含硅復(fù)合肥不同用量對(duì)甘蔗產(chǎn)量及糖分的影響

艾靜 刀靜梅 趙勇 楊紹林 羅志強(qiáng) 鄧軍

摘 要 以新臺(tái)糖25號(hào)為試驗(yàn)材料，在云南省鎮(zhèn)康縣和景谷縣蔗區(qū)設(shè)置施用有機(jī)硅水溶緩釋肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）∶m（Si） = 25∶15∶10∶3，總養(yǎng)分≥50%，含3%全量硅]975 kg·hm-2為處理T1，1 125 kg·hm-2為處理T2，施用“44%復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=26∶12∶6，總養(yǎng)分≥44%]”1 200 kg·hm-2為甘蔗宿根常規(guī)施肥對(duì)照組CK1，“28%復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶12∶6，總養(yǎng)分≥28%]”1 800 kg·hm-2為甘蔗新植常規(guī)施肥對(duì)照組（CK2），調(diào)查不同含硅復(fù)合肥施用處理對(duì)新臺(tái)糖25號(hào)不同植期的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)值的影響。結(jié)果表明，不同硅肥施用量在不同試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)甘蔗株高、莖徑的影響趨勢(shì)不一致；施用硅肥對(duì)甘蔗有效莖數(shù)、蔗莖產(chǎn)量增加作用顯著；施用硅肥能顯著提高甘蔗蔗糖分和理論產(chǎn)糖量，與CK處理比較，蔗糖分增加范圍在5.29%～17.59%，且隨硅肥施用量的增加，理論含糖量隨之增加；施用硅肥處理的各組試驗(yàn)中，種植成本均高于對(duì)照組，但施用硅肥種植的甘蔗經(jīng)濟(jì)效益高于對(duì)照6 323.96～13 807.64 元·hm-2。

關(guān)鍵詞 甘蔗；硅肥；產(chǎn)量；糖分；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S566.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.017

甘蔗是我國重要的糖料作物，目前在甘蔗生產(chǎn)中重視氮、磷、鉀肥的施用，對(duì)其他營養(yǎng)元素的施用關(guān)注相對(duì)較少。隨著氮、磷、鉀肥價(jià)格不斷上漲，尋找新的肥料產(chǎn)品來增加甘蔗產(chǎn)量、提高種蔗效益已迫在眉睫。硅作為地殼中第二大元素，近年來受到越來越多學(xué)者的關(guān)注，作物生產(chǎn)中施用硅肥大有裨益。硅元素約占土壤物質(zhì)組成的25%，主要分布在土壤液體和土體中，其儲(chǔ)備量大，但大多屬于難溶性的硅化物，難以被作物吸收利用[1-2]，只有少部分溶解在土壤中的單硅酸能被作物利用[3]。同時(shí)，硅肥能為作物提供硅營養(yǎng)，調(diào)節(jié)土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分供給，增加作物抗非生物脅迫及生物脅迫的能力[4-7]，被認(rèn)為是植物繼氮、磷、鉀之后的第四營養(yǎng)元素。我國硅肥資源豐富，土壤需施硅的面積大，硅肥的開發(fā)和應(yīng)用在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中有較大潛力[3，8]。

甘蔗是一種喜硅作物，一個(gè)生長季，甘蔗能從土壤獲取70～800 kg·hm-2 有效硅[9]。作物生產(chǎn)中施用硅肥能夠迅速補(bǔ)充土壤中硅含量，有效提升植株對(duì)其他營養(yǎng)元素的吸收，同時(shí)硅進(jìn)入植株后能形成機(jī)械屏障，沉積于細(xì)胞壁與角質(zhì)層之間，形成角質(zhì)雙硅層，提高作物抵抗逆境的能力，有效調(diào)節(jié)葉片氣孔運(yùn)動(dòng)，減少蒸騰作用，促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)抗倒伏[10]、抗旱[11-13]、抗寒[11]、抗病蟲害能力[12-15]，促進(jìn)光合作用，促進(jìn)糖分合成，對(duì)甘蔗增產(chǎn)效果顯著[16]。林兆里等研究表明硅肥能顯著提升甘蔗植株硅含量，增強(qiáng)甘蔗植株對(duì)條螟的抗性，有效降低甘蔗條螟發(fā)生危害，促進(jìn)甘蔗增產(chǎn)增收，在甘蔗螟蟲防控中發(fā)揮重要作用[15]。瞿翔等研究表明施用硅肥能顯著改善玉米田土壤理化特性，提高玉米葉片葉綠素含量和光合作用，提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。孫玉華研究表明硅肥能夠顯著提高水稻分蘗數(shù)，提高葉片葉綠素含量，增加水稻產(chǎn)量，明顯提高水稻生產(chǎn)的綜合效益[18]。顧躍等研究表明硅肥的施用可以降低鹽脅迫下狗牙根草葉中脯氨酸、電解質(zhì)滲出率和根中Na+含量，同時(shí)增加葉片中葉綠素、相對(duì)含水量及根干重、根中K+含量，施加硅肥能提高甘蔗對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)能力[19]。目前，部分學(xué)者已經(jīng)開展了硅肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量及糖分影響的研究，表明施加硅肥對(duì)甘蔗增產(chǎn)增糖有益，但硅肥對(duì)甘蔗其他農(nóng)藝性狀的影響規(guī)律尚無統(tǒng)一意見。因此，為探明施用硅肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀的影響規(guī)律，為指導(dǎo)合理施用硅肥、促進(jìn)甘蔗增產(chǎn)增收、提高經(jīng)濟(jì)效益提供科學(xué)依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

