果蔗膜下水肥一體化微灌效益分析

賀爾奇，李向勇，李廷洋，張正學，盧加舉

(貴州省亞熱帶作物研究所，貴州興義562400)

0 引言

果蔗指的是其蔗莖可以直接鮮食的甘蔗，其不僅皮薄莖嫩、松脆易嚼、甘甜多汁、富含維生素及多種氨基酸(17～18種)，且有多種藥用價值，《本草綱目》中記載果蔗可以助脾氣、利大小腸，具有消炎止渴、解酒毒等功能[1]，一直以來備受人們喜愛。近年來，隨著果蔗經(jīng)濟價值的提升，我國果蔗生產(chǎn)發(fā)展迅速，尤其是福建、廣東、廣西和貴州等地，其中，廣西推廣面積最大，僅百色隆林縣就達 100多hm2，年收入2000多萬元[2]，但仍不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求[3]。為此，我國科研工作者從果蔗育種、栽培技術、加工保鮮、抗逆性、病蟲害防治等方面開展了大量工作，助推果蔗發(fā)展[4]。農(nóng)業(yè)水肥一體化技術是根據(jù)農(nóng)作物對水肥的需求規(guī)律，對其進行設施栽培管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術，主要目的在于提高水肥利用率、節(jié)約勞動成本，從而達到提高經(jīng)濟效益的目的，包括滴灌、噴灌、微灌等措施。水肥一體化技術已在蔬菜[5-6]、果樹[7]、馬鈴薯[8]、玉米[9-11]、甜菜[12]、甜瓜[13]、棉花[14]、甘蔗[15-16]等作物上使用，并取得良好效果。在前人研究中，陳永等開展膜下微噴對甘蔗產(chǎn)量性狀、工藝品質及經(jīng)濟效益的影響的研究[15]，但未開展水肥一體化研究，果蔗水肥一體化微灌方面亦鮮有報道，本試驗對果蔗膜下水肥一體化微灌技術進行效益分析，通過數(shù)據(jù)來驗證水肥一體化技術在果蔗生產(chǎn)上的應用價值，為指導蔗農(nóng)改善果蔗栽培技術，提高經(jīng)濟效益提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試品種

果蔗品種：羅漢蔗(貴州省地方果蔗品種)，由貴州省農(nóng)科院亞熱帶作物研究所提供蔗種。

1.1.2 地膜

地膜采用規(guī)格為寬60 cm的可降解除草地膜。

1.1.3 水肥一體化設施

增壓泵：綠一牌全自動增壓泵，型號： LY-JLM，功率：900 W。

微灌管：內(nèi)鑲式微灌管，主管直徑50 mm，支管直徑20 mm，支管空隙直徑0.6 mm，空隙距離50 mm。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗地點

試驗地設在貴州省黔西南州興義市南盤江鎮(zhèn)達居村砂質壤土的田壩地，土壤肥力中下，海拔800 m，年均溫19.2℃，年降雨量1200 mm左右，前作玉米。

1.2.2 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，試驗設 3個處理，1個對照，每個處理 3次重復，每個重復 30 m2，共12個小區(qū)。

3個處理分別為：處理1：蓋膜+水肥一體化微灌；處理2：蓋膜+普通水肥灌溉；處理3：不蓋膜+水肥一體化微灌；對照：不蓋膜+普通水肥灌溉。

1.2.3 試驗實施

1.2.3.1 整地、開溝及基肥

試驗地塊采用1犁1耙，去除雜物，整平土面，按行距120 cm，溝長500 cm，溝深30 cm，溝寬30 cm進行開溝，四周開挖排水溝；下種前以 15000 kg/hm2的腐熟有機肥加750 kg/hm2高效復合肥作為基肥，同時按75 kg/hm2土壤殺蟲劑顆粒劑拌土均勻撒施于溝內(nèi)，防止地下害蟲。

1.2.3.2 選種、砍種及下種

選擇蔗莖直立粗壯、生勢旺盛、蔗芽健壯飽滿、梢部粗大、青葉數(shù)多、無病蟲危害的蔗莖做種，用干凈的利刃快速按2～3個芽一段的規(guī)格斬成種段，用多菌靈800倍液浸種10 min完成蔗種處理；下種量為 75000芽/hm2，采取雙行斜植的方式，種苗沿蔗溝按45°斜放，芽向兩側，壓實種苗，使種苗與土壤固定，蓋土厚度4～7 cm。

