糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化性質(zhì)的影響

韋紹龍 黃素梅 韋莉萍 韋弟 李朝生 覃柳燕 田丹丹 張進(jìn)忠 周維 龍盛風(fēng)

摘要：【目的】在蕉園水肥一體化條件下，探討施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長、品質(zhì)和產(chǎn)量及蕉園土壤理化性質(zhì)的影響，為廣西蕉園推廣酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)提供依據(jù)?！痉椒ā窟M(jìn)行常規(guī)滴灌施肥（對照）及在此基礎(chǔ)上配施糖蜜酒精發(fā)酵液（120 t/ha，錘度7.8）的對比試驗(yàn)，調(diào)查不同處理對不同代齡香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)性狀、葉片營養(yǎng)元素及土壤營養(yǎng)元素的影響?！窘Y(jié)果】施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉株高、莖圍、青葉數(shù)、單果重、果指長度、抽蕾率和單株產(chǎn)量表現(xiàn)均優(yōu)于常規(guī)滴灌施肥，香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，香蕉收獲時(shí)間提前3～5 d，組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別為49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，分別比常規(guī)滴灌施肥增加5.62%、8.78%和6.82%，純收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。此外，糖蜜酒精發(fā)酵液對蕉園土壤具有較好的肥效，土壤全K、速效K、全N、有機(jī)質(zhì)等均有不同程度的增加，其中組培一代香蕉園的土壤全K含量比常規(guī)滴灌施肥高0.27%（絕對值），速效K含量是常規(guī)滴灌施肥的2.72倍?！窘Y(jié)論】在蕉園水肥一體化條件下，施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長和產(chǎn)量具有明顯的促進(jìn)作用，且有利于提高蕉園土壤肥力，即糖蜜酒精發(fā)酵液可作為香蕉水肥一體化的一種補(bǔ)充性肥源。

關(guān)鍵詞： 香蕉；糖蜜酒精發(fā)酵液；生長；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號： S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）06-0895-06

