不同施肥處理的養(yǎng)分利用率及甘蔗效益研究

秦 芳， 何鐵光， 蘇利榮， 蘇天明， 張 野，李婷婷， 李 琴， 韋彩會， 李忠義， 俞月鳳

(廣西農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007)

不同施肥處理的養(yǎng)分利用率及甘蔗效益研究

秦 芳， 何鐵光*， 蘇利榮， 蘇天明， 張 野，李婷婷， 李 琴， 韋彩會， 李忠義， 俞月鳳

(廣西農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007)

在廣西坡耕地赤紅壤下，研究不同施肥處理對養(yǎng)分利用效率、甘蔗生長、單莖重、生物產(chǎn)量、蔗莖產(chǎn)量、錘度及經(jīng)濟效益的影響，尋求低成本、高經(jīng)濟效益和養(yǎng)分利用率的施肥模式.設(shè)5個處理，(1)不施肥的甘蔗對照(CK)，(2)甘蔗常規(guī)施肥(SF)，(3)80%的甘蔗常規(guī)施肥量(SF80%)，(4)60%的甘蔗常規(guī)施肥量(SF60%)，(5)甘蔗常規(guī)施肥+農(nóng)家肥(SF+N).(SF+N)處理的甘蔗莖粗、株高、地上部干物質(zhì)含量、生物產(chǎn)量、甘蔗產(chǎn)量、錘度、經(jīng)濟效益均最高，分別為33.93 mm、368.6 cm、82.78%、149.92 t/ha、139.58 t/ha、18.83BX、69 792.45元/hm2，與其它各處理相比，差異均達極顯著水平；與SF處理相比，SF60%處理提高了N、P利用率，分別提高了4.87%、1.63%；與SF處理相比，(SF+N)處理提高P利用率42.04%，SF80%處理提高K利用率4.12%.(SF+N)處理的甘蔗產(chǎn)量和經(jīng)濟效益均最高.甘蔗K利用率最高的是SF80%處理，甘蔗N利用率最高的是SF60%處理.因此，在廣西較肥沃的坡耕地上種植甘蔗，可以適當?shù)臏p少化肥施用量，配施農(nóng)家肥可以提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，也能提高養(yǎng)分利用率.表5,參9.

施肥；養(yǎng)分利用率；甘蔗；效益

廣西是中國甘蔗的主產(chǎn)區(qū)，無論是甘蔗栽培面積或蔗糖產(chǎn)量占全國比例均超過60%[1].2008年種植面積達109萬hm2,產(chǎn)量達8 215.6萬t，均居全國第一[2].甘蔗是廣西主要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，而廣西甘蔗地約70%分布在紅壤類土壤上[3]，20世紀60年代以來，我國甘蔗單產(chǎn)逐步提高，由1961年42.43 t/hm2增加到2005年的65.16 t/hm2,單產(chǎn)提高幅度大50%[4].農(nóng)戶施多少的肥料既能提高甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)，又能增加經(jīng)濟效益，對廣西甘蔗產(chǎn)業(yè)科持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境都具有重要的意義.

我國是世界上甘蔗成本較高的國家之一，據(jù)今年來對粵西蔗區(qū)的調(diào)查分析，平均生產(chǎn)成本達21 000元/hm2，每年投入達7 500元/hm2的肥料成本，占總生產(chǎn)成本的30%以上[4].過量使用化肥，湖泊、河流富營養(yǎng)化的氮磷養(yǎng)分有50%～60%來源于農(nóng)田徑流水，農(nóng)業(yè)非點源污染成為當前水體環(huán)境污染的主要來源[5].適當?shù)臏p少肥料投入，可提高作物養(yǎng)分利用率，提高經(jīng)濟效益，已成為甘蔗產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的重要課題.

甘蔗為C4作物，原產(chǎn)于熱帶、亞熱帶地區(qū)，有喜高溫光照，需水量大、生長期長、需要比其他作物吸收更多的養(yǎng)分，尤其是較多的氮和鉀[4,6].而在廣西坡耕地種植甘蔗，進行常規(guī)施肥和減量施肥后，對甘蔗的品質(zhì)、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟效益及養(yǎng)分利用率的研究較少.