1.2.3.3 微灌設施安裝

按照說明書及本試驗的試驗方案要求，將增壓泵、主管、支管、控制閥(主閥及支管閥)連接好，增壓泵一端接主管，另一端接水肥溶解池，將支管依次按甘蔗行寬排列接在主管上，并按照溝長鋪設在溝內(nèi)，支管空隙橫向排放。

1.2.3.4 蓋膜

按照本試驗的試驗方案進行蓋膜，微灌設施安裝完成后，將除草地膜覆蓋在種植溝內(nèi)，鋪開拉緊，使地膜緊貼蔗行，膜兩側用細碎泥土壓緊壓實。

1.2.3.5 使用

使用時，處理1和處理3按照試驗方案將高效可溶性復合肥按照500倍液的比例溶于溶解池中，每次用量在150 kg/hm2左右，按照甘蔗生長規(guī)律及氣候條件適時灌水及施肥；處理2及對照組按照同等量的肥料及水分人工撒施。

1.2.4 測定項目和方法

按照《甘蔗育種學》[17]的方法調(diào)查各試驗小區(qū)的出苗率、分蘗率、株高、莖徑等性狀，利用錐度計測量田間錐度，砍收時測量田間測產(chǎn)，并進行糖分檢測。最后根據(jù)試驗各處理投入產(chǎn)出情況，分析評價試驗各處理間的經(jīng)濟效益。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用 WPS 2019系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，并通過 t檢驗分析各處理間差異顯著性。

2 試驗結果與分析

2.1 田間性狀表現(xiàn)及顯著差異性分析

2.1.1 出苗率

各處理間出苗率詳見表1，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的平均出苗率為78.93%，為3個處理及對照中出苗率最高，處理 2(蓋膜+普通水肥灌溉)的平均出苗率為 67.43%，處理 3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的平均出苗率為 68.40%，對照的出苗率為63.50%，各處理及對照之間在0.05統(tǒng)計水平上差異不顯著。

2.1.2 分蘗率

表1中，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的平均分蘗率為38.39%，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的平均分蘗率為 38.66%，處理 3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的平均分蘗率為 38.87%，對照的分蘗率為33.77%，處理1、處理 2及處理3之間不存在顯著性差異，其中，處理1比對照高13.68%，差異顯著，處理3比對照高15.11%，差異顯著。

2.1.3 株高

表2中，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的平均株高為240.3 cm，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的平均株高為197.2 cm，處理3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的平均株高為 170.2 cm，對照的平均株高為 164.2 cm。處理1分別比處理2、處理3和對照高出53.16、70.16和86.13 cm，表現(xiàn)出顯著差異；處理2分別比處理3和對照高出27.0 cm和32.83 cm，表現(xiàn)出顯著差異；處理3比對照高出5.87 cm，不存在差異顯著性。

2.1.4 莖徑

表1 出苗率及分蘗率田間表現(xiàn)統(tǒng)計表

表2 株高及莖徑田間表現(xiàn)統(tǒng)計表

在表2結果中，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的平均莖徑為3.59 cm，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的平均莖徑為3.54 cm，處理3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的平均莖徑為3.38 cm，對照的平均莖徑為3.56 cm，處理1和處理3的差異最大，為0.21 cm，但差異不顯著；結果表明，本試驗中各處理之間，各處理與對照組之間的莖徑不存在差異顯著性。

2.1.5 含糖量

表3結果中，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的平均含糖量為9.8%，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的平均含糖量為10.0%，處理3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的平均含糖量為 8.9%，對照的平均含糖量為9.5%。從結果來看，本次使用的果蔗品種總體含糖量不高，其中，處理1比處理3高0.93%，表現(xiàn)出顯著差異；處理2比處理3高1.1%，表現(xiàn)出顯著差異；其他各處理及對照間不存在差異顯著性。

