云南不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗施肥現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)

樊 仙，郭家文，鄧 軍，張躍彬*，高欣欣，楊紹林，李如丹

（1 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，云南開遠(yuǎn) 661699；2 云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南開遠(yuǎn) 661699）

云南省是我國第二大甘蔗和食糖生產(chǎn)基地，云南蔗區(qū)主要分布于德宏、臨滄、保山、普洱、紅河、西雙版納、玉溪、文山等8個(gè)州 (市)[1-3]。2012、2013年云南省甘蔗種植面積超過360.1 khm2，甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)量22.05 Mt，工業(yè)產(chǎn)量17.58 Mt，食糖產(chǎn)量2.24 Mt[4-5]。甘蔗種植已成為振興云南省邊疆民族農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)。農(nóng)田施肥是保持土壤肥力和增加作物產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)之一[6-8]，盡管提高甘蔗產(chǎn)量和糖分主要是依靠品種的選育和栽培條件的改善來實(shí)現(xiàn)，但是植物營養(yǎng)和合理施肥同樣是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[9-10]。合理施肥可以增加產(chǎn)量，提高糖分。因此，調(diào)查與研究全省甘蔗施肥狀況對(duì)甘蔗生產(chǎn)具有重要的意義。然而，關(guān)于云南省甘蔗的施肥現(xiàn)狀研究卻少有報(bào)道，本文通過蔗農(nóng)施肥現(xiàn)狀的抽樣調(diào)查和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料的分析，擬從甘蔗產(chǎn)量、施肥量、施肥方式、施用肥料品種等方面對(duì)甘蔗施肥現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，為云南省甘蔗生產(chǎn)中養(yǎng)分優(yōu)化管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集與調(diào)查方法

數(shù)據(jù)主要來源于課題組對(duì)全省不同生態(tài)蔗區(qū)蔗農(nóng)抽樣調(diào)查[11-12]。本研究在2013年至2014年榨季調(diào)查情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析總結(jié)，針對(duì)蔗區(qū)農(nóng)戶，在云南省3個(gè)生態(tài)蔗區(qū)的6個(gè)甘蔗主產(chǎn)區(qū) (臨滄、保山、德宏、文山、普洱) 采用統(tǒng)一問卷實(shí)地走訪調(diào)查的方式，共調(diào)查了1350戶蔗農(nóng)。調(diào)查內(nèi)容主要包括：甘蔗產(chǎn)量，肥料種類、施肥方式及施用量等。具體調(diào)查地點(diǎn)分布及樣本數(shù)見表1。

1.2 農(nóng)戶施用肥料養(yǎng)分含量的計(jì)算

化肥養(yǎng)分的單質(zhì)肥料按各肥料養(yǎng)分含量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，復(fù)合肥與專用肥按實(shí)際調(diào)查記錄值計(jì)算，沒有記錄的按調(diào)查多數(shù)平均值計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

調(diào)查數(shù)據(jù)采用Epidata (V3.02) 軟件進(jìn)行問卷數(shù)據(jù)錄入，對(duì)于有些邏輯上不匹配的調(diào)查問卷，筆者采用電話回訪的形式，再次對(duì)該蔗農(nóng)的有關(guān)信息進(jìn)行詢問核實(shí)。應(yīng)用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

表1 調(diào)查地點(diǎn)分布及樣本數(shù)Table 1 Distribution of the sites and number of samples investigated in the study

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查結(jié)果將甘蔗產(chǎn)量分為5級(jí)[13](表2)，對(duì)不同生態(tài)蔗區(qū)1350 戶蔗農(nóng)甘蔗生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)查表明，南亞熱帶濕潤區(qū)甘蔗平均產(chǎn)量最高，為81.40 t/hm2，其次為中亞熱帶濕潤區(qū)平均產(chǎn)量為81.73 t/hm2，北熱帶半濕潤區(qū)的甘蔗平均產(chǎn)量最低為75.44 t/hm2，全省甘蔗平均產(chǎn)量80.35 t/hm2。南亞熱帶濕潤區(qū)甘蔗產(chǎn)量中等的蔗農(nóng)占樣本總數(shù)的28.4%；產(chǎn)量很低和偏低蔗農(nóng)占樣本總數(shù)一半以上，為53.4%；產(chǎn)量很高和偏高蔗農(nóng)僅占18.2%。北熱帶半濕潤區(qū)甘蔗產(chǎn)量中等的蔗農(nóng)占13.8%；很低和偏低蔗農(nóng)占79.2%；產(chǎn)量偏高蔗農(nóng)僅占7.1%，未調(diào)查到產(chǎn)量很高的蔗農(nóng)樣本。中亞熱帶濕潤區(qū)甘蔗產(chǎn)量中等的蔗農(nóng)占27.3%；產(chǎn)量偏低和很低蔗農(nóng)占68.2%，未調(diào)查到產(chǎn)量很高蔗農(nóng)樣本。結(jié)果表明，全省蔗區(qū)產(chǎn)量在中等偏低水平。