0 引言

【研究意義】甘蔗制糖產(chǎn)生的糖蜜可用于進(jìn)一步生產(chǎn)酒精，但在此過程中會產(chǎn)生大量的酒精發(fā)酵液，屬于“三廢”之一，隨意排放將造成環(huán)境污染。酒精發(fā)酵液的主要化學(xué)成分是甘蔗從土壤中吸收而來，富含各種有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)且無毒，是一種安全有機(jī)肥料，但因其蛋白質(zhì)含量高極易氧化發(fā)臭，且可滲透性離子濃度高，如未經(jīng)處理直接還田會造成嚴(yán)重污染，甚至成為糖廠周邊環(huán)境的重要污染源（李楊瑞等，2014）。當(dāng)前，廣西香蕉主產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分狀況主要表現(xiàn)為土壤N、P、K等大量元素和Ca、Mn、B等微量元素含量低，且有機(jī)質(zhì)含量低（魏守興等，2012），若能將糖蜜酒精發(fā)酵液應(yīng)用于蕉園，不僅能有效解決環(huán)境污染問題，提高資源利用率，還可提高土壤肥力，降低香蕉生產(chǎn)成本，提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)，增加農(nóng)民收入?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】至今，有關(guān)酒精發(fā)酵液的應(yīng)用已有大量研究，探明了不同土壤類型、不同栽培條件下蔗田的適宜酒精發(fā)酵液施用量，以及不同來源、不同用量酒精發(fā)酵液對土壤理化性質(zhì)、作物和水域的影響，建立了一套對農(nóng)田環(huán)境友好的酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)體系，不僅有效解決了酒精發(fā)酵液的污染問題，還降低了甘蔗的生產(chǎn)成本，使甘蔗糖業(yè)成為真正的循環(huán)產(chǎn)業(yè)（李楊瑞等，2008，2014；Yang et al.，2013）。楊尚東等（2012）研究表明，糖蜜酒精發(fā)酵液定量還田能提高土壤中全C、全N、全K和全P等礦質(zhì)元素的含量，肥效與化肥處理一致，且不會對土壤微生物數(shù)量、生物量和酶活性等土壤生物學(xué)特性造成不良影響，可作為化肥的替代肥源。楊麗濤等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，噴施糖蜜酒精發(fā)酵液能提高甘蔗出苗率、分蘗率、葉綠素和田間錘度，甘蔗產(chǎn)量比常規(guī)施肥增加了30.2%。除糖蜜酒精發(fā)酵液可作為液肥還田施用外，大量研究還表明，木薯酒精廢液作為一種理想的有機(jī)多元復(fù)合肥料在香蕉生產(chǎn)中利用，既可改善土壤的理化性質(zhì)，基本滿足香蕉對營養(yǎng)元素的需求，又可促進(jìn)香蕉植株的生長，增加香蕉產(chǎn)量，還能夠顯著提高香蕉品質(zhì)（魏守興等，2012；韋民政等，2013）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】糖蜜酒精發(fā)酵液作為農(nóng)業(yè)肥料在甘蔗等作物上已得到廣泛應(yīng)用（李楊瑞等，2008，2014；楊麗濤等，2012；楊尚東等，2012），但在香蕉上的應(yīng)用鮮見報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】在采用以色列進(jìn)口的耐特菲姆水肥全自動電腦控制水肥一體滴灌系統(tǒng)的香蕉園內(nèi)，通過定期定量施用糖蜜酒精發(fā)酵液，探討其對香蕉生長、品質(zhì)和產(chǎn)量及蕉園土壤理化性質(zhì)的影響，為廣西蕉園推廣酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試香蕉材料為桂蕉6號組培一代（I，2012年3月種植）、宿根一代（II，2011年3月種植）、宿根二代（III，2010年3月種植）；供試糖蜜酒精發(fā)酵液由扶綏金光農(nóng)場酒精廠提供，其理化性質(zhì)及營養(yǎng)成分詳見表1。糖蜜酒精發(fā)酵液需經(jīng)120目篩網(wǎng)過濾2次，再進(jìn)入滴灌系統(tǒng)進(jìn)行施用。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在廣西美泉新農(nóng)業(yè)科技有限公司里建香蕉園進(jìn)行。土壤為發(fā)育于花崗巖母質(zhì)的赤紅壤，土壤理化性狀見表1。試驗(yàn)大田全部采用以色列進(jìn)口的耐特菲姆水肥全自動電腦控制水肥一體滴灌系統(tǒng)，壓力補(bǔ)償?shù)喂喙?，滴頭間距0.4 m，滴灌壁厚0.38 mm，每個(gè)滴頭滴水量1.6 L/h。田間采用膜下雙滴管模式，以增加土溫和保持土壤濕度。每個(gè)香蕉材料設(shè)2個(gè)處理：常規(guī)滴灌肥（CK）和糖蜜酒精發(fā)酵液120 t/ha+常規(guī)滴灌施肥（MAFL），共6個(gè)處理，3次重復(fù)，每小區(qū)連片面積6.67 ha；種植密度1875株/ha，株行距2.2 m×2.5 m。為避免酒精發(fā)酵液濃度過高導(dǎo)致香蕉燒根，須用水稀釋后（水∶酒精發(fā)酵液=4∶1，錘度7.8）于不同時(shí)段（3月1日～5月30日）進(jìn)行滴灌施用。

1. 2. 2 測定項(xiàng)目及方法 在香蕉抽蕾約50%時(shí)調(diào)查抽蕾率，收獲時(shí)按小區(qū)每處理隨機(jī)抽取成熟度一致的20株香蕉，調(diào)查香蕉株高、莖圍和青葉片數(shù)，記錄每株香蕉產(chǎn)量，并測定每梳果指數(shù)、單果重及果指長（分別取第2梳、中間梳及尾梳外排中間果的重量及長度的平均值）。香蕉采收后，分別在CK區(qū)和MAFL區(qū)按照五點(diǎn)取樣法，采集距地表10～20 cm的土壤及5株香蕉倒數(shù)第3片葉；采集的土壤混勻后風(fēng)干粉碎備用，將香蕉葉片殺青后于50 ℃下烘干粉碎混勻后備用，分別測定全N、全P、全K等營養(yǎng)元素含量，其中土壤加測速效N、速效P、速效K、交換性Ca、交換性Mg、有效B、pH及有機(jī)質(zhì)含量，植株葉片加測全Ca、全P、全Mg、全B等營養(yǎng)元素含量。

