有機(jī)肥對(duì)粉壟蔗地土壤養(yǎng)分及甘蔗產(chǎn)量品質(zhì)的影響

李素麗 梁曉瑩 韋本輝 黃金玲 李志剛 陸睿杰 雷志宇

摘 要：為了研究施用有機(jī)肥對(duì)粉壟條件下甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，該研究以蚯蚓糞、豬糞分別與復(fù)合肥配施于粉壟蔗地中，并以單施復(fù)合肥作為對(duì)照，研究有機(jī)肥與復(fù)合肥配施對(duì)粉壟土壤理化性狀及甘蔗養(yǎng)分、產(chǎn)量、蔗莖品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：（1）與對(duì)照相比，有機(jī)肥與復(fù)合肥混施可在不同時(shí)期分別提高粉壟土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀含量，且對(duì)于土壤中速效養(yǎng)分含量的提升主要集中于甘蔗生長(zhǎng)前期（6—8月），但在土壤pH值和容重方面影響不顯著。（2）蚯蚓糞、豬糞與復(fù)合肥混施均能不同程度提高甘蔗生長(zhǎng)前期的+1葉和根系中的全氮、全磷、全鉀含量，使產(chǎn)量分別比對(duì)照提高了28.09%、32.81%。砍收時(shí)甘蔗的莖長(zhǎng)、莖徑、單莖重、有效莖數(shù)、蔗汁糖分、甘蔗糖分高于對(duì)照但不顯著，出苗率、分蘗率、錘度影響不顯著。粉壟耕作條件下，選擇合適的有機(jī)肥與復(fù)合肥配施可增加土壤速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量，也能提高甘蔗根葉全氮、全磷、全鉀含量，提高甘蔗產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥，粉壟，土壤理化，甘蔗養(yǎng)分，產(chǎn)量品質(zhì)

中圖分類號(hào)：Q945.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3142（2021）09-1509-07

Abstract：In order to study the effects of applying organic fertilizer on the yield and quality of sugarcane under the condition of smashing ridge tillage，earthworm manure and pig manure were blended with compound fertilizer respectively，then applied to the soil，with the single application of compound fertilizer as control，to study the effects of organic fertilizer coupled with compound fertilizer on the physical and chemical properties of the smashing ridge tillage soil and the nutrient，yield and quality of sugarcane. The results were as follows：（1）The contents of organic matter，total nitrogen，total phosphorus，alkali-hydrolyzable nitrogen，available phosphorus and available potassium in the soil could be increased in different periods by the application of organic fertilizer coupled with compound fertilizer. In addition，the increase of soil available nutrients was mainly concentrated in the early stage of sugarcane growth （June to August），but the effects on soil pH and bulk density were not significant. （2）The application of earthworm manure，pig manure that coupled with compound fertilizer could improve the contents of total nitrogen，total phosphorus and total potassium in leaves and roots of sugarcane in different degrees，and increased the cane yield by 28.09% and 32.81% compared with the control. The parameters of cane weight，cane length，stalk diameter，millable stalks，sucros of juice and sucros of cane were higher than those of the control，but did not achieve significant differences，and the effects of emergence rate，tillering rate and brix were not significant. In clusion，under the condition of smashing ridge tillage，the proper combination of organic fertilizer and compound fertilizer can increase the contents of soil available nutrients，organic matter，total nitrogen and total phosphorus，and the total nitrogen，total phosphorus and total potassium contents of roots and leaves as well as the sugarcane yield.

Key words：organic fertilizer，smashing ridge tillage，soil physical and chemical，sugarcane nutrient，yield and quality

