肖 兵,郭鐵英,白學(xué)慧,周 華,李錦紅,張洪波
(云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,云南瑞麗678600)
云南是中國(guó)的咖啡主產(chǎn)區(qū),適宜種植咖啡的地區(qū)海拔較高、冬季低溫明顯、降雨量偏低,對(duì)需要?dú)鉁馗?、降雨量豐沛的中粒種咖啡來(lái)說(shuō)不是理想的種植環(huán)境;加之中粒種咖啡市場(chǎng)售價(jià)比小粒種咖啡低,而國(guó)內(nèi)過(guò)去咖啡深加工技術(shù)落后,生產(chǎn)速溶咖啡的企業(yè)也少,所需中粒種咖啡原料時(shí)依賴進(jìn)口,因此,長(zhǎng)期以來(lái),在云南咖啡生產(chǎn)上對(duì)中粒種咖啡試種沒(méi)有引起重視。
隨著近年國(guó)內(nèi)咖啡加工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,如德宏后谷咖啡已建成3萬(wàn)t的速溶咖啡生產(chǎn)線,對(duì)中粒種咖啡的需求不斷增加。2016年5月6日,中科院院士周俊和省政府參事黃興奇在給省委書(shū)記提“關(guān)于將云南咖啡發(fā)展成為支柱產(chǎn)業(yè)的建議”時(shí),建議“云南不僅要發(fā)展小粒種咖啡,而且要適度發(fā)展中粒種咖啡”。為發(fā)揮我所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部咖啡種質(zhì)資源圃的優(yōu)勢(shì),云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱德宏熱作所)自2011年在云南瑞麗開(kāi)展中粒種試種研究,旨在總結(jié)出一套中粒種咖啡高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的種植技術(shù),生產(chǎn)出高海拔的優(yōu)質(zhì)中粒種咖啡,滿足速溶咖啡生產(chǎn)、精品咖啡拼配和喜歡喝中粒種咖啡消費(fèi)群體的需求,使云南咖啡產(chǎn)品多元化,更好地促進(jìn)云南咖啡產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
初步研究結(jié)果表明,在德宏地區(qū)能種植橡膠的環(huán)境可發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn),并且生產(chǎn)的中粒種咖啡屬于高海拔中粒種咖啡,品質(zhì)較優(yōu),可打造出中粒種精品咖啡;由于中粒種咖啡抗病蟲(chóng)危害較強(qiáng),產(chǎn)量高,生產(chǎn)成本低,性價(jià)比高,提高了種植效益;在德宏中粒種與小粒種咖啡間作,提高了土地利用率,經(jīng)營(yíng)效益顯著;云南省咖啡生產(chǎn)區(qū)域可以因地制宜種植發(fā)展一些中粒種咖啡,可以采取凈種或與小粒種咖啡間作,實(shí)現(xiàn)咖啡園化學(xué)肥料和農(nóng)藥雙減增效?,F(xiàn)將研究結(jié)果總結(jié)報(bào)道如下:
早在1956年,中粒種咖啡就從海南引進(jìn)到云南德宏熱作試驗(yàn)場(chǎng)育苗繁殖試種,1958年進(jìn)行田間栽培試驗(yàn)。由于中粒種咖啡不耐寒,雨季生長(zhǎng)表現(xiàn)差,全部死亡[1]。云南省農(nóng)科院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所1981年也在潞江壩海拔700 m的環(huán)境試種,由于當(dāng)?shù)亟涤炅可?,中粒種咖啡雖然未受到明顯的低溫影響,但是生長(zhǎng)表現(xiàn)不理想。西雙版納勐侖植物園也種植保存有中粒種咖啡[2]。云南主要咖啡種植區(qū)與海南省澄邁縣福山氣候條件比較詳見(jiàn)表1。