土壤指標(biāo)測定：全N按GB 7173-1987進(jìn)行測定；全P按GB 9837-1988進(jìn)行測定；全K按GB 9836-1988進(jìn)行測定；速效N按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》的堿解擴(kuò)散法進(jìn)行測定；速效P按NY/T 148-1990進(jìn)行測定；速效K按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》的乙酸銨提取—火焰光度法進(jìn)行測定；有機(jī)質(zhì)按NY/T 1121.6-2006進(jìn)行測定；pH按NY/T 1121.6-2006進(jìn)行測定；交換性Ca、交換性Mg按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》中的乙酸銨提取—原子吸收光譜法進(jìn)行測定；有效B按GB 12298-1990進(jìn)行測定。植株葉片：全N采用H2SO4-H2O2消煮—蒸餾法測定；全P采用H2SO4-H2O2消煮—鉬銻抗比色法測定；全K采用H2SO4-H2O2消煮—火焰光度計(jì)法測定；全Ca、全Mg采用灰化—鹽酸溶解—原子吸收光譜法測定；全B采用姜黃素比色法測定。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理，以SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長的影響

施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉植株更健壯，長勢旺，莖稈青綠，葉片厚實(shí)且濃綠，果穗粗大。由表2可知，不同代齡蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉株高、莖圍、青葉數(shù)、單果重、果指長度和單株產(chǎn)量均比CK有所增加，但差異不顯著（P>0.05，下同）。此外，不同代齡蕉園在抽蕾高峰期時(shí)施用糖蜜酒精發(fā)酵液的抽蕾率比CK增加0.5%～2.0%，香蕉收獲期比CK提前3～5 d。說明施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉抽蕾、提前收獲具有一定的促進(jìn)作用。

2. 2 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

施用糖蜜酒精發(fā)酵液可有效提高不同代齡香蕉的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。由表3可以看出，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別為49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，比CK增加5.62%、8.78%和6.82%；按香蕉市場銷售價(jià)2.2元/kg計(jì)，扣除生產(chǎn)成本后，純收益分別增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。可見，蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液可明顯提高香蕉產(chǎn)量，增加蕉農(nóng)收入。

2. 3 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉品質(zhì)的影響

由表4可知，施用糖蜜酒精發(fā)酵液對不同代齡香蕉的品質(zhì)也有一定影響。與CK相比，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的不同代齡香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，總糖含量提高3.3%，但差異均未達(dá)顯著水平。此外，施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉其他品質(zhì)特征的影響差異也不顯著。

2. 4 糖蜜酒精發(fā)酵液對土壤肥力及植株?duì)I養(yǎng)成分的影響

K元素對香蕉生長極其重要，可提高香蕉的抗性，使莖稈更粗壯而提高抗倒伏能力，同時(shí)影響香蕉的抽蕾、果實(shí)成熟及品質(zhì)。由表5可知，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的土壤K含量及pH明顯高于CK，其中組培一代香蕉園的土壤全K比CK高0.27%（絕對值），速效K含量是CK的2.72倍，差異均達(dá)顯著水平（P<0.05，下同）?？梢?，施用酒精發(fā)酵液可明顯提高土壤中的K含量，保證香蕉對K元素的需求量。

從表6可看出，不同處理成熟期的香蕉葉片各營養(yǎng)元素間存在一定差異，除組培一代蕉外，施用酒精發(fā)酵液的香蕉葉片主要營養(yǎng)元素含量均高于CK，其中以K含量的變化最明顯，施用糖蜜酒精發(fā)酵液后宿根一代、宿根二代的香蕉葉片K含量顯著高于CK。

