微噴灌不同灌溉定額對赤紅壤甘蔗生長的影響

羅維鋼，黃忠華，鐘 東，農(nóng)夢玲

（1.南寧市灌溉試驗(yàn)站，南寧 530001；2.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧 530005）

0 引言

廣西蔗作土壤主要是赤紅壤[1，2]，質(zhì)地黏重，保水性較差，加上季節(jié)性降雨分布不均，導(dǎo)致當(dāng)?shù)馗收岢Ｒ蚯锒档念l繁發(fā)生而普遍減產(chǎn)[3，4]。因此開展赤紅壤甘蔗灌溉試驗(yàn)，制定適宜的灌溉制度，對提高蔗莖產(chǎn)量、增加蔗農(nóng)收入、促進(jìn)蔗糖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。微噴灌是當(dāng)前較為成熟的節(jié)水灌溉技術(shù)，廣泛用于香蕉[5]、葡萄[6]、蘋果[7]等經(jīng)濟(jì)果木以及玉米[8]、木薯[9]、小麥[10]等大田作物的灌溉，結(jié)果表明，微噴灌能顯著增加作物產(chǎn)量，提高水分利用效率。與其他作物相比，甘蔗生育期長，耗水量大[11]，僅靠降雨難以滿足其對水分的需求。微噴灌因其具有噴水均勻、濕潤面大、省時高效等優(yōu)點(diǎn)[12]，適用于赤紅壤地區(qū)甘蔗的補(bǔ)充灌溉。但目前為止，有關(guān)赤紅壤甘蔗微噴灌方面的研究并不多見。本項(xiàng)目以微噴灌為灌溉方式，分析不同灌溉定額對赤紅壤試驗(yàn)區(qū)甘蔗農(nóng)藝指標(biāo)和產(chǎn)量性狀的影響，旨在為制定科學(xué)合理的灌溉制度、保障赤紅壤蔗區(qū)甘蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

（1）試驗(yàn)區(qū)概況。試驗(yàn)于2019 年2～12 月在南寧市灌溉試驗(yàn)站甘蔗種植基地進(jìn)行，試區(qū)土壤質(zhì)地黏重，pH 低至5.8，呈強(qiáng)酸性，容重達(dá)到1.35 g/cm3，為典型的赤紅壤。

（2）試驗(yàn)材料。以南寧市武鳴區(qū)香山糖廠提供的桂糖42 號為供試材料，于2 月14 日種植，行距100 cm，株距10～20 cm，下種量129 000 芽/hm2。蔗種覆土后在每兩行播種溝中間安放1條微噴帶進(jìn)行灌溉，微噴帶直徑63 mm，壁厚0.2 mm，每組3 個出水孔、孔徑0.8 mm，流量20～30 L/h。

（3）灌溉設(shè)計(jì)。采用微噴灌為灌溉方式，設(shè)計(jì)1500 m3/hm2（MSI1）、2250 m3/hm2（MSI2）、3000 m3/hm2（MSI3）3種灌溉定額，以不灌作對照（CK），各處理均作3次重復(fù)，灌溉方案見表1。

（4）調(diào)查、分析項(xiàng)目。①出苗率：待甘蔗出苗后，從3月10日～4月30日，每隔10或11 d數(shù)蔗區(qū)苗數(shù)，除以同試區(qū)的下種芽數(shù)，計(jì)算各期間的出苗率；②分蘗率：甘蔗進(jìn)入分蘗期后，于5 月10 日～6 月20日，每隔10 或11 d 數(shù)蔗區(qū)分蘗苗數(shù)，除以總苗數(shù)計(jì)算各階段的分蘗率；③蔗莖生長速度：在甘蔗伸長期，分別于6～11 月選擇各試區(qū)長勢相近的20 株甘蔗，測量株高，除以天數(shù)計(jì)算蔗莖生長速度；④考種：甘蔗砍收前各試區(qū)分別挑選有代表性的20根蔗株，測量單莖重和莖粗；砍收后測產(chǎn)，稱量各區(qū)的蔗莖產(chǎn)量，數(shù)其有效莖數(shù)。

（5）數(shù)據(jù)處理。采用Excel 2003整理數(shù)據(jù)和制作圖表，用SPSS 24.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 對出苗率的影響

不同處理甘蔗出苗率對比圖見圖1。

圖1 不同處理甘蔗出苗率對比

由圖1 可知，甘蔗種植后蔗種從3 月份起陸續(xù)萌芽。在3月10日，各處理甘蔗出苗率均處在較低水平。其中MSI1、MSI2、MSI3 的出苗率分別為32.7%、31.5%和30.9%，與CK（28.2%）相比分別提高4.5%、3.3%、2.7%（絕對值，下同）。說明在出苗前期灌水，有助于蔗種萌發(fā)。進(jìn)入3月中旬之后，灌溉和對照區(qū)組的出苗率均呈現(xiàn)出快速上升的趨勢，并在4 月中下旬達(dá)到峰值。到4 月30 日，試驗(yàn)區(qū)甘蔗出苗率均略有下降，不再增長。說明苗期趨于結(jié)束，此時各處理出苗率的高低順序表現(xiàn)為：MSI1＞MSI2＞MSI3＞CK。其中MSI1、MSI2 出苗率分別為55.1%、55.0%，二者非常接近，比CK（47.1%）高出8.0%、7.9%；MSI3 出苗率為54.5%，略低于MSI1 和MSI2，比CK高7.4%。上述分析表明，苗期適量灌溉對蔗種出苗具有較為明顯的促進(jìn)作用。但甘蔗在苗期需水量不多，灌水定額應(yīng)以150～225 m3/hm2為宜。當(dāng)灌水量增加到300 m3/hm2時，則對甘蔗出苗產(chǎn)生輕微的負(fù)效應(yīng)，并造成水資源的浪費(fèi)。

