施氮方法對甘蔗干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

摘要：以新臺糖２２（ＲＯＣ２２）為試驗(yàn)材料，研究了氮肥不同施用方法對甘蔗干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與對照比較，施用氮肥可極顯著提高甘蔗干物質(zhì)積累量、蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量，顯著提高蔗糖含量；隨氮肥施用次數(shù)的增加，甘蔗干物質(zhì)積累量、蔗莖產(chǎn)量及產(chǎn)糖量顯著增加，但蔗糖含量略有下降；氮肥不同施用方法對甘蔗各器官、各生長階段干物質(zhì)積累的影響有明顯差異。

關(guān)鍵詞：甘蔗；氮肥；施用方法；干物質(zhì)積累；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：Ｓ５６６．１０６．２ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）07－1341-03

Effect of Application Methods of Nitrogen Fertilizer（15N） on Dry Matter Accumulation， Yield and Quality of Sugarcane

ＷＥＩ Ｊｉａｎ－ｆｅｎｇ１，ＬＵＯ Ｙｉ2，ＭＩ Ｃｈａｏ2，ＬＡＮ Ｌｉ－ｂｉｎ2，ＣＨＥ Ｃｈａｏ－ｊｕｎ2，ＬＩＵ Ｈｕａｎ－ｙｕ１，ＬＩＡＮＧ Ｈｅ2

（１．Ｌｕｓｈａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ ５４５６１６，Ｇｕａｎｇｘｉ，China；

2． Agriculture College， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００５，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔａｋｉｎｇ ｎｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｒｅｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｅｑｕａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ １５Ｎ－ｌａｂｅｌｅｄ ｕｒｅａ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ＲＯＣ２２． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ， ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， ｓｔａｌｋ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｕｇａｒ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｗｈｉｌｅ ｓｕｃｒｏｓｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｔａｌｋ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｇａｎｓ ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｕｇａｒｃａｎｅ； ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ； ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ； ｙｉｅｌｄ； ｑｕａｌｉｔｙ

氮是甘蔗生長需要量多而土壤又往往滿足不了的重要營養(yǎng)元素，生產(chǎn)上常常要用施肥的手段來補(bǔ)充［１，２］。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，蔗區(qū)施氮量逐步增加，但被植株吸收利用的只有３０％～４０％甚至更少，這樣既增加了生產(chǎn)成本，又給環(huán)境帶來了污染［３，４］。如何提高甘蔗氮肥的利用效率，前人在不同土壤條件或田間條件下從施肥技術(shù)方面進(jìn)行了研究，但對甘蔗氮肥施用次數(shù)以及施用時間的看法不一，不同氮肥施用方法對甘蔗生長、產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)各不相同［２，５－８］。在“應(yīng)用１５Ｎ示蹤法對甘蔗氮肥效率及氮素去向的研究”項(xiàng)目支持下，針對土壤低氮（堿解氮68.85 mg/kg）條件，通過網(wǎng)室盆栽試驗(yàn)，研究了氮肥施用方法對甘蔗干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為改進(jìn)甘蔗施肥技術(shù)、提高氮肥利用效率提供參考。

１ 材料與方法

１．１ 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于２００９年２月至２０１０年１月在廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院智能網(wǎng)室中進(jìn)行，供試甘蔗品種為新臺糖２２（ＲＯＣ２２），用無底塑料圓盆（直徑０．４ ｍ，深０．４ ｍ）栽培。供試土壤為赤紅壤，其主要性狀為ｐＨ ６．３７，有機(jī)質(zhì)１４．３７ ｇ／ｋｇ，堿解氮６８．８５ ｍｇ／ｋｇ，速效磷３８．６１ ｍｇ／ｋｇ，速效鉀５３．４０ ｍｇ／ｋｇ。供試１５Ｎ標(biāo)記的尿素為上?；ぱ芯吭荷a(chǎn)，其標(biāo)記豐度為１０．０８％，含Ｎ ４６％；過磷酸鈣含Ｐ２Ｏ５ １２％，氯化鉀含Ｋ２Ｏ ６０％。

