我國甘蔗專用肥料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

黃 瑩，江 永，李奇?zhèn)?，盧穎林，敖俊華，黃振瑞，陳迪文，周文靈

（廣州甘蔗糖業(yè)研究所/廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣州510316）

甘蔗生長期長，需肥量大，據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn) 1t原料蔗需從土壤中吸取氮（N）1.5～2.0 kg，磷（P2O5）1.0～1.5kg，氧化鉀（K2O）2.0～2.5kg[1]。然而，由于施肥方法不科學(xué)，氮磷鉀施用量不平衡，忽視其它養(yǎng)分的作用，加上連作比較普遍，致使蔗區(qū)土壤肥力普遍下降，限制了甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分的進一步提高。目前，肥料投入已占甘蔗生產(chǎn)成本的40%以上，肥料投入產(chǎn)出比極大地影響到種植效益。針對目前普遍存在的肥料利用率不高、施肥結(jié)構(gòu)不合理、施肥量過大，以及測土配方施肥技術(shù)難以推廣等問題，加強甘蔗專用肥料的研發(fā)，實現(xiàn)平衡施肥，對促進當前甘蔗產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。

1 我國甘蔗專用肥料研發(fā)進展及成效

近年來，國內(nèi)一些科研機構(gòu)聯(lián)合企業(yè)進行多點研究，確定了適應(yīng)特定蔗區(qū)土壤類型的甘蔗專用肥配方及原料組合，進行了配方篩選、產(chǎn)品研制，并取得了一定的成效。但到目前為止，國內(nèi)關(guān)于甘蔗專用肥料研究應(yīng)用的報道并不多。就肥料選型而言，翁錦周得出施用粒狀專用有機復(fù)混肥的新植蔗和宿根蔗分別比粉狀肥的增產(chǎn)8.35%和11.18%[2]。從不同養(yǎng)分含量來看，施用配比為13∶5∶8的專用復(fù)混肥與一般復(fù)混肥比較，甘蔗增產(chǎn)5.53%～8.82%，蔗糖分提高0.46%～0.66%[3]。萬強等人研究表明，添加了稀土、微量元素、改性劑等物料的甘蔗專用有機復(fù)混肥比不含稀土但等量其它養(yǎng)分的有機復(fù)混肥增產(chǎn)10.5%，1/15 hm2面積理論產(chǎn)糖量提高16%[4]。廣西貴糖（集團）股份有限公司與廣州甘蔗糖業(yè)研究所于1999年研制生產(chǎn)了含有酒精廢液、爐灰、氮、磷、鉀及增效劑等甘蔗專用有機無機復(fù)混肥，田間試驗結(jié)果顯示，甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分都有顯著的提高[5]。江永等人通過對糖蜜酒精廢液進行農(nóng)用資源化治理配成甘蔗專用肥液，于2006年起在廣東省翁源縣蔗區(qū)推廣應(yīng)用，取得了顯著的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益[6]。樊保寧等人以目標產(chǎn)量平衡施肥理論為指導(dǎo)設(shè)計甘蔗專用肥配方，在推廣應(yīng)用上首創(chuàng)了測土配方、產(chǎn)肥用肥、銀行放貸、交蔗還貸的一體化模式運作方法，使不同配方的專用肥在不同特定蔗區(qū)得到大面積推廣[7-9]。綜上所述，施用專用肥料可提高甘蔗分蘗率，增加株高和有效莖數(shù)，不同程度地提高甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分，具有較好的農(nóng)業(yè)和工業(yè)效益。

2 其它作物專用肥料的研制情況

我國專用肥在其它作物上也進行了較深入的研究。張燕等指出，藥用植物專用肥的研究應(yīng)從建立“種田檔案”，采用“3S”技術(shù)，深入研究藥用植物有效成分形成的生理機制和養(yǎng)分機理等方面入手[10]。馮國忠等通過“3414”肥效試驗，確定了玉米專用肥配方[11]。郭巧生等人通過對白菊花種植地土壤養(yǎng)分、植株需肥特征分析，依據(jù)目標產(chǎn)量和氮磷鉀肥的利用率，研制了菊花專用肥料[12]。

