蔗渣還田和減量施肥對甘蔗農(nóng)藝性狀和品質(zhì)的影響

郭 強，莫勇武，唐利球，譚宏偉，馬文清，秦昌鮮，何為中，閉德金，彭 崇，施澤升，何洪良，陳海生

（1.廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 崇左 532415；2.廣西鳳糖生化股份有限公司，廣西 柳州 545002；3.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西 南寧 530007）

0 引言

我國是世界第三大甘蔗生產(chǎn)國，種植面積僅次于巴西和印度。廣西是我國最大的甘蔗種植基地，種植面積、蔗糖產(chǎn)量已連續(xù)9年占全國60%以上，帶動了廣西2000多萬蔗農(nóng)脫貧致富［1］。然而，在甘蔗生產(chǎn)中大量施用化肥、肥料利用率低，導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)、有毒物質(zhì)積累、肥力下降等問題，直接制約了甘蔗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展［2］。因此，通過多種途徑提高土壤肥力，改善土壤理化性質(zhì)，減少甘蔗生產(chǎn)中化肥投入量，提高化肥利用率，將成為我國甘蔗產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要舉措。

甘蔗渣是甘蔗制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品，屬于農(nóng)業(yè)固體廢棄物中的一種［3］。目前，甘蔗渣普遍用于鍋爐燃料，也可以用于造紙，也有一些亂堆亂放，無任何利用價值，甚至還會造成環(huán)境污染［4］。蔗渣的主要成分包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和灰分，其中纖維素占32%～48%，木質(zhì)素占23%～32%［3］；據(jù)魏陽等［4］研究表明，甘蔗渣中的木質(zhì)素和纖維素能夠有效地降解為作物可利用的有機質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)，增強土壤貯存水分和養(yǎng)分的能力，是一種豐富的可再生資源。

因此，推廣蔗渣還田技術(shù)，實施用地養(yǎng)地相結(jié)合的耕作制度，以期改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)含量，提高土壤貯存水分和養(yǎng)分的能力，減少甘蔗生產(chǎn)中化肥的使用量，提高化肥使用效率，從而影響甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及品質(zhì)。前人對蔗葉還田技術(shù)有大量的研究報道，但對蔗渣還田的相關(guān)報道較少。本試驗從蔗渣還田和減量施肥對甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進行系統(tǒng)的研究，為推廣蔗渣還田技術(shù)以及減量施肥技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地選擇在廣西省崇左市龍州縣廣西南亞所基地，地塊平整、無灌溉條件、常年種植甘蔗的旱地。

供試甘蔗品種為廣西大學(xué)選育的優(yōu)良新品種——中蔗9號，該品種為大莖種，具有高產(chǎn)，宿根性好，成莖率高，高抗黑穗病，抗倒伏，極易脫葉，耐旱耐寒等優(yōu)點［5］。

1.2 試驗方法

本試驗采用種植模式和減量施肥二因素設(shè)計，兩種種植模式，3種施肥水平，共設(shè)6個處理，見表1。參考當(dāng)?shù)厥┓仕?，設(shè)常規(guī)施肥水平為復(fù)合肥1125kg/hm2，75%施肥水平為復(fù)合肥825kg/hm2，50%施肥水平為復(fù)合肥825kg/hm2。采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復(fù)，甘蔗種植行距為1.2m，每小區(qū)5行，小區(qū)行長7m，寬6m，小區(qū)面積為42m2，按12芽/m的下種量種植，每小區(qū)需要蔗種210段雙芽段。每666.67m2覆蓋蔗渣600kg，讓蔗渣自然腐爛還田，不覆蓋蔗渣為對照處理。

表1 田間試驗設(shè)計

田間試驗于2018年1月28日種植甘蔗，常規(guī)施肥處理施基肥1125kg/hm2復(fù)合肥（N：P：K=15：15：15），75%施肥處理施基肥825kg/hm2復(fù)合肥，50%施肥處理施基肥525kg/hm2復(fù)合肥，蓋土蓋膜，覆蓋蔗渣處理按每小區(qū)覆蓋38kg蔗渣于植蔗溝內(nèi)。6月6日追施攻莖肥，常規(guī)施肥處理追施1125kg/hm2復(fù)合肥，75%施肥處理追施825kg/hm2復(fù)合肥，50%施肥處理追施525kg/hm2復(fù)合肥，施肥后中耕培土。2019年2月21日砍收甘蔗，實測產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)收集與分析

