牛糞有機(jī)肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量和糖分的影響

韋威泉，馮 斌，陳家福，鐘德發(fā)，滕忠羿，李巨繪，楊斯雅

（1.來(lái)賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣西 來(lái)賓 546100； 2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院來(lái)賓分院，廣西 來(lái)賓 546100）

0 引言

來(lái)賓市位于廣西中部，故有“桂中腹地”之稱(chēng)，總面積13411km，轄興賓區(qū)、象州縣、武宣縣、忻城縣、金秀瑤族自治縣、合山市，總?cè)丝跒?70萬(wàn)人，常住人口為207萬(wàn)人，有壯族、苗族、瑤族等12多個(gè)民族，壯族等少數(shù)民族人口占75%，素有“中國(guó)糖都”之美稱(chēng)。來(lái)賓市是全國(guó)重要的蔗糖主產(chǎn)區(qū)之一，糖料蔗種植面積、食糖產(chǎn)量占全國(guó)1/10以上，“十三五”期間年糖料蔗種植面積11.33萬(wàn)hm以上，涉及農(nóng)戶(hù) 15萬(wàn)多戶(hù)蔗農(nóng)近80萬(wàn)人，已建成糖料蔗“雙高”基地107.3萬(wàn)畝，建成666.67hm以上連片的“雙高”基地 22個(gè)，200hm以上片區(qū)49個(gè)，蔗農(nóng)年種蔗直接收入 44.2億元，蔗農(nóng)人均收入5500元以上。全市共有7家制糖企業(yè)（集團(tuán)、公司）13家糖廠，總?cè)照ドa(chǎn)能力9.8萬(wàn)t，2020/2021年榨季共進(jìn)廠糖料蔗853.5萬(wàn)t，糖料蔗進(jìn)廠平均糖分15.3%，平均產(chǎn)糖率13.58%，產(chǎn)糖量115.9萬(wàn)t，制糖及綜合利用產(chǎn)值103.1億元，其中，循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值40億元以上，真正把一根甘蔗“吃干用盡”，形成了“甘蔗—蔗葉蔗稍—飼料加工—畜牧養(yǎng)殖－畜糞有機(jī)肥還田”糖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，初步建成廣西乃至全國(guó)最完整的糖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)基地，糖業(yè)資源優(yōu)勢(shì)正轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展新優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)，來(lái)賓市肉牛產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，在廣西德升牧業(yè)有限公司（肉牛）、廣西來(lái)賓市金泰農(nóng)業(yè)科技有限公司（肉牛）、廣西來(lái)賓八百里農(nóng)業(yè)有限公司（種牛）、忻城縣中投牧業(yè)有限公司（南方牛都）、廣西武宣金泰豐農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司（夏南牛擴(kuò)繁）等養(yǎng)牛龍頭企業(yè)帶動(dòng)下，來(lái)賓市建成規(guī)模養(yǎng)牛場(chǎng)27家（其中千頭牛場(chǎng)16家）。然而，養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量牛糞大部分未經(jīng)處理直接排放，對(duì)空氣、水體和土壤等環(huán)境造成污染，使周邊群眾生活質(zhì)量降低，因此，如何把牛糞便變廢為寶已成為急需解決的問(wèn)題。應(yīng)用牛糞規(guī)?；a(chǎn)有機(jī)肥，不僅能有效解決環(huán)境污染問(wèn)題，還能增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，值得示范推廣。

1 材料與方法

1.1 供試肥料

對(duì)照處理復(fù)合肥廠家：迪斯科化工集團(tuán)股份有限公司，氮磷鉀比例為17：17：17；試驗(yàn)處理牛糞有機(jī)肥廠家：廣西綠源肥業(yè)有限公司，氮磷鉀含量≧5%，有機(jī)質(zhì)≧45%，生物活性菌≧0.6億個(gè)/g。

1.2 供試蔗種

供試甘蔗品種為桂糖57號(hào)（桂糖08-1180）。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)照（CK）和處理（T）各重復(fù)三個(gè)小區(qū)，分別用CK1、CK2、CK3和T1、T2、T3表示，另外設(shè)1個(gè)大區(qū)。（2）施基肥：每個(gè)對(duì)照施6.75kg復(fù)合肥，每個(gè)處理施65kg牛糞有機(jī)肥，大區(qū)施牛糞有機(jī)肥500kg/667m。（3）大培土施肥：每個(gè)對(duì)照施20.22kg復(fù)合肥，每個(gè)處理施65kg牛糞有機(jī)肥，大區(qū)施復(fù)合肥120kg/667m。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法與過(guò)程