“粉壟”是一種利用粉壟機(jī)的垂直螺旋鉆頭旋削碎土，可一次性完成深耕深松整地且土壤疏松不亂土層、蓄水納氧性強(qiáng)的新型耕作模式（韋本輝，2015）。與傳統(tǒng)耕作（拖拉機(jī)整地等）相比，粉壟栽培玉米、花生、大豆和桑樹，其產(chǎn)量增加了10%～54%，且能夠促進(jìn)根系伸長(zhǎng)及其在土層中的分布（韋本輝等，2012）。在甘蔗上的應(yīng)用也表明，粉壟能促進(jìn)甘蔗莖長(zhǎng)、莖徑的生長(zhǎng)，提高有效莖數(shù)和產(chǎn)量（周靈芝等，2017）。有機(jī)肥具有肥效長(zhǎng)，可為土壤提供養(yǎng)分，改善土壤理化性狀促進(jìn)作物增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，且有機(jī)肥與化肥配施比兩者單施效果更好（翁錦周和何炎森，2005;陳偉績(jī)，2007;宋震震等，2014）。林阿典等（2017）研究了鉀肥與有機(jī)肥對(duì)土壤及甘蔗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明在氮、磷、鉀肥等量投入條件下，配施有機(jī)肥能促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，提高產(chǎn)糖量，改善土壤理化性狀。張宇鵬等（2013）研究了生態(tài)養(yǎng)豬墊料與化肥配施對(duì)甘蔗生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，認(rèn)為化肥配合施用生態(tài)養(yǎng)豬墊料有利于甘蔗的生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的提高。雖然，有機(jī)肥作為基肥、追肥等對(duì)土壤進(jìn)行改良，已經(jīng)在甘蔗生產(chǎn)上得到廣泛使用，但尚未見有粉壟耕作條件下有機(jī)肥使用對(duì)甘蔗產(chǎn)量、品質(zhì)等影響的相關(guān)報(bào)道。本研究通過在粉壟蔗地上分別以市場(chǎng)上常見的蚯蚓糞和豬糞與復(fù)合肥配施，研究?jī)煞N有機(jī)肥對(duì)于粉壟土壤的理化性狀及甘蔗生長(zhǎng)的影響，以期為粉壟耕作及甘蔗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)高產(chǎn)值可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)資料及科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)南寧市隆安縣那桐鎮(zhèn)新安村，屬濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫在21.6 ℃左右，年均降雨量達(dá)1 304.2 mm，平均相對(duì)濕度為79%。

試驗(yàn)地土壤為紅壤，前茬作物為木薯。經(jīng)測(cè)試土壤容重為2.36 g·cm-3，pH 5.73，有機(jī)質(zhì) 34.60 g·kg-1，土壤全氮 1.49 g·kg-1，堿解氮149 mg·kg-1，全磷0.30 g·kg-1，有效磷 8.49 mg·kg-1，速效鉀 394.30 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)3個(gè)處理：①單施復(fù)合肥（對(duì)照 CK）;②蚯蚓糞+復(fù)合肥（處理A）;③豬糞+復(fù)合肥（處理B）。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每小區(qū)面積為60 m2（長(zhǎng)10 m，寬6 m）。2018年3月，采用粉壟機(jī)進(jìn)行一次性深翻旋耕，耕作深度40 cm。開壟后分別使用復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O比例為15∶15∶15，總養(yǎng)分≥45%）、蚯蚓糞（由當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)蚯蚓場(chǎng)提供，水分12.29%，pH 5.38，有機(jī)質(zhì)38.56 g·kg-1，全氮1.69%，全磷1.78%，全鉀15.19 mg·L-1）、豬糞（由當(dāng)?shù)仞B(yǎng)豬場(chǎng)經(jīng)發(fā)酵后提供，水分12.42%，pH 6.48，有機(jī)質(zhì)36.24 g·kg-1，全氮1.85%，全磷3.23%，全鉀3.06 mg·L-1）對(duì)不同處理進(jìn)行施肥。具體施肥情況為①對(duì)照CK施復(fù)合肥1 200 kg·hm-2;②處理A：蚯蚓糞3 000 kg· hm-2+復(fù)合肥1 200 kg· hm-2;③處理B：豬糞3 000 kg· hm-2+復(fù)合肥1 200 kg· hm-2。供試甘蔗品種為‘桂糖42，于2018 年3 月16 日下種，采用雙芽段種植，蔗種雙行擺放，種植密度為7 700芽·667 m-2。2018年6月10日進(jìn)行大培土同時(shí)追施尿素 675 kg· hm-2（總氮≥46.4%），氯化鉀 675 kg· hm-2（K2O≥60%），復(fù)合肥1 500 kg· hm-2，田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

土壤采集：于2018年6月11日、8月11日、10月25日分別采集土壤樣品，每個(gè)小區(qū)按5點(diǎn)分布采集耕層土（20 cm處），混合均勻，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干備用，土壤理化性狀的測(cè)定參照鮑士旦（2000）的《土壤農(nóng)化分析》進(jìn)行。

甘蔗根系及葉片采樣：于2018年6月11日、8月11日，10月25日分別采集甘蔗+1葉，清洗干凈并過一遍蒸餾水后吸干水分，于烘箱105 ℃烘30 min，然后降溫至75 ℃烘至恒重，冷卻后粉碎，用于測(cè)定全氮、全磷、全鉀。全氮測(cè)定用半微量蒸餾法，全磷測(cè)定用鉬銻抗吸光光度法，全鉀測(cè)定用火焰光度法。同時(shí)，每個(gè)小區(qū)連根挖取5株甘蔗，分株剪下全部根系，洗凈過蒸餾水后吸干表面水分，根系烘干粉碎程序同葉片。

