水肥互作對(duì)扶綏甘蔗生長(zhǎng)的影響

摘 要：以粵糖93-159和ROC22為研究對(duì)象，設(shè)1200.0 m3/hm2（D1）、1500.0 m3/hm2（D2）和1800.0 m3/hm2（D3）3個(gè)滴灌灌溉定額處理，1500.0 kg/hm2（F1）、2250.0 kg/hm2（F2）、3000.0 kg/hm2（F3）和3750.0 kg/hm2（F4）4個(gè)施肥量處理，開(kāi)展12個(gè)灌溉定額和施肥量組合的甘蔗生長(zhǎng)試驗(yàn)，探究不同灌溉定額和施肥量互作對(duì)2個(gè)甘蔗品種農(nóng)藝性狀、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中、低水平灌溉定額（1200.0～1500.0 m3/hm2）與中、低施肥量（1500.0～2250.0 kg/hm2）組合有利于提高甘蔗出苗率，促進(jìn)植株伸長(zhǎng)；高水平灌溉定額（1800.0 m3/hm2）與高施肥量（3000.0～3750.0 kg/hm2）組合有助于提高蔗苗的分蘗率；在中等水平灌溉定額（1500.0 m3/hm2）與中、低施肥量（1500.0 ～2250.0 kg/hm2）組合下，2個(gè)甘蔗品種的蔗莖產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)糖量均高于其他處理?？梢?jiàn)，采用灌溉定額1500.0 m3/hm2、施肥量1500.0～2250.0 kg/hm2的水肥互作措施，更有助于節(jié)省甘蔗生產(chǎn)成本，提高蔗莖產(chǎn)量和產(chǎn)糖量。

關(guān)鍵詞：甘蔗；灌溉定額；施肥量；水肥互作

中圖分類(lèi)號(hào)：S566.1；S275.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-820X（2023）06-0014-05

