甘蔗新品種 ‘桂糖42號’對不同施氮水平的響應①

王倫旺 廖江雄 譚 芳 鄧宇馳 唐仕云 黃海榮 李 翔 經(jīng) 艷 楊榮仲

(廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點實驗室/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室 廣西南寧 530007)

以甘蔗(Saccharrum officinarumL.)為原料的廣西蔗糖業(yè)在我國的食糖產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的地位，廣西已經(jīng)連續(xù)26年為我國甘蔗優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。但是甘蔗原料生產(chǎn)成本長期居高不下已經(jīng)嚴重制約了廣西蔗糖業(yè)的健康發(fā)展[1]。在巴西，由于氮肥成本高，甘蔗的選育都是在低氮或無氮的條件下進行。在巴西圣保羅州，氮肥的推薦用量新植蔗為80 kg/hm2左右，宿根蔗為120 kg/hm2。而我國甘蔗栽培上氮肥使用量普遍比巴西高，例如：廣西蔗區(qū)施尿素水平一般在500～700 kg/hm2，施氮量是巴西蔗區(qū)的6～8倍，蔗莖產(chǎn)量只有60 t/hm2左右；廣東、云南、福建等蔗區(qū)的氮肥使用量大多數(shù)也在600～750 kg尿素/hm2[1-2]。但產(chǎn)量沒有隨著施氮量的增加而持續(xù)增長，過量施氮肥不僅會增加種植成本，還會造成環(huán)境污染[3-8]。 ‘桂糖42號’是廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所于2013年選育并通過品種審定的，于2018年在廣西首批完成并獲得國家非主要農(nóng)作物登記的優(yōu)異甘蔗品種，該品種具有高產(chǎn)、高糖，抗風抗倒抗旱能力強，既可人工砍收，又適合機械化砍收的優(yōu)良性能[9-10]。但是關(guān)于該品種應施用多少的氮肥，如何施用才能達到既高產(chǎn)又高效的目的，還沒有相關(guān)報道。本文擬通過在磷鉀肥基本得到滿足的條件，以常規(guī)高氮水平即600 kg/hm2作對照，設置4種不同的施氮水平試驗，探討 ‘桂糖42號’對不同施氮水平的響應，同時篩選出 ‘桂糖42號’的最佳施氮量，為生產(chǎn)上提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

參試品種為 ‘桂糖42號’。試驗地位于廣西南寧市隆安縣丁當鎮(zhèn)浪彎華僑農(nóng)場德清分場，土壤為紅壤土，地勢平坦，前作為甘蔗。試驗播種前的土壤養(yǎng)分含量如下：全氮含量1.32 g/kg；全磷含量0.40 g/kg；全鉀含量 4.9 g/kg；速效氮 82.63mg/kg；速效磷62 mg/kg；速效鉀96 mg/kg；有機質(zhì) 20.7 g/kg； pH 6.2。

1.2 方法

1.2.1 試驗時間

2013年2月至2016年2月進行1年新植2年宿根。新植蔗種植時間2013年2月3～4日；宿根蔗破壟時間2014年3月6日和2015年3月10日。

1.2.2 試驗設計

試驗設5個處理。5種施氮(尿素)水平，處理A(CK)： 600 kg/hm2； 處理 B： 450 kg/hm2； 處理 C：300 kg/hm2； 處理 D： 150 kg/hm2； 處理 E： 0。 其中A處理為甘蔗生產(chǎn)上常用的施氮水平，作對照；新植各處理尿素按試驗設計的總量分別于基肥施20%，分蘗期結(jié)合大培土施80%；各處理鈣鎂磷肥統(tǒng)一施2 400 kg/hm2，全部作基肥；各處理硫酸鉀肥統(tǒng)一施562.5 kg/hm2，其中基肥施40%，分蘗期結(jié)合大培土施60%。3個重復，共15個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。每小區(qū)5行，行長8 m，行距1.2 m；小區(qū)面積48 m2，試驗區(qū)面積共630 m2。邊排設1排保護排，田塊兩邊設2～3行保護行。

1.2.3 播種與田間管理

下種量12萬芽/hm2，砍成雙芽段，種莖以雙行品字形排列，施長效殺蟲劑5%毒死蜱或辛硫磷75 kg/hm2，蓋土3～5 cm。表面土壤要細碎，平滑。甘蔗蓋土后一周內(nèi)噴施芽前除草劑，每公頃用2.25～3 kg阿特拉津加600 mL乙草胺乳劑，兌水750～1 125 kg，均勻噴于蔗地表面，趁地濕時蓋上地膜，大培土后及時噴施芽前除草劑一次進行雜草防除。新植砍收后及時清理宿根蔗地和破壟松蔸，各處理按新植的施用方法進行施肥。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析與處理