2.2 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗基肥、追肥分配及肥料種類

由不同生態(tài)蔗區(qū)蔗農(nóng)施用的肥料種類 (表3) 可知，化肥種類主要包括單質(zhì)氮磷鉀肥及復(fù)合肥；有機(jī)肥種類雖多，但蔗區(qū)以濾泥、酒精廢液、蔗葉還田及動(dòng)物糞肥為主。南亞熱帶濕潤蔗區(qū)基肥以復(fù)合肥比例最大，占基肥施肥品種的45.98%；其次是尿素，占18.93%；再次是有機(jī)肥的蔗葉還田，占11.67%。追肥也是以復(fù)合肥為主，占追肥施用品種的77.24%；其次是尿素，占18.01%；再次是過磷酸鈣，占4.75%。該蔗區(qū)施用基肥的蔗農(nóng)比例為99.71%，施用追肥的蔗農(nóng)比例為47.32%。

北熱帶半濕潤蔗區(qū)基肥以有機(jī)肥中的動(dòng)物糞肥比例最大，占基肥施肥品種的40.55%；其次是尿素，占35.05%；再次是有機(jī)肥的濾泥，占14.43%。追肥全部施用復(fù)合肥。該蔗區(qū)施用基肥的蔗農(nóng)比例為47.08%，施用追肥的蔗農(nóng)比例為94.17%。

表2 云南省甘蔗產(chǎn)量分布Table 2 Yield levels of sugarcane in Yunnan Province

表3 不同生態(tài)蔗區(qū)主要化肥品種提供的養(yǎng)分比例 (%)Table 3 Proportion from the individual fertilizer used in sugarcane production in different regions

中亞熱帶濕潤蔗區(qū)基肥以尿素和過磷酸鈣為主，其分別占基肥施肥品種的63.16%和36.84%。追肥全部施用復(fù)合肥。該蔗區(qū)施用基肥的蔗農(nóng)比例為45.45%，施用追肥的蔗農(nóng)比例為93.94%。

調(diào)查結(jié)果得出，蔗區(qū)施用復(fù)合肥的比例較高，其施用的樣本比例占到了總樣本數(shù)的94.13%，而單質(zhì)肥料施用較少，施用尿素的樣本比例占到了總樣本數(shù)的41.63%，而施用過磷酸鈣的樣本比例僅占到了總樣本數(shù)的15.09%，施用硫酸鉀的樣本比例則更少，僅為0.45%。由此可以得出，復(fù)合肥因具有施用簡單、方便、營養(yǎng)成分較為全面的優(yōu)點(diǎn)，大部分蔗農(nóng)都選擇施用。

2.3 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥養(yǎng)分投入狀況

不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥養(yǎng)分投入狀況調(diào)查表明(表4)，全省化肥氮 (N)、磷 (P2O5) 和鉀 (K2O) 投入量分別是 193.67 kg/hm2、116.79 kg/hm2和95.86 kg/hm2。南亞熱帶濕潤蔗區(qū)的化學(xué)氮肥、磷肥和鉀肥投入量最高，氮肥 (N) 投入量變化在0～525.60 kg/hm2，平均為207.98 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 投入量變化在0～336.00 kg/hm2，平均投入量分別為112.60 kg/hm2，鉀肥 (K2O) 投入量變化均在0～292.50 kg/hm2，平均投入量分別為108.55 kg/hm2。北熱帶半濕潤蔗區(qū)的化學(xué)氮肥投入量變化在0～344.40 kg/hm2，平均投入量最低，為131.41 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 投入量變化在0～210.00 kg/hm2，平均為99.95 kg/hm2，鉀肥(K2O) 投入量變化在0～84.00 kg/hm2，平均投入量最低，為46.58 kg/hm2。中亞熱帶濕潤蔗區(qū)的化學(xué)氮肥用量變化在0～374.40 kg/hm2，平均為193.71 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 用量變化在0～192.00 kg/hm2，平均用量最低，為86.18 kg/hm2，鉀肥 (K2O) 用量變化在0～96.00 kg/hm2，平均用量為74.18 kg/hm2。蔗區(qū)甘蔗養(yǎng)分主要由化肥提供，由表4可得出，云南省各生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥養(yǎng)分投入量均表現(xiàn)為氮肥 ＞ 磷肥 ＞鉀肥。