試驗(yàn)地位于來(lái)賓市興賓區(qū)鳳凰鎮(zhèn)龍巖村龍巖屯，肥力中等，地勢(shì)平坦，土質(zhì)疏松，土壤為沙壤土，有排水溝，上一茬種植甘蔗。實(shí)驗(yàn)小區(qū)間隔分布，分布圖見(jiàn)表1，每個(gè)樣本小區(qū)面積90m，分5行種植。設(shè)一個(gè)大區(qū)，面積為0.4hm。試驗(yàn)地周?chē)O(shè)保護(hù)行。按照當(dāng)?shù)卦耘嗔?xí)慣進(jìn)行管理，2021年3月9日新植蔗，把浸種消毒后的雙芽段蔗種按“品字形”種植，每個(gè)小區(qū)下種900芽（下種7200個(gè)芽/667m）。下種后施基肥并蓋地膜。在甘蔗種植后，蔗苗出土前進(jìn)行一次除草。5月19日中耕大培土施肥。甘蔗成生長(zhǎng)中后期適當(dāng)剝掉多余蔗葉，通風(fēng)透光。

表1 試驗(yàn)種植分布圖

田間錘度測(cè)定用日本愛(ài)拓手持糖度計(jì)MASTER-53Pa，數(shù)據(jù)分析采用excel軟件。

1.5 數(shù)據(jù)收集與整理

2021年5月6日，收集小區(qū)出苗數(shù)據(jù)。2022年3月3日，測(cè)量甘蔗田間錘度、株高、莖徑、有效莖、糖分及產(chǎn)量，小區(qū)選取中間20株甘蔗調(diào)查，同時(shí)大區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)區(qū)（42m/區(qū)）調(diào)查。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 出苗情況分析

從表2可知，T比C K的甘蔗平均出苗率高1%，說(shuō)明牛糞有機(jī)肥對(duì)出苗有促進(jìn)作用。根據(jù)小區(qū)各行出苗數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差可知，出苗的穩(wěn)定性T3＞T1＞T2＞CK2＞CK3＞CK1，T的三個(gè)重復(fù)出苗穩(wěn)定性均高于CK，T整體出苗效果好。牛糞有機(jī)肥可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤田間持水量，恢復(fù)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤自我修復(fù)能力。其養(yǎng)分豐富，肥效緩慢釋放，有利于促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，可增加土壤保水、保溫、透氣、保肥的能力。有機(jī)肥料中腐殖質(zhì)膠體促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，降低容重，提高土壤的通透性，協(xié)調(diào)水、氣矛盾。培肥地力，提高土壤的保肥、保水力。試驗(yàn)證明，牛糞有機(jī)肥作為基肥可優(yōu)化蔗種發(fā)芽環(huán)境，提高出苗率。

表2 桂糖57號(hào)出苗情況表

2.2 產(chǎn)量性狀分析

桂糖57號(hào)屬于中大莖種，植株高度中等，發(fā)芽出苗率一般，分蘗性強(qiáng)，有效莖數(shù)多，前期生長(zhǎng)速度一般，生長(zhǎng)整齊均勻，后期植株直立抗倒。在2015～2017年全國(guó)甘蔗品種第十一輪聯(lián)合區(qū)試中，桂糖57號(hào)7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)1新2宿平均出苗率61.29%，平均株高282cm，平均莖徑2.62cm，平均有效莖數(shù)66180條/hm，平均蔗莖產(chǎn)量為103.8t/hm，平均含糖量為15.3t/hm，平均甘蔗蔗糖分為14.85%。桂糖57號(hào)具有高糖、高產(chǎn)等優(yōu)良特性，在品種推廣過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境條件，采取適當(dāng)栽培措施，最大可能地發(fā)揮其品種的優(yōu)良特性，以達(dá)到高產(chǎn)、高糖和高效的效果。

從表3可知，各小區(qū)平均株高T3＞T2＞大區(qū)1＞大區(qū)3＞大區(qū)2=CK1＞T1＞CK2＞CK3，平均莖徑T3＞CK2＞大區(qū)2＞T2＞大區(qū)1＞大區(qū)3＞T1＞CK1＞CK3，其中T3的平均株高和莖徑數(shù)值都最高，CK3的平均株高和莖徑數(shù)值都最低，說(shuō)明單施牛糞有機(jī)肥和單施化肥的株高和莖徑表現(xiàn)差距較大，而混施的表現(xiàn)則居中。小區(qū)有效莖T1、T3表現(xiàn)最好，CK2、CK3表現(xiàn)最差。通過(guò)對(duì)比每個(gè)小區(qū)株高和莖徑的原始數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)株高、莖徑不存在線性相關(guān)；而對(duì)比小區(qū)有效莖數(shù)和小區(qū)產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)其存在顯著性正相關(guān)，有效莖數(shù)多極大概率產(chǎn)量高。

表3 桂糖57號(hào)產(chǎn)量性狀表

從總體上看，平均株高T〉大區(qū)〉CK，平均莖徑T〉大區(qū)〉CK，有效莖數(shù)T〉大區(qū)〉CK，三個(gè)關(guān)鍵的產(chǎn)量性狀數(shù)值均是T最高，其次是大區(qū)，最后是對(duì)照。說(shuō)明牛糞有機(jī)肥在促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)量和成莖率上具有一定效果。T比CK有效莖多166條/667m，且差異達(dá)到顯著水平，說(shuō)明施用牛糞有機(jī)肥在增加有效莖上效果顯著。

