包膜尿素與普通尿素混施對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響

施衛(wèi)省，劉小剛，陳志遠(yuǎn)

(1. 昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，云南昆明650500;2. 云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南昆明650031)

全球每年食糖消費(fèi)大約1.24 億t，每人年均消費(fèi)食糖21 kg。近年來(lái)，全球食糖消費(fèi)以1%～2%的速率遞增。在世界食糖總產(chǎn)量中，蔗糖約占65%，甘蔗是重要的食糖原料［1－3］。云南省作為全國(guó)第二大甘蔗種植區(qū)，由于地形復(fù)雜，海拔高，肥料利用率低，甘蔗生產(chǎn)成本增大，給甘蔗生產(chǎn)帶來(lái)困難［4］。

包膜材料有:醇酸類(lèi)樹(shù)脂、聚氨脂類(lèi)樹(shù)脂、硫磺類(lèi)物質(zhì)，也有熱塑性樹(shù)脂(聚乙烯)溶解于氯化烴等［5－8］。水冬瓜(Idesia polycarpa var . vestita)屬大風(fēng)子科的一種木本油料樹(shù)種，其果實(shí)屬于漿果，含油率27.5%，果油含有大量的亞油酸等物質(zhì)，可以用做包膜肥料［9］。

從已有的研究看［10－15］，前人對(duì)甘蔗的不同品種、生長(zhǎng)和光合生理及其環(huán)境因子(土壤養(yǎng)分、水分、溫度和病蟲(chóng)害)的生理生態(tài)適應(yīng)性方面進(jìn)行了較多的研究，但如何在高海拔地區(qū)和采用包膜肥料與普通肥料混合處理研究其對(duì)甘蔗生長(zhǎng)影響的研究較少。因此，如何將包膜肥、普通肥、土壤、海拔高等因素和甘蔗綜合考慮，就成為研究的關(guān)鍵性問(wèn)題。

用“水冬瓜果油”為原料的包膜尿素為材料，采用盆栽試驗(yàn)方法，將包膜尿素和普通尿素施于土壤，對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，為探索包膜尿素在提高甘蔗產(chǎn)量方面開(kāi)辟新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

水冬瓜油:云南省文三洲，酸值為2.61，粘度為256 mPas。

尿素:云南云天化集團(tuán)生產(chǎn)，N 含量46%。

甘蔗品種:桂糖11 號(hào)。

1.2 包膜尿素的制備

稱(chēng)取尿素(Mo)放入包膜機(jī)，設(shè)定轉(zhuǎn)速及溫度后，啟動(dòng)包膜機(jī)和熱風(fēng)機(jī)預(yù)熱包膜尿素顆粒，將水冬瓜油液噴涂于翻滾的包膜尿素顆粒表面，一定時(shí)間后，將包膜尿素取出稱(chēng)量質(zhì)量(M)，再將包膜尿素過(guò)篩，即得到大小一致的包膜尿素。

包膜尿素的涂層覆蓋率C= (M—Mo)/M ，試驗(yàn)采用C=10%

1.3 包膜尿素養(yǎng)分溶出率的測(cè)定

包膜尿素的養(yǎng)分測(cè)定采用“質(zhì)量法”，即取包膜尿素5 g，36 份，每份用紗布包好，分別置于土壤下10 cm 處。每隔一定時(shí)間測(cè)定每份肥料的質(zhì)量(用毛刷將網(wǎng)袋表面的泥土清除干凈，用蒸餾水沖洗，晾干稱(chēng)質(zhì)量)，重復(fù)3 次。然后換算出有效的氮素成分，并計(jì)算氮素養(yǎng)分的累積溶出率。測(cè)定期間，進(jìn)行地膜覆蓋，保持土壤含水量為27%。

具體做法如下:測(cè)定期間，取土層15 cm 混合樣品，在105 ℃烘干，測(cè)定土壤含水率(質(zhì)量含水量法)，再根據(jù)試驗(yàn)盆15 cm 裝土的質(zhì)量，計(jì)算補(bǔ)充的水量，保持土壤含水量為27%。因?yàn)?，包膜肥料主要靠吸水增加膜?nèi)濃度梯度，加速養(yǎng)分溶出，故必須保證土壤含水量相對(duì)穩(wěn)定，然后測(cè)定水冬瓜果油包膜尿素養(yǎng)分溶出率。