2.4 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系

不同生態(tài)蔗區(qū)不同肥料投入水平下蔗農(nóng)戶數(shù)和產(chǎn)量分布 (圖1～圖3)，結(jié)果表明，隨著化肥氮、磷、鉀養(yǎng)分投入量的增加，3個(gè)不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量均呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。氮肥施用量超過300kg/hm2時(shí)，平均產(chǎn)量分別達(dá)95.06 t/hm2、90.05 t/hm2和84.75 t/hm2。磷肥施用量為150 ～ 200 kg/hm2時(shí)，平均產(chǎn)量分別達(dá)96.56 t/hm2、77.69 t/hm2和83.25 t/hm2。鉀肥施用量超過 75 kg/hm2時(shí)，平均產(chǎn)量分別達(dá)87.12 t/hm2、83.83 t/hm2和83.62 t/hm2。說明在云南蔗區(qū)合理增施氮、磷、鉀肥可增加甘蔗的產(chǎn)量，這與前人的研究結(jié)果一致[14-17]。

表4 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥投入量 (kg/hm2)Table 4 Nutrient inputs in sugarcane fields in different regions

圖1 南亞熱帶濕潤區(qū)不同肥料投入水平下蔗農(nóng)戶數(shù)和產(chǎn)量Fig. 1 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the south subtropical humid region

圖2 北熱帶半濕潤區(qū)不同肥料投入水平下蔗農(nóng)戶數(shù)和產(chǎn)量Fig. 2 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the north tropical sub-humid region

圖3 中亞熱帶濕潤區(qū)不同肥料投入水平下蔗農(nóng)戶數(shù)和產(chǎn)量Fig. 3 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the middle subtropical humid regions

2.5 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗施肥時(shí)間、方式及深度

不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗施肥以兩次施肥 (基肥 + 追肥) 和一次施肥 (追肥) 為主?；适┓蕰r(shí)間是在甘蔗下種時(shí)隨蔗種一起施入，在甘蔗進(jìn)入拔節(jié)伸長期時(shí)進(jìn)行追肥。調(diào)查結(jié)果表明，不同生態(tài)蔗區(qū)追肥均在4—6月份完成。

施肥的深度直接影響根系對(duì)養(yǎng)分的吸收效率[18-21]。對(duì)不同生態(tài)蔗區(qū)施肥方式和深度的調(diào)查表明，新植甘蔗基肥 (包括化肥和有機(jī)肥) 施用均采用條施的方式，中耕培土期的追肥施用主要采用穴施或者條施的方式，分別占到總調(diào)查蔗園數(shù)的77%和20%，采用撒施方式的蔗農(nóng)所占的比例相對(duì)較小。就施肥深度而言，全省各生態(tài)蔗區(qū)基肥施用條施的深度存在較大差異，從15 cm左右至35 cm深不等。然而各生態(tài)蔗區(qū)在追肥的施用過程中存在施肥后不蓋土的現(xiàn)象，且各生態(tài)蔗區(qū)之間有較大差異。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南亞熱帶濕潤蔗區(qū)追肥后不進(jìn)行覆土的蔗農(nóng)占樣本總數(shù)的33.52%；北熱帶半濕潤蔗區(qū)追肥后不進(jìn)行覆土的蔗農(nóng)占樣本總數(shù)的48.39%；中亞熱帶濕潤蔗區(qū)追肥后不進(jìn)行覆土的蔗農(nóng)占樣本總數(shù)的82.53%。

2.6 不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗施肥狀況評(píng)價(jià)