因土壤、因作物設(shè)計配方是開發(fā)專用肥的關(guān)鍵，而不同作物、不同科研條件以及不同時期，所采用的專用肥配方設(shè)計方法有所不同。隨著科研水平的提高及對作物專用肥料研究應(yīng)用的日趨重視，國內(nèi)專用肥料的研發(fā)已向著產(chǎn)品針對性更強、科技含量更高、配套施肥技術(shù)更完善、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展更成熟的與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)道路上發(fā)展。

3 目前我國甘蔗專用肥料研究面臨的問題

作物專用肥料是以現(xiàn)代高新技術(shù)和植物營養(yǎng)研究與施肥技術(shù)的應(yīng)用推廣為基礎(chǔ)制定的配方肥料，是技術(shù)物化的典范[13-14]。我國甘蔗專用肥料的研究與應(yīng)用雖取得了一定的成效，但也存在著以下幾方面迫切需要解決的問題。

3.1 甘蔗專用肥料產(chǎn)品商品化程度低，難以形成大面積推廣應(yīng)用

由于測土配方施肥工作難于落實，也缺乏深入研究，目前尚未形成一套科學(xué)、完整的機制。我國研發(fā)的甘蔗專用肥多數(shù)僅在小面積上進行田間應(yīng)用效果試驗，未經(jīng)過進一步驗證及反復(fù)修正，使得推廣應(yīng)用工作仍有較大的局限性。不同地域蔗區(qū)的氣候、土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)類型都有一定的差異，采樣、分析化驗工作不可能面面俱到；由土壤養(yǎng)分淋失與固定、甘蔗連作等情況造成的土壤養(yǎng)分的變化，也缺乏動態(tài)監(jiān)測與適時監(jiān)控，使得專用肥配方得不到及時調(diào)整?？傮w而言，目前我國甘蔗專用肥的生產(chǎn)規(guī)模小，各生產(chǎn)廠家工藝條件和技術(shù)條件參差不齊，造成開發(fā)的新產(chǎn)品針對性不強。

3.2 甘蔗專用肥的養(yǎng)分供應(yīng)與甘蔗需肥規(guī)律的匹配性問題

多數(shù)專用肥料的研制只重視作物的養(yǎng)分需求總量和氮磷鉀比例，而較少涉及到不同生長時期甘蔗營養(yǎng)的動態(tài)變化和需求變化，甘蔗各生長發(fā)育階段對營養(yǎng)需求比甘蔗對養(yǎng)分需求總量更加重要[15]。不同基因型甘蔗及同一基因型甘蔗的不同生長期的需肥總量及對各營養(yǎng)元素需求比例都可能不同[16]，由于施肥方式不當或?qū)Ｓ梅署B(yǎng)分供應(yīng)速度不符合甘蔗需肥規(guī)律的要求，都將影響到甘蔗最后的產(chǎn)量和收益。

3.3 我國甘蔗專用肥料市場上流通品種不多，新型肥料的研發(fā)更少

目前我國甘蔗專用肥料品種研發(fā)主要是圍繞含有大量元素和有機質(zhì)或添加中微量元素配制而成的有機-無機復(fù)混肥，而緩/控釋肥料、生物有機肥料等新型肥料在甘蔗專用肥的研究應(yīng)用則相對較少。新型肥料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究也較薄弱，材料創(chuàng)新相對滯后，工藝設(shè)備不齊全，產(chǎn)品質(zhì)量標準研究與質(zhì)檢技術(shù)水平不高，配套施用技術(shù)跟不上產(chǎn)品研發(fā)步伐，產(chǎn)業(yè)化程度較低等，都是當前新型肥料研究急需解決的難題[17-18]。

