有機(jī)肥、硫酸鎂、鈣鎂磷及石灰在酸性紅壤蔗區(qū)的施用效應(yīng)

王亞彪，黃振瑞，江 永，盧穎林，陳迪文，周文靈，黃 瑩，陳紅香，敖俊華（廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州5036；2廣東廣墾糖業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東湛江524022）

有機(jī)肥、硫酸鎂、鈣鎂磷及石灰在酸性紅壤蔗區(qū)的施用效應(yīng)

王亞彪1，2，黃振瑞1，江 永1，盧穎林1，陳迪文1，周文靈1，黃 瑩1，陳紅香1，敖俊華1*
（1廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316；2廣東廣墾糖業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東湛江524022）

針對(duì)華南酸性紅壤蔗區(qū)甘蔗生產(chǎn)的土壤限制因子，通過布置田間試驗(yàn)，研究了增施有機(jī)肥、鎂肥和石灰，以及施用鈣鎂磷肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝、產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的影響。結(jié)果表明：適量增施石灰、鈣鎂磷肥及有機(jī)肥，可提高土壤pH；不同處理間的甘蔗萌芽沒有顯著差異，而株高、莖徑、蔗產(chǎn)量及蔗糖分等存在差異。與常規(guī)處理相比，增施鎂肥的甘蔗株高及產(chǎn)量，增施有機(jī)肥的莖徑及蔗產(chǎn)量，增施石灰的甘蔗糖分有顯著提高；同時(shí)，與常規(guī)處理相比，增施有機(jī)肥、鎂肥、石灰及施用鈣鎂磷肥的甘蔗收益分別提高31.93％、40.74％、14.92％和18.74％。

甘蔗；土壤pH；限制因子；蔗產(chǎn)量；蔗糖分

0　引言

以粵西為代表的酸性紅壤蔗區(qū)是我國糖料甘蔗3大優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)區(qū)域之一，近年年產(chǎn)甘蔗糖 100萬 t左右，分別占我國和廣東省食糖年總產(chǎn)量的15％和90％左右［1］。該酸性紅壤蔗區(qū)雖然具有甘蔗生長(zhǎng)得天獨(dú)厚優(yōu)越的熱帶亞熱帶氣候條件和土地資源，但由于土壤主要為紅壤和磚紅壤，養(yǎng)分障礙因子較多，土壤酸化非常嚴(yán)重［2］。在該蔗區(qū)的甘蔗生產(chǎn)中，重施和偏施氮肥、磷肥和鉀肥，而忽視施用有機(jī)肥料及一些對(duì)甘蔗生長(zhǎng)有著重要作用的中、微量營養(yǎng)元素，致使這些中、微量營養(yǎng)元素缺乏，導(dǎo)致土壤逐年板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量下降，從而限制甘蔗的正常生長(zhǎng)，因而未能取得應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。增施有機(jī)肥［3-5］、石灰［6-7］及調(diào)整磷肥結(jié)構(gòu)，改用鈣鎂磷肥［8］是緩解酸性土壤酸害，促進(jìn)作物的營養(yǎng)吸收，提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)的重要措施之一。在酸性紅壤中，有效鎂缺乏是提高甘蔗產(chǎn)量重要的限制因子［9-10］。目前，針對(duì)酸性紅壤蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量提高的限制因子開展的相關(guān)研究目前尚少報(bào)道。本研究針對(duì)酸性紅壤蔗區(qū)甘蔗生產(chǎn)中土壤的限制因素入手，通過增施有機(jī)肥、石灰，施用鈣鎂磷肥，從而改良土壤酸度，并補(bǔ)充土壤中缺乏中量元素鎂，以期緩解土壤限制因子，為提高酸性紅壤蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量提供試驗(yàn)依據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地設(shè)在廣東省遂溪縣洋青鎮(zhèn)甘蔗試驗(yàn)基地，土壤類型為磚紅壤。土壤理化性質(zhì)為：pH 4.65，有機(jī)質(zhì) 20.08 g/kg，全氮 0.95 g/kg，堿解氮 54.76 mg/kg，全磷0.51 g/kg，速效磷38.37 mg/kg，全鉀12.5 g/kg，速效鉀 59.27 mg/kg，交換性鎂 14.63 mg/kg。供試肥料為普通尿素（N=46％），過磷酸鈣（P2O5=16％），鈣鎂磷肥（P2O5=16％），氯化鉀（K2O =60％），硫酸鎂（MgO=16％），有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)＞45％，總有效養(yǎng)分 12％）。供試甘蔗品種為粵糖03-393。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，處理1（T1，常規(guī)施肥）：尿素750 kg/hm2，過磷酸鈣 1500 kg/hm2，氯化鉀 600 kg/hm2；處理2（T2）：尿素750 kg/hm2，過磷酸鈣1500 kg/hm2，氯化鉀600 kg/hm2，有機(jī)肥1500 kg/hm2；處理3（T3）：尿素750 kg/hm2，過磷酸鈣1500 kg/hm2，氯化鉀600 kg/hm2，硫酸鎂225 kg/hm2；處理4（T4）：尿素750 kg/hm2，過磷酸鈣1500 kg/hm2，氯化鉀600 kg/hm2，生石灰1500 kg/hm2；處理5（T5）：尿素750 kg/hm2，鈣鎂磷1500 kg/hm2，氯化鉀600 kg/hm2。每個(gè)處理設(shè) 3次重復(fù)，共 15個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積100 m2，下種量約為84000芽/hm2，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