供試材料甘蔗品種為新臺(tái)糖25號(hào)。有機(jī)硅水溶緩釋肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）∶m（Si） = 25∶15∶10∶3，總養(yǎng)分≥50%，含3%全量硅]，以下簡稱“硅肥”；配方復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）= 26∶12∶6，總養(yǎng)分≥44%]，以下簡稱“44%復(fù)合肥”；配方復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶12∶6，總養(yǎng)分≥28%]，以下簡稱“28%復(fù)合肥”。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

每試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)3個(gè)處理：施用硅肥975 kg·hm-2為試驗(yàn)處理T1，施用硅肥1 125 kg·hm-2為試驗(yàn)處理T2，施用44%復(fù)合肥1 200 kg·hm-2為甘蔗宿根常規(guī)施肥試驗(yàn)對(duì)照組CK1，施用28%復(fù)合肥1 800 kg·hm-2為甘蔗新植常規(guī)施肥試驗(yàn)對(duì)照組CK2。硅肥由河北硅谷肥業(yè)有限公司提供，44%或28%配方復(fù)合肥由云南紫辰農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。甘蔗硅肥試驗(yàn)在云南省景谷傣族彝族自治縣永平鎮(zhèn)和鎮(zhèn)康縣南傘鎮(zhèn)實(shí)施，每個(gè)鎮(zhèn)均開展新植試驗(yàn)和宿根施肥試驗(yàn)。試驗(yàn)處理及供試地點(diǎn)地理信息見表1，供試蔗區(qū)土壤理化性質(zhì)見表2。

1.2.2 ?植株形態(tài)及產(chǎn)量調(diào)查

春植，常規(guī)栽培管理，按照不同施肥處理進(jìn)行施肥管理，甘蔗試驗(yàn)示范采取田間實(shí)收各施肥處理的甘蔗并現(xiàn)場(chǎng)稱重，計(jì)算實(shí)測(cè)產(chǎn)量。甘蔗株高、莖徑、有效莖、田間錘度測(cè)定參照《全國糖料高產(chǎn)創(chuàng)建示范片測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收辦法》（農(nóng)業(yè)部農(nóng)辦發(fā)〔2010〕104號(hào)）進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，每個(gè)施肥處理收集3次重復(fù)數(shù)據(jù)，測(cè)定方法如下：

株高：選擇不靠邊行2～3行，用塔尺連續(xù)測(cè)量20株甘蔗株高，計(jì)算平均株高（cm）。

莖徑：選擇不靠邊行2～3行，選取甘蔗中間位置，采用游標(biāo)卡尺連續(xù)測(cè)量20株甘蔗莖徑，計(jì)算平均莖徑（cm）。

平均有效莖：選擇不靠邊行的2～3行，量行長10～30 m，數(shù)其有效莖數(shù)（條），計(jì)算出每行1 m內(nèi)的平均有效莖數(shù)（條·m-1）；在測(cè)產(chǎn)蔗田內(nèi)隨機(jī)測(cè)量4～6行行距，求出平均行距（m）。

按下列公式計(jì)算平均有效莖：平均有效莖（條）=每行1 m內(nèi)的平均有效莖數(shù)（條·m-1）×1 hm2/平均行距（m）。

田間錘度（測(cè)量理論糖分）：從測(cè)單莖重的甘蔗植株中選取20株，在每株中部鉆取蔗莖汁，采用手持錘度計(jì)觀察錘度，計(jì)算平均錘度（BX°），按以下公式計(jì)算蔗糖分。

