不同月份播種對紅壤甘蔗干物質(zhì)與養(yǎng)分積累的影響

韋劍鋒　韋冬萍　胡桂娟　吳炫柯　羅小芬　趙曉玉　廖文琴　張靈

摘? 要：甘蔗是廣西重要的經(jīng)濟作物。為促進甘蔗高效生產(chǎn)，以甘蔗品種‘桂糖42號’為材料，在田間條件下，依據(jù)廣西甘蔗主要播種月份，設(shè)置2月15日、3月15日、4月15日及5月15日4個播種期，分析新植蔗和宿根蔗干物質(zhì)積累、養(yǎng)分積累及養(yǎng)分經(jīng)濟效率。結(jié)果表明，隨播期推遲，新植蔗各器官干物質(zhì)積累量減少;宿根蔗根、葉干物質(zhì)積累量增加，莖干物質(zhì)積累量以3月15日播種最高;兩季甘蔗莖干物質(zhì)積累量為51.88～66.43 t/hm，其中2月15日、3月15日播種較高，5月15日播種最低;新植蔗根、莖的氮、磷及鉀積累量，以及氮、磷及鉀積累總量減少，葉的氮、磷及鉀積累量增加;宿根蔗各器官氮、磷及鉀積累量以5月15日播種最高，2月15日播種最低;兩季甘蔗氮、磷及鉀積累總量分別為327.17～375.54、37.48～43.82、427.51～503.01?kg/hm，均以3月15日播種最高，5月15日播種最低。播種期影響甘蔗干物質(zhì)與養(yǎng)分分配利用，早播種促進新植蔗干物質(zhì)和養(yǎng)分向莖分配，提高養(yǎng)分經(jīng)濟效率?？梢姡收嵩绮シN的生物產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收量較高，而5月15日播種的生物產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收量大幅減少。

關(guān)鍵詞：甘蔗;播種期;干物質(zhì);氮;磷;鉀

中圖分類號：S566.1??????文獻標識碼：A

Effects of Planting in Different Months on Dry Matter and Nutrient Accumulation of Sugarcane in Red Soil

WEI Jianfeng WEI Dongping HU Guijuan ?WU Xuanke ?LUO Xiaofen ZHAO Xiaoyu LIAO Wenqin ?ZHANG Ling

1. Liuzhou Institute of Technology， Liuzhou， Guangxi 545616， China; 2. Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006， China; 3. Agro-meteorological Experiment Station of Liuzhou， Liuzhou， Guangxi 545003， China

Sugarcane is a very important cash crop in Guangxi. The planting area of sugarcane in Guangxi accounts for about 60% of China. The improvement of sugarcane production efficiency in Guangxi is of great significance to the healthy development of sugarcane industry in China. Planting date affects the growth and yield of sugarcane. Study on the absorption and utilization of nitrogen， phosphorus and potassium in sugarcane at different planting date is expected to provide a theoretical basis for the efficient fertilization and cost-saving production. A field experiment was conducted in 2019–2020 to study the effects of planting date on the dry matter accumulation， nutrient accumulation and nutrient economic efficiency?of plant cane and first ratoon by using sugarcane cultivar ‘Guitang 42’. Depending on the main planting month of sugarcane in Guangxi， four dates were set， including 15-February， 15-March， 15-April and 15-May. With delayed planting date， the total dry matter accumulation in different organs of plant cane decreased， that in roots and leaves of ratoon cane increased， but the dry matter accumulation in stalk of ratoon cane reached the highest in the 15-March planting. The dry matter accumulation in stalk of two crops ranged from 51.88 to 66.43?t/hm， and that in the planting in 15-February and 15-March was higher， and the planting in 15-May was the lowest. The accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in the root and stalk of plant cane was lower， as well as the total accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium， but the accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in the leaf was higher with the delaying of planting. The accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in organs of ratoon cane showed the highest in the planting in 15-May， and that in the planting in 15-March was the lowest. The total accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in two crops was 327.17–375.54、37.48–43.82、427.51–503.01?kg/hm， respectively， and that in the planting in 15-March was the highest while that in the planting in 15-May was the lowest. The planting date had an effect on the distribution and utilization of dry matter and nutrients in sugarcane. Early planting promoted the distribution of dry matter and nutrients to the stalk of plant cane， and improved the economic efficiency of nutrients. In conclusion， the biological yield and nutrient uptake of early-planted sugarcane were higher， and those in the planting in 15-May decreased sharply.