2.6.1 合理施肥量的確定 由于蔗區(qū)有機(jī)肥施用比例較小，施用的有機(jī)肥大部分只有經(jīng)過微生物分解后才能被吸收利用，且有機(jī)肥中速效養(yǎng)分和遲效養(yǎng)分的比例不確定。因此，本研究在確定合理施肥量時(shí)只考慮化肥投入。通過調(diào)查分析云南不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗養(yǎng)分投入量與產(chǎn)量的關(guān)系，結(jié)合測(cè)土施肥推薦指標(biāo)[22-23]和相關(guān)資料[24-25]得出云南省蔗區(qū)肥料的合理用量。甘蔗產(chǎn)量介于85.00～90.00 t/hm2時(shí)，建議施肥用量為：N 285～350 kg/hm2，P2O5200～250 kg/hm2，K2O 175～225 kg/hm2。

2.6.2 施肥量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定 在蔗區(qū)合理施肥量的基礎(chǔ)上，將N、P2O5、K2O施用量分為很低、偏低、合理、偏高和較高5級(jí)，如表5所示。將小于合理用量50%定義為“很低”，大于合理用量50%為“較高”，“合理”與“很低”之間為“偏低”，“合理”與“較高”之間為“偏高”。

2.6.3 施肥狀況評(píng)價(jià) 據(jù)表5 確定的不同生態(tài)蔗區(qū)施肥量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)云南省不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥施用量進(jìn)行分析與評(píng)價(jià) (圖4)。由圖4可知，南亞熱帶濕潤區(qū)化學(xué)氮肥、磷肥和鉀肥投入合理比例低，分別為18.2%、5.3%和7.4%，很低和偏低比例均較高，均未調(diào)查到投入較高樣本。北熱帶半濕潤區(qū)氮肥和磷肥投入合理比例分別為3.3%和2.5%，很低和偏低比例均較高，未調(diào)查到投入很高和較高樣本，鉀肥投入量在很低水平。中亞熱帶濕潤區(qū)氮肥和磷肥投入合理比例分別為6.1%和9.1%，氮肥投入偏低比例高，為78.8%，磷肥投入很低比例為87.9%，鉀肥投入量在很低和偏低水平，投入比例分別為42.4%和57.6%。由此可知，不同生態(tài)蔗區(qū)蔗農(nóng)施肥習(xí)慣存在一定差異，但蔗區(qū)氮、磷、鉀肥投入量均不足。

表5 不同生態(tài)蔗區(qū)施肥量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Classification standards of fertilization rates in different regions

圖4 不同生態(tài)蔗區(qū)養(yǎng)分不同投入水平所占比例Fig. 4 Percentages of different nutrient input levels in different regions

3 討論

本研究在2013年至2014年甘蔗榨季調(diào)查情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)土施肥推薦指標(biāo)和相關(guān)資料得出云南省蔗區(qū)肥料的合理用量。甘蔗產(chǎn)量在85.00～90.00 t/hm2之間時(shí)，建議施肥用量為：化學(xué)氮肥 (N)285～350 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 200～250 kg/hm2，鉀肥 (K2O) 175～225 kg/hm2。N∶P2O5∶K2O 養(yǎng)分比例約為1∶0.7∶0.6。調(diào)查分析得出蔗區(qū)蔗農(nóng)養(yǎng)分管理中存在以下突出問題：

3.1 氮磷鉀養(yǎng)分施用不平衡

不同生態(tài)蔗區(qū)氮磷鉀養(yǎng)分施用不平衡，成為限制甘蔗增產(chǎn)與肥料投入效益的重要因素[26]。不同生態(tài)蔗區(qū)氮肥 (N) 投入量介于0～398.40 kg/hm2，磷肥(P2O5) 投入量 0～336.00 kg/hm2，鉀肥 (K2O)0～292.00 kg/hm2，養(yǎng)分投入量極不平衡，化肥氮磷鉀投入過量與不足的問題同時(shí)存在，投入不足的比例更大，嚴(yán)重影響甘蔗產(chǎn)量。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)蔗農(nóng)普遍注重施用氮肥，不施或少施鉀肥，甘蔗施肥缺乏科學(xué)性，各生態(tài)蔗區(qū)甘蔗化肥養(yǎng)分投入量均表現(xiàn)為氮肥 ＞ 磷肥 ＞ 鉀肥。