于2018年4月17日、2018年5月11日分別統(tǒng)計(jì)出苗率及分蘗率。于 2019 年 1 月19日砍收測(cè)產(chǎn)，測(cè)量莖長(zhǎng)（甘蔗基部至甘蔗生長(zhǎng)點(diǎn)處）、莖徑（測(cè)甘蔗基部往上第三節(jié)、中部和自尾部往下第七節(jié)節(jié)間，統(tǒng)計(jì)平均值）、有效莖數(shù)（以長(zhǎng)1 m以上的甘蔗莖作為有效莖）。每小區(qū)選具代表性的6株于當(dāng)天送廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用軟件Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及制圖，用軟件SPSS 20進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥對(duì)粉壟土壤理化性狀的影響

由表 1可知，土壤pH值隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而有降低的趨勢(shì)，同一時(shí)期不同處理和CK pH值差異不顯著。不同時(shí)期的土壤容重變化不大，但8月份時(shí)處理A的容重顯著低于CK。土壤堿解氮含量均大于CK，且隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，其中，處理A三個(gè)時(shí)期內(nèi)均顯著高于CK，處理B在6月和10月時(shí)顯著高于CK;處理A土壤堿解氮含量大于處理B。處理A和處理B的速效磷含量隨著時(shí)間推進(jìn)有所降低，但高于CK，其中，在甘蔗生長(zhǎng)的前期，處理B>處理A>CK，且差異顯著，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理與CK的差異逐漸變小。土壤中速效鉀含量也呈類似的趨勢(shì)。

由表2可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤有機(jī)質(zhì)含量變化不大，而處理前期（6月份），處理A和處理B顯著高于CK，處理A和處理B之間差異不顯著。各處理的全氮含量均隨著時(shí)間推進(jìn)而降低，處理A和處理B土壤全氮含量均高于CK，處理A在10月時(shí)顯著高于CK，處理B在6月和10月顯著高于CK;而處理A和處理B之間差異不顯著。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤全磷含量變化不大，而處理A和處理B土壤全磷含量均高于CK，其中，處理A在6月時(shí)顯著高于CK，而處理B在三個(gè)時(shí)期均顯著高于CK，處理前期，處理B土壤全磷含量顯著高于處理A。不同時(shí)期，各處理土壤全鉀含量變化不大。

2.2 有機(jī)肥處理對(duì)粉壟甘蔗養(yǎng)分含量的影響

由圖1：A，B可知，隨著甘蔗生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，蔗葉全氮含量呈增加的趨勢(shì)，在甘蔗生長(zhǎng)的伸長(zhǎng)期（8月份），處理A和處理B蔗葉全氮含量均顯著高于CK，而其他時(shí)期差異不顯著，各時(shí)期蔗根全氮含量差異不顯著。由圖1：C，D可知，各處理蔗葉全磷含量均高于CK，但差異不顯著;不同時(shí)期相比較，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，蔗葉全磷含量呈增加的趨勢(shì)，甘蔗生長(zhǎng)前期增加較多，后期則變化不顯著，而根系全磷含量則隨著甘蔗生長(zhǎng)各處理根系全磷含量的變化趨勢(shì)無一致規(guī)律。由圖1：E，F(xiàn)可知，處理A和處理B蔗葉全鉀含量均高于CK，甘蔗生長(zhǎng)前期，處理A蔗葉全鉀含量顯著高于CK，但其他時(shí)期各處理間差異不顯著。

2.3 有機(jī)肥處理對(duì)粉壟甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表3可知，各處理出苗率和莖徑大小依次均為處理A >CK>處理B。從出苗率看，處理A比CK高5.18%，處理B則比CK低2.34%，從莖徑看，處理A和處理B分別比CK高7.64%和1.00%。各處理分蘗率和有效莖數(shù)大小依次均為處理B>CK>處理A，其中，處理B分別比CK高2.61%和0.63%，處理A則分別比CK低6.24%和0.63%。不同處理間單莖重和莖長(zhǎng)的變化規(guī)律均為處理B>處理A>CK，從單莖重看，處理A和處理B分別比CK高6.98%和11.24%;從莖長(zhǎng)來看，處理A和處理B分別比CK高0.18%和0.95%，但各處理間農(nóng)藝參數(shù)差異均不顯著。

由表4可知，處理A與處理B的產(chǎn)量均顯著高于CK，分別提高了28.09%和32.81%;處理B的錘度高于處理A和CK，且比CK高2.77%，處理A錘度比CK低0.06%。蔗汁糖分和甘蔗糖分均為處理B>處理A>CK，處理A和處理B蔗汁糖分分別比CK高1.08%和3.67%，甘蔗糖分分別比CK高1.41%和3.63%。