在廣西武鳴赤紅壤坡耕地種植甘蔗,有常規(guī)施肥、減量施肥、常規(guī)施肥+農(nóng)家肥等處理，探尋不同施肥量對甘蔗產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響，提高作物養(yǎng)分的利用率的施肥技術(shù)，為甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù).

1 材料與方法

1.1 概況

試驗在武鳴縣仙湖鎮(zhèn)蘇梁村甘蔗基地進行，土壤類型為赤紅土，第四紀紅土母質(zhì)，具體位置為N23°17.043′E108°8.790′高程109，坡度為8°的坡耕地.前作為木薯套種花生.基礎(chǔ)土壤理化性質(zhì)：堿解氮133.04 mg/kg，速效磷30.58 mg/kg，速效鉀210.62 mg/kg，有機質(zhì)41.41 g/kg，pH5.13.

農(nóng)家肥養(yǎng)分農(nóng)家肥為腐熟的豬糞和牛糞，其含量：全氮6.77 g/kg，全磷(P2O5)20.86 g/kg，全鉀(K2O)21.39 g/kg.

1.2 試驗設(shè)計方案

試驗采用隨機排列，設(shè)5個處理，處理1：甘蔗對照(CK)，處理2：甘蔗常規(guī)施肥(SF)，處理3：甘蔗常規(guī)施肥80%(SF80%)，處理4：甘蔗常規(guī)施肥60%(SF60%)，處理5：甘蔗常規(guī)施肥+農(nóng)家肥(SF+N)，3次重復，共15個小區(qū).各處理作物施肥及種植密度(見表1).

表1 不同處理施肥情況Tab.1 Fertilization scheme of different treatments

注：施肥量以N-P2O5-K2O 純養(yǎng)分計算.

試驗中甘蔗品種為桂糖128，播種時間為3月1日，行距為1.1 m.肥料分別為三元復混肥是國外進口的復混肥或是控釋復混肥(15-15-15)；鈣鎂磷肥：有效磷≥18%；尿素是含純氮46%的尿素.

1.3 樣品采集與分析

1)土壤.于2013年2月底取土壤，去除土壤表面雜草和腐殖物，采集土壤耕作層0～20 cm的土樣，每個小區(qū)按S型采集5個樣品混勻后四分法分取0.5 kg作為一個土壤樣品，土壤鮮樣測水分，土壤自然風干，并按要求研磨，保存在自封袋中.土壤干樣分析堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)、pH項目.堿解氮含量采用堿解擴散法，速效磷含量參照NY/T148—1990標準，速效鉀含量采用乙酸銨提取—火焰光度法，有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法，pH含量采用電位法

2)植株.于2013年和11月13日分別調(diào)查作物生長情況和采集植株樣品，分根、莖、葉測其水分和氮、磷、鉀的養(yǎng)分含量.植株全氮采用H2SO4—H2O2消煮—蒸餾法，全磷采用H2SO4—H2O2消煮—鉬銻抗比色法，全鉀采用H2SO4—H2O2消煮—火焰光度計法.

3)甘蔗養(yǎng)分利用率的計算.養(yǎng)分利用率%=植物吸收養(yǎng)分數(shù)量/該養(yǎng)分的總量*100%[6]

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel-2003 和SPSS15.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對甘蔗干物質(zhì)積累的影響

從表2可以看出，施肥處理與對照處理的莖粗差異達到極顯著水平，表明施肥可增加莖粗，隨著施肥量的增加甘蔗的莖粗呈顯著增加.SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)莖粗最粗，與其他施肥處理相比差異極顯著，與CK(不施肥)施肥相比，莖粗增加14.13%，差異達極顯著水平.

施肥各處理與對照處理的株高差異達到極顯著水平，表明施肥可增加株高，隨著施肥量的增加甘蔗株高呈極顯著增加.SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理株高最高，與其他施肥處理相比差異極顯著，與CK(不施肥)施肥相比，株高增加11.70%，差異達極顯著水平.