ugarcane; planting date; dry matter; nitrogen; phosphorus; potassium

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.012

廣西是我國最重要的糖料蔗生產(chǎn)基地，種植面積約占全國的60%，對我國食糖供應(yīng)安全具有重要作用。近年來，國內(nèi)甘蔗生產(chǎn)成本快速上漲，蔗農(nóng)收益下降，甚至部分蔗農(nóng)虧損，引起廣西蔗農(nóng)種植甘蔗積極性下降，甘蔗種植面積大幅萎縮，因此，廣西甘蔗生產(chǎn)降本增效迫在眉睫。廣西甘蔗約80%種植在紅壤旱地，其中30%～40%為新植和翻種，但由于間歇式降雨、農(nóng)事重疊及宿根出苗不佳等影響，每年2—5月都有播種。前人開展了不同播期下新植蔗出苗、分蘗、植株生長、有效莖數(shù)、單莖重、蔗莖產(chǎn)量、蔗糖含量及產(chǎn)糖量等研究，發(fā)現(xiàn)不同播期的甘蔗生長與產(chǎn)量性狀差異較大，為優(yōu)選甘蔗適宜播種期提供了參考。不同播期下作物養(yǎng)分吸收利用也存在差異。前人研究發(fā)現(xiàn)，不同播期玉米、棉花及油菜等多種作物的主要養(yǎng)分含量和積累量存在顯著或極顯著差異，有的相差2～3倍，氮、磷及鉀利用率相差20.37%～50.68%，氮、磷及鉀生產(chǎn)效率相差10.15%～120.33%，這為相關(guān)作物合理播種與高效施肥提供了參考。有關(guān)廣西甘蔗氮、磷及鉀吸收利用的研究已有不少報道，但這些研究大多在元宵節(jié)后1個月內(nèi)播種，而不同月份播種甘蔗養(yǎng)分吸收利用的研究未見報道。為此，結(jié)合廣西甘蔗生產(chǎn)實際，分析不同月份播種甘蔗干物質(zhì)、氮、磷及鉀積累與利用，為甘蔗高效施肥和節(jié)本增效生產(chǎn)提供參考。

? 材料與方法

?材料

試驗于2019年2月至2020年12月在柳州市雒容農(nóng)場“雙高”糖料蔗基地進行，試驗地為紅壤，0～20?cm、21～40?cm、41～60?cm土層堿解氮為86.06、71.66、55.13?mg/kg，速效磷為89.26、34.87、5.20?mg/kg，速效鉀為204.50、91.25、52.75?mg/kg。供試甘蔗為廣西主栽品種‘桂糖42號’。

試驗設(shè)2、3、4、5月4個播期，具體時間為2月15日、3月15日、4月15日及5月15日，每期播種面積540?m，重復(fù)3次。播種前用四鏵犁翻土深35?cm，用旋耕機旋耕碎土深25?cm;播種時按寬窄行（寬行1.2?m、窄行0.6?m）開行及施基肥2625?kg/hm（“施沃”牌有機無機肥，含氮15%，磷5%，鉀10%，有機質(zhì)≥10%，生物活性添加劑≥10%），人工擺種，下種量15?t/hm，擺種后用小鋤在行溝內(nèi)砍種3～5芽/段，然后用圓盤耙覆土蓋種，覆土厚度約18?cm。各播種期的宿根蔗于2020年4月28日用破壟施肥培土一體機破壟、施肥（“施沃”牌有機無機肥2625?kg/hm）及培土。蔗地雜草和病蟲采用機械噴灑藥劑防治。