調(diào)查結(jié)果也得出，蔗區(qū)普遍存在輕基肥、重追肥的現(xiàn)象[27-28]，或者在追肥時(shí)只注重氮肥而忽視了磷鉀肥的施用。復(fù)合肥施用比例較高，其施用的樣本比例占到了總樣本數(shù)的94.13%。但是，蔗區(qū)普遍施前不開溝，施后不蓋土，造成肥料利用率低[29-31]。根據(jù)云南省的氣候特點(diǎn)，基肥投入應(yīng)根據(jù)種蔗時(shí)期選擇合適的施肥量，追肥一般選擇在中耕培土?xí)r施入，要注意該時(shí)期的降雨情況，盡量在降雨前施入并覆土以充分發(fā)揮肥料，追肥才可更有效地得到利用。蔗區(qū)應(yīng)平衡氮肥和磷肥用量，增加鉀肥和有機(jī)肥用量[32-33]。

3.2 有機(jī)肥投入嚴(yán)重不足

有機(jī)肥是農(nóng)田的一項(xiàng)重要養(yǎng)分來源，在土壤培肥上具有重要作用[34]。隨著人們生活品質(zhì)的提高，有機(jī)肥的種類和數(shù)量越來越少，由于勞動(dòng)力成本等因素的限制，蔗農(nóng)選擇只施用化肥，忽略有機(jī)肥的施用。研究表明增施有機(jī)肥能增加甘蔗分蘗率，顯著提高甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)[35]。Elsayed等[36]連續(xù)三個(gè)榨季的研究表明，施用濾泥可獲得高糖質(zhì)量，并且隨著濾泥用量的增加，土壤有機(jī)碳，總氮量和有效磷同時(shí)增加。蘇天明等[37-38]的研究也表明蔗地施用酒精廢液做基肥能顯著提高其土壤肥力和有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)含量的作用，在甘蔗出苗、分蘗和生長發(fā)育中起到關(guān)鍵性的作用，同時(shí)，施廢液的土壤種植甘蔗對(duì)廢液養(yǎng)分吸收和環(huán)境凈化有一定作用。Vastava等[39]連續(xù)4年的研究表明，蔗葉還田的甘蔗單產(chǎn)顯著高于無覆蓋甘蔗單產(chǎn)，增產(chǎn)幅度達(dá)47.8%。郭家文等[40]的研究也表明，蔗葉還田能使土壤得到持續(xù)的培肥，保證了甘蔗的持續(xù)增產(chǎn)。因此，有機(jī)肥在甘蔗種植中是非常重要的，它不但可以提高甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以培肥土壤，改善土壤環(huán)境。為保證蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量和糖分的可持續(xù)發(fā)展，建議在今后的施肥中，蔗農(nóng)應(yīng)重視有機(jī)肥的投入，多途徑增加有機(jī)肥的投入，并注重有機(jī)無機(jī)肥的合理配施。

3.3 推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)的必要性

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蔗區(qū)蔗農(nóng)在甘蔗施肥管理上存在很大的盲目性。偏施、濫施現(xiàn)象比較普遍，氮磷鉀肥比例不合理，且片面依賴化肥，忽視有機(jī)肥的施用，要徹底改變這一現(xiàn)狀，最根本的辦法就是推廣實(shí)施測(cè)土配方施肥技術(shù)。李奇?zhèn)サ妊芯恳脖砻鲗?shí)施測(cè)土配方施肥，可增加甘蔗產(chǎn)量20.8%～37.6%[41]。王龍等[23]在隴川應(yīng)用配方施肥技術(shù)，使2006—2008年連續(xù)2年甘蔗增產(chǎn)12.75～15.75 t/hm2，蔗糖分提高0.23%～0.48%。甘蔗測(cè)土配方施肥能提高肥料利用效率，改善蔗區(qū)土壤環(huán)境，培肥地力，改善農(nóng)藝性狀，提高甘蔗產(chǎn)量和蔗農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

云南不同生態(tài)蔗區(qū)存在以下問題：重追肥，輕基肥；重視化學(xué)肥料、復(fù)合肥，忽視有機(jī)肥；重視氮肥，輕鉀肥；部分地區(qū)追肥不覆土現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，針對(duì)不同生態(tài)蔗區(qū)應(yīng)積極推廣有機(jī)肥的投入，平衡氮肥與磷肥用量，提高鉀肥的施用量，優(yōu)化基肥追肥投入比例，推廣測(cè)土配方施肥，做到施肥覆土，提高肥料利用效率。

參 考 文 獻(xiàn)：

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