甘蔗蔗糖分（%）=平均錘度（BX°）×1.082 5-7.703

實(shí)測(cè)產(chǎn)量：按進(jìn)廠原料蔗砍收標(biāo)準(zhǔn)砍收甘蔗，砍收后實(shí)測(cè)其重量。

按下列公式計(jì)算產(chǎn)量：產(chǎn)量（t·hm-2）=實(shí)測(cè)小區(qū)甘蔗產(chǎn)量/實(shí)測(cè)小區(qū)面積×667×15÷1 000。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVA單因素方差分析的Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，Pearson相關(guān)分析法進(jìn)行指標(biāo)間的相關(guān)性分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同硅肥施用處理對(duì)甘蔗株高、莖徑和有效莖的影響

由表3可見，不同硅肥施用處理對(duì)甘蔗株高的影響規(guī)律不一致，但在不同試驗(yàn)點(diǎn)中施硅肥對(duì)宿根甘蔗的株高有正向影響。其中，永平新植甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2高9.34%、8.51%；南傘新植甘蔗平均株高表現(xiàn)為CK2＞T1＞T2，T2、T1分別比CK2低8.64%、3.75%；永平宿根甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1高21.45%、5.30%；南傘宿根甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1與CK1無顯著差異。

由表3可見，不同硅肥施用處理對(duì)甘蔗莖徑的影響規(guī)律不一致，表明施硅肥對(duì)不同蔗區(qū)甘蔗莖徑的影響較大。其中，永平新植甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2，T2、T1與CK2無顯著性差異；南傘新植甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為CK2＞T2＞T1，T1比CK2低2.78%；永平宿根甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T2＞CK1＞T1，T2比CK1顯著高7.65%，T1與CK1無顯著差異；南傘宿根甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1，不同處理間無顯著性差異。

由表3可見，不同硅肥施用處理對(duì)甘蔗有效莖的影響影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加有效莖數(shù)。其中，永平新植甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2=T1＞CK2，T2、T1均比CK2顯著高13.17%；南傘新植甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1處理分別比CK2顯著高32.97%、29.19%；永平宿根甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1 ，T2、T1分別比CK1顯著高11.89%、14.55%；南傘宿根甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高39.41%、6.67%。

2.2 ?不同硅肥施用處理對(duì)實(shí)測(cè)蔗莖產(chǎn)量的影響

由圖1可知不同硅肥施肥處理對(duì)實(shí)測(cè)甘蔗產(chǎn)量的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加甘蔗產(chǎn)量。其中，永平新植甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高25.73%、31.66%；南傘新植甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高22.79%、17.22%；永平宿根甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞CK1＞T1，T2、T1分別比CK1顯著高57.39%、18.43%；南傘宿根甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高71.16%、29.15%。

2.3 ?不同硅肥施用處理對(duì)蔗糖分和理論含糖量的影響

單位面積理論含糖量由單位面積蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分決定[20]。由圖1可見不同硅肥施用處理對(duì)甘蔗蔗糖分的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加蔗糖分。其中，永平新植蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高17.59%、6.43%；南傘新植蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高10.17%、5.29%；永平宿根蔗糖分表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高4.93%、8.64%；南傘宿根蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高8.58%、6.80%。

由圖1可見，不同硅肥施肥處理對(duì)甘蔗理論含糖量的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加甘蔗理論含糖量。其中，永平新植理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高47.85%、40.12%；南傘新植理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高35.28%、23.42%；永平宿根理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高65.15%、28.66%；南傘宿根理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高85.85%、37.93%。

2.4 ?施硅肥后新植和宿根甘蔗經(jīng)濟(jì)效益比較

由表4可見，不同硅肥施用處理能夠增加宿根甘蔗的種植經(jīng)濟(jì)效益。新植甘蔗T1、T2的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值均比CK2高，施硅肥能夠增加新植甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，其中T1處理最高，達(dá)42 531元·hm-2；宿根甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值T2＞T1＞CK2，T2的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值最高，為47 244元·hm-2，施硅肥能夠增加宿根甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，且隨硅肥施用量的增加，宿根甘蔗的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值隨之增多。不同試驗(yàn)點(diǎn)中種植成本，新植和宿根甘蔗均表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1或CK2，一定程度上施硅肥增加了甘蔗種植成本，同時(shí)硅肥施用量越大，種植成本越高。種植經(jīng)濟(jì)效益是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)投入成本之差，種植經(jīng)濟(jì)效益是體現(xiàn)蔗農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的重要指標(biāo)，各處理組經(jīng)濟(jì)效益中，常規(guī)施肥新植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益均為負(fù)值，但施用硅肥后新植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益為正值，施硅肥能增加種植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益，扭虧為盈讓蔗農(nóng)獲得盈利，不同試驗(yàn)處理中的新植甘蔗種植效益表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2；不同試驗(yàn)處理的宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益均為正值，說明種植宿根甘蔗有盈利，效益表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，施用硅肥能夠增加宿根甘蔗的種植經(jīng)濟(jì)效益，T2的宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益最好，達(dá)28 196元·hm-2，較CK 高13 808元·hm-2。綜合分析，施加硅肥后能增加新植和宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益，增加蔗農(nóng)的收入。

