蠶沙生物有機(jī)肥在甘蔗栽培上的應(yīng)用效果試驗(yàn)

羅 平 韋春沙 唐茂榮 黎 莉

(1來(lái)賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣西來(lái)賓 546100； 2來(lái)賓市興賓區(qū)橋鞏鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西來(lái)賓 546100)

蠶沙，別名蠶矢，始載于《名醫(yī)別錄》[1]，為蠶蛾科(Bombycidae)昆蟲(chóng)家蠶(BombyxmoriL)幼蟲(chóng)的干燥糞便，含有多種化學(xué)成分，如葉綠素、果膠、葉酸、茄尼醇、生物堿等[2]，屬蟲(chóng)類(lèi)傳統(tǒng)中藥。中國(guó)是蠶桑主產(chǎn)國(guó)，而廣西壯族自治區(qū)是中國(guó)重要的蠶桑生產(chǎn)基地，養(yǎng)蠶的農(nóng)戶多，蠶沙數(shù)量大，而且在養(yǎng)蠶過(guò)后許多蠶農(nóng)往往會(huì)把蠶沙隨意丟棄，但蠶沙中含有很多病原微生物，如果處理不當(dāng)、隨意丟棄，不僅會(huì)污染環(huán)境，還有讓蠶區(qū)蠶病大面積暴發(fā)的危險(xiǎn)。本次試驗(yàn)以廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所科研人員研究出的將廢棄蠶沙制成的肥料——“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥[3]、從養(yǎng)蠶農(nóng)戶收集的蠶沙添加有益微生物在有氧條件下堆漚發(fā)酵制成的蠶沙有機(jī)肥[4]和噻蟲(chóng)嗪藥肥為供試肥料，應(yīng)用在甘蔗生產(chǎn)上，旨在分析評(píng)價(jià)蠶沙對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀的影響，為蠶沙生物肥的開(kāi)發(fā)與利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試肥料 “天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(以下簡(jiǎn)稱“天蠶優(yōu)地”)，廣東植物龍生物技術(shù)股份有限公司與廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所聯(lián)合研發(fā)，是以蠶沙生物有機(jī)肥為主的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)>30%(N∶P2O5∶K2O=15∶5∶10)，有機(jī)質(zhì)≥20%；蠶沙生物有機(jī)肥，來(lái)賓市興賓區(qū)七洞鄉(xiāng)農(nóng)戶的家蠶5齡上蔟后收集的蠶沙，經(jīng)過(guò)添加有益微生物(EM)在有氧條件下堆漚發(fā)酵30 d后的肥料，總養(yǎng)分含量為有效活菌數(shù)≥0.2億個(gè)/g，有機(jī)質(zhì)≥65%，水分≤30%，每公斤有機(jī)肥中N為31.2 g、P2O5為18.5 g、K2O為33.6 g、有機(jī)質(zhì)為668.0 g；噻蟲(chóng)嗪藥肥，成都科利隆生化有限公司生產(chǎn)，含0.08%噻蟲(chóng)嗪有效成份的顆粒型普通復(fù)混肥，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥12%(N∶P2O5∶K2O=3∶6∶3)。

1.1.2 供試甘蔗品種 桂糖42號(hào)，廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所選育提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種植時(shí)間及地點(diǎn) 試驗(yàn)地為廣西來(lái)賓市興賓區(qū)橋鞏鎮(zhèn)橋鞏村委橋鞏村第五隊(duì)農(nóng)戶盧洋的甘蔗地，旱地，面積2 333 m2，沙壤黃土，PH值為6.8，前茬亦為甘蔗。甘蔗種植時(shí)間為2018年4月4日，利用機(jī)械耕地，按“雙高”(高產(chǎn)高糖糖料蔗種植，簡(jiǎn)稱“雙高”)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)種植，行距為100 cm，種植溝深犁50 cm。選用無(wú)蟲(chóng)口無(wú)病原污染的健康甘蔗種苗種植。每667 m2下種量約為3 500個(gè)雙芽段，保證有效莖在500條以上。

1.2.2 試驗(yàn)區(qū)的設(shè)置及試驗(yàn)方法 2018年在農(nóng)戶盧洋的甘蔗地開(kāi)展試驗(yàn)，試驗(yàn)處理區(qū)按表1進(jìn)行，肥料按等價(jià)原則施用，設(shè)置3個(gè)施肥處理區(qū)，每個(gè)施肥處理區(qū)150 m2，重復(fù)3次，共9個(gè)施肥試驗(yàn)小區(qū)，各處理區(qū)隨機(jī)排列，各處理區(qū)間設(shè)2行保護(hù)行，所有處理區(qū)的面積合計(jì)為1 350 m2(不含保護(hù)行)。全年分基肥、追肥施肥2次，種植時(shí)開(kāi)溝深施并且施肥后覆土沖溝(覆土蓋上溝行，沖積平整)。4月4日播種時(shí)，按照表1的施肥方法和施肥量在莖種邊施基肥，于6月19日進(jìn)行大田培土施肥(追肥)。