長(zhǎng)期以來(lái),云南對(duì)中粒種咖啡的種植也僅為資源保存利用。德宏熱作所1989年11月從非洲引進(jìn)中粒種咖啡的改良種在咖啡種質(zhì)資源圃保存至今;2001年9月又從海南中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所(以下簡(jiǎn)稱熱科院香飲所)引進(jìn)4個(gè)優(yōu)良中粒種咖啡芽條嫁接在非洲中粒種咖啡上保存至今,生長(zhǎng)表現(xiàn)良好。目前,德宏熱作所從國(guó)內(nèi)外共引進(jìn)中粒種咖啡11份(表2),隨著全球氣溫的升高,這些中粒種咖啡在資源圃表現(xiàn)出冬季寒害較輕,長(zhǎng)期生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)能夠正常開(kāi)花結(jié)果,且不受咖啡主要病蟲(chóng)害的危害。特別是從熱科院香飲所引進(jìn)的嫁接保存的4個(gè)品系的植株來(lái)看,多年都表現(xiàn)出較好的開(kāi)花結(jié)果習(xí)性,冬季未出現(xiàn)較重的寒害和旱害。
受全球氣候變化的影響,云南德宏熱區(qū)在海拔750~850 m的陽(yáng)坡,年積溫≥10℃、活動(dòng)積溫達(dá)7 600℃的立地環(huán)境在擴(kuò)大。鑒于此,認(rèn)為適度發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)一步探明中粒種咖啡的適應(yīng)性及與小粒種咖啡復(fù)合栽培的生態(tài)效應(yīng),2011年6月開(kāi)始,德宏熱作所在原種植橡膠的更新地開(kāi)展了中粒種咖啡與小粒種咖啡的間作試驗(yàn)研究。
中粒種咖啡,原農(nóng)業(yè)部瑞麗咖啡種質(zhì)資源圃保存的中粒種咖啡種質(zhì),資源圃編號(hào)為347號(hào)的后代實(shí)生樹(shù),為越南的高產(chǎn)中粒種咖啡后代;小粒種咖啡,資源圃編號(hào)為63、59號(hào),均是抗銹病強(qiáng)、產(chǎn)量高的優(yōu)良品種。
表2 德宏熱作所中粒種咖啡資源引種保存情況
試驗(yàn)布置在瑞麗市德宏熱作所試驗(yàn)地(N 24°01′,E 97°51′)。海拔800 m,年平均氣溫20.6~21.5℃,極端最高溫34.9℃,最冷月均溫13.3℃,年降雨量1 400 mm,年平均相對(duì)濕度80%,年日照時(shí)數(shù)2 351.1 h。土壤為花崗巖母質(zhì)磚紅壤性紅壤,pH 4.7~5.6,陽(yáng)坡。當(dāng)?shù)?年的氣象資料詳見(jiàn)表3,近7年平均溫度比1981-2010年和1957-1981年分別高出0.3℃和1℃,極端最低氣溫和氣溫平均最低值也都比早期要高。這也表明全球氣溫在升高,當(dāng)?shù)胤N植中粒種咖啡受冬季寒害影響的風(fēng)險(xiǎn)降低。
表3 云南瑞麗歷年氣象資料匯總
試驗(yàn)地共0.33 hm2。小粒種咖啡種植株行距1 m×2 m,兩行小粒種咖啡間作一行中粒種咖啡,中粒種咖啡株行距4 m×1.5 m,中粒種與小粒種咖啡行間距1 m。每公頃地種植中粒種咖啡1 665株,小粒種咖啡3 330株。