12月20日對各處理甘蔗干物質(zhì)進行測量，各處理中甘蔗地上部干物質(zhì)積累最多為SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)，其次為SF(常規(guī)施肥)，第三的為SF80%(常規(guī)施肥80%)，最少的為CK(不施肥)(見表2).施肥顯著提高了甘蔗的干物質(zhì)，SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理比對照增加干物質(zhì)3.38%.

表2 不同施肥處理甘蔗生長及干物質(zhì)積累的影響Tab.2 Effect of different fertilization treatments on growth and dry matter accumulation of sugarcane

注： 數(shù)據(jù)后的不同小寫字母表示處理間達到5%的顯著差異水平，大寫字母表示達到1%極顯著差異水平，下同.

2.2 不同施肥處理對甘蔗養(yǎng)分利用率的影響

從表3可以看出，各施肥處理與CK(不施肥)處理相比，各施肥處理均不同程度地提高了甘蔗氮、磷、鉀的利用率.與SF(常規(guī)施肥)處理相比，SF+N(常規(guī)施肥+有機肥)處理提高了P利用率(42.04%)，SF80%(常規(guī)施肥80%)處理提高了K利用率(4.12%)，SF60%(常規(guī)施肥60%)處理提高了N、P利用率，分別提高了4.87%、1.63%.

表3 不同施肥處理對甘蔗養(yǎng)分利用率的影響Tab.3 Effect of different fertilization treatments on nutrients use efficiency of sugarcane

2.3 不同施肥處理對單莖重、生物產(chǎn)量及其錘度的影響

從表4可以看出，各施肥處理與對照處理的生物產(chǎn)量(單莖重、錘度)差異均達到極顯著水平，表明施肥可增加甘蔗的生物產(chǎn)量(單莖重、錘度)， 而且隨著施肥量的增加甘蔗生物產(chǎn)量(單莖重、錘度)均呈極顯著增加，SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理生物產(chǎn)量最高(為149.89 t/hm2)，與SF、SF80%、SF60%(常規(guī)施肥、常規(guī)施肥80%、常規(guī)施肥60%)，生物產(chǎn)量分別增加0.48%、2.17%、3.16%，與CK(不施肥)處理相比，生物產(chǎn)量增加3.32%，差異達極顯著水平.SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理的甘蔗錘度最高為18.83bx，與SF、SF80%、SF60%、CK，錘度分別增加了0.85%、1.34%、2.45%、15.10%.

表4 不同施肥對甘蔗生物產(chǎn)量及錘度的影響Tab.4 Biomass yield and brix of sugarcane in different fertilization treatments

2.3 不同施肥處理對甘蔗產(chǎn)量及效益分析

從表4可以看出，施肥各處理與對照處理的甘蔗產(chǎn)量、經(jīng)濟效益差異均達到極顯著水平，表明施肥可增加甘蔗產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，隨著施肥量的增加甘蔗產(chǎn)量

和經(jīng)濟效益均呈極顯著增加.SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理的甘蔗產(chǎn)量、經(jīng)濟效益均最好，分別為139.58 t/hm2、 69 792.45元/hm2，與其他施肥處理相比差異極顯著，與CK(不施肥)施肥相比，甘蔗產(chǎn)量、經(jīng)濟效益分別增加了8.77%、8.78%，差異達極顯著水平.

表5 各施肥處理甘蔗產(chǎn)量及效益的影響Tab.5 Sugarcane yield and profit in different fertilization treatments

注：各處理甘蔗種子為6 000.00元/hm2，農(nóng)藥、除草劑等300.00元/hm2.