3 討論

甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵液返施于甘蔗田間，既可避免環(huán)境污染，解決液態(tài)肥來源，降低生產(chǎn)成本，又能提高土壤肥力、抗旱能力和土壤微生物數(shù)量，防止土壤板結(jié)，獲得良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益（蘇天明等，2009a，2009b；朱秋珍等，2009），近年來在廣西、云南、廣東蔗區(qū)得到大面積推廣應(yīng)用，累計(jì)推廣應(yīng)用面積達(dá)51.46萬ha（李楊瑞等，2014）。此外，有研究表明木薯淀粉厭氧發(fā)酵液或甘蔗與木薯酒精廢液配施化肥等均可促進(jìn)香蕉的生長發(fā)育，提高香蕉產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，且能有效改善土壤肥力（鄧英毅等，2013；韋民政等，2013；吳代東等，2014）。唐秀樺等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，香蕉園施用稀釋的木薯酒精好氧發(fā)酵液3年后，香蕉園土壤和地下水均未受到污染，園區(qū)內(nèi)的飲用井水符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。本研究結(jié)果表明，在常規(guī)滴灌施肥的基礎(chǔ)上配施120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液，不僅具有促進(jìn)香蕉植株生長、增加產(chǎn)量的效果，還可提高土壤K元素含量及土壤pH，防止土壤酸化。于3～5月對不同代齡蕉園施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液后，香蕉株高、莖粗、青葉數(shù)、單果重、果指長度、果皮厚度、抽蕾率和單株產(chǎn)量均高于CK（常規(guī)滴灌施肥）。其中，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，總糖含量提高3.3%；香蕉收獲時(shí)間比CK提前3～5 d；組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別比CK增加5.62%、8.78%和6.82%，純收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha，說明施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長、抽蕾、提前收獲、產(chǎn)量提高均具有一定的促進(jìn)作用，進(jìn)而提高種蕉效益及增加蕉農(nóng)收入。

K元素能促進(jìn)植株莖稈健壯，改善果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)植株抗寒能力，提高果實(shí)糖分和維生素C含量（后猛等，2015；周澤弘等，2015；齊鶴鵬等，2016）。本研究在常規(guī)滴灌施肥的基礎(chǔ)上配施糖蜜酒精發(fā)酵液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成熟期宿根一代蕉、宿根二代蕉的葉片K元素含量顯著高于CK，且果實(shí)中維生素C含量也明顯高于CK，說明配施糖蜜酒精發(fā)酵液有利于提高香蕉植株K元素含量，從而改善果實(shí)品質(zhì)；葉片的其他營養(yǎng)元素與CK無明顯差異，可能是為了保證果實(shí)的生長與成熟，香蕉葉片各種營養(yǎng)元素向果實(shí)轉(zhuǎn)移以滿足其發(fā)育需求，致使葉片中主要營養(yǎng)元素含量與CK差異不明顯。本研究結(jié)果表明，在蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液能明顯提高土壤中的K含量，保證香蕉K元素的供給，從而減少化學(xué)K肥的施用量，降低生產(chǎn)成本。韋民政等（2013）研究表明，施用木薯酒精發(fā)酵液能顯著改善土壤的肥力狀況，且可溶性狀態(tài)存在的養(yǎng)分更有利于植株吸收。本研究施用的糖蜜酒精發(fā)酵液中大部分養(yǎng)分以可溶性狀態(tài)存在，在等量有效養(yǎng)分條件下施用糖蜜酒精發(fā)酵液，更有利于植株對各種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，以提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，將糖蜜酒精發(fā)酵液長期施用于香蕉園，可有效改善廣西蕉園土壤有效養(yǎng)分普遍缺乏的問題，在提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)的同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

酒精發(fā)酵液中含有大量纖維素、脂類、有機(jī)酸、氨基酸、維生素和糖類等，施入后可為土壤微生物提供大量養(yǎng)分，而微生物又能將這些有機(jī)物分解，為香蕉植株提供養(yǎng)分，同時(shí)可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，具有改良土壤、提高地力的作用。本研究結(jié)果表明，甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長及產(chǎn)量增加具有促進(jìn)效果，但因使用時(shí)間短，在糖蜜酒精發(fā)酵液的施用量、使用方法及對植株抗逆性、土壤理化性狀、微生物群落的影響等方面尚未涉及，今后有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

在香蕉園水肥一體化條件下，施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長和產(chǎn)量具有明顯的促進(jìn)作用，且有利于提高蕉園土壤肥力，即糖蜜酒精發(fā)酵液可作為香蕉水肥一體化的一種補(bǔ)充性肥源。

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（責(zé)任編輯 蘭宗寶）