試驗(yàn)主要觀測(cè)中粒種咖啡的農(nóng)藝性狀及抗寒、抗病蟲(chóng)害等適應(yīng)性表現(xiàn);測(cè)定中粒種咖啡的產(chǎn)量,并對(duì)其品質(zhì)及杯品質(zhì)量進(jìn)行測(cè)評(píng)。
中粒種咖啡的開(kāi)花時(shí)間與小粒種咖啡基本一致,果實(shí)成熟期晚30~50 d。中粒種咖啡5年生平均株高286.7 cm,寬幅達(dá)226.6 cm,莖粗8.06 cm,分枝對(duì)數(shù)平均30對(duì);最長(zhǎng)一分枝長(zhǎng)132.6 cm,最長(zhǎng)一分枝節(jié)數(shù)29.3節(jié),每節(jié)平均果粒數(shù)27個(gè)。2018年1月調(diào)查,6年生中粒種咖啡株高317.2 cm,冠幅2 454 cm,而間作的小粒種咖啡株高控制在175 cm,寬幅148 cm,形成了較好的遮蔭效果。
2013/2014年云南出現(xiàn)了較嚴(yán)重的冬春季低溫,對(duì)云南咖啡不同種植區(qū)的小粒種咖啡造成了一定的影響。2013年12月平均氣溫13.9℃,2014年1月平均氣溫13.4℃,與上一年同期值相比偏低0.2℃,與歷年同期平均值相比偏低0.2℃,這兩個(gè)月極端最低氣溫分別為3.0℃和4.0℃,種植在海拔800 m環(huán)境的中粒種咖啡植株頂部嫩枝條也出現(xiàn)了寒害。2014年3月15日對(duì)試驗(yàn)地點(diǎn)中粒種咖啡進(jìn)行寒害調(diào)查(表4),除靠近水池邊的中粒種咖啡凍害較重外,其他中粒種咖啡植株都受寒較輕。開(kāi)春后,對(duì)樹(shù)冠枯枝的4~5級(jí)寒害植株進(jìn)行切干復(fù)壯后仍能正常生長(zhǎng);間作下的小粒種咖啡未出現(xiàn)寒害,僅見(jiàn)邊行少量植株頂部嫩芽?jī)鰝?/p>
表4 中粒種咖啡寒害調(diào)查
其它年份觀測(cè),中粒種咖啡未出現(xiàn)明顯寒害。經(jīng)過(guò)2013/2014年這一次冬季低溫特重年份的考驗(yàn)可看出,在德宏800 m左右的陽(yáng)坡種植中粒種咖啡是安全的。
中粒種咖啡在德宏種植至今未發(fā)現(xiàn)銹病和天牛危害,表現(xiàn)出了較好的抗病蟲(chóng)能力;而種植的小粒種咖啡,因試驗(yàn)地靠近老咖啡園,天牛蟲(chóng)源多,且由于前期中粒種咖啡未對(duì)其形成有效的蔭蔽,又遇上干旱嚴(yán)重的年分,導(dǎo)致滅字脊虎天牛危害發(fā)生較早。2014年7月18日調(diào)查咖啡天牛危害情況,小粒種咖啡開(kāi)始投產(chǎn)的3齡樹(shù)就已出現(xiàn)蟲(chóng)害(表5)。
表5 小粒種咖啡滅字脊虎天牛危害調(diào)查
2015/2016年對(duì)投產(chǎn)的中粒種咖啡進(jìn)行測(cè)定,單株平均產(chǎn)量為7.56 kg鮮果。2016/2017年為11.7 kg鮮果,最高單株鮮果產(chǎn)量達(dá)16.2 kg。小粒種咖啡投產(chǎn)后,2015/2016年平均單株鮮果產(chǎn)量為3 kg,2016/2017年為3.5 kg。
中粒種與小粒種咖啡間作地,小粒種咖啡植株按3 330/hm2株計(jì)算,2015/2016年和2016/2017年產(chǎn)咖啡帶殼豆分別為1 998 kg/hm2和2 331 kg/hm2;中粒種咖啡按1 665株/hm2計(jì)算,兩年產(chǎn)帶殼豆分別為3 147 kg/hm2和4 870.5 kg/hm2。兩年中粒種和小粒種咖啡合計(jì)產(chǎn)量分別為5 146.65 kg/hm2和7 201.5 kg/hm2??梢?jiàn),中粒種與小粒種咖啡間作有較好的產(chǎn)量效益。
3.5.1 咖啡豆物理性狀比較