3 討論與結(jié)論

3.1 有機(jī)肥處理對(duì)粉壟土壤理化性狀的影響

甘蔗生長(zhǎng)的土壤酸堿度范圍是pH值4.5～8，但最適宜的是7～7.5，如果土壤酸度過大，不但影響產(chǎn)量，也影響品質(zhì)（徐建云和陳超君，2009）。本研究中，有機(jī)肥處理對(duì)于粉壟土壤的pH值影響并不顯著，這可能是受到有機(jī)肥本身的pH值影響，孟紅旗等（2012）的研究說明了這一點(diǎn)。而容重則能表示土壤的疏松程度和熟化程度，容重越小，土壤越疏松。施用有機(jī)肥可以改善土壤理化性質(zhì)，能夠提高土壤中有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量和有效性（韋茂貴等，2011;Zhao et al.，2017;林阿典等，2017;楊雷等，2019）。在本研究中，兩種有機(jī)肥均不同程度提高了粉壟土壤的速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量，這與謝巧娟（2017）的研究類似。本研究蚯蚓糞對(duì)土壤堿解氮和速效鉀的提升效果優(yōu)于豬糞處理，而豬糞處理對(duì)土壤速效磷和全氮、全磷的效果較好，說明不同有機(jī)肥對(duì)于粉壟土壤中的各種養(yǎng)分含量的提升程度不同。盡管如此，有機(jī)肥處理相對(duì)于單施化肥處理對(duì)于粉壟土壤的進(jìn)一步改良具有更好的促進(jìn)作用。

3.2 有機(jī)肥處理對(duì)粉壟甘蔗養(yǎng)分含量的影響

前人研究表明，在水稻、玉米、甘蔗等作物上，通過優(yōu)化施肥、有機(jī)肥減量配施等措施能夠活化土壤養(yǎng)分，提高肥料利用率，增強(qiáng)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，從而提高作物產(chǎn)量（韋茂貴等，2011;謝巧娟，2017;楊雷等，2019）。本研究中，有機(jī)肥處理均能不同程度提高甘蔗根葉的全氮、全磷含量，且主要在6月或8月甘蔗伸長(zhǎng)期達(dá)到顯著。此外蚯蚓糞處理在蔗葉全鉀全磷、根系全磷含量提升效果上優(yōu)于豬糞處理;蚯蚓糞處理和豬糞處理分別在8月和6月顯著提高蔗葉全磷含量，這可能是由于有機(jī)肥礦化提高了土壤中速效養(yǎng)分的含量，進(jìn)而為甘蔗的快速生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分。兩種有機(jī)肥處理在甘蔗不同生長(zhǎng)期對(duì)于蔗葉和根系全氮、全磷含量的提升各有優(yōu)勢(shì)，這說明不同有機(jī)肥對(duì)于甘蔗葉片養(yǎng)分和根系養(yǎng)分的影響不同，這與于海杰（2016）的研究類似。

3.3 有機(jī)肥處理對(duì)粉壟甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

許樹寧等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)甘蔗采用生態(tài)有機(jī)肥與化肥配施的方法，可顯著增加蔗莖產(chǎn)量。有機(jī)肥比無機(jī)肥處理能提高甘蔗產(chǎn)量（Bokhtiar et al.，2008），有機(jī)肥一次性作基肥及分成基肥和追肥使用對(duì)甘蔗的品質(zhì)影響不同（許樹寧等，2013）。在本研究中，兩種有機(jī)肥處理均能顯著提高甘蔗產(chǎn)量，而在單莖重、莖長(zhǎng)、莖徑、有效莖數(shù)、錘度、蔗汁糖分和甘蔗糖分方面差異不顯著，這可能是由于有機(jī)肥處理下的甘蔗在莖長(zhǎng)、莖徑等綜合參數(shù)上優(yōu)于對(duì)照從而促使甘蔗產(chǎn)量提升，而有機(jī)肥處理的甘蔗生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)得益于土壤養(yǎng)分含量及甘蔗對(duì)養(yǎng)分吸收能力的提升，從而不同程度提高甘蔗產(chǎn)量。

3.4 小結(jié)

本研究結(jié)果表明，粉壟條件下使用有機(jī)肥能夠活化土壤，提高土壤全量及速效養(yǎng)分含量，進(jìn)而促進(jìn)甘蔗根、葉對(duì)氮磷鉀的吸收，最終促進(jìn)甘蔗的生長(zhǎng)，提高粉壟甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)。

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（責(zé)任編輯 周翠鳴）