2.1.6 有效莖數(shù)及產(chǎn)量

有效莖數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表 3，通過田間測產(chǎn)發(fā)現(xiàn)(見表4)，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的有效莖數(shù)為775350條/hm2，平均產(chǎn)量為105128.85 kg/hm2，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的有效莖數(shù)為737775條/hm2，平均產(chǎn)量為86204.91 kg/hm2，處理3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的有效莖數(shù)為700200條/hm2，平均產(chǎn)量為 71980.56 kg/hm2，對照的有效莖數(shù)為600300條/hm2，平均產(chǎn)量為54740.69 kg/hm2。處理1的產(chǎn)量分別比處理2、處理3和對照高出18923.94、33148.29和50388.16 kg/hm2，處理1同處理2和處理3表現(xiàn)出顯著差異，和對照表現(xiàn)出顯著差異；處理 2的產(chǎn)量分別比處理 3和對照高 14224.35、31464.22 kg/hm2，處理2和處理3表現(xiàn)出顯著差異，和對照表現(xiàn)出顯著差異；處理3比對照高17239.87 kg/hm2，表現(xiàn)出顯著差異。

2.2 經(jīng)濟效益分析

通過總產(chǎn)值減去投入的成本計算出純收入來分析經(jīng)濟效益，由表5可知，處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)的經(jīng)濟效益為259646.54元/hm2，處理2(蓋膜+普通水肥灌溉)的經(jīng)濟效益為 215114.73元/hm2，處理 3(不蓋膜+水肥一體化微灌)的經(jīng)濟效益為158401.68元/hm2，對照的經(jīng)濟效益為117422.07元/hm2。處理 1分別比處理 2、處理 3和對照高出20.70%、63.92%和121.12%，處理1和處理2在統(tǒng)計學上無顯著差異性，和處理3及對照表現(xiàn)出顯著差異；處理 2分別比處理 3和對照高出 35.80%和83.20%，處理2和處理3表現(xiàn)出顯著差異，與對照表現(xiàn)出顯著差異；處理3比對照高出34.90%，在統(tǒng)計學上未表現(xiàn)出顯著差異性。

表3 含糖量及有效莖田間表現(xiàn)統(tǒng)計表

表4 田間產(chǎn)量統(tǒng)計表

表5 經(jīng)濟效益分析

3 討論

甘蔗產(chǎn)量主要由單位面積有效莖數(shù)和單莖重量決定，而株高又決定了甘蔗的單莖重，因此株高和有效莖數(shù)是甘蔗產(chǎn)量的基礎，對甘蔗產(chǎn)量的形成起決定性的作用[18]，本試驗中，株高和有效莖數(shù)均為處理1＞處理2＞處理3＞對照，尤其是株高差異明顯，最終表現(xiàn)為總體經(jīng)濟效益上也是處理1＞處理2＞處理 3＞對照，這與陳永等在膜下微噴對甘蔗產(chǎn)量性狀、工藝品質及經(jīng)濟效益的影響研究中蓋膜能提高產(chǎn)量的結果一致[15]，其中處理 1比對照高121.12%，處理2比對照高83.20%，處理3比對照高34.90%，各田間性狀表現(xiàn)及經(jīng)濟效益存在相應的對應關系。本試驗通過田間性狀表現(xiàn)、產(chǎn)量、經(jīng)濟效益等方面進行了分析，對于果蔗水肥一體化的相關土壤生理生化及水肥螯合效益方面有待開展后續(xù)研究。水肥一體化在農(nóng)業(yè)推廣也存在一定的制約因素，例如對地形的要求高、設施成本高、技術培訓薄弱、日常維護難、農(nóng)膜殘留等因素[14]，這些制約因素在果蔗上使用水肥一體化技術同樣存在，果蔗為大水大肥的作物，且一般為一年一種，管理起來比較費工費力。因此，在相對平坦的田壩地，水電方便的情況下可以通過加大培訓推廣使用水肥一體化技術，不僅能大幅度提高經(jīng)濟效益，助農(nóng)增收，而且省工省力，符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展要求。

4 結論

試驗結果表明，通過膜下水肥一體化栽培技術可以明顯提高果蔗種植的株高和有效莖，從而表現(xiàn)在總經(jīng)濟效益上為處理1＞處理2＞處理3＞對照，其中處理 1比對照高出 121.12%，表現(xiàn)出極顯著差異；處理2比對照高出83.2%，表現(xiàn)出極顯著差異；處理 3比對照高出 34.9%，在統(tǒng)計學上未表現(xiàn)出顯著差異性。綜合評價，果蔗的最佳種植方案為處理1(蓋膜+水肥一體化微灌)。