１．２ 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)不施氮肥（ＣＫ），Ｔ１（尿素全部作基肥施用），Ｔ２（尿素按基肥∶分蘗肥＝１∶１施用），Ｔ３（尿素按基肥∶分蘗肥∶攻莖肥＝３∶３∶４施用）4種處理，采用微區(qū)方式進(jìn)行，隨機(jī)區(qū)組排列，３次重復(fù)，每重復(fù)１０盆，每盆１個單芽苗。施肥量參照甘蔗種植常規(guī)用量為尿素４５０ ｋｇ／ｈｍ２、過磷酸鈣４５０ ｋｇ／ｈｍ２、氯化鉀２２５ ｋｇ／ｈｍ２，每公頃按９．０萬芽苗計算出每盆施尿素５．０ ｇ、過磷酸鈣５．０ ｇ、氯化鉀２．５ ｇ，其中過磷酸鈣和氯化鉀均在下種期一次施完，氮肥基肥、分蘗肥、攻莖肥分別于２月２１日、５月２０日、８月１４日施用，具體施用量見表１。

１．３ 測定方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計

于苗期（５月８日）、分蘗期（６月２０日）、伸長期（９月１４日）、成熟期（１２月１４日）采收甘蔗測定干物質(zhì)重量；于２０１０年１月２５日砍收甘蔗測定蔗莖產(chǎn)量和品質(zhì)，其中品質(zhì)指標(biāo)參考文獻(xiàn)［９］的方法測定。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Ｅｘｃｅｌ ２００３、ＳＰＳＳ １６．０及ＤＰＳ V１１．０等軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 不同處理對甘蔗干物質(zhì)積累的影響

干物質(zhì)是作物生長期間通過光合作用生產(chǎn)和積累的有機(jī)物，在施肥量相同條件下，干物質(zhì)積累越多，說明施肥對產(chǎn)量的效應(yīng)越大。從表２可以看出，施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量在不同測定日期均大于ＣＫ，差異達(dá)極顯著水平，但施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量在不同測定日期與ＣＫ相比增幅有差異，其中５月８日增幅最大的均為根部，６月２０日增幅最大的均為莖部，９月１４日和１２月１４日增幅最大的均為葉部。說明施用氮肥可極顯著促進(jìn)甘蔗各器官干物質(zhì)的積累，其中在苗期促進(jìn)根部干物質(zhì)積累的效應(yīng)最大，在分蘗期促進(jìn)莖部干物質(zhì)積累的效應(yīng)最大，而在伸長期之后促進(jìn)葉片干物質(zhì)積累的效應(yīng)最大。另外，不同施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量在不同測定日期也表現(xiàn)出較大差異，其中５月８日和６月２０日，不同施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量均為Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３，Ｔ１與Ｔ３的差異達(dá)顯著或極顯著水平；９月１４日和１２月１４日，不同施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量則均為Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，Ｔ１與Ｔ３的差異達(dá)顯著或極顯著水平。說明氮肥作基肥一次性施用比分次施用更能促進(jìn)苗期和分蘗期甘蔗干物質(zhì)的積累，而分次施用則更能促進(jìn)甘蔗生長中后期的干物質(zhì)積累。１２月１４日，甘蔗處于成熟期，施氮處理甘蔗植株干物質(zhì)積累量為Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，且施氮處理甘蔗各器官干物質(zhì)積累量與ＣＫ相比增幅一致表現(xiàn)為葉部＞根部＞莖部，增幅差異均較為明顯，其中Ｔ３的效應(yīng)最為突出，說明氮肥分次施用比一次性基施更能在成熟期促進(jìn)甘蔗尤其是蔗葉干物質(zhì)積累。

２．２ 不同處理對甘蔗產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

甘蔗莖長、莖徑、有效莖數(shù)和單莖重是甘蔗產(chǎn)量的構(gòu)成因素，直接關(guān)系著產(chǎn)量的高低。由表３可以看出，施氮處理甘蔗的莖長、莖徑、單莖重、蔗莖產(chǎn)量及產(chǎn)糖量均大于ＣＫ，差異達(dá)顯著或極顯著水平；施氮處理甘蔗的莖長、莖徑、單莖重、蔗莖產(chǎn)量及產(chǎn)糖量均為Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，其中處理間莖長、單莖重、蔗莖產(chǎn)量及產(chǎn)糖量的差異達(dá)顯著或極顯著水平。表明施用氮肥可極顯著提高蔗莖產(chǎn)量和產(chǎn)糖量，但氮肥不同施用方法對甘蔗增產(chǎn)增糖的效應(yīng)有差異，其中Ｔ３的效應(yīng)最大，Ｔ２次之，Ｔ１最小。