試驗(yàn)于2014年1月11～12日種植，2015年1 月22～23日收獲。

肥料施用方法：尿素分基肥、大培土2次施完，各時(shí)期分別施20％和80％；氯化鉀在基肥、大培土各施25％和75％；過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、有機(jī)肥和硫酸鎂作基肥，生石灰在整地時(shí)施用。

田間管理：試驗(yàn)田均按常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行管理，每個(gè)試驗(yàn)除了試驗(yàn)設(shè)計(jì)所規(guī)定的處理在施肥上有差異外，其他管理措施保持一致，避免因管理差異造成對(duì)各小區(qū)的影響。

1.3樣品采集與分析

土壤樣品測(cè)定：種植前及收獲后各小區(qū)取耕作層（0～30 cm）土壤測(cè)定pH、土壤全磷、全氮、全鉀、土壤速效養(yǎng)分、速效磷和速效鉀。

品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定：收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)取6條代表性甘蔗，混合樣品榨汁，按常規(guī)檢糖分析方法進(jìn)行蔗糖分化驗(yàn)。

甘蔗農(nóng)藝性狀測(cè)定：于萌芽末期調(diào)查各小區(qū)發(fā)芽數(shù)；收獲時(shí)每小區(qū)選取代表性甘蔗30株，分別測(cè)定株高、蔗莖莖徑等性狀；產(chǎn)量采取砍收稱重實(shí)測(cè)。

1.4數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2007 （Microsoft Company，USA）和SAS 8.2軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方差分析采用Duncan-test。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)土壤酸堿度的影響

土壤酸度是土壤肥力的重要因素之一，它對(duì)土壤中養(yǎng)分的存在形態(tài)和有效性，對(duì)土壤中微生物的活動(dòng)以及對(duì)植物本身都有巨大的影響。酸性土壤中，F(xiàn)e、Al、Mn等的有效性增強(qiáng)，當(dāng)pH低于5.0時(shí)，酸性環(huán)境使土壤中Fe、Al、Mn的溶解度甚至可以達(dá)到足以毒害某些植物生長(zhǎng)的程度，而使甘蔗生長(zhǎng)受害。從表1結(jié)果可以看出，不同的處理下，土壤的pH變化趨勢(shì)和幅度有所不同，其中施用生石灰、鈣鎂磷肥及有機(jī)肥處理的土壤pH提高，3個(gè)處理分別提高0.19，0.04及0.01，表明：施用生石灰是改良酸性土壤酸度最有效的途徑，施用鎂磷肥及施用有機(jī)肥也可在一定程度上中和土壤酸度；常規(guī)施肥及添加硫酸鎂肥處理的土壤 pH有所降低。因此，通過合理增施有機(jī)肥、生石灰及改變蔗區(qū)磷肥結(jié)構(gòu)，緩解土壤酸化，是華南強(qiáng)酸性蔗區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