表1 每667 m2甘蔗地的施肥情況

施肥形式基肥/kg追肥/kg總施肥量/kg有效養(yǎng)分/kgNP2O5K2O有機(jī)質(zhì)金額/元A30.030.060.09.03.06.012.0300B30.01 000.01 030.035.720.036.6668.0300C(對(duì)照)40.040.080.02.44.82.40304

A—施用“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥；B—施用蠶沙生物有機(jī)肥+“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥；C—施用噻蟲(chóng)嗪藥肥；“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥價(jià)格為5.00元/kg，蠶沙生物有機(jī)肥價(jià)格為0.15元/kg，噻蟲(chóng)嗪藥肥價(jià)格為3.80元/kg。處理A中，基肥、追肥均為“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥；處理B中，基肥30.0 kg全部是“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，追肥1 000.0 kg全部是蠶沙生物有機(jī)肥；處理C中，基肥、追肥均為噻蟲(chóng)嗪藥肥；基肥的施肥時(shí)間為2018年4月4日，追肥的施肥時(shí)間為2018年6月19日。表2-3相同。

1.2.3 調(diào)查項(xiàng)目及計(jì)算方法 統(tǒng)計(jì)各小區(qū)的總苗數(shù)、萌芽率和枯心苗數(shù)，并計(jì)算枯心率；甘蔗收獲期，隨機(jī)抽樣調(diào)查莖徑、莖長(zhǎng)、有效莖數(shù)和蟲(chóng)節(jié)率，以及壓榨汁的與蔗比、錘度、簡(jiǎn)純度、蔗糖分、重力純度和還原糖分等指標(biāo)，壓榨汁的相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)均由廣西來(lái)賓東糖桂寶有限公司檢驗(yàn)科負(fù)責(zé)檢測(cè)，2018年12月24日收獲甘蔗全莖送檢(每處理區(qū)隨機(jī)抽取6根送至廣西來(lái)賓東糖桂寶有限公司檢測(cè)分析)。其中，壓榨汁的錘度是指蔗汁中固溶物質(zhì)的質(zhì)量占蔗汁質(zhì)量的百分比；萌芽率(%)=萌芽總數(shù)(含死苗數(shù))÷下種總芽數(shù)×100；分蘗率(%)=分蘗苗數(shù)(含死苗數(shù))÷主苗數(shù)×100[其中主苗數(shù)，也叫母苗數(shù)，指由種苗長(zhǎng)出地面的苗數(shù)，包括死苗數(shù)在內(nèi)，分蘗苗數(shù)指主苗(莖)分生出來(lái)的苗數(shù)]；枯心率(%)=蟲(chóng)害枯心死苗數(shù)÷總苗數(shù)×100(蟲(chóng)害枯心苗數(shù)指單位面積的蟲(chóng)害枯心苗數(shù))；蟲(chóng)節(jié)率(%)=蟲(chóng)害節(jié)數(shù)÷調(diào)查總節(jié)數(shù)×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。利用最小顯著差數(shù)法(LSD法)比較不同肥料處理間的甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量。

2 結(jié)果與分析2.1 不同肥料處理的甘蔗萌芽率、分蘗率、枯心率、蟲(chóng)節(jié)率

從表2可以看出，施用“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(處理A)和施用蠶沙生物有機(jī)肥+“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(處理B)的甘蔗農(nóng)藝性狀表現(xiàn)得均較好，平均萌芽率分別為60.3%、61.2%，分別比對(duì)照施用含有噻蟲(chóng)嗪農(nóng)藥的普通復(fù)混肥(處理C)高1.5、2.4個(gè)百分點(diǎn)；分蘗率分別為128.9%、123.3%，分別比處理C高22.2、16.6個(gè)百分點(diǎn)；枯心率分別為3.6%、3.2%，分別比處理C低1.7、2.1個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理A及處理B的前期生長(zhǎng)情況均優(yōu)于處理C，2種處理的蟲(chóng)節(jié)率均為0，均比處理C減少了10.45個(gè)百分點(diǎn)。

