一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法与流程

本发明涉及一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，属于咖啡栽培技术领域。

背景技术

在国际贸易上，咖啡是继石油之后，世界排名第2的原料型产品，其消费量为可可的3倍、茶叶的4倍。2015年云南省咖啡种植面积达1.23×10⁵hm²，产量超过1.20×10⁸kg，无论是咖啡种植面积还是产量，均占我国的99％以上，其中小粒咖啡种植最为广泛。小粒咖啡原生于非洲埃塞俄比亚热带雨林下层，适宜在温凉、湿润的荫蔽环境中生长。云南干热区小粒咖啡经常受到季节性干旱、土壤水分亏缺和强烈阳光照射多重制约，高效生产受到限制。合理荫蔽栽培对咖啡光、热、水、土、肥等因素有较好的调控作用，可为咖啡提供适宜的生长环境，避免叶片因过分氧化而提前衰老和掉落，同时可增强小粒咖啡生理活性，优化光合特性，增加生物量累积，提高水光利用效率。荫蔽栽培还能延缓咖啡浆果的成熟，使豆粒更大、更饱满，减少枯梢病的发生并维持多年稳产。选用遮荫网提供荫蔽环境时，咖啡园内的通风性不够好；目前，云南干热区小粒咖啡以自然光照下靠天降雨或漫灌为主，产量和品质得不到保证。

技术实现要素：

本发明提供了一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，以用于解决土壤干旱和小粒咖啡强光胁迫导致产量和品质得不到保证的问题。

本发明的技术方案是：一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，以小粒咖啡为被荫蔽物种，在栽植了5年生小粒咖啡的土地中套种香蕉树作为荫蔽树种；并在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水及进行若干次施肥。香蕉速生易控，树冠荫蔽性好，与咖啡共生性强且经济效益好，是咖啡理想的荫蔽树。同时香蕉喜光，在咖啡园间作香蕉，香蕉居上层，咖啡居下层，可使日光能被多层次利用，从而提高光能利用效率。

所述方法的具体步骤如下：

step1、选择长势一致的5年生小粒咖啡为供试材料，株距1.5～2.0m，行距2.0～2.5m，小粒咖啡的种植方向为南北朝向；

step2、在栽植了5年生小粒咖啡的土地中套种香蕉树作为荫蔽树种形成中度荫蔽或重度荫蔽；中度荫蔽的套种方式为：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距4.5～6.0m，重度荫蔽的套种方式为：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距4.5～6.0m；

step3、在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水；充分灌水定额根据该地区小粒咖啡逐月需水量资料并结合降水量来确定，其值为小粒咖啡需水量减去有效降雨量，灌水周期为7d，遇到降雨顺延。

所述步骤step1中，小粒咖啡的株高1.71～1.79m，茎粗22.27～24.34mm。

所述step3中，在咖啡和香蕉生长过程中，进行若干次施肥，每次施肥量为500～600g.株^-1，施肥方式为环形施肥，在距离小粒咖啡树干35～45cm处，挖宽5～10cm、深15～20cm的环形施肥槽，均匀施肥后覆土。

所述步骤step2中，选择的香蕉树长势一致，株高为0.50～0.55m，叶片数为5～6片。

所述步骤step3中，采用地表滴灌，滴头设在距小粒咖啡树基部两侧0.4m处，间距与树距相同，滴头流量2l/h，工作压力0.1mpa，水表计量控制灌水。

所述步骤step3中，施肥的肥料选用复合肥，其中n:p2o5:k2o为15:15:15。

所述步骤step2中，3月套种长势一致的香蕉树，且步骤step3中，若干次施肥时间分别在套种香蕉树后每年的5月、8月。

试验用田的土壤可以为老冲积层上发育形成的红褐色砂壤土，有机质20.2g.kg^-1，碱解氮106mg.kg^-1，有效磷12.6mg.kg^-1，速效钾56mg.kg^-1。

本发明的有益效果：

1、本发明充分利用了小粒咖啡喜温凉、湿润、荫蔽环境的生长习性，增加了土地利用率和经济效益。有利于小粒咖啡提高产量和增加品质，可提高当地咖农收入，发展当地经济；

2、本发明提出香蕉为小粒咖啡提供荫蔽环境的最佳种植模式及相应的最佳灌水模式，为干热区小粒咖啡农业供水和荫蔽栽培管理提供理论依据；

3、本发明选用高位作物提供荫蔽环境时，通风性好，可使日光能被多层次利用，从而提高光能利用效率，还能增加额外的经济收入。

附图说明

图1为本发明一个灌水水平下的试验布置示意图；

图2是本发明实施例中不同荫蔽模式下及不同灌水量下的小粒咖啡干豆产量结果图；

图3是本发明实施例中不同荫蔽模式下及不同灌水量下的小粒咖啡生豆营养品质结果图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，所述方法的具体步骤如下：