調(diào)查各處理的發(fā)芽率、宿根發(fā)株數(shù)、分蘗率、株高、莖徑、有效莖，砍收時測定各處理小區(qū)中間3行的產(chǎn)蔗量，折算成每公頃的產(chǎn)蔗量，同時采樣6條有效莖作甘蔗蔗糖分分析，計算各處理的單位面積的含糖產(chǎn)量＝產(chǎn)蔗量×甘蔗蔗糖分。將1年新植2年宿根的數(shù)據(jù)匯總，并使用DPS統(tǒng)計分析軟件[11]進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’主要農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，各處理的發(fā)芽率、發(fā)株數(shù)、分蘗率、株高和有效莖等均無顯著性差異。E處理的莖徑最粗，與其他處理間差異達5%顯著水平，其發(fā)芽率、發(fā)株數(shù)、分蘗率、有效莖數(shù)則均略低于其它處理，但差異不顯著，可能是有效莖減少后，生長空間大，莖徑變粗，是一種自我調(diào)節(jié)的作用。

2.2 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’產(chǎn)蔗量和蔗糖分的影響

從表2可以看出，平均產(chǎn)蔗量：D處理最高，其次為C處理，B處理最低。C、D、E處理均比A處理(CK)高，D、C處理分別比B處理增產(chǎn)11.13 t/hm2和10.09 t/hm2，達5%的顯著水平，其他處理間無顯著性差異。

蔗糖分方面：各處理的平均蔗糖分為14.78%～15.56%，隨著施氮量的增加無明顯的變化規(guī)律。其中，D處理最高，其次為A處理(CK)，E處理最低。

含糖量方面：最高為D處理，其次為C處理，D處理比B處理增產(chǎn)2.17 t/hm2，差異達1%的極顯著水平，比A、E處理分別增產(chǎn)1.41 t/hm2、1.83 t/hm2，差異達到5%的顯著水平，其他處理間無顯著性差異。

表1 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’主要農(nóng)藝性狀的影響(2013～2015年1年新植2年宿根匯總)

表2 不同施氮水平對桂糖42號產(chǎn)量和蔗糖分的影響(2013～2015年1年新植2年宿根平均)

3 討論與結(jié)論

在1年新植2年宿根不同施氮水平的試驗中，‘桂糖42號’的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、蔗糖分等隨著施氮量的增減無明顯的變化規(guī)律，各處理產(chǎn)蔗量均較高，不施氮肥的E處理產(chǎn)量達89.42 t/hm2，遠遠超過了土壤本身的供氮水平(速效氮含量82.63 mg/kg)所能支撐的產(chǎn)蔗能力(60 t/hm2)[12]，這說明 ‘桂糖42號’具有較強的生物固氮能力，通過各種內(nèi)生固氮菌的聯(lián)合固氮作用[13]，利用大氣中的氮素，在施氮量較少的條件下也可達到較高的產(chǎn)量。

張艷梅等[14]的研究結(jié)果指出，在一定范圍內(nèi)(尿素施用水平150～300 kg/hm2)隨施氮量增加，甘蔗的氮代謝顯著增強；刀靜梅等[15]也認為，甘蔗產(chǎn)量在一定施氮量范圍內(nèi)隨施氮量的增加而增加，當?shù)适┯迷黾拥揭欢ㄋ骄蜁霈F(xiàn)產(chǎn)量不再上升，反而呈下降趨勢。本研究中，D處理(150 kg/hm2)的產(chǎn)蔗量、蔗糖分、產(chǎn)糖量均為最高，在C處理(300 kg/hm2)時也表現(xiàn)尚可，施氮量最高的A處理(CK)則表現(xiàn)中等，這與前人的研究結(jié)果接近，但 ‘桂糖42號’在150 kg/hm2條件下即表現(xiàn)最好，說明其所需的施氮量比常規(guī)水平低，也驗證了其具有較強的生物固氮能力。

本研究中，不施氮肥的條件下， ‘桂糖42號’的發(fā)芽率、有效莖數(shù)等農(nóng)藝性狀均為最低，說明雖然 ‘桂糖42號’的生物固氮能力比較強，但也不能完全不施氮肥，否則會影響其正常生長，如可能會抑制宿根蔗的發(fā)株、分蘗和有效莖的形成，從而影響產(chǎn)量的形成，這與其它固氮品種的低氮或者無氮脅迫試驗結(jié)果一致[14-18]。

因此， ‘桂糖42號’是一個具有較強生物固氮能力的品種，對環(huán)境中的氮素含量具有較強的調(diào)節(jié)適應能力，在少施氮肥的情況下，也可獲得較高產(chǎn)量。其最佳施氮量為：在磷、鉀肥得到滿足的條件下，每公頃施150～300 kg的尿素或者等氮量的復合肥、復混肥或者其它類型的肥料。這樣即可獲得與常規(guī)高氮施肥條件相當甚至更高的產(chǎn)量，可以節(jié)約300～450 kg/hm2的尿素，節(jié)省肥料投資600～900元/hm2，節(jié)約成本，提高效益，達到提質(zhì)增效的目的。