２．３ 不同處理對甘蔗品質(zhì)性狀的影響

蔗糖含量是原料甘蔗最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一， 也是甘蔗高產(chǎn)高糖栽培的最終目標(biāo)之一，而纖維含量、蔗汁錘度、蔗汁重力純度及蔗汁還原糖含量是評價甘蔗品質(zhì)的常用指標(biāo)。由表４可知，施氮處理蔗糖含量顯著高于ＣＫ，纖維含量、蔗汁錘度、蔗汁重力純度也不同程度高于ＣＫ，還原糖含量不同程度低于ＣＫ。說明施用氮肥可在一定程度上提高蔗糖含量，改善甘蔗品質(zhì)。不同施氮處理甘蔗品質(zhì)略有差異，其中蔗糖含量為Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３，蔗汁錘度為Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３，蔗汁重力純度為Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２，但處理間的差異均不顯著；纖維含量為Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２，還原糖含量為Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２，處理間差異均達(dá)顯著水平。說明氮肥不同施用方法對甘蔗品質(zhì)產(chǎn)生了一定影響。

３ 討論

氮素是甘蔗生長的重要營養(yǎng)元素，適量供應(yīng)氮素能促進(jìn)甘蔗植株的生理代謝，促進(jìn)蔗株生長，提高甘蔗產(chǎn)量，供氮過多或不足，會使蔗株生長發(fā)育受到影響，蔗莖產(chǎn)量和產(chǎn)糖量下降［３，５，１０－１４］。試驗(yàn)條件下，與不施氮比較，不同施氮方法均極顯著提高甘蔗各生長階段的根、莖、葉及植株干物質(zhì)積累量、收獲期蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量，顯著提高蔗糖含量。說明在土壤氮素養(yǎng)分較低（全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)土壤堿解氮含量６０～９０ ｍｇ／ｋｇ為氮素養(yǎng)分低等級，試驗(yàn)土壤堿解氮含量為６８．８５ ｍｇ／ｋｇ）條件下，施用尿素５．０ｇ／盆（折合為４５０ ｋｇ／ｈｍ２）可明顯促進(jìn)甘蔗生長發(fā)育，提高甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，甘蔗生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)蔗地土壤氮素肥力擬定氮肥的施用量，以獲得甘蔗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，否則會導(dǎo)致氮肥施用的過量或不足，相應(yīng)降低氮肥的利用效率。

甘蔗的生長發(fā)育受甘蔗基因型和環(huán)境條件共同影響，不同施肥方法能否提高甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)，與土壤類型、肥料性狀、施肥方法、甘蔗品種及肥料施用后天氣狀況等因素有關(guān)［２－８，１０－１７］。國內(nèi)外有關(guān)氮肥作基肥一次施用或部分作基肥、部分作追肥分次施用對甘蔗生長、產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響的研究報道不少［２，５，７，８，１３，１５－１７］。一些報道指出，甘蔗前期重施氮肥，施氮次數(shù)為１次或２次，各生長時期的生理性狀都有利于蔗莖產(chǎn)量的形成和蔗莖蔗糖的積累，對提高蔗莖產(chǎn)量和品質(zhì)都有好處，生長中后期施用氮肥，促進(jìn)甘蔗后期營養(yǎng)生長，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，消耗大量的碳水化合物，消耗了大量蔗糖，不利于提高蔗糖［５，８，１５，１６］；也有報道指出，甘蔗分３次施氮肥植株后期所需的氮素營養(yǎng)得到了補(bǔ)充，滿足了后期糖分積累所需的物質(zhì)條件，可保持中后期較強(qiáng)的生理優(yōu)勢，生長發(fā)育較好，有利于甘蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)［７，１３，１７］。試驗(yàn)條件下，尿素作基肥一次施用比分次施用更能促進(jìn)苗期甘蔗的干物質(zhì)積累，而尿素分次施用則更能促進(jìn)中后期甘蔗尤其是葉片干物質(zhì)積累；成熟期甘蔗干物質(zhì)積累量、蔗莖產(chǎn)量及產(chǎn)糖量均表現(xiàn)為Ｔ３最高，Ｔ２次之，Ｔ１最小，處理間的差異均達(dá)顯著或極顯著水平。說明氮肥分次尤其是分３次施用更能促進(jìn)中后期甘蔗尤其是葉片的生長，提高甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量，有利于提高甘蔗的氮肥利用效率。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在收獲期，３個施氮處理甘蔗的蔗糖含量隨尿素施用次數(shù)的增加而略有下降，但差異不顯著。

綜上所述，氮肥施用量和施用次數(shù)對甘蔗生長、產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)因不同試驗(yàn)條件或栽培條件而異。因此，為獲得甘蔗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和提高氮肥利用效率，氮肥應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)馗收嵘a(chǎn)條件尤其是土壤肥力狀況施用。

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