表2 不同肥料處理的甘蔗生長(zhǎng)情況

施肥形式萌芽率/%分蘗率/%枯心率/%平均蟲(chóng)節(jié)率/%A60.3128.93.60B61.2123.33.20C58.8106.75.310.45

2.2 不同肥料處理的甘蔗壓榨汁錘度及蔗糖分

從每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測(cè)產(chǎn)情況(表3)可以看出，各處理區(qū)甘蔗田間測(cè)產(chǎn)的壓榨汁錘度由高到低依次為處理C>處理B>處理A，處理A和處理B的壓榨汁錘度比處理C分別低1.01、1.00個(gè)百分點(diǎn)；各處理區(qū)甘蔗田間測(cè)產(chǎn)的壓榨汁蔗糖分由高到低依次為處理C>處理A>處理B，處理A和處理B的壓榨汁蔗糖分比處理C分別低1.15、1.16個(gè)百分點(diǎn)。

表3 每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測(cè)產(chǎn)情況

施肥形式平均莖徑/cm平均莖長(zhǎng)/cm有效莖數(shù)/株甘蔗產(chǎn)量/t產(chǎn)糖量/t壓榨汁與蔗比/%錘度/%簡(jiǎn)純度/%蔗糖分/%重力純度/%還原糖分/%A3.00201.34 5187.001.0571.6417.3685.6214.9685.860.40B3.01192.24 6117.691.1571.6717.3785.5514.9586.070.40C3.03219.54 4156.511.0570.1418.3787.2116.1187.700.38

2.3 不同肥料處理的甘蔗實(shí)際產(chǎn)量及產(chǎn)糖量

從桂糖42號(hào)每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測(cè)產(chǎn)情況(表3)可以看出，平均每667 m2甘蔗產(chǎn)量由高到低依次為處理B>處理A>處理C；甘蔗產(chǎn)量方面表現(xiàn)比較突出的是處理B(平均每667 m2產(chǎn)量為7.69 t)和處理A(平均每667 m2產(chǎn)量為7.00 t)，處理B和處理A分別比處理C(平均每667 m2產(chǎn)量為6.51 t)增產(chǎn)1.18 t、0.49 t，分別增加18.13%、7.53%。從不同肥料處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量的方差分析情況(表4)可以看出，顯著性=0.000<0.01，說(shuō)明不同肥料處理間的甘蔗產(chǎn)量差異極顯著。從最小顯著差數(shù)法(LSD法)進(jìn)行不同肥料處理間甘蔗產(chǎn)量的多重比較(表5)可以看出，不同肥料處理間的甘蔗產(chǎn)量差異均極顯著。

表4 不同肥料處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值顯著性組間2.09721.04983.5280.000組內(nèi)0.07560.013合計(jì)2.1728

表5 不同肥料處理間甘蔗產(chǎn)量的多重比較(LSD法)

處理間比較均值差標(biāo)準(zhǔn)誤顯著性95%置信區(qū)間下限上限A與B-0.690 00??0.091 490.000-0.913 9-0.466 1A與C0.486 67 ??0.091 490.0020.262 80.710 5B與A0.690 00 ??0.091 490.0000.466 10.913 9B與C1.176 67 ??0.091 490.0000.952 81.400 5C與A-0.486 67 ??0.091 490.002-0.710 5-0.262 8C與B-1.176 67 ??0.091 490.000-1.400 5-0.952 8

*表示均值差的顯著水平為0.05，**表示均值差的極顯著水平為0.01；表7相同。

從不同肥料處理對(duì)產(chǎn)糖量的方差分析情況(表6)可以看出，顯著性=0.273>0.05，說(shuō)明不同肥料處理間差異不顯著，即處理A、B、C之間的產(chǎn)糖量差異不顯著。從最小顯著差數(shù)法進(jìn)行不同肥料處理間產(chǎn)糖量的多重比較(表7)可以看出，不同肥料處理間差異不顯著，即處理A、處理B與處理C之間的產(chǎn)糖量差異不顯著。

表6 不同肥料處理對(duì)產(chǎn)糖量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值顯著性組間0.00620.0031.6220.273組內(nèi)0.01260.002合計(jì)0.0188

表7 不同肥料處理間產(chǎn)糖量的多重比較(LSD法)

處理間比較均值差標(biāo)準(zhǔn)誤顯著性95%置信區(qū)間下限上限A與B-0.060 000.036 510.151-0.149 30.029 3A與C-0.006 670.036 510.861-0.096 00.082 7B與A0.060 000.036 510.151-0.029 30.149 3B與C0.053 330.036 510.194-0.036 00.142 7C與A0.006 670.036 510.861-0.082 70.096 0C與B-0.053 330.036 510.194-0.142 70.036 0