step1、选择长势一致的5年生小粒咖啡为供试材料，株距1.5m，行距2.0m，小粒咖啡的株高1.71m，茎粗22.27mm，小粒咖啡的种植方向为南北朝向；

step2、在栽植了5年生小粒咖啡的土地中套种长势一致，株高为0.50m，叶片数为5片的香蕉树作为荫蔽树种形成中度荫蔽或重度荫蔽；中度荫蔽的套种方式为：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距4.5m，重度荫蔽的套种方式为：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距4.5m；且套种香蕉树的时间为3月；

step3、在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水；充分灌水定额根据该地区小粒咖啡逐月需水量资料并结合降水量来确定，其值为小粒咖啡需水量减去有效降雨量，灌水周期为7d，遇到降雨顺延；充分灌水时，采用地表滴灌，滴头设在距小粒咖啡树基部两侧0.4m处，间距与树距相同，滴头流量2l/h，工作压力0.1mpa，水表计量控制灌水。

在咖啡和香蕉生长过程中，进行若干次施肥，若干次施肥时间分别在套种香蕉树后每年的5月、8月，每次施肥量为500g.株^-1，施肥方式为环形施肥，在距离小粒咖啡树干35cm处，挖宽5cm、深15cm的环形施肥槽，均匀施肥后覆土。施肥的肥料选用复合肥，其中n:p2o5:k2o为15:15:15。

实施例2：一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，所述方法的具体步骤如下：

step1、选择长势一致的5年生小粒咖啡为供试材料，株距2.0m，行距2.5m，小粒咖啡的株高1.79m，茎粗24.34mm，小粒咖啡的种植方向为南北朝向；

step2、在栽植了5年生小粒咖啡的土地中套种长势一致，株高为0.55m，叶片数为6片的香蕉树作为荫蔽树种形成中度荫蔽或重度荫蔽；中度荫蔽的套种方式为：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距6.0m，重度荫蔽的套种方式为：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距6.0m；且套种香蕉树的时间为3月；

step3、在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水；充分灌水定额根据该地区小粒咖啡逐月需水量资料并结合降水量来确定，其值为小粒咖啡需水量减去有效降雨量，灌水周期为7d，遇到降雨顺延；充分灌水时，采用地表滴灌，滴头设在距小粒咖啡树基部两侧0.4m处，间距与树距相同，滴头流量2l/h，工作压力0.1mpa，水表计量控制灌水。

在咖啡和香蕉生长过程中，进行若干次施肥，若干次施肥时间分别在套种香蕉树后每年的5月、8月，每次施肥量为600g.株^-1，施肥方式为环形施肥，在距离小粒咖啡树干45cm处，挖宽10cm、深20cm的环形施肥槽，均匀施肥后覆土。施肥的肥料选用复合肥，其中n:p2o5:k2o为15:15:15。

实施例3：一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，所述方法的具体步骤如下：

step1、选择长势一致的5年生小粒咖啡为供试材料，株距1.8m，行距2.2m，小粒咖啡的株高1.75m，茎粗23.27mm，小粒咖啡的种植方向为南北朝向；

step2、在栽植了5年生小粒咖啡的土地中套种长势一致，株高为0.52m，叶片数为6片的香蕉树作为荫蔽树种形成中度荫蔽或重度荫蔽；中度荫蔽的套种方式为：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距5.4m，重度荫蔽的套种方式为：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉的株距5.4m；且套种香蕉树的时间为3月；

step3、在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水；充分灌水定额根据该地区小粒咖啡逐月需水量资料并结合降水量来确定，其值为小粒咖啡需水量减去有效降雨量，灌水周期为7d，遇到降雨顺延；充分灌水时，采用地表滴灌，滴头设在距小粒咖啡树基部两侧0.4m处，间距与树距相同，滴头流量2l/h，工作压力0.1mpa，水表计量控制灌水。

在咖啡和香蕉生长过程中，进行若干次施肥，若干次施肥时间分别在套种香蕉树后每年的5月、8月，每次施肥量为550g.株^-1，施肥方式为环形施肥，在距离小粒咖啡树干40cm处，挖宽8cm、深18cm的环形施肥槽，均匀施肥后覆土。施肥的肥料选用复合肥，其中n:p2o5:k2o为15:15:15。

实施例4：如图1-2所示，一种灌溉条件下干热区小粒咖啡采用香蕉荫蔽栽培的方法，本实施例试验于2016年3月至2018年1月在云南省保山市潞江坝(99°11′e，25°04′n，海拔799m)进行，降水年际变化较大，且年内分布不均。2016年3月1日-2018年2月1日小粒咖啡生育期内降雨量为1394.9mm，日均气温最高和最低分别为32.3℃和10.4℃。

步骤1：2016年3月7日选择长势一致的5年生小粒咖啡为供试材料(株高1.71～1.79m，茎粗22.27～24.34mm)，株行距为1.5m×2.0m(3333株.hm^-2)，小粒咖啡的种植方向为南北朝向。