2.2不同施肥處理對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

表1　不同施肥處理對(duì)土壤pH的影響

甘蔗萌芽的好壞是影響甘蔗產(chǎn)量的重要因素。各處理的甘蔗萌芽情況見表 2。結(jié)果顯示，各處理間差異不顯著，說明：在本試驗(yàn)用量范圍內(nèi)，把過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、有機(jī)肥和硫酸鎂作基肥，生石灰在整地時(shí)施用對(duì)甘蔗萌芽是安全的。

株高和莖徑是甘蔗產(chǎn)量構(gòu)成的重要因子。從表2中可知，不同處理間甘蔗的株高存在著顯著差異，表現(xiàn)為增施鎂肥處理的甘蔗株高最高，與其他處理差異顯著，說明增施鎂肥能促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，有利于甘蔗早生快發(fā)，具有較明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。鎂是植物生長(zhǎng)所必需的中量營養(yǎng)元素，它不僅以葉綠素的組成成分對(duì)光合作用有重要影響，又是植物體內(nèi)多種酶的活化劑，對(duì)于缺鎂現(xiàn)狀較為普遍的酸性紅壤蔗區(qū)來說，增施鎂肥，對(duì)促進(jìn)甘蔗的生長(zhǎng)有著重要的意義。在其他處理間，株高沒有顯著差異。同時(shí)表2結(jié)果說明，在各處理中，增施有機(jī)肥的處理莖徑最粗，與常規(guī)施肥及施用鈣鎂磷肥處理的差異顯著。

2.3不同施肥處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

表2　不同施肥處理對(duì)甘蔗萌芽、株高及莖徑的影響

不同處理對(duì)甘蔗的效應(yīng)，最終體現(xiàn)在甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)上。表3結(jié)果表明，各處理中，以增施硫酸鎂蔗產(chǎn)量最高，其后依次為增施有機(jī)肥，增施生石灰，施用鈣鎂磷及常規(guī)處理，與常規(guī)施肥處理相比，增施硫酸鎂的增產(chǎn) 20.7％，表明該酸性紅壤蔗區(qū)土壤中有效鎂缺乏是制約當(dāng)?shù)馗收岙a(chǎn)量提高的重要限制因子；增施有機(jī)肥增產(chǎn)12.27％，表明增施有機(jī)肥是甘蔗產(chǎn)量提高的重要途徑之一；增施生石灰和施用鈣鎂磷肥可分別增產(chǎn)6.9％和6.8％。結(jié)果表明，合理增施生石灰，改變磷肥結(jié)構(gòu)，施用鈣鎂磷肥可提高甘蔗產(chǎn)量。表3結(jié)果也表明，收獲期甘蔗蔗糖分在各處理間存在一定的差異，總體表現(xiàn)為，增施石灰、增施有機(jī)肥的處理甘蔗蔗糖分較高，而常規(guī)施肥處理下的甘蔗蔗糖分較低。

表3　不同施肥處理甘蔗產(chǎn)量和甘蔗蔗糖分的影響

2.4不同施肥處理下農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益比較

對(duì)不同處理各項(xiàng)成本投入和收益進(jìn)行了比較，結(jié)果列于表4。結(jié)果表明：增施硫酸鎂肥效益最高，純收益達(dá)15627.00元/hm2，比常規(guī)施肥處理收益高40.7％；其次為增施有機(jī)肥處理，純收益 14648.80元/hm2，比常規(guī)施肥處理收益高31.93％；施用鈣鎂磷肥及增施生石灰也有一定的增收效應(yīng)，增收率分別為18.7％和14.9％。

甘蔗收購價(jià)（扣除砍收成本）：330元/t；尿素：2 元/kg；過磷酸鈣：0.8元/kg；鈣鎂磷：0.8元/kg；有機(jī)肥：1.2元/kg；硫酸鎂：0.8元/kg；生石灰：0.3 元/kg。