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)施用“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(處理A)的處理區(qū)與施用蠶沙生物有機(jī)肥+“天蠶優(yōu)地”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(處理B)的處理區(qū)，甘蔗的分蘗率高，單位面積產(chǎn)量高。處理A、處理B每667 m2甘蔗產(chǎn)量分別比對(duì)照施用含有噻蟲(chóng)嗪農(nóng)藥的普通復(fù)混肥(處理C)增產(chǎn)0.49 t、1.18 t。而處理A和處理B的壓榨汁平均錘度分別比處理C低1.01、1.00個(gè)百分點(diǎn)，處理A和處理B的壓榨汁平均蔗糖分分別比處理C低1.15、1.16個(gè)百分點(diǎn)，不同肥料處理間每667 m2產(chǎn)糖量差異不顯著。使用蠶沙生物有機(jī)肥的甘蔗的其他農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好，且蟲(chóng)節(jié)率均為0，表明施用蠶沙生物有機(jī)肥對(duì)減輕甘蔗病蟲(chóng)害有明顯的作用，這為甘蔗病蟲(chóng)害的綠色防控提供了科學(xué)參考依據(jù)。

有研究表明，蠶沙中含有N、P、K及銅、鐵、鋅等元素，并富含葉綠素、果膠、生物堿、酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、多肽蛋白質(zhì)等成分[5]。所以，蠶沙非常適用于研究開(kāi)發(fā)生物肥料。目前，有許多學(xué)者已經(jīng)探索研究了將蠶沙作為肥料施用在不同作物上的效果，比如：將蠶沙施用在豆角上[6]，測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明豆角產(chǎn)量增加了125.99%；用70%的桑枝屑、12%的蠶沙和15.8%的麥麩作為主要基料配方栽培的平菇菌絲體和子實(shí)體生長(zhǎng)良好，平菇產(chǎn)量高[7]；每公傾土地施用750～1 500 kg的蠶沙發(fā)酵有機(jī)肥可顯著提高云煙85煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量以及中上等煙的比例，且煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)[8]；將蠶沙有機(jī)肥施用在小白菜和番茄上，研究發(fā)現(xiàn)蠶沙有機(jī)肥不僅能夠提高小白菜和番茄種子的發(fā)芽率，而且還能夠促進(jìn)幼苗根系生長(zhǎng)和增加幼苗株高；將蠶沙有機(jī)肥施用在葡萄上，發(fā)現(xiàn)葡萄果實(shí)甜度和口感都有所提高[9]。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，在甘蔗上施用蠶沙生物有機(jī)肥料，甘蔗苗期長(zhǎng)勢(shì)較好，萌芽率、分蘗率高，單位面積有效莖多，甘蔗產(chǎn)量增加。施用蠶沙肥料的甘蔗壓榨汁蔗糖分會(huì)有所降低，但是與施用常規(guī)肥料相比單位面積總產(chǎn)糖量相差不大。

另有研究表明，桑葉中的生物堿類(lèi)化合物——1-脫氧野尻霉素(DNJ)對(duì)二糖類(lèi)分解酶活性具有抑制作用，所以可以有效抑制α-葡萄糖苷酶的活性[10]。而蠶沙是蠶排出的糞便和食剩的殘桑及蠶座中的墊料的統(tǒng)稱，所以蠶沙中也含有生物堿DNJ，有較強(qiáng)的α-葡萄糖苷酶抑制活性。陳曉萍[9]曾對(duì)蠶沙提取物進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明蠶沙提取物確實(shí)能夠明顯降低蔗糖、淀粉及葡萄糖引起的血糖升高的癥狀，并能夠有效地降低空腹血糖、非禁食血糖、血清果糖胺、血脂及尿糖濃度。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，施用蠶沙生物有機(jī)肥減少了甘蔗壓榨汁的錘度和蔗糖分，說(shuō)明生物堿DNJ對(duì)甘蔗等植物也具有阻止糖分代謝的作用。甘蔗的蟲(chóng)害減少，蟲(chóng)節(jié)率降低，說(shuō)明蠶沙中的生物堿DNJ對(duì)甘蔗害蟲(chóng)的發(fā)育也具有一定的抑制作用。上述只是1次試驗(yàn)的結(jié)果，至于蠶沙對(duì)甘蔗糖分合成機(jī)理和對(duì)害蟲(chóng)生理機(jī)制的影響還需要進(jìn)一步研究。