甘蔗收獲時調(diào)查10株甘蔗的莖徑、株高，調(diào)查小區(qū)有效莖數(shù)，實測小區(qū)產(chǎn)量。隨機抽取6株甘蔗帶回廣西南亞所實驗室進行品質(zhì)分析，測定項目包括甘蔗蔗糖分、甘蔗纖維分、蔗汁重力純度、甘蔗轉(zhuǎn)光度等。宿根出苗后調(diào)查發(fā)株率。獲得的實驗數(shù)據(jù)運用Excel進行統(tǒng)計分析，運用SPSS13.0分析軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

不同種植模式和施肥水平對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響，見表2。

2.1.1 對甘蔗株高的影響

由表2可見，常規(guī)施肥+覆蓋蔗渣處理的株高最高，平均株高達到了326.63cm，與對照處理（CK）相比高16.13cm，達到了顯著水平；其次是75%施肥+覆蓋蔗渣處理，平均株高為320.40cm，與對照處理（CK）相比高9.90cm，差異不顯著；其他處理與對照處理（CK）相差不大，差異不顯著。此外，覆蓋蔗渣處理均比不覆蓋蔗渣處理的株高要高，施肥水平隨著施肥量的下降，株高也呈現(xiàn)出下降的趨勢，說明蔗渣覆蓋對甘蔗株高有一定的正效應(yīng)；而減量施肥在一定程度上呈現(xiàn)出負效應(yīng)。

表2 不同種植模式和施肥水平對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

2.1.2 對甘蔗莖徑的影響

由表2可見，各處理之間莖徑的差異不顯著，但覆蓋蔗渣處理均要比不覆蓋蔗渣處理要大1mm以上；由此說明，蔗渣覆蓋對甘蔗莖徑有一定的正效應(yīng)；而減量施肥對甘蔗莖徑?jīng)]有明顯的促進作用。

2.1.3 對甘蔗畝有效莖數(shù)的影響

由表2可見，畝有效莖數(shù)最多的是50%施肥+覆蓋蔗渣，平均畝有效莖數(shù)為3730.18株，比對照處理（CK）多608.47株；其次是常規(guī)施肥+覆蓋蔗渣處理，平均畝有效莖數(shù)為3703.72株，比對照處理（CK）多582.01株；第三是75%施肥+覆蓋蔗渣處理，平均畝有效莖數(shù)為3518.54株，比對照處理（CK）多396.83株；畝有效莖數(shù)最少的是75%施肥+不覆蓋蔗渣處理，平均畝有效莖數(shù)為2486.78株，比對照處理（CK）少634.93株。此外，覆蓋蔗渣處理均比不覆蓋蔗渣處理的畝有效莖數(shù)要多，說明蔗渣覆蓋對畝有效莖數(shù)呈現(xiàn)出正相關(guān)效應(yīng)，而減量施肥對畝有效莖數(shù)的影響規(guī)律不明顯。

2.1.4 對甘蔗產(chǎn)量的影響

由表2可見，產(chǎn)量最高的是常規(guī)施肥+覆蓋蔗渣，平均畝產(chǎn)為6285.75kg，比對照處理（CK）高772.49kg；其次是50%施肥+覆蓋蔗渣處理，平均畝產(chǎn)為5957.70kg，比對照處理（CK）高444.44kg；第三是75%施肥+覆蓋蔗渣處理，平均畝產(chǎn)為5820.13kg，比對照處理（CK）高306.87kg；畝產(chǎn)最低的是50%施肥+不覆蓋蔗渣處理，平均畝產(chǎn)為5116.43kg，比對照處理（CK）低396.83kg。此外，覆蓋蔗渣處理均比不覆蓋蔗渣處理的畝產(chǎn)要高，說明蔗渣覆蓋對甘蔗產(chǎn)量呈現(xiàn)出正相關(guān)效應(yīng)，而減量施肥對甘蔗產(chǎn)量的影響規(guī)律不明顯。

2.1.5 對甘蔗宿根發(fā)株的影響

由圖1可見，宿根發(fā)株率最高的是75%施肥+覆蓋蔗渣處理，發(fā)株率為133.85%，比對照處理要高54.82個百分點；其次是常規(guī)施肥+覆蓋蔗渣處理，發(fā)株率為99.41%，比對照處理要高20.39個百分點；發(fā)株率最低的是50%施肥+不覆蓋蔗渣處理，發(fā)株率僅有72%，比對照處理要低7.02個百分點。此外，覆蓋蔗渣處理均要比不覆蓋蔗渣處理的發(fā)株率要高，說明蔗渣覆蓋對宿根發(fā)株率呈現(xiàn)出正相關(guān)效應(yīng)，而75%施肥處理發(fā)株率均要比其他處理的發(fā)株率要高，說明75%施肥處理對宿根發(fā)株率有促進作用。

