一次性施用甘蔗專用緩釋肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量及蔗糖分的影響

梁闐，楊尚東，譚宏偉，何為中，盧文，謝金蘭，王南通

（1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西南寧530007；2.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧530004；3.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院，/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530007；4.廣西扶綏縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，廣西扶綏531000）

0 引言

在甘蔗生產(chǎn)中，施肥不僅能有效維護(hù)和提高蔗田土壤的肥力，而且可滿足甘蔗生長(zhǎng)所需的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，保障其正常生長(zhǎng)發(fā)育，獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的原料蔗[1]。長(zhǎng)期以來，甘蔗生產(chǎn)上一般采用施足基肥、早施壯苗攻蘗肥、重施攻莖肥，“少吃多餐”的多次施肥方式，以提高肥料利用率、減少養(yǎng)分流失，滿足甘蔗各生長(zhǎng)期對(duì)養(yǎng)分的需求，獲取更高的甘蔗產(chǎn)量[2-5]；但甘蔗生長(zhǎng)中后期，蔗株稠密、葉片多易傷人，造成追肥作業(yè)困難；而且，目前蔗區(qū)勞動(dòng)力日益緊缺、勞力成本持續(xù)增高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本逐年升高，嚴(yán)重影響種蔗效益。針對(duì)甘蔗的需肥特性，發(fā)展緩控釋肥料，減少甘蔗生產(chǎn)中的追肥次數(shù)，是蔗農(nóng)的迫切需求，亦是甘蔗生產(chǎn)發(fā)展方向[6-8]。因此，開展甘蔗一次性施肥研究，簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少施肥作業(yè)次數(shù)，降低生產(chǎn)成本，增加收益，對(duì)提高和穩(wěn)定甘蔗產(chǎn)量及促進(jìn)甘蔗生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。吳潔敏等[9]的研究表明，福利龍復(fù)合肥常規(guī)施用甘蔗產(chǎn)量104.28 t/hm2，雖然與一次性施用久田維多寶緩釋肥處理的甘蔗產(chǎn)量76.95 t/hm2間達(dá)極顯著差異水平，但與一次性施用金正大緩釋肥處理的甘蔗產(chǎn)量92.91 t/hm2間差異不顯著，而且兩種緩釋肥處理的甘蔗產(chǎn)量達(dá)顯著差異水平；伍榮冬[10]的試驗(yàn)結(jié)果亦表明，一次性施用新農(nóng)科復(fù)混控釋肥料的甘蔗產(chǎn)量比常規(guī)施肥增產(chǎn)9.11%，增收2 842.9元/hm2；但黃小玲[11]的研究顯示，等價(jià)肥（5 325元/hm2）下，一次性施用科比斯緩釋肥的甘蔗株高、莖徑及有效莖數(shù)均低于常規(guī)施肥，產(chǎn)量減少19.52 t/hm2，收入減少8 292.9元/hm2。常規(guī)肥料肥效期短，養(yǎng)分易淋失、揮發(fā)及土壤固定等損失，不僅肥料利用率低，而且多次施用，提高了生產(chǎn)成本；緩釋肥屬于新型肥料，具有養(yǎng)分利用率高、有效供應(yīng)期長(zhǎng)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向之一[12-13]。研究甘蔗專用緩釋配方肥的一次性施用對(duì)甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分的影響，為緩釋配方肥在甘蔗生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試肥料：42%甘蔗專用緩釋肥（采用硫酸脲技術(shù)生產(chǎn)，N-P-K含量分別為20—7—15），共有6個(gè)配方，其中配方1、2、3分別加入長(zhǎng)效劑120、150、235 g/t，配方4、5、6分別添加增效劑3、8、18 kg/t，廣西某肥業(yè)公司產(chǎn)品）；供試甘蔗品種：桂糖42號(hào)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，甘蔗專用緩釋肥的施用量及施用方法如表1所示。

每個(gè)施肥處理小區(qū)長(zhǎng)度10 m，寬1.2 m，共5行，小區(qū)面積60 m2；3次重復(fù)，共設(shè)21個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，隨機(jī)排列，周圍設(shè)保護(hù)行（排）。宿根試驗(yàn)在2017年新植蔗地上進(jìn)行，處理排列與新植蔗相同。

表1 甘蔗專用緩釋肥的施用量及施用方法Table 1 Application rate andapplication method of special slow-release fertilizer for sugarcane