2.1.2 對分蘗率的影響

不同處理甘蔗分蘗率對比圖見圖2。

由圖2可知，進(jìn)入5月份后，甘蔗分蘗苗逐漸長出。5 月上旬各處理的分蘗率均在40%以上，灌溉試區(qū)中MSI2 分蘗率最高，為46.5%，比CK（43.9%）高2.6%（絕對值，下同）；MSI1、MSI3 分蘗率則在44%～45%之間，與CK 相比差異不大。從5 月20 日開始，各試驗(yàn)區(qū)甘蔗分蘗速度加快，分蘗率不斷升高，并于6 月10 日達(dá)到峰值。其中MSI2 分蘗率為77.3%，比CK（66.3%）高11.0%；MSI1、MSI3 分蘗率分別為74.6%、72.0%，分別比CK 高8.3%和5.7%。由此可見，灌溉有利于促進(jìn)蔗苗分蘗，進(jìn)而提高蔗田總苗數(shù)。到6月20日分蘗后期，各處理甘蔗分蘗率均有所下跌。與6 月10 日對比，MSI2 分蘗率為73.5%，下降3.8%，降幅不明顯；MSI3 下降5.2%，降幅最大。說明灌水過多導(dǎo)致土壤濕度增大，加上田間蔭蔽環(huán)境的影響，造成部分長勢較弱的分蘗苗死亡，從而降低甘蔗的整體分蘗率。

圖2 不同處理甘蔗分蘗率對比

2.1.3 對蔗莖生長速度的影響

不同處理蔗莖生長速度對比圖見圖3。

圖3 不同處理蔗莖生長速度對比

由圖3可知，在甘蔗整個伸長階段，試區(qū)蔗莖生長速度表現(xiàn)出先升后降的變化規(guī)律。6～8月為甘蔗伸長盛期，植株長勢旺盛。尤其在7月份，蔗株伸長量為全期最高水平，MSI1、MSI2、MSI3 蔗莖的日均生長速度分別達(dá)到2.76、2.75、2.69 cm/d，與CK（2.51 cm/d）相比分別提高10.1%、9.4%、7.2%。從9月份起，甘蔗逐漸進(jìn)入伸長后期，蔗莖長勢不斷減弱。到11 月份，各處理蔗莖日均生長速度下降至0.3～0.4 cm/d的較低水平。整體來看，MSI1、MSI2蔗莖全期平均生長速度非常接近，分別為1.75 cm/d和1.76 cm/d，分別比CK（1.56 cm/d）高12.3%、12.5%；MSI3則為1.71 cm/d，比CK高9.6%?？梢姽喔葘涌旄收嵘扉L具有較為明顯的正效應(yīng)。綜上分析表明，甘蔗伸長期需水量大，生育期長，單靠降雨難以滿足蔗莖對水分的需求。因此需要補(bǔ)充灌溉，以促進(jìn)蔗莖生長，增加植株高度。

2.2 不同處理對甘蔗產(chǎn)量性狀的影響

各處理甘蔗產(chǎn)量性狀對比見表2。

處理MSI1 MSI2 MSI3 CK單莖重/kg 1.86 aA 1.89 aA 1.85 aA 1.82 aA比CK/%2.20 3.85 1.65莖粗/cm 2.69 aA 2.72 aA 2.68 aA 2.64 aA比CK/%1.89 3.03 1.52有效莖數(shù)/（條/hm2）60 116 abA 60 701 aA 59 846 abA 56 886bA比CK/%5.68 6.71 5.20產(chǎn)量/（t/hm2）108.6 abA 109.8 aA 107.7 abA 102.8bA比CK/%5.64 6.81 4.77

由表2可知，各處理單莖重、莖粗指標(biāo)的高低順序?yàn)椋篗SI2＞MSI1＞MSI3＞CK。與CK 對比，MSI2、MSI1、MSI3 單莖重分別增加3.85%、2.20%、1.65%；莖粗分別增大3.03%、1.89%、1.52%，但差異均不顯著，說明灌溉對單莖重量和莖粗的促進(jìn)效應(yīng)較為輕微。此外，MSI2 的有效莖數(shù)量也最多，相比CK 高6.71%，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05，下同）；MSI1、MSI3 分別比CK 高5.68%、5.20%，但沒有明顯的差異。甘蔗產(chǎn)量主要由單莖重和有效莖數(shù)等要素構(gòu)成，由于MSI2 在上述兩方面均高于其他處理，因而其產(chǎn)量最高，達(dá)到109.8 t/hm2，比CK 高6.81%，差異達(dá)到顯著水平；MSI1、MSI3 產(chǎn)量分別為108.6、107.7 t/hm2，分別比CK 高5.64%、4.77%，但差異不顯著。綜上所述可知，灌溉對單莖重和莖粗的影響相對有限，其增產(chǎn)效應(yīng)主要集中在顯著提高有效莖數(shù)方面。因此在苗期和分蘗期加強(qiáng)灌溉管理，增加田間總苗數(shù)，是實(shí)現(xiàn)蔗莖高產(chǎn)的關(guān)鍵。

3 結(jié)語

研究結(jié)果表明：灌溉有利于甘蔗生長發(fā)育，進(jìn)而提高蔗莖產(chǎn)量。在微噴灌模式下，灌水量定額為2250 m3/hm2對甘蔗促發(fā)增產(chǎn)效應(yīng)最佳?？梢該?jù)此制定相應(yīng)的灌溉制度進(jìn)行大田推廣和實(shí)踐，為促進(jìn)赤紅壤地區(qū)甘蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)支撐。