3.4 制糖生產(chǎn)的酒精廢液、爐灰、蔗渣髓及濾泥等開發(fā)作為甘蔗專用肥源的潛力巨大

蔗渣髓及濾泥早已作為肥料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。糖蜜酒精廢液含有N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn，以及糖類、蛋白質(zhì)等一些生理活性物質(zhì)，這些物質(zhì)大多是甘蔗在生長發(fā)育過程中直接從土壤中攝取所得，經(jīng)收獲、壓榨、分離、釀酒后又集中到廢液中[6]。糖廠鍋爐的爐灰含有大量Mg、Si、K、Ca等元素，經(jīng)處理后作為肥料施入土壤后不僅可供應(yīng)Mg、Si、K、Ca等養(yǎng)分，還可中和土壤酸性，改良土壤結(jié)構(gòu)[19]。如何充分利用好這些廢料作為甘蔗肥源，是當前甘蔗專用肥研發(fā)所迫切需要解決的問題。

4 建議

4.1 開發(fā)新型甘蔗專用肥料

研究表明：我國氮肥利用率不足40%（發(fā)達國家一般都達到50%～60%），磷肥利用率在10%～25%，鉀肥利用率在35%～50%，通過改變化肥自身的特性可大幅度提高肥料的利用率[20]。緩/控釋肥料、生物肥料、有機復(fù)合肥料、功能性肥料等新型肥料的開發(fā)已成為當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的重點領(lǐng)域[17]，其能直接或間接地為作物提供必需的營養(yǎng)成分，改良土壤，調(diào)節(jié)或改善作物的生長機制，改善肥料品質(zhì)，提高肥料利用率，是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的大方向[21]。

4.1.1 甘蔗緩/控釋肥料 普通單一營養(yǎng)型化肥和多營養(yǎng)型復(fù)合肥存在無法控制肥料中營養(yǎng)元素釋放的缺陷，緩／控釋肥不僅能夠按作物養(yǎng)分需求進行養(yǎng)分釋放與供給，且能夠減少施肥次數(shù)，節(jié)省勞動力成本，提高肥料利用率，是21世紀肥料研發(fā)的方向[17]。緩／控釋肥料在甘蔗的研究應(yīng)用始于20世紀的60年代[22]，近年緩/控釋肥料的研發(fā)得到重視，在作物上的應(yīng)用研究日趨增多。游奕來等施用緩/控釋肥的結(jié)果表明，以普通肥料與緩/控釋肥料相結(jié)合的施肥方法較對照處理可減少2次追肥，蔗糖分增加4.1%，產(chǎn)量提高6.0%，每667m2提高生產(chǎn)效益77元[23]。2008年，金正大集團聯(lián)合廣西農(nóng)科院在來賓市、武鳴縣開展大面積甘蔗緩/控釋肥示范試驗，結(jié)果表明：緩／控釋肥料比普通肥料試驗增產(chǎn)顯著[20]。

甘蔗緩／控釋肥料的研究包括以下內(nèi)容：（1）肥料的釋放需與甘蔗不同生長階段的養(yǎng)分需求相匹配，以最大限度減少養(yǎng)分流失；（2）研發(fā)環(huán)境友好、并能夠連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn)的工藝和設(shè)備，快速檢測水中和土壤中釋放特性關(guān)系的方法；（3）降低生產(chǎn)成本，減少包膜耗材，提高養(yǎng)分含量，開發(fā)環(huán)保型聚合物包膜材料，建立質(zhì)量標準及統(tǒng)一測試方法，達到增強控釋效果的目的[24-25]；（4）緩/控釋機理與配套施肥技術(shù)的研究，科學(xué)評價產(chǎn)品的應(yīng)用效果。

4.1.2 甘蔗生物有機肥 生物有機肥集生物肥、有機肥、化肥、中微量元素及綠色環(huán)保的優(yōu)點于一體，它既可分解釋放土壤中被固定的養(yǎng)分供給作物吸收利用，也能培肥土壤，促進根系生長，提高肥料利用率及作物的抗病抗逆性等[17]。李俊等研究結(jié)果表明，施用生物有機肥90d后，土壤的有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀分別提高128.40%、17.65%、63.16%和36.84%，與對照相比，蔗糖增產(chǎn)2.18t/hm2，產(chǎn)量增加13.87 t/hm2[27]。