1.2.2 實(shí)施方法

試驗(yàn)在崇左市扶綏縣農(nóng)科所甘蔗試驗(yàn)地（東經(jīng)107°3′，北緯22°11′）進(jìn)行，供試地塊平坦，排灌條件良好，前茬作物為甘蔗；土壤類型為紅壤土。種植前對(duì)蔗地土壤采樣，土壤理化特性分析結(jié)果如下：pH值5.7，有機(jī)質(zhì)含量17.6 g/kg、全氮含量0.92 g/kg、全磷含量0.62 g/kg、全鉀含量0.56 g/kg，水解性氮85 mg/kg、速效磷35.3 mg/kg、速效鉀125 mg/kg。新植蔗2017年3月2日種植，種植前施基肥。選擇無病蟲害、蔗莖均勻、蔗芽飽滿的莖種，砍成雙芽段，下種量105 000芽/hm2），雙行品字形擺種，蓋3～5 cm厚細(xì)泥、覆蓋地膜；4月10日揭膜，CK（常規(guī)施肥）4月12日雨后撒施苗肥、5月13日雨后撒施分蘗肥、6月19日施撥節(jié)肥后大培土、10月8日雨后撒施壯尾肥，其他田間管理一致，2018年2月6日砍收；宿根蔗2018年3月中旬破壟，CK（常規(guī)施肥）4月10日雨后撒施壯苗攻蘗肥，5月21日施撥節(jié)肥，8月17日雨后撒施壯尾肥，A、B、C、D、E、F處理5月10日（出苗盛期）施甘蔗專用緩釋肥，其他田間管理完全一致，甘蔗于2019年1月26日采收。

1.3 調(diào)查、分析項(xiàng)目

調(diào)查甘蔗萌芽率、分蘗率、宿根蔗出苗率（苗期苗數(shù)/上茬甘蔗有效莖數(shù)×100%）、宿根蔗發(fā)株率（宿根蔗有效莖數(shù)/上茬甘蔗有效莖數(shù)×100%），6—10月伸長(zhǎng)量，收獲前調(diào)查甘蔗產(chǎn)量性狀（有效莖數(shù)、株高、蔗徑）和分析蔗糖品質(zhì)等，采收時(shí)稱量小區(qū)的蔗莖產(chǎn)量，換算單位面積產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)新植蔗萌芽、分蘗及宿根蔗出苗、發(fā)株的影響

從表2可以看出，甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E、F處理的甘蔗萌芽率為46.78%～54.00%，與CK的54.10%相差較少、處理間差異不顯著，說明甘蔗專用緩釋肥不影響甘蔗萌芽出苗。各處理甘蔗分蘗率由高至低順序?yàn)椋篍處理＞D處理＞B處理＞C處理＞A處理＞F處理＞CK；其中，E、D處理之間分蘗率差異不顯著，但它們均分別與處理A、B、C、F和CK之間差異達(dá)極顯著水平；此外，B處理和C處理之間差異不顯著，但它們亦分別與A處理、F處理和CK之間差異達(dá)極顯著水平；同時(shí)，A處理與F處理和CK之間差異達(dá)極顯著水平，但F處理和CK之間差異不顯著；表明：雖然甘蔗專用緩釋肥對(duì)甘蔗分蘗有促進(jìn)作用，但促進(jìn)效應(yīng)因肥料配方不同而異；其中甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E處理（配方1～5）促進(jìn)甘蔗分蘗的效果顯著。一般而言，甘蔗分蘗率與施氮量呈正相關(guān)，即分蘗率隨施氮量增多而增加。甘蔗專用緩釋肥處理的肥料均作基肥一次性施用，分蘗期供氮量相對(duì)較多；CK處理為多次施肥，分蘗期施氮量相對(duì)少，因此甘蔗專用緩釋肥處理甘蔗分蘗率比CK高。宿根蔗是由留在土壤中蔗蔸（頭）上的側(cè)芽萌發(fā)出土而成，好的出苗，有效莖數(shù)就有足夠的苗數(shù)基礎(chǔ)。本試驗(yàn)在3月中旬破壟，為側(cè)芽萌發(fā)出土提供良好的環(huán)境，促進(jìn)蔗芽萌發(fā)，宿根蔗各處理出苗率介于205.48%～214.08%之間，處理間的差異不顯著；另外，各個(gè)處理宿根蔗發(fā)株率介于95.25%～104.88%之間，同樣各個(gè)處理之間差異不顯著。表明甘蔗專用緩釋肥處理不會(huì)影響宿根蔗出苗和發(fā)株。