圖1 不同種植模式和施肥水平對甘蔗宿根發(fā)株率的影響

2.2 對甘蔗品質(zhì)的影響

2.2.1 對甘蔗蔗糖分的影響

由表3可見，甘蔗蔗糖分最高的是50%施肥+蔗渣覆蓋處理，蔗糖分為13.88%；其次是75%施肥+不覆蓋蔗渣處理，蔗糖分為13.47%；最低的是75%施肥+覆蓋蔗渣處理，蔗糖分為12.68%。實驗結(jié)果表明，蔗渣覆蓋和減量施肥對甘蔗蔗糖分沒有明顯的促進作用。

2.2.2 對蔗汁重力純度的影響

由表3可見，蔗汁重力純度最高的是50%施肥+

表3 不同種植模式和施肥水平對甘蔗品質(zhì)的影響

蔗渣覆蓋處理，重力純度為85.03%；其次是50%施肥+不覆蓋蔗渣處理，重力純度為84.91%；最低的是常規(guī)施肥+覆蓋蔗渣處理，重力純度為82.24%。實驗結(jié)果表明，蔗渣覆蓋和減量施肥對蔗汁重力純度沒有明顯的改善。

2.2.3 對甘蔗纖維分的影響

由表3可見，甘蔗纖維分最高的是75%施肥+蔗渣覆蓋處理，甘蔗纖維分為12.35%；其次是對照處理（常規(guī)施肥+不覆蓋蔗渣），甘蔗纖維分為12.10%；最低的是50%施肥+不覆蓋蔗渣處理，甘蔗纖維分為10.03%。實驗結(jié)果表明，蔗渣覆蓋和減量施肥對甘蔗纖維分影響規(guī)律不明顯。2.2.4 對甘蔗轉(zhuǎn)光度的影響

由表3可見，甘蔗轉(zhuǎn)光度最高的是50%施肥+蔗渣覆蓋處理，轉(zhuǎn)光度為46.65%；其次是對照處理（常規(guī)施肥+不覆蓋蔗渣），轉(zhuǎn)光度為46.16%；轉(zhuǎn)光度最低的是常規(guī)施肥+蔗渣覆蓋處理，轉(zhuǎn)光度為43.27%。實驗結(jié)果表明，蔗渣覆蓋和減量施肥對甘蔗轉(zhuǎn)光度影響規(guī)律不明顯。

3 討論

蔗渣覆蓋能夠較好的保持土壤的水分和溫度，一定程度上促進了甘蔗萌芽、分蘗以及宿根發(fā)株，同時減少雨水的沖刷，能夠很好的保持土壤的團粒結(jié)構(gòu)，使土壤保持疏松，有利于甘蔗根系生長，增強了甘蔗抗倒伏能力，促進甘蔗快速生長，提高產(chǎn)量。蔗渣覆蓋主要在甘蔗生長期起作用，而在工藝成熟期，蔗渣已經(jīng)完成腐爛分解，此時對甘蔗蔗糖分的積累影響甚小，因此蔗渣覆蓋對甘蔗品質(zhì)的影響不明顯。本研究結(jié)果與陳壽宏等［6］對蔗葉覆蓋還田的研究結(jié)果相一致，說明蔗渣覆蓋還田與蔗葉覆蓋還田的效果一樣。但蔗葉攜帶了大量的蟲卵，直接還田可能導(dǎo)致蟲害的大面積爆發(fā)，同時蔗葉直接還田也不利于農(nóng)事操作，因此大部分蔗農(nóng)還是選擇焚燒蔗葉清園；從這一方面考慮蔗渣還田比蔗葉還田效果更佳。

本研究結(jié)果表明，減量施肥對甘蔗株高、莖徑、畝有效莖數(shù)和甘蔗產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀沒有明顯的影響，說明減量施肥并沒有顯著影響土壤養(yǎng)分含量，這與楊文亭等［7］研究結(jié)果一致。減量施肥對甘蔗品質(zhì)沒有顯著影響，說明氮肥對提高甘蔗蔗糖分沒有顯著作用；據(jù)趙炳華［8］研究結(jié)果表明，鉀、硫、鎂肥能夠提高甘蔗蔗糖分，因此，多施鉀、硫、鎂肥，少施氮肥對甘蔗品質(zhì)有促進作用。