根據(jù)各地的生產(chǎn)實(shí)踐以及目前的生產(chǎn)水平，一般認(rèn)為比較適宜的有效莖數(shù)和相應(yīng)的下種量大致為：大莖種要求有效莖數(shù)4500～5500條/667m，下種量要求為3000～3500個(gè)雙芽段/667m；中莖種要求有效莖數(shù)5000～6000條/667m，下種量要求為3500～4000個(gè)雙芽段/667m。桂糖57號(hào)屬于中大莖種，該實(shí)驗(yàn)參考以上數(shù)據(jù)，下種7200個(gè)芽/667m，結(jié)果有效莖4528～ 4943條/667m，下種量在中莖種范圍，產(chǎn)出的有效莖卻在大莖種的范圍，說(shuō)明總體有效莖數(shù)略微偏少，今后還可以適當(dāng)增加下種量。所以除了科學(xué)施肥，合理密植也是取得高產(chǎn)的重要因素，芽數(shù)過(guò)多或過(guò)少都不利于產(chǎn)量的增加。

2.3 甘蔗糖分析

從表4可知，甘蔗成熟期，各小區(qū)平均田間錘度T2=大區(qū)2＞T1＞CK1〉大區(qū)3＞T3〉大區(qū)1＞CK2＞CK3，各小區(qū)田間錘度分布不集中，且各有優(yōu)劣，相對(duì)較差的是CK?？傮w看來(lái)，田間錘度T〉大區(qū)〉CK，T和大區(qū)的平均田間錘度比CK分別高出0.37%和0.18%，T與CK相比，田間錘度差異達(dá)到顯著水平。已有的研究表明，田間錘度和糖分具較強(qiáng)的相關(guān)性。蔗糖分=錘度×1.0825～7.703，其中1.0825是各地糖廠甘蔗蔗糖分與田間錘度的直線回歸系數(shù)，7.703是各糖廠的歷史經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，這個(gè)公式可粗略計(jì)算甘蔗蔗糖分。甘蔗成熟期田間錘度大小可粗略表示甘蔗糖分的多少，說(shuō)明牛糞有機(jī)肥代替化肥對(duì)甘蔗糖分的積累效果顯著。

表4 桂糖57號(hào)田間錘度表

2.4 產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益

從表5可知，各小區(qū)畝產(chǎn)量T1＞T3〉大區(qū)3〉大區(qū)1〉大區(qū)2＞T2＞CK1＞CK2＞CK3，總體畝產(chǎn)量T〉大區(qū)〉CK，T和大區(qū)比CK分別增產(chǎn)11.13%和8.5%。T與CK相比，差異達(dá)到顯著水平。按2021/2022年榨季糖料蔗收購(gòu)價(jià)格，桂糖57號(hào)按490元/t收購(gòu)，在肥料投入價(jià)格相等的條件下，T和大區(qū)每畝甘蔗收入比CK分別增加354和270元，如果按照這個(gè)增收比例，推廣到來(lái)賓市10%（1.13萬(wàn)多hm）的甘蔗產(chǎn)業(yè)中，增收將達(dá)6000多萬(wàn)元，僅此一項(xiàng)就可以使蔗農(nóng)年人均增收750元。

表5 甘蔗產(chǎn)量和增產(chǎn)增收情況表

3 結(jié)論

據(jù)統(tǒng)計(jì)，來(lái)賓市甘蔗可灌面積占種植面積的6%以下，95%以上甘蔗種植在旱地或者緩坡地，土地耕層淺薄，保水保肥能力差，多數(shù)蔗地由于冬春干旱，早期造成新植蔗出苗不快、不整齊，宿根蔗缺苗，影響甘蔗正常生長(zhǎng)，秋旱影響甘蔗伸長(zhǎng)拔節(jié)，不利于甘蔗產(chǎn)量的形成。蔗區(qū)灌溉滯后，已經(jīng)成為影響甘蔗生產(chǎn)水平提高的主要因素。

事實(shí)證明，有機(jī)肥能夠有效地改良土壤理化性狀，增加微生物含量，使土壤孔隙增大，容重降低，透氣性得到極大的改善，形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。因有機(jī)肥中含有大量有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)不能被植物吸收，需要通過(guò)腐解變?yōu)楦鞣N礦物養(yǎng)分和小分子有機(jī)物（腐殖質(zhì)化），才能被根系吸收。試驗(yàn)中的牛糞有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)和生物活性菌含量高，有機(jī)質(zhì)分解速度快，形成的腐殖質(zhì)有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)。維持根基生物區(qū)系平衡和降解有毒有害物質(zhì)等作用，能有效預(yù)防土傳病害，從根本上減少了農(nóng)藥的投入。遺憾的是，本次實(shí)驗(yàn)未對(duì)土壤參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，下一步我們還將探究牛糞有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，更深入的發(fā)掘牛糞有機(jī)肥改良土壤、促進(jìn)植物生長(zhǎng)的機(jī)理。有機(jī)會(huì)還要在更多的甘蔗品種中實(shí)驗(yàn)，比較品種間的差異，有針對(duì)性地發(fā)揮牛糞有機(jī)肥的優(yōu)勢(shì)，有利于大面積推廣該施肥技術(shù)。