表2 不同施肥處理對(duì)新植蔗萌芽率、分蘗率及宿根蔗出苗率、發(fā)株率的影響Table 2 Effects of different fertilizer treatments on germination in plant crop and tillering in ratoon crops

2.2 不同施肥處理對(duì)甘蔗伸長(zhǎng)量的影響

由表3可知，新植蔗，6月底甘蔗專用緩釋肥處理甘蔗株高介于98～102 cm之間，而且不同配方的甘蔗專用肥處理之間雖然差異不顯著，但不同配方甘蔗專用緩釋肥處理的甘蔗株高均分別與CK處理的甘蔗株高呈極顯著差異水平；但進(jìn)入7月甘蔗拔節(jié)期至采收期，甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E、F處理甘蔗伸長(zhǎng)量與CK之間差異不顯著；宿根蔗，同樣地，6月初期甘蔗專用緩釋處理甘蔗的株高介于86～91 cm之間，雖然甘蔗專用緩釋肥處理之間的差異不顯著，但不同配方甘蔗專用緩釋肥處理的株高均分別與CK處理之間達(dá)極顯著差異水平；同樣地，進(jìn)入7月甘蔗拔節(jié)期至采收期，不同配方甘蔗專用緩釋肥處理的甘蔗伸長(zhǎng)量與CK處理之間總體無顯著差異。表明：甘蔗專用緩釋肥作為基肥或苗期作為追肥一次性施用，能較早地提供充足養(yǎng)分，甘蔗生長(zhǎng)進(jìn)程加快，伸長(zhǎng)拔節(jié)提早，前期株高顯著高于對(duì)照；隨著常規(guī)施肥處理（CK）施入追肥，新植蔗和宿根蔗在一段時(shí)間內(nèi)雖然生長(zhǎng)加快、伸長(zhǎng)量增加；但無論是新植蔗還是宿根蔗，其后期的伸長(zhǎng)量均與甘蔗專用緩釋肥處理之間無顯著差異。說明應(yīng)用甘蔗專用緩釋肥，雖然缺乏生長(zhǎng)中期或后期的追肥措施，但其施用效果并不影響新植蔗或宿根蔗的生長(zhǎng)量，從而有助于降低甘蔗生產(chǎn)的勞力成本。

表3 各處理甘蔗伸長(zhǎng)量變化Table 3 The change of sugarcane elongation in each treatment

2.3 不同施肥處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀及蔗莖產(chǎn)量的影響

由表4可知，新植蔗，不同施肥處理單位面積甘蔗有效莖數(shù)的多少依次為：B處理最多（70 425條/hm2），其次為A處理（68 475條/hm2）＞E處理（67 710條/hm2）＞D處理（66 870條/hm2）＞C處理（65 070條/hm2）＞CK（63 885條/hm2）＞F（62 370條/hm2）；其中，B處理不僅與CK之間的差異達(dá)顯著水平，而且與F處理之間差異達(dá)極顯著水平；此外，A處理與F處理之間差異亦達(dá)顯著水平；F處理和CK中甘蔗有效莖數(shù)顯著低于其余處理的現(xiàn)象，與前期較低的分蘗率有關(guān)。因?yàn)楦收岱痔Y率低，產(chǎn)生的蔗苗數(shù)少，形成的有效莖數(shù)相對(duì)少。另外，不同甘蔗專用緩釋肥處理的新植蔗株高、莖徑和CK處理之間雖然差異不顯著；但甘蔗產(chǎn)量呈極顯著差異水平，甘蔗產(chǎn)量從高至低排序分別為：E處理>B處理>A處理>D處理>C處理>F處理>CK，其中，A、B、C、D和E處理比CK增產(chǎn)10.27%～15.36%，F(xiàn)處理比CK增產(chǎn)1.41%，而且A、B、D和E處理的甘蔗產(chǎn)量分別與F處理和CK差異達(dá)極顯著水平；此外，C處理與F處理和CK之間差異亦達(dá)顯著水平，說明甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E處理顯著增加單位面積甘蔗的有效莖數(shù)，是甘蔗專用緩釋肥處理甘蔗產(chǎn)量顯著高于F處理和CK的主要原因。宿根蔗，由于各處理上茬蔗的甘蔗有效莖數(shù)均在62 370條/hm2以上，而且出苗率亦介于205.48%～214.08%之間的較高值，使不同施肥處理宿根蔗有效莖數(shù)介于65 330～67 665條/hm2之間，但各個(gè)處理之間差異不顯著；同時(shí)，不同施肥處理甘蔗的株高和莖徑均無顯著差異從而使不同施肥處理的甘蔗產(chǎn)量呈不顯著差異水平；說明甘蔗專用緩釋肥處理不僅有助于顯著提高新植蔗的產(chǎn)量，而且亦有助于降低新植蔗和宿根蔗的追肥勞力成本。

