270元/亩；进口以色列滴头：0.8元/个，120元/亩；其他配件：100元/亩。 配套设备（可拆卸，共用）：（共配套设备（可拆卸，共用）：（共1880元）元）过滤器：800元/个；压力表：80/套；汽油泵：1000元/台。使用年限均为使用年限均为8-108-10年。年。每亩增收共计每亩增收共计33203320元，一年即可收回成
18、本。元，一年即可收回成本。试验二：如何确定滴头位置试验二：如何确定滴头位置为确定胡椒水肥一体化滴头位置，采用根钻法，以30 cm30 cm的采样密度采集了1.5 年、3 年、6 年、15 年以上4个不同种植年限胡椒的根系，分洗出来后，利用WinRHIZO软件定量分析。利用GS+分析数据，获得空间分布图。30cm30cm30cm30cm1.5 1.5 年年柱柱3 3 年年6 6 年年15 15 年年不同种植年限胡椒根系动态分布（总根长）不同种植年限胡椒根系动态分布（总根长）根据根系分布，确定胡椒水肥一体化滴头位置：根据根系分布，确定胡椒水肥一体化滴头位置： 1-3龄未投产胡椒苗滴头位置可安装在胡
19、椒椒头方向的40-60cm处，诱导根系向外生长； 4龄以上胡椒滴头位置应适当向外扩展，椒头方向可安装在60-90cm处，柱后30cm处也可安装1个出水量较小的滴头； 结果胡椒（6龄以上）滴头位置可保持不变，但柱后位置的滴头可更换为出水量更大的滴头。三、小结三、小结 基本确定了胡椒水肥一体化的施肥技术指标，主基本确定了胡椒水肥一体化的施肥技术指标，主要包括施肥数量、施肥次数等。要包括施肥数量、施肥次数等。 与传统施肥相比，水肥一体化产量形成过程存在与传统施肥相比，水肥一体化产量形成过程存在差异，引起原因仍需通过试验验证。差异，引起原因仍需通过试验验证。 根据胡椒根系生长的动态变化，明确了不同年龄根据胡椒根系生长的动态变化，明确了不同年龄胡椒水肥一体化滴头的位置。胡椒水肥一体化滴头的位置。致谢致谢 感谢华南农业大学资源学院张承林老师课题组的大力支持！ 感谢课题组人员的辛勤付出！敬请各位专家批评指正敬请各位专家批评指正欢迎莅临海南指导欢迎莅临海南指导