1.4 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)盆上口45 cm、下口24 cm、高30 cm 的硬脂塑料桶，每盆1 個(gè)單芽苗。盆栽土壤含水量保持在27%左右，地膜覆蓋，重復(fù)3 次。2010 年3 月23 日種植，2010 年11 月28 日砍收甘蔗，實(shí)測(cè)蔗莖產(chǎn)量。研究試驗(yàn)于2011 年進(jìn)行，室內(nèi)盆栽試驗(yàn)在昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院溫室外進(jìn)行。

累積溶出率［16］=n (d)溶出的養(yǎng)分質(zhì)量/肥料中的養(yǎng)分總質(zhì)量×100%，n——天數(shù)d

表1 盆栽甘蔗包膜肥施肥方案Tab.1 Project of filling a prescription of the sugarcane in soil incubation experiment

1.5 觀測(cè)項(xiàng)目

農(nóng)藝性狀調(diào)查:生長(zhǎng)速度、株高、莖徑、單莖質(zhì)量、產(chǎn)量等主要農(nóng)藝性狀。SPAD 值測(cè)定:采用SPAD－502 葉綠素儀測(cè)定。隨機(jī)選擇3 株不同植株主莖3 葉，每葉在葉脈兩側(cè)平均測(cè)3 個(gè)點(diǎn)，取平均值，每月15 日測(cè)量。

1.6 盆栽土壤的養(yǎng)分狀況:

紅壤土的有機(jī)質(zhì)14.1 g·kg－1，堿解氮610 mg·kg－1，有效磷(P)為14.6 mg·kg－1，有效鉀(K)為74 mg·kg－1，pH 值為5.6。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量(27%)對(duì)包膜尿素養(yǎng)分累計(jì)溶出率的影響

由圖1 可見(jiàn)，當(dāng)土壤含水量為27%，包膜尿素在1 d 的養(yǎng)分溶出率為12.2%，在34 d 的養(yǎng)分溶出率為57.6%。普通尿素在1 d 的養(yǎng)分溶出率為80.1%，比包膜尿素養(yǎng)分溶出率高67.9%。由此可見(jiàn)，采用包膜尿素和普通尿素混合配施，以保證施肥期甘蔗養(yǎng)分的及時(shí)供應(yīng)，同時(shí)也能保證甘蔗后期的養(yǎng)分供應(yīng)。

圖1 土壤含水量(27%)對(duì)包膜尿素的累積溶解曲線Fig.1 Curves of accumulated N released from coated released ures on the 27% rate of soil moisture

2.2 不同處理對(duì)甘蔗生長(zhǎng)速度的影響

由表2 可見(jiàn)，對(duì)于桂糖11 號(hào)甘蔗品種，各處理從7 月－8 月，甘蔗以較大的生長(zhǎng)速度進(jìn)行拔節(jié)伸長(zhǎng)，從9 月－10 月甘蔗生長(zhǎng)速率有一個(gè)下降的現(xiàn)象。其主要原因是甘蔗緩慢進(jìn)行蔗莖的伸長(zhǎng)，但又進(jìn)入快速蔗糖積累階段。

表2 不同處理對(duì)甘蔗莖伸長(zhǎng)期生長(zhǎng)量的影響Tab.2 Effect of different treatments on growth in elongation stage of sugarcane

各處理表明:處理5 月平均生長(zhǎng)量為35.3 cm 比對(duì)照處理月平均生長(zhǎng)量?jī)粼黾?.6 cm，比處理2 (施普通尿素)月平均生長(zhǎng)量?jī)粼黾?5.2 cm。說(shuō)明普通尿素養(yǎng)分釋放較快，影響甘蔗莖伸長(zhǎng)期生長(zhǎng)。

從包膜尿素與普通尿素混施效果看，月平均生長(zhǎng)量，處理5 ＞處理6 ＞處理4 ＞處理3，可以看出，包膜尿素與普通尿素混施主要是提高甘蔗莖伸長(zhǎng)期的生長(zhǎng)速度，隨著施包膜尿素量的增加，甘蔗莖伸長(zhǎng)期延后，但當(dāng)包膜尿素量超過(guò)70%時(shí)，后期甘蔗生長(zhǎng)也受到影響。