從咖啡豆物理性狀測(cè)定結(jié)果來(lái)看(表6),中粒種咖啡出米率和千粒重最高,但缺陷豆達(dá)10%,而小粒種咖啡59號(hào)、63號(hào)分別為6.4%和7.6%;A級(jí)正常豆,中粒種為50%,小粒種59號(hào)為55.1%,63號(hào)為42.7%。
3.5.2 中粒種咖啡豆內(nèi)含物含量
試驗(yàn)地的中粒種咖啡樣2015年送到德宏州質(zhì)量技術(shù)綜合檢測(cè)中心測(cè)定咖啡因和硒的含量,咖啡因?yàn)?.8%,硒0.005 mg/kg。2017年12月,試驗(yàn)地中粒種和小粒種咖啡豆樣送到農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(昆明)檢驗(yàn),結(jié)果詳見(jiàn)表7。從表中看出,中粒種的咖啡因和綠原酸都較高,從咖啡與健康角度來(lái)看,中粒種也有其明顯的優(yōu)勢(shì)。
2017年2月,將中粒種咖啡交由中國(guó)咖啡工程中心水洗35 kg,2018年由咖啡資深杯品師董祖亮先生杯測(cè),結(jié)果為80.25分(圖1),特點(diǎn)評(píng)價(jià)為:谷物、煙草、麥香、巧克力、淡花香,入口谷物香濃,醇厚度高,后味有輕微膠味、木質(zhì)味。
表6 咖啡豆的物理性狀測(cè)定
表7 咖啡豆內(nèi)含物含量測(cè)定結(jié)果 %
圖1 中粒種S C A A標(biāo)準(zhǔn)杯測(cè)結(jié)果
在云南800 m海拔種植的中粒種咖啡屬高海拔中粒種咖啡,只要大田管理正常,果實(shí)采摘成熟度一致,初加工水洗法都能獲得較好的咖啡品質(zhì)。若初加工采用蜜處理或干法加工,中粒種咖啡的杯品質(zhì)量還有提升空間。
2013年6月,在德宏后谷咖啡公司推廣中粒種與小粒種間作模式,種植地為芒市遮放鎮(zhèn)杏煥村(N24°13′,E98°10′)海拔825 m的6.67 hm2平臺(tái)地,采取兩行小粒種咖啡(品種CIFC7963)套種一行中粒種咖啡,種苗為越南中粒種咖啡實(shí)生苗。定植后中粒種咖啡生長(zhǎng)較好,冬季未出現(xiàn)寒害影響。2017/2018年開(kāi)始投產(chǎn),調(diào)查結(jié)果顯示,中粒種農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好。經(jīng)測(cè)定,4年生中粒種咖啡平均株高206.4 cm,寬幅達(dá)232.2 cm,莖粗5.46 cm,分枝對(duì)數(shù)平均26.8對(duì);最長(zhǎng)一分枝長(zhǎng)118.1 cm,最長(zhǎng)一分枝節(jié)數(shù)24.1節(jié),每節(jié)平均果粒數(shù)17.2個(gè)。這塊種植地光照、熱量充足,從植株長(zhǎng)勢(shì)來(lái)看,與海南福山種植的中粒種咖啡表現(xiàn)相近;但是這塊地的中粒種咖啡實(shí)生樹(shù)比德宏熱作所試驗(yàn)地的中粒種咖啡實(shí)生樹(shù)變異明顯。因此,發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)必須推廣優(yōu)良無(wú)性系,要選育植株結(jié)果面積大、不易早衰和杯品質(zhì)量好的優(yōu)良品系,建立中粒種咖啡高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)園,以提高中粒種咖啡種植效益。