收稿日期：2023-10-12

第一作者：楊煥明（1986-），男，助理農(nóng)藝師，主要從事甘蔗農(nóng)務(wù)管理工作，E-mail：710316037@qq.com

0 引言

灌溉與施肥是甘蔗生長(zhǎng)過(guò)程中極其重要的田間管理措施。適量的灌溉定額配套合理的施肥量，是提高甘蔗產(chǎn)量、促進(jìn)蔗糖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵［1，2］。但不同甘蔗品種的適宜灌溉定額和施肥量有所不同，因此，很有必要就具體甘蔗品種開(kāi)展最佳灌溉定額和施肥量水平的適應(yīng)性研究，以促進(jìn)甘蔗對(duì)水肥的高效利用。劉亞男等［3］探尋不同施氮方式和灌水量對(duì)甘蔗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，灌水量833.3 m3/hm2與一次性施氮肥379.5 kg/hm2處理的甘蔗產(chǎn)量最高。鄧宇馳等［4］在溫室大棚開(kāi)展不同水肥供應(yīng)量對(duì)甘蔗葉片吸收礦質(zhì)元素影響研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，伸長(zhǎng)期施氮量360.0 kg/hm2、灌水量每天60.0 m3/hm2對(duì)蔗葉吸收氮素的效果最佳。湯雪蓮［5］開(kāi)展甘蔗分蘗初期至伸長(zhǎng)后期不同供水量和不同施鉀量互作試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)綜合比較發(fā)現(xiàn)，供水量每旬400.0 m3/hm2與施鉀量180.0 kg/hm2互作對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最明顯。蔣明明等［6］分析不同供水量和施磷量對(duì)甘蔗生理生化指標(biāo)的耦合效應(yīng)，結(jié)果表明，供水量每旬600.0 m3/hm2、施磷量120.0 kg/hm2組合有利于提高甘蔗葉綠素含量、自由水含量和可溶性糖含量，增強(qiáng)甘蔗抗逆能力。李世君［7］設(shè)置不同供水量和施氮量水氮互作對(duì)甘蔗生長(zhǎng)影響試驗(yàn)，結(jié)果顯示，采用供水量每旬600.0 m3/hm2、施氮量360.0 kg/hm2水肥處理措施的甘蔗產(chǎn)量和含糖量最高。以往的研究多側(cè)重于探討單種肥料元素與供水組合對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響，鮮見(jiàn)開(kāi)展甘蔗灌水量與施肥量互作梯度試驗(yàn)的報(bào)道。本研究統(tǒng)籌安排不同灌溉定額與施肥量處理組合，開(kāi)展甘蔗品種粵糖93-159和ROC22的水肥互作試驗(yàn)，為篩選出在當(dāng)?shù)赝寥罈l件下適宜粵糖93-159和ROC22生長(zhǎng)所需的最佳灌溉定額和施肥量組合提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2022年在廣西崇左市扶綏縣渠黎鎮(zhèn)甘蔗種植基地（北緯22°51'，東經(jīng)107°79'）進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)為旱坡地，土壤質(zhì)地較黏重，其中，pH 5.9，容重1.31 g/cm3，田間持水量33.6%。供試甘蔗品種為粵糖93-159和新臺(tái)糖22號(hào)（ROC22），由廣西扶南東亞糖業(yè)有限公司提供?；浱?3-159是由廣州市甘蔗糖業(yè)研究所選育的早熟高糖品種，蔗種萌芽率高、分蘗力強(qiáng)，植株生長(zhǎng)速度快，宿根性好，蔗莖糖分含量高，成熟高峰期蔗糖分在17.00%以上。新臺(tái)糖22號(hào)是由臺(tái)灣糖業(yè)研究所選育的中大莖品種，植株前期生長(zhǎng)稍慢，中后期生長(zhǎng)較快，抗旱能力強(qiáng)，豐產(chǎn)性好，產(chǎn)量達(dá)120.0～195.0 t/hm2。使用的復(fù)合肥N-P2O5-K2O（17-17-17）由歐洲化學(xué)安特衛(wèi)普公司生產(chǎn)，購(gòu)自廣西扶綏縣農(nóng)資市場(chǎng)。采用壓力補(bǔ)償式滴灌帶進(jìn)行灌溉，滴頭間距30.0～50.0 cm，管徑16.0～25.0 mm，流量2.5～3.0 L/h。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參照許樹(shù)寧等［8］的方法，設(shè)灌溉和施肥2個(gè)因素，灌溉方式為滴灌，設(shè)低灌溉定額1200.0 m3/hm2（D1）、中等灌溉定額1500.0 m3/hm2（D2）、高灌溉定額1800.0 m3/hm2（D3），肥料運(yùn)籌設(shè)低施肥量1500.0 kg/hm2（F1）、中等施肥量2250.0 kg/hm2（F2）、高施肥量3000.0 kg/hm2（F3）和3750.0 kg/hm2（F4），共12個(gè)處理組合，分別用D1F1、D1F2、D1F3、D1F4、D2F1、D2F2、D2F3、D2F4、D3F1、D3F2、D3F3和D3F4表示。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)長(zhǎng)20.0 m，寬7.5 m，面積150.0 m2，3次重復(fù)。

1.2.2 水肥管理

灌溉方案見(jiàn)表1。各處理均施用N-P2O5-K2O（17-17-17）復(fù)合肥，甘蔗不同生長(zhǎng)期施肥比例為基肥占50.0%、苗期追肥占10.0%、分糵肥占10.0%和攻莖肥占30.0%。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

農(nóng)藝性狀測(cè)定：在4月10日蔗種出苗后期計(jì)數(shù)各試驗(yàn)區(qū)苗數(shù)，除以播種芽數(shù)得到出苗率；蔗苗分蘗完畢后，于5月20日計(jì)數(shù)各試驗(yàn)區(qū)分蘗苗數(shù)，除以基礎(chǔ)苗數(shù)得到分蘗率；進(jìn)入伸長(zhǎng)期后，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)挑選長(zhǎng)勢(shì)相近的20株掛牌標(biāo)記，分別在6、7、8和9月定株測(cè)量株高，以株高除以生長(zhǎng)天數(shù)得到蔗莖生長(zhǎng)速度?？挤N測(cè)產(chǎn)：甘蔗砍收前（12月5日）進(jìn)行考種，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取有代表性的植株20根，測(cè)量株高、莖粗和蔗汁錘度；砍收后各試驗(yàn)區(qū)單獨(dú)稱(chēng)量蔗莖產(chǎn)量，記錄有效莖數(shù)。蔗糖分測(cè)定：以蔗汁錘度計(jì)算蔗糖分，計(jì)算公式：蔗糖分（%）=錘度×1.0825-7.703。將蔗糖分乘以蔗莖產(chǎn)量，可得到各處理的產(chǎn)糖量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥互作對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，在出苗率方面，2個(gè)甘蔗品種均以低灌溉定額和中、低施肥量互作最高，高灌溉定額與高施肥量互作最低。其中，粵糖93-159以D1F2處理最高，達(dá)69.6%，D3F3處理最低，僅33.4%；ROC22以D1F1處理最高，達(dá)60.7%，D3F4處理最低，為37.7%。說(shuō)明苗期適量降低灌水量和施肥量有利于蔗芽萌發(fā)，灌溉和施肥過(guò)多會(huì)對(duì)出苗率產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。在分蘗率方面，粵糖93-159總體上低于ROC22，其中，粵糖93-159以D3F3處理最高，達(dá)69.2%，D1F2處理最低，為31.7%；ROC22以D3F4處理最高，為105.7%，D3F1處理相對(duì)較低，但仍達(dá)到60.1%。說(shuō)明分蘗期適當(dāng)加大灌水量和施肥量，有助于促進(jìn)蔗苗分蘗。在蔗莖生長(zhǎng)速度方面，2個(gè)品種均以D1F2處理最快（粵糖93-159為1.84 cm/d，ROC22略高于粵糖93-159，為1.91 cm/d），粵糖93-159以D3F2處理生長(zhǎng)速度最慢，為1.44 cm/d，ROC22以D3F4處理最慢，為1.64 cm/d。說(shuō)明甘蔗伸長(zhǎng)期田間逐漸蔭蔽，灌水過(guò)多易影響植株生長(zhǎng)，應(yīng)適當(dāng)降低灌水量和施肥量，增加灌溉次數(shù)，以提高蔗莖生長(zhǎng)速度。