可就地利用糖廠的濾泥、蔗渣髓、爐灰及酒精廢液作為原材料，運用現(xiàn)代生物技術(shù)，接種生物固氮菌、解磷鉀菌，將這些廢棄物轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)的甘蔗生物有機肥。

4.2 甘蔗專用肥研究方法探討

（1）調(diào)查目標蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，加強對土壤營養(yǎng)狀況的動態(tài)監(jiān)測，認真做好典型生態(tài)蔗區(qū)土壤普查、采樣及分析工作。

（2）掌握甘蔗需肥規(guī)律及甘蔗高產(chǎn)營養(yǎng)學(xué)特征。目前已有不少對甘蔗不同生長發(fā)育期對各種營養(yǎng)需求及甘蔗高產(chǎn)營養(yǎng)學(xué)特征的研究[1，16，28-29]，但對特定品種養(yǎng)分差異的研究仍缺乏，對不同的營養(yǎng)高效基因型的篩選及其機理研究更是少之又少。因此，通過設(shè)計組培、水培、桶栽及田間栽培等試驗有針對性開展不同基因型主栽及主推甘蔗品種的養(yǎng)分吸收差異研究及快速營養(yǎng)診斷技術(shù)，為制定更具針對性的甘蔗專用緩/控釋肥配方提供科學(xué)依據(jù)。

（3）合理布置試驗，探索甘蔗專用肥配方。樊保寧等通過目標產(chǎn)量法，采用缺素試驗確定當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分供應(yīng)能力，根據(jù)甘蔗單位養(yǎng)分吸收量及當季肥料利用率，依據(jù)模式施肥公式計算出適合于廣西特定蔗區(qū)的甘蔗專用肥配方[7]。此方法較簡便，易于掌握，值得借鑒。在制定目標產(chǎn)量或計劃產(chǎn)量時要根據(jù)當?shù)氐纳a(chǎn)條件、土壤肥力和栽培管理水平而定[28]。另外，通過肥料“3414”效應(yīng)試驗等探索甘蔗最佳產(chǎn)量及最佳效益的施肥量，為指導(dǎo)施肥提供依據(jù)。

（4）研發(fā)配套的甘蔗高產(chǎn)高糖綜合栽培技術(shù)。生產(chǎn)中采用不同的施肥方式及施肥時間，不同的土壤水分狀況及田間管理措施等，都對產(chǎn)量及效益產(chǎn)生明顯的影響。合理施肥技術(shù)應(yīng)以培肥地力，改善土壤環(huán)境條件為基礎(chǔ)[1]，促進田間生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，充分發(fā)揮肥料的效力，以獲得甘蔗高產(chǎn)、高效。

（5）提高專用肥生產(chǎn)工藝水平，拓寬原料來源渠道。新專用肥品種，經(jīng)桶栽或田間試驗作出可靠肥料評估后，可提供正式加工生產(chǎn)。肥料的形態(tài)，是粉狀或是粒狀，要考慮當?shù)厣a(chǎn)管理方式。一般來說，粒狀肥利于機械化施肥模式。同時，對生產(chǎn)工藝、設(shè)備需規(guī)范標準，對不同原料的工藝路線和設(shè)備進行規(guī)范定型，保證專用肥的質(zhì)量[17]。

（6）健全專用肥宣傳推廣體系，提高農(nóng)化服務(wù)水平。肥料的銷售服務(wù)是直觀重要的農(nóng)化技術(shù)支撐[30]。必須加強對農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)，科研單位、肥企、農(nóng)化部門與試驗站進行合作，利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立動態(tài)的土壤信息系統(tǒng)及肥效試驗數(shù)據(jù)庫，跟蹤監(jiān)測甘蔗專用肥產(chǎn)品應(yīng)用效果，提高社會化服務(wù)水平，促進成果轉(zhuǎn)化，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

5 結(jié)論

我國甘蔗專用肥料的研究正處于起步階段，存在的問題也不少，必須進一步加強研究，提高配方的針對性、專用性和科學(xué)性。同時，必須依靠科學(xué)的栽培管理模式，加強配套施肥技術(shù)的應(yīng)用，使甘蔗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益達到最大化。

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