? 方法

在甘蔗工藝成熟期（2019年12月28日、2020年12月16日），每重復(fù)調(diào)查54?m的有效莖數(shù)，選擇9株在植株根部四周30?cm范圍帶泥土將根系挖出，然后沖洗干凈，分根、莖及葉（含枯葉）烘干、稱質(zhì)量、粉碎，計算單位面積干物質(zhì)積累量，按文獻[19]測氮、磷及鉀含量，計算單位面積氮、磷及鉀積累量。

干物質(zhì)積累量（t/hm）=干物質(zhì)積累量（g/株）×有效莖數(shù)/1000;

氮、磷或鉀積累量（kg/hm）=氮、磷或鉀含量×干物質(zhì)積累量×1000/100;

氮、磷或鉀經(jīng)濟效率（kg/kg）=莖干物質(zhì)積累量/甘蔗氮、磷或鉀積累總量。

? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進行處理與統(tǒng)計。

? 結(jié)果與分析

? 甘蔗干物質(zhì)積累與分配

表1顯示，隨播期推遲，新植蔗各器官干物質(zhì)積累量減少，其中2月的根、莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)總量分別比其他月份增加3.51%～ 22.92%、12.11%～119.85%、7.01%～10.82%、10.91%～ 81.80%，與4、5月的差異均達顯著水平;宿根蔗根、葉干物質(zhì)積累量增加，且2月與5月的差異均達顯著水平，但莖干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)總量以3月最高，其次是5月，二者顯著高于2月。宿根蔗各器官干物質(zhì)積累量明顯高于新植蔗;兩季甘蔗莖干物質(zhì)總量為51.88～66.43?t/hm，其中2月略高于3月，但比4、5月增加2.83、14.55?t/hm;兩季甘蔗干物質(zhì)總量為69.62～84.01?t/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.61、14.39?t/hm。隨播期推遲，新植蔗根、葉干物質(zhì)分配率顯著增加，莖干物質(zhì)分配率減少;宿根蔗根干物質(zhì)分配率顯著增加，莖干物質(zhì)分配率略有減少，葉干物質(zhì)分配率略有增加。這說明早播種的甘蔗生物產(chǎn)量較高，并促進干物質(zhì)向新植蔗莖部轉(zhuǎn)運分配。

? 甘蔗氮積累與分配

表2顯示，隨播期推遲，新植蔗根、莖氮積累量及氮積累總量減少，葉氮積累量增加，其中2月的根、莖氮積累量及氮積累總量分別比其他月份增加3.20%～9.85%、9.12%～109.03%、6.28%～ 56.40%，5月的葉氮積累量比其他月份增加6.84%～9.66%，且2月與5月的差異均達顯著水平;宿根蔗根的氮積累量增加，莖、葉的氮積累量及氮積累總量以5月最高，其次是3月，而2月最低，且2月與其他月份的差異均達顯著水平。宿根蔗各器官氮積累量高于新植蔗;兩季甘蔗氮積累總量為327.17～375.54?kg/hm，其中3月最高，比2、4、5月增加12.82、9.40、48.37?kg/hm。隨播期推遲，新植蔗根的氮分配率總體增加，莖的氮分配率減少，葉的氮分配率增加，且5月與其他月份差異均達顯著水平;宿根蔗根、葉的氮分

配率增加，且2月與其他月份差異均達顯著水平，但莖的氮分配率略有減少。這說明早播種的甘蔗氮吸收較多，并促進氮向新植蔗莖部轉(zhuǎn)運分配。

? 甘蔗磷積累與分配

表3顯示，隨播期推遲，新植蔗根、莖磷積累量及磷積累總量減少，葉磷積累量增加，其中2月的根、莖磷積累量及磷積累總量分別比其他月份增加4.54%～43.75%、13.12%～161.32%、6.92%～72.69%，5月的葉磷積累量比其他月份增加4.85%～14.73%，且不同月份間莖磷積累量及磷積累總量差異顯著;宿根蔗根磷積累量增加，莖、葉磷積累量及磷積累總量以5月最高，其次是3月，而2月最低，且2月與3月、5月差異均達顯著。宿根蔗各器官磷積累量高于新植蔗;兩季甘蔗磷積累總量為37.48～ 43.82?kg/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.26、6.34?kg/hm。隨播期推遲，新植蔗根、葉的磷分配率增加，莖的磷分配率減少，且5月與其他月份差異均達顯著;宿根蔗根的磷分配率增加，莖的磷分配率略有下降，葉的磷分配率略有增加。這說明早播種的甘蔗磷吸收較多，并顯著促進磷向新植蔗莖部轉(zhuǎn)運分配。