2.2 不同水肥互作對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀的影響

由表3可知，中、低灌溉定額與各施肥量互作的甘蔗產(chǎn)量性狀表現(xiàn)總體上優(yōu)于高灌溉定額與高施肥量互作。其中，粵糖93-159以D1F1處理的蔗莖最粗，達(dá)2.93 cm；D1F2處理的植株最高，達(dá)320.3 cm；D2F2處理的有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量均最高，分別為8.6369萬(wàn)條/hm2和105.46 t/hm2；ROC22的蔗莖產(chǎn)量也以D2F2處理最高，達(dá)127.97 t/hm2。從表3可看出，粵糖93-159以D3F4處理、ROC22以D3F3處理的蔗莖最細(xì)，分別為2.51和2.84 cm；2個(gè)甘蔗品種的株高均以D3F3最低，分別為258.4和264.2 cm。此外，在ROC22高灌溉定額與高施肥量互作中，D3F4的有效莖數(shù)也低于其他處理，僅為7.1178萬(wàn)條/hm2。可見(jiàn)，高灌溉定額與高施肥量互作的多項(xiàng)甘蔗產(chǎn)量指標(biāo)均處于較低水平，中、低等灌水量和施肥量組合有利于甘蔗增產(chǎn)增收，尤其以灌溉定額1500.0 m3/hm2與施肥量2250.0 kg/hm2互作的效果更佳。

2.3 不同水肥互作對(duì)蔗糖分和產(chǎn)糖量的影響

由表4可知，粵糖93-159的蔗糖分以高水高肥互作的D3F3和D3F4處理較高，分別為17.02%和16.72%，而中等灌溉定額與中、高施肥量互作的D2F2和D2F3處理的蔗糖分相對(duì)較低，分別為15.45%和15.37%，分別較D3F3處理降低1.57%（絕對(duì)值，下同）和1.65%；其他處理的蔗糖分在15.51%～16.42%之間，差異不明顯。從表4可看出，ROC22的蔗糖分以中、低等灌溉定額和中、低等施肥量互作相對(duì)較高，其中，D1F1、D2F2和D1F2處理分別達(dá)14.75%、14.73%和14.67%，高施肥量的D1F4和D2F4處理的蔗糖分較低，分別為14.22%和14.27%，分別較D1F1處理下降0.53%和0.48%?？梢?jiàn)，不同水肥互作對(duì)蔗糖分未產(chǎn)生明顯影響。結(jié)合表3可知，粵糖93-159的產(chǎn)量以中等灌溉定額和中、低等施肥量互作的D2F1和D2F2處理較高，其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)糖量也較高，分別為16.63和16.29 t/hm2；相反，D3F2處理的產(chǎn)量最低（77.85 t/hm2），其產(chǎn)糖量（12.65 t/hm2）也明顯低于其他處理，與D2F1處理相比降低3.01%。ROC22的產(chǎn)量以D2F2處理最高，產(chǎn)糖量達(dá)18.85 t/hm2，D3F1處理的產(chǎn)量最低（99.23 t/hm2），其產(chǎn)糖量也最低，僅為14.53 t/hm2，較D2F2降低4.32%。

綜上所述，中等灌溉定額與中、低等施肥量互作對(duì)蔗糖分無(wú)明顯影響，但可通過(guò)提高蔗莖產(chǎn)量來(lái)提高產(chǎn)糖量，從而增加糖分產(chǎn)出。