2.3 不同處理對(duì)甘蔗葉綠素SPAD 值的影響

從圖2 可以看出，包膜尿素與普通尿素混施處理，對(duì)生長(zhǎng)旺盛期甘蔗的SPAD 值有較大的影響。如處理5 甘蔗從8 月到11 月SPAD 值在增加;表明增施包膜肥料，甘蔗保持較高的葉綠素含量，光合作用還在進(jìn)行，混施肥料作用明顯;處理2 和對(duì)照在9 月SPAD 值迅速下降，表明甘蔗已逐漸進(jìn)入蔗糖快速積累的成熟期，不再或緩慢進(jìn)行蔗莖的伸長(zhǎng);處理1 在10 月SPAD 值下降，表明在單一因素包膜尿素處理?xiàng)l件下，甘蔗葉綠素含量降低，光合作用減弱，但SPAD 值下降的時(shí)間推遲，有利于保持甘蔗植株中后期仍有較強(qiáng)的光合能力。分析可知，增施包膜肥料，可推遲甘蔗葉綠素含量的降低。

在11 月，處理5 比CK 甘蔗葉綠素SPAD 值增加4.4，比處理1 甘蔗葉綠素SPAD 值增加2.3，比處理2 甘蔗葉綠素SPAD 值增加3.3。

圖2 不同處理對(duì)甘蔗SPAD 值的影響Fig.2 Effect of different coated fertilizer treatment on SPAD value of sugarcane

2.4 不同處理對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

由表3 可見(jiàn)，各處理甘蔗的莖徑變化不大。從株高來(lái)看:處理1 比CK 株高增加率為15.6%，處理2比CK 株高增加率為14.5%。處理3 到處理6 比CK 株高增加率分別為29.9%、30.6%、32.2% 和30.7%，其中，處理5 比CK 株高增加率最高為32.2%。表明:隨包膜尿素施用量的增加，甘蔗的株高在明顯的增加。處理5 比CK 株高增加50.5 cm，比處理1 株高增加26.0 cm，比處理2 株高增加27.8 cm。

表3 不同處理對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀的影響(平均)Tab.3 Effect of different treatments on main agronomic characters of sugarcane

從單莖質(zhì)量來(lái)看:處理1 比CK 單莖質(zhì)量增加率為12.3%，處理2 比CK 單莖質(zhì)量增加率為7.4%。處理3 到處理6 比CK 單莖質(zhì)量增加率分別為16.0%、32.1%、38.3%和28.4%，其中，處理5 比CK 單莖質(zhì)量增加率最高為38.3%，表明:隨包膜尿素施用量的增加，甘蔗的單莖質(zhì)量在明顯的增加。處理5比CK 單莖質(zhì)量增加量為0.31 g，比處理1 單莖質(zhì)量增加量為0.21 g，比處理2 單莖質(zhì)量增加量為0.25 g。

可以看出:當(dāng)包膜尿素70% +普通尿素30%混施時(shí)，單莖質(zhì)量最高。

3 討 論

包膜肥料施入土壤，速效養(yǎng)分緩慢地釋放，以延長(zhǎng)肥效，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［16－17］。采用盆栽試驗(yàn)方式，研究包膜尿素和普通尿素養(yǎng)分釋放期。包膜尿素在1 d 的養(yǎng)分溶出率為12.2%，比普通尿素養(yǎng)分溶出率低67.9%。包膜尿素和普通尿素混施，有利于甘蔗的養(yǎng)分供應(yīng)。

在影響甘蔗生長(zhǎng)的因素中，容小陽(yáng)等［4］研究甘蔗控釋BB 肥田間肥效試驗(yàn)。結(jié)果表明:使用控釋BB肥可以明顯提高肥料的利用率，提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。從試驗(yàn)的結(jié)果也可以看到，在11 月，處理5甘蔗葉綠素SPAD 值比單施包膜尿素增加2.3，比單施普通尿素增加3.3。處理5 比CK 單莖質(zhì)量增加量為0.31 g，比單施包膜尿素單莖質(zhì)量增加0.21 g，比單施普通尿素單莖質(zhì)量增加0.25 g。處理5 比CK 株高增加50.5 cm，比單施普通尿素株高增加27.8 cm。處理5 的包膜尿素與普通尿素的混合比例最好。這與容小陽(yáng)等［4］的研究結(jié)果一致。

實(shí)驗(yàn)只是在盆栽培條件下研究包膜對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響，還應(yīng)在大田情況下考察其在甘蔗生產(chǎn)中的作用，這方面有待進(jìn)一步研究。

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