?甘蔗鉀積累與分配

表4顯示，隨播期推遲，新植蔗根、莖鉀積累量及鉀積累總量減少，葉鉀積累量增加，其中2月的根、莖鉀積累量及鉀積累總量分別比其他月份增加1.78%～12.50%、17.15%～155.84%、13.16%～91.01%，5月的葉鉀積累量比其他月份增加4.21%～4.85%，且5月與其他月份差異均達顯著;宿根蔗各器官鉀積累量增加，且2月與其他月份差異均達顯著，但其他月份的莖、葉鉀積累量及鉀積累總量差異均不顯著。宿根蔗各器官鉀

積累量高于新植蔗;兩季甘蔗鉀積累總量為427.51～503.01?kg/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.57、75.50?kg/hm。隨播期推遲，新植蔗根、葉的鉀分配率增加，莖的鉀分配率減少，且5月與其他月份的差異均達顯著水平;宿根蔗根的鉀分配率以5月最高，與其他月份差異達顯著，但莖、葉的鉀分配率差異不顯著。說明早播種的甘蔗鉀吸收較多，并促進鉀向新植蔗莖部轉(zhuǎn)運利用。

? 甘蔗養(yǎng)分經(jīng)濟效率

表5顯示，隨播期推遲，新植、宿根蔗氮經(jīng)濟

效率減少，其中2月比其他月份增加3.31%～ 40.60%，且與5月差異均達顯著水平;新植蔗磷經(jīng)濟效率表現(xiàn)為2月>4月>3月>5月，其中2月比其他月份增加4.88%～27.34%，宿根蔗磷經(jīng)濟效率表現(xiàn)為3月>4月>2月>5月，其中3月比其他月份增加0.54%～5.50%，且4月與5月的差異均達顯著水平;新植蔗鉀經(jīng)濟效率表現(xiàn)為2、3、4月差異不顯著，但三者顯著高于5月;宿根蔗鉀經(jīng)濟效率表現(xiàn)為2、3月差異不顯著，但二者顯著高于4、5月。這說明播種期對甘蔗氮、磷及鉀經(jīng)濟效率影響顯著，其中5月播種效率較低。

? 討論

不同播期的氣溫及降雨等差異會導(dǎo)致作物生長發(fā)育進程不同，但播期對作物生物產(chǎn)量或干物質(zhì)積累變化的影響因生態(tài)條件、作物品種或播期設(shè)置不同而不相一致。本研究中，新植蔗在4月中上旬可以萌發(fā)出苗，6—9月為生長旺盛期，12月中上旬基本停止生長。因此，隨著播期推遲，新植蔗有效生長期縮短，各器官干物質(zhì)積累量減少，與前人在棉花、油菜、紫云英及玉米的研究結(jié)果相似。播期影響作物干物質(zhì)分配。然而，宿根蔗根、葉干物質(zhì)積累量隨播期推遲而增加，莖干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)總量以3、5月播種較高，而2月播種較低，這可能與不同播期新植蔗砍收后遺留蔗蔸出苗速度、出苗數(shù)量、成莖率及殘留肥料后效應(yīng)差異有關(guān)，但具體情況有待研究。兩季甘蔗莖干物質(zhì)積累

量以2、3月播種較高，其次是4月播種，而5月播種最低。此外，隨播期推遲，新植蔗葉干物質(zhì)分配率增加，莖干物質(zhì)分配率減少，這可能是早播種的葉片光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移期長、轉(zhuǎn)運量大，而晚播種的葉片光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移期短、轉(zhuǎn)運量小的緣故?？梢姡跉庀髼l件滿足甘蔗出苗的情況下，合理早播有利于蔗莖增產(chǎn)。