步骤2：选择速生易控、树冠遮荫好、与咖啡共生性强且经济效益好的中型香蕉树作为荫蔽树种。2016年3月9日在试验区种植长势一致的香蕉树(株高为0.50～0.55m，叶片数为5～6片)，在香蕉抽穗时选留一个吸芽为翌年的结果株，保持单位面积咖啡总株数不变，形成合理的荫蔽度。试验用田的土壤为老冲积层上发育形成的红褐色砂壤土，有机质20.2g.kg^-1，碱解氮106mg.kg^-1，有效磷12.6mg.kg^-1，速效钾56mg.kg^-1；

香蕉树作为荫蔽树种形成中度荫蔽或重度荫蔽；中度荫蔽的套种方式为：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉株行距为4.5m×6m，370株.hm^-2，重度荫蔽的套种方式为：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉株行距为4.5m×4m，556株.hm^-2；肥料选用云天化复合肥(n:p2o5:k2o为15:15:15)，分别于2016年5月12日、2016年8月26日、2017年5月6日和2017年8月24日等量施肥500g.株^-1，施肥方式为环形施肥：在距离小粒咖啡树干40cm处，挖宽5cm、深15cm的环形施肥槽，均匀施肥后覆土；

step3、在咖啡和香蕉生长过程中进行充分灌水；充分灌水定额根据该地区小粒咖啡逐月需水量资料并结合降水量来确定，其值为小粒咖啡耗水量减去有效降雨量，灌水周期为7d，遇到降雨顺延；充分灌水时，采用地表滴灌，滴头设在距小粒咖啡树基部两侧0.4m处，间距与树距相同，滴头流量2l/h，工作压力0.1mpa，水表计量控制灌水；

为了比较本发明在产量及营养品质上的优势，在试验的时候同时采用3个灌水水平和4个荫蔽栽培模式。3个灌水水平分别为充分灌水fi和轻度亏缺灌水dil、重度亏缺灌水dis，dil和dis的灌水量分别为fi的75％和50％；试验期间fi、dil和dis的灌水量分别为945.0、708.8和472.5mm。4个荫蔽栽培模式分别为无荫蔽(s0：单作咖啡，对照)、轻度荫蔽(sl：4行咖啡间作1行香蕉，香蕉株行距为4.5m×8m，278株.hm^-2)、中度荫蔽(sm：3行咖啡间作1行香蕉，香蕉株行距为4.5m×6m，370株.hm^-2)和重度荫蔽(ss：2行咖啡间作1行香蕉，香蕉株行距为4.5m×4m，556株.hm^-2)；

本实施例于2016年年底和2017年年底分批采摘小粒咖啡鲜豆，鲜豆蜕皮后加水淹没，静置发酵完成后清洗搓揉脱胶，日光自然干燥后测定干豆产量，结果如图2所示；

从图2中可以看出，本发明2016年中度荫蔽栽培下充分灌水(fism)得到的产量最高，2017年中度荫蔽栽培下充分灌水(fism)得到的产量最高，中度荫蔽栽培下充分灌水(fism)得到的两年均产最高，因此对于咖农来说，如果对产量要求很高的话就采用中度荫蔽栽培下充分灌水的栽培方式；

本实施例于2017年年底分批采收成熟鲜豆，蜕皮后加水淹没，静置发酵完成后清洗搓揉脱胶，日光自然干燥磨碎后测定其品质。品质指标包括总糖、蛋白质、脂肪、咖啡因、绿原酸、粗纤维和水浸出物，分别按gb/t5009.7-2008、gb/t5009.5-2010、gb/t5009.6-2003、gb5009.139-2014、gb/t5009.10-2003、gb/t5009.10-2003和gb/t8305-2013测定，结果表明(图3)，小粒咖啡生豆中总糖、蛋白质、脂肪、绿原酸和水浸出物含量随灌水量和荫蔽度的增加而增加，咖啡因和粗纤维含量随灌水量和荫蔽度的增加而减小；

再采用spss21软件对小粒咖啡豆的营养品质进行主成分分析，结果表明(表1)，重度荫蔽栽培下充分灌水(fiss)的综合品质最优，其次是中度荫蔽栽培下充分灌水(fism)；本发明采用了重度荫蔽栽培下充分灌水或中度荫蔽栽培下充分灌水；

因此对于咖农来说，如果对产量要求很高的话就采用中度荫蔽栽培下充分灌水的栽培方式；如果对营养品质要求很高的话，就采用重度荫蔽栽培下充分灌水的栽培方式；或者两种同时栽培都行，对于中度荫蔽栽培下充分灌水(fism)，虽然品质次于重度荫蔽栽培下充分灌水，但是此栽培方式产量最高。

表1为小粒咖啡生豆营养品质主成分分析结果

其中，fi-充分灌水；dil-轻度亏缺灌水；dis-重度亏缺灌水；s0-无荫蔽栽培；sl-轻度荫蔽栽培；sm-中度荫蔽栽培；ss-重度荫蔽栽培；y1-第一主成分得分；y2-第二主成分得分；f-主成分综合得分。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。