從德宏熱作所引進(jìn)種植的不同品種中粒種咖啡生長(zhǎng)表現(xiàn)來(lái)看,中粒種咖啡在德宏海拔750~850 m陽(yáng)坡有較好的適應(yīng)性,今后可適度生產(chǎn)發(fā)展;參試的小粒種咖啡德熱63和59號(hào)品種適應(yīng)性和產(chǎn)量表現(xiàn)與云南生產(chǎn)上主要種植的卡蒂姆CIFC7963相近,而且抗銹病更強(qiáng)。中粒種與小粒種咖啡花期基本相同,未出現(xiàn)海南島花期早而受到寒流低溫的凍害[3]。
中粒種與小粒種咖啡間作存在的問(wèn)題是,若間作園的中粒種與小粒種咖啡同期定植,頭幾年中粒種咖啡植株樹(shù)冠小,未能對(duì)小粒種咖啡形成有效蔭蔽,小粒種咖啡植株表現(xiàn)出全光照下的過(guò)度結(jié)果早衰,天牛危害較重。因此,在早期中粒種咖啡樹(shù)沒(méi)有形成較好蔭蔽條件時(shí),要做好小粒種咖啡的管理,有必要種植短期蔭蔽樹(shù)作為輔助措施,這不但可解決天牛危害早的問(wèn)題,還有利于小粒種咖啡豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。葉銹病和滅字脊虎天牛對(duì)小粒種咖啡生產(chǎn)的發(fā)展影響較大;抗天牛和銹病的中粒種咖啡與小粒種咖啡間作,稀釋了咖啡園的病蟲(chóng)害危害程度,也取到減藥增效的作用。
由于德宏種植中粒種咖啡的海拔相對(duì)傳統(tǒng)的中粒種咖啡生產(chǎn)區(qū)域高,生產(chǎn)的咖啡豆具有杯品質(zhì)量較好的潛力。我國(guó)的中粒種咖啡過(guò)去主要是在海南省海拔300 m以下的環(huán)境種植,云南800 m的海拔種植中粒種咖啡,相對(duì)海拔高,果實(shí)生育期長(zhǎng),杯品質(zhì)量有所提高,可以生產(chǎn)出售價(jià)更高的精品中粒種咖啡,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)也解決了種植中粒種咖啡的短板,同時(shí)也為國(guó)內(nèi)咖啡科研人員開(kāi)展中粒種與小粒種咖啡豆科學(xué)拼配和整體表現(xiàn)云南咖啡豆品質(zhì)水平提供了條件。
目前試驗(yàn)地種植的中粒種咖啡為實(shí)生樹(shù)苗,變異性大。今后可考慮引進(jìn)中國(guó)熱科院選育的24-2、興28、興29、26號(hào)、6號(hào)和24-1號(hào)進(jìn)行搭配種植,并根據(jù)各無(wú)性系生長(zhǎng)習(xí)性規(guī)劃中粒種與小粒種咖啡的株行距,以獲取高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)[4]。德宏熱作所內(nèi)試驗(yàn)地的中粒種咖啡實(shí)生樹(shù)在大田變異不是很大,但也發(fā)現(xiàn)可選擇利用的變異單株,而德宏后谷咖啡公司杏煥基地的中粒種咖啡(實(shí)生樹(shù))因種植面積大,變異株也較多,后期可通過(guò)在實(shí)生樹(shù)群體中選擇高產(chǎn)單株進(jìn)行無(wú)性系比較試驗(yàn)和生產(chǎn)試種,培育出適宜云南的中粒種咖啡優(yōu)良無(wú)性系。
總之,在云南適度發(fā)展中粒種咖啡生產(chǎn)是可行的,采用中粒種與小粒種咖啡間作可提高土地利用率,也不與現(xiàn)有小粒種咖啡爭(zhēng)地,又能實(shí)現(xiàn)不同咖啡品種的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),有利于農(nóng)藥化肥“雙減目標(biāo)”,是一個(gè)較好的咖啡復(fù)合栽培模式。
致謝:本試驗(yàn)研究得到本所夏紅云、蘇琳琳、蕭自位、趙明珠、馬關(guān)潤(rùn)、匡鈺和黃琳的幫助,謹(jǐn)此表示謝意!