表4 不同施肥處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of different fertilizer treatments on cane yield and its components

2.4 不同施肥處理對(duì)甘蔗品質(zhì)的影響

蔗汁錘度和蔗糖分含量均是衡量甘蔗品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。一般而言，蔗汁錘度和蔗糖分含量越高甘蔗品質(zhì)越好。由表5可知，甘蔗專用緩釋肥處理新植蔗的蔗汁錘度值介于19.470BX～20.510BX之間，蔗糖分含量介于14.96%～15.62%之間，與常規(guī)施肥（CK）相比，兩項(xiàng)指標(biāo)的差異極??；另一方面，常規(guī)施肥處理（CK）宿根蔗的蔗汁錘度和蔗糖分含量分別為18.880BX和13.90%，而甘蔗專用緩釋肥處理宿根蔗的蔗汁錘度介于18.640BX～19.030BX和蔗糖分含量13.82%～14.13%之間，因此無論是新植蔗或宿根蔗，甘蔗專用緩釋肥處理均沒有造成蔗汁錘度或蔗糖分含量顯著低于相應(yīng)的常規(guī)施肥處理（CK），表明施用甘蔗專用緩釋肥沒有導(dǎo)致甘蔗品質(zhì)劣化。

表5 不同施肥處理對(duì)甘蔗品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different fertilizer on cane quality

2.5 不同施肥處理的經(jīng)濟(jì)效益分析

結(jié)果由表6可知，甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E、F處理的肥料成本均為7 200元/hm2，與常規(guī)施肥（CK）的肥料成本8 145元/hm2相比，不僅節(jié)約肥料成本945元/hm2，而且比常規(guī)施肥（CK）的新植蔗節(jié)約3次追肥的人工勞力成本675元/hm2、宿根蔗2次追肥的人工勞力成本450元/hm2；另外，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值扣除肥料及增施人工成本后，與常規(guī)施肥（CK）相比，新植蔗施用甘蔗專用緩釋肥E、B、A、D、C和F處理依次增收8 315、8 225、7 970、6 740、6 095、2 235元/hm2；宿根蔗施用甘蔗專用緩釋肥E、C、B、A、D和F處理分別比CK增加收入5 805、3 840、3 350、3 027、2 865、2 370元/hm2。鑒于上述結(jié)果與常規(guī)施肥（CK）相比，施用甘蔗專用緩釋肥不僅可以減少施肥次數(shù)、節(jié)省勞力開支和降低肥料成本，還可以提高肥料利用率，增加和穩(wěn)定甘蔗產(chǎn)量，節(jié)本增效顯著。其中，新植蔗和宿根蔗的生產(chǎn)均以甘蔗專用緩釋肥E處理（配方5）的經(jīng)濟(jì)效益最佳。

表6 不同施肥處理的經(jīng)濟(jì)效益比較Table 6 Comparison of economic benefits of different fertilizer treatments

3 結(jié)論與討論

本文針對(duì)新植蔗和宿根蔗，分別開展了不同配方甘蔗專用緩釋肥的施用試驗(yàn)，結(jié)果顯示，甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E處理（配方1～5）的甘蔗分蘗增強(qiáng)、分蘗率增加、單位面積有莖數(shù)增多，增產(chǎn)效果顯著；宿根蔗一次性施用甘蔗專用緩釋肥A、B、C、D、E、F處理（配方1～6），雖然亦能增加甘蔗產(chǎn)量，但增產(chǎn)效果不顯著；其中，新植蔗或宿根蔗施用甘蔗專用緩釋肥以E處理（配方5）的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最佳。