3 討 論

在赤紅壤肥沃的坡耕地上種植甘蔗，與其他處理比較，SF+N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理的甘蔗的株高、莖粗、錘度、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量及經(jīng)濟效益均達差異極顯著水平.可見施不同類型的肥料對作物產(chǎn)量、品質(zhì)影響很大[10].與SF +N(常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)處理相比，SF80%(常規(guī)施肥80%)處理的甘蔗經(jīng)濟效益僅僅減少了2.58%，即117.23元/667 m2，而SF80%處理提高了氮、鉀利用率，分別為8.79%、54.44%.作物吸收養(yǎng)分有一定濃度范圍，否則會出現(xiàn)肥料利用率低，經(jīng)濟效益低的現(xiàn)象，種植戶應根據(jù)土壤供肥能力及甘蔗的需肥規(guī)律按需補肥，降低成本，提高肥料的利益率，減緩農(nóng)業(yè)面源的污染，發(fā)展廣西甘蔗產(chǎn)業(yè)均具有重要意義[12,13].

4 結(jié) 論

各施肥處理與CK(不施肥)處理相比，隨著施肥量的增加甘蔗的莖粗、株高、干物質(zhì)、單莖重、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、錘度及經(jīng)濟效益均呈顯著增加.SF+N(甘蔗常規(guī)施肥+農(nóng)家肥)的甘蔗產(chǎn)量、經(jīng)濟效益均最好，與其他施肥處理相比差異極顯著，與CK(不施肥)相比，甘蔗產(chǎn)量、經(jīng)濟效益分別增加了8.77%、8.78%，差異均達極顯著水平.與SF(常規(guī)施肥)處理相比，SF80%(常規(guī)施肥80%)處理提高了鉀的利用率( 4.12%).廣西農(nóng)戶在較肥沃的土地種植甘蔗時，適當減少肥料施用，提高甘蔗的養(yǎng)分利用率.

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Nutrient Use Efficiency and Sugarcane Profit under Different Fertilization Treatments

QIN Fang, HE Tie-guang, SU Li-rong, SU Tian-ming, ZHANG Ye,LI Ting-ting, LI Qin, WEI Cai-hui, LI Zhong-yi, YU Yue-feng

(Agricultural Resources and Environmental Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China )

An experiment in latosolic red soil on Guangxi slope was conducted to discover the effects of different fertilization treatments on nutrient use efficiency,sugarcane growth,single stem weight,biomass yield,stem yield,brix and profit,to seek a fertilization mode with low cost and high profit and nutrient use efficiency. Method Five treatments were designed as follows,(1)sugarcane without fertilizer(CK),(2)sugarcane with regular chemical fertilizer(SF),(3)sugarcane with 80% of regular chemical fertilizer amount(SF80%)，(4)sugarcane with 60% of regular chemical fertilizer amount(SF60%)，(5)sugarcane with regular chemical fertilizer and farmmanure(SF+N). The sugarcane showed the greatest stem diameter,plant height,aboveground dry matter,biomass yield,stem yield,brix and profit in (SF+N) treatment,respectively with 23.93 mm,368.6 cm,82.78%,149.92 t/ha,139.58 t/ha,18.83BX and 69 792.45 Chinese yuan/ha,which were remarkably higher than those in other treatments. SF60% treatment brought about higher 4.87% P use efficiency and 1.63% K use efficiency than those in SF treatment. Higher 42.04% P use efficiency in (SF+N)treatment and higher 4.12% K use efficiency in SF treatment were displayed than those in SF treatment. (SF+N) treatment showed highest sugarcane yield and profit. Highest K and N use efficiency occured in SF80% and SF60% treatments respectively. So reduced fertilization modes are feasible in fertile soil on Guangxi slope. Especially for (SF+N) mode,it can produce greater sugarcane yield and profit because of its properties with higher nutrients use efficiency.5tabs.,9refs.

fertilization; nutrient use efficiency; sugarcane; profit

2014-09-08

2014年度國家級引進國外技術(shù)、管理人才項目(編號：S20144500063)，廣西科學研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(編號：桂科合1298014-18)，廣西農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務專項(編號：桂農(nóng)科2012YZ24)

秦 芳(1975-)，女，廣西興安人，碩士，助理研究員，研究方向：植物營養(yǎng)與栽培. *通訊作者,Email：tghe118@163.com.

2095-7300(2014)03-017-05

S566.1

A