3 討論

甘蔗苗期需水量較低，灌水過(guò)多容易引起爛根，不利于蔗種萌發(fā)。羅維鋼等［9］比較微噴灌條件下不同灌溉定額對(duì)桂糖42號(hào)農(nóng)藝性狀的影響，發(fā)現(xiàn)灌水量1500.0～2250.0 m3/hm2對(duì)甘蔗出苗具有較大促進(jìn)作用。甘蔗苗期對(duì)肥料也比較敏感，施肥不能過(guò)多。劉曉靜等［10］研究表明，甘蔗發(fā)芽率以低施肥量（2250.0 kg/hm2）處理較高。本研究中，粵糖93-159和ROC22的出苗率均以低灌溉定額和中、低施肥量互作較高，隨著灌溉定額和施肥量的增加，出苗率不斷下降，與上述研究結(jié)果相符。說(shuō)明甘蔗苗期必須控制水肥用量，在保障蔗種正常出苗的同時(shí)，節(jié)省生產(chǎn)成本。甘蔗進(jìn)入分蘗期和伸長(zhǎng)期后，植株長(zhǎng)勢(shì)逐漸旺盛，對(duì)水肥的需求量有所增加。張榮華等［11］探討桂糖43號(hào)在不同施肥量和種植密度下的生長(zhǎng)表現(xiàn)，結(jié)果表明，562.5 kg/hm2低肥處理的蔗莖生長(zhǎng)最快，植株高于中肥和高肥處理；2625.0 kg/hm2高肥處理的分蘗率較高，但不利于植株伸長(zhǎng)。在灌溉對(duì)甘蔗生長(zhǎng)影響研究方面，李新建等［12］研究發(fā)現(xiàn)，在滴灌條件下，2250.0 m3/hm2灌水量有助于提高糖料蔗分蘗率，增加蔗莖高度，灌水過(guò)多則導(dǎo)致水分利用率下降。本研究中，高水高肥處理的粵糖93-159和ROC22的分蘗率均較高，但容易產(chǎn)生無(wú)效分蘗；低灌溉定額與中等施肥量互作的蔗莖生長(zhǎng)速度較快，植株也相對(duì)較高，與張榮華等［11］、李新建等［12］的研究結(jié)果相似。說(shuō)明在甘蔗分蘗和伸長(zhǎng)期適當(dāng)控水減肥，有利于控制蔗苗分蘗，促進(jìn)蔗株生長(zhǎng)。

灌溉與施肥是影響甘蔗產(chǎn)量的重要因素。李新建等［13］分析滴灌條件下不同用水定額的糖料蔗灌溉效益，發(fā)現(xiàn)2250.0 m3/hm2灌水量有利于提高糖料蔗產(chǎn)量，繼續(xù)加灌反而引起減產(chǎn)，原因可能是灌水過(guò)多導(dǎo)致土壤含水量過(guò)高，抑制根系呼吸作用，影響蔗種出苗和植株生長(zhǎng)，造成蔗莖產(chǎn)量下降。施肥過(guò)量也不利于甘蔗產(chǎn)量提升。宋娟等［14］研究不同施肥水平對(duì)桂糖58號(hào)的影響，結(jié)果表明，1125.0 kg/hm2施肥量對(duì)甘蔗增產(chǎn)效應(yīng)最佳，施肥量增加到2250.0 kg/hm2時(shí)，甘蔗產(chǎn)量下降。本研究中，粵糖93-159和ROC22均以中等灌溉定額和中等施肥量互作的產(chǎn)量最高，與李新建等［13］、宋娟等［14］的研究結(jié)果相似。蔗糖分是甘蔗的主要品質(zhì)指標(biāo)，本研究中不同水肥互作的粵糖93-159和ROC22的蔗糖分較接近，各處理間差異不明顯，與彭李順等［15］的研究結(jié)果相符。因此，甘蔗產(chǎn)糖量與產(chǎn)量的變化趨勢(shì)基本相同，單位面積蔗莖產(chǎn)量越高，其產(chǎn)糖量也相應(yīng)越高。

4 結(jié)論

在中等水平灌水量與中、低等施肥量互作下，甘蔗品種粵糖93-159和ROC22的產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)糖量較高，生產(chǎn)上采用灌溉定額1500.0 m3/hm2、施肥量1500.0～2250 kg/hm2的水肥互作措施有助于提高甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量，增加蔗農(nóng)收入。

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（責(zé)任編輯 思利華）