甘蔗生長(zhǎng)期長(zhǎng)，需肥量大、時(shí)間長(zhǎng)。常規(guī)施肥甘蔗對(duì)氮、磷、鉀肥的平均利用率僅分別為21.2%、11.6%和21.1%，大部分的氮、磷、鉀以揮發(fā)、淋溶或土壤吸附的形式流失或不能被甘蔗所吸收利用[14]。許樹寧等[15]進(jìn)行了甘蔗專用復(fù)混肥等氮量的施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明，常規(guī)肥的一次性施用（基肥）處理蔗莖產(chǎn)量最低，與其它3個(gè)處理（多次施肥）相比，蔗莖產(chǎn)量減少5%，達(dá)顯著水平，表明常規(guī)肥一次性施用無法滿足甘蔗生長(zhǎng)所需的礦質(zhì)元素需求，進(jìn)而影響產(chǎn)量。已有研究表明，控（緩）釋肥中的氮、磷、鉀利用率分別可提高到55%～80%、35%～50%、60%～70%[16-17]。本文針對(duì)新植蔗和宿根蔗開展甘蔗專用緩釋肥的施用試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：新植蔗常規(guī)施肥（CK）的總施肥量達(dá)3 300 kg/hm2、總養(yǎng)分量達(dá)1 327.5 kg/hm2；而宿根蔗的總施肥量達(dá)2 850 kg/hm2、總養(yǎng)分量達(dá)1 330.5 kg/hm2的前提下，無論是新植蔗或宿根蔗，甘蔗專用緩釋肥處理總施肥量為2 250 kg/hm2、總養(yǎng)分量945kg/hm2時(shí)，甘蔗產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理（CK）相比無顯著差異（宿根蔗）或顯著增加（新植蔗）。即：新植蔗總施肥量和總養(yǎng)分量分別比CK減少31.8%和28.2%，宿根蔗總施肥量和總養(yǎng)分量分別比CK減少21.1%和29.0%的前提下，對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響仍具備與常規(guī)施肥同等或增產(chǎn)的效果。表明甘蔗專用緩釋肥不僅可延長(zhǎng)肥料養(yǎng)分釋放時(shí)間，提高肥料利用率、減少肥料損失，從而節(jié)約肥料用量，而且一次性施入還可減少生產(chǎn)投入，降低勞力成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。李翠英等[18]研究結(jié)果表明，總施肥量1 200 kg/hm2、總養(yǎng)分量480 kg/hm2的緩釋肥一次性施用于新植蔗和宿根蔗，它們的平均產(chǎn)量141 t/hm2，與總施肥量為1 500 kg/hm2、總養(yǎng)分量528 kg/hm2的普通肥處理平均產(chǎn)量135 t/hm2差異不顯著。這一結(jié)果與本研究結(jié)果相似。種植新植蔗或宿根蔗齊苗后，進(jìn)行一次性施肥管理，還可避免常規(guī)施肥（CK）處理中，甘蔗生長(zhǎng)中、后期（5—9月）田間管理時(shí)段的高溫、高濕天氣以及蔗行空間窄小、蔗葉茂密易傷人等惡劣作業(yè)環(huán)境，同時(shí)節(jié)省常規(guī)施肥（CK）中多次施肥的勞動(dòng)力投入、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，增加收入。

目前，甘蔗種植戶為了獲得更高的甘蔗產(chǎn)量，存在盲目施肥和偏施氮肥等肥料不合理施用現(xiàn)象。盲目施肥不僅增加施肥成本、影響甘蔗生產(chǎn)的效益，而且造成土壤板結(jié)、肥力下降及理化性狀劣化，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[14,19]；現(xiàn)階段由于農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程加快，蔗區(qū)勞動(dòng)力數(shù)量逐年減少、勞動(dòng)力負(fù)荷及成本激增，嚴(yán)重制約蔗農(nóng)的穩(wěn)步增收和生產(chǎn)積極性，阻礙了甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7,20]。

本文中，宿根蔗一次性施用甘蔗專用緩釋肥不同配方處理的甘蔗，其農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀以及甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)均表現(xiàn)出相同水平，不同施肥處理間差異呈不顯著的現(xiàn)象，并未因配方相異或配方劑量不同而產(chǎn)生差異。相比于F處理，新植蔗不同施肥處理中，甘蔗專用緩釋肥D和E處理的甘蔗分蘗增強(qiáng)、分蘗率顯著增加，其原因是否是F處理配方中高劑量的增效劑影響了甘蔗分蘗？本文所使用的甘蔗專用緩釋肥中所添加的長(zhǎng)效劑或增效劑是否為最佳量，這些現(xiàn)象與問題仍有待于今后進(jìn)一步的試驗(yàn)加以論證。

總之，甘蔗生產(chǎn)中應(yīng)用甘蔗專用緩釋肥推廣一次性施肥技術(shù)，不僅有利于提高甘蔗產(chǎn)量和保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，而且有助于緩解甘蔗常規(guī)施肥管理中所要求的多次追肥與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中蔗區(qū)勞動(dòng)力緊缺的矛盾，對(duì)實(shí)現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)輕簡(jiǎn)栽培和節(jié)本增效均具有重要意義。