播期通過改變作物干物質(zhì)積累量和養(yǎng)分含量影響?zhàn)B分積累，但不同試驗條件下播期對作物養(yǎng)分積累變化趨勢的影響不同。本研究中，隨播期推遲，新植蔗根、莖的氮、磷及鉀積累量，以及氮、磷及鉀積累總量減少，與前人在棉花、油菜、二月蘭及紫云英上的研究結(jié)果相似;但葉的氮、磷及鉀積累量增加，這是晚播種甘蔗停滯生長后葉仍保持較高的氮、磷及鉀含量的緣故，也反映了晚播種新植蔗葉片養(yǎng)分向莖部

轉(zhuǎn)運效率下降或受阻問題。然而，宿根蔗各器官氮、磷及鉀積累量，以及氮、磷及鉀積累總量以5月播種最高，其次是3、4月播種，而2月播種最低，且5月播種與2月播種差異均達顯著，這可能是播期推遲，上季甘蔗吸收氮、磷及鉀總量減少，增加了肥料殘留數(shù)量，提高了土壤有效養(yǎng)分含量，從而促進宿根蔗吸收養(yǎng)分的緣故，但具體有待從肥料殘留及后效進行研究驗證。但是，兩季甘蔗氮、磷及鉀積累總量以3月播種最高，5月播種最低，二者分別相差48.37、6.34、75.50?kg/hm，說明甘蔗3月播種吸收的養(yǎng)分較多，而5月播種吸收的養(yǎng)分大幅減少。

播期也影響作物養(yǎng)分分配與利用。前人研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期推遲，棉花植株向生殖器官分配的氮、磷及鉀比率下降，氮、磷及鉀經(jīng)濟效率顯著降低。本研究中，隨著播期推遲，新植蔗根的氮、磷及鉀分配比率總體呈增加，莖的氮、磷及鉀分配率減少，葉的氮、磷及鉀分配率增加，且2月播種與5月播種差異均達顯著水平;宿根蔗根的氮、磷分配率及葉的氮分配率增加，根的鉀分配率表現(xiàn)為5月播種顯著高于其他月份播種，但不同播期莖的氮、磷及鉀分配率和葉的磷、鉀分配率差異不顯著，說明播期對新植蔗氮、磷及鉀分配的影響比宿根蔗大。此外，新植蔗、宿根蔗的氮經(jīng)濟效率隨播期推遲而減少，磷經(jīng)濟效率以5月播種最低，鉀經(jīng)濟效率表現(xiàn)為5月播種顯著低于2、3月播種，說明甘蔗播種過晚會引起甘蔗養(yǎng)分效率降低。

綜上，本研究條件下播期影響甘蔗尤其是新植蔗干物質(zhì)、氮、磷及鉀積累與分配利用，其中早播種的新植蔗干物質(zhì)、氮、磷及鉀積累較多，并促進干物質(zhì)和養(yǎng)分向莖部轉(zhuǎn)運分配，提高養(yǎng)分經(jīng)濟效率，而播種過晚甘蔗干物質(zhì)積累、養(yǎng)分積累及養(yǎng)分效率明顯下降。然而，實際生產(chǎn)中甘蔗播種跨越多個月份不可避免，但在不同月份播種甘蔗需要調(diào)節(jié)施肥量，尤其是在5月15日后播種，應(yīng)大幅減少施肥量，以提高肥料效率和降低生產(chǎn)成本。

參考文獻

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4. 收稿日期 2021-08-24;修回日期 2021-11-29

   基金項目 國家自然科學(xué)基金項目（No. 31860593）;廣西自然科學(xué)基金項目（No. 2020GXNSFAA297015）;柳州市科技計劃項

   目（No. 2020PAAA0602）。

   作者簡介 韋劍鋒（1978—），男，副研究員，研究方向：作物營養(yǎng)與生理生態(tài)。*通信作者（Corresponding author）：韋冬萍（WEI

   Dongping），E-mail：dpwei-82@163.com。