3 ?小結(jié)與討論

施用硅肥后能顯著提高甘蔗有效莖數(shù)、提高甘蔗含糖量，并能增加甘蔗理論產(chǎn)糖量，提高甘蔗種植的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

3.1 ?施硅肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響

甘蔗產(chǎn)量的主要限制因素包括：株高、莖徑和單位面積內(nèi)有效莖數(shù)，施硅肥后對(duì)甘蔗蔗莖和株高的產(chǎn)量影響規(guī)律不一致，但能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)。對(duì)甘蔗施用硅肥的部分研究表明，硅肥能提高甘蔗的株高和莖徑，莖徑與硅的施用量成線性相關(guān)，而株高與硅施用量成二次方程相關(guān)[21]；韋業(yè)建的研究中，不同梯度硅肥處理對(duì)株高和莖徑的影響表明硅肥在一定的施用量范圍內(nèi)能顯著增加甘蔗莖徑和株高[22]；本研究中僅在永平宿根試驗(yàn)點(diǎn)表現(xiàn)出隨硅肥施用量的增加，莖徑和株高均增加。施硅肥對(duì)甘蔗有效莖數(shù)的影響研究中，蔣英雄[23]、林兆里[6]等認(rèn)為施用硅肥復(fù)合肥能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)，與本文研究結(jié)果一致。影響甘蔗產(chǎn)量的主要因素是單位面積上的株高、莖徑和有效莖數(shù)，本研究中，施硅肥對(duì)甘蔗株高和莖徑的影響規(guī)律不一致，但施硅肥能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)，株高、蔗莖和有效莖共同影響產(chǎn)量。

3.2 ?施硅肥對(duì)蔗糖分的影響

現(xiàn)有資料表明，施用硅肥能夠有效補(bǔ)充土壤中的硅，在一定程度上改善土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，能明顯增加土壤動(dòng)物和微生物數(shù)量[17，28]，對(duì)作物產(chǎn)量及品質(zhì)有較好的促進(jìn)作用。肖尚華等的研究表明，合理施用硅肥能顯著提高甘蔗含糖量，使甘蔗中轉(zhuǎn)化酶在生長后期能維持較高的活性，以增強(qiáng)糖分在蔗莖中的積累，從而提高蔗糖產(chǎn)量[24]；葉衛(wèi)研究表明適度施用硅肥能提高甘蔗的還原糖含量，而硅能將甘蔗的還原糖轉(zhuǎn)成蔗糖，起到催熟甘蔗的作用，從而能夠提前收獲，有助于霜凍區(qū)的蔗區(qū)實(shí)現(xiàn)甘蔗增產(chǎn)增糖[25]；硅肥能提升甘蔗對(duì)其他營養(yǎng)元素（K、P、Ca、Mg等）的吸收，促進(jìn)蔗葉光合作用的增強(qiáng)與增加合成蔗糖相關(guān)酶的活性，有助于蔗糖的累積，最終提高甘蔗蔗糖產(chǎn)量[26]。在其他作物的研究中，郭彬等研究表明，氮肥和硅肥配施顯著提高了水稻有效穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量[27]；瞿翔等的研究表明，施用硅肥后能增加玉米的產(chǎn)量，使玉米籽粒中脂肪和蛋白質(zhì)含量升高，淀粉含量降低，說明施用硅肥能夠改善玉米品質(zhì)[17]。總之，施硅肥后，處理組甘蔗蔗糖分含量顯著高于對(duì)照組，同時(shí)理論產(chǎn)糖量也顯著高于對(duì)照，且隨硅肥施用量的增多甘蔗理論產(chǎn)糖量隨之增多，提高蔗糖分、理論蔗莖產(chǎn)量和理論產(chǎn)糖量。

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（責(zé)任編輯：易 ?婧）