3　討論與結(jié)論

華南酸性紅壤蔗區(qū)是我國甘蔗主要生產(chǎn)區(qū)域，長(zhǎng)期以來，該區(qū)域的甘蔗產(chǎn)量?jī)H有75 t/hm2左右，出糖率徘徊在10％，甘蔗低產(chǎn)、低糖問題嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)馗收岙a(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。甘蔗產(chǎn)量及蔗糖分高低與土壤養(yǎng)分狀況、土壤酸堿度及肥料施用等密切相關(guān)。本研究中，施用生石灰是調(diào)理土壤酸度的有效方法，與常規(guī)施肥相比，增施生石灰后，土壤pH提高0.19，甘蔗蔗糖分提高0.54％（絕對(duì)值），甘蔗產(chǎn)量提高 6.88％，表明：在強(qiáng)酸性土壤上，合理施用生石灰可調(diào)理土壤酸度，提高甘蔗產(chǎn)量和甘蔗蔗糖分。目前，華南酸性紅壤蔗區(qū)普遍施用過磷酸鈣為磷源，過磷酸鈣為酸性肥料，連年大量施用加快了該區(qū)域土壤的酸化。因此，改變磷肥施用結(jié)構(gòu)，以堿性的鈣鎂磷肥替代過磷酸鈣，既可改善土壤酸度，還可提供鈣鎂元素。本研究中，與常規(guī)施肥過磷酸鈣相比，施用鈣鎂磷后土壤pH提高0.04，甘蔗蔗糖分提高 0.23％（絕對(duì)值），甘蔗產(chǎn)量提高6.80％。大量研究表明［11-12］，施用有機(jī)肥可改良土壤結(jié)構(gòu)，增加甘蔗產(chǎn)量，同時(shí)在酸性土壤上長(zhǎng)期配施還可提高土壤pH，這與本研究的結(jié)果趨勢(shì)相一致。在酸性土壤上，中微量元素的失衡，特別是有效鎂的缺乏是影響作物產(chǎn)量的重要因素。在本研究中，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，增施硫酸鎂能顯著促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，甘蔗增產(chǎn)率達(dá)20.66％，甘蔗增收為40.74％。因此，合理增施硫酸鎂應(yīng)是酸性紅壤蔗區(qū)甘蔗增產(chǎn)增收的重要手段。

表4　不同施肥處理下甘蔗農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益比較

［1］廣東省統(tǒng)計(jì)局.廣東統(tǒng)計(jì)年鑒2015 ［EB/OL］.（2015-09-18）［2016-06-01］.http://www.gdstats.gov.cn/tjnj/ 2015/directory.html.

［2］敖俊華，江永，黃振瑞，等.加強(qiáng)甘蔗養(yǎng)分管理，降低甘蔗生產(chǎn)成本［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（23）：31-34.

［3］蔡澤江，孫楠，王伯仁，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)紅壤 pH、作物產(chǎn)量及氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011（1）：71-78.

［4］徐巖.有機(jī)肥優(yōu)化土壤微域環(huán)境的機(jī)制研究［D］.長(zhǎng)春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

［5］張永春.長(zhǎng)期不同施肥對(duì)土壤酸化作用的影響研究［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

［6］陳超君，莫良玉，徐建云.酸性土施用石灰對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.廣西蔗糖，1998（2）：11-15.

［7］敖俊華，黃振瑞，江永，等.石灰施用對(duì)酸性土壤養(yǎng)分狀況和甘蔗生長(zhǎng)的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010（15）：266-269.

［8］林苾，許能琨，孫光明.兩種磚紅壤上四種磷肥對(duì)三種作物的肥效［J］.熱帶作物研究，1993（3）：58-61.

［9］敖俊華，黃振瑞，李奇?zhèn)?，?湛江蔗區(qū)甘蔗測(cè)土配方施肥［J］.中國糖料，2009（3）：36-38.

［10］牙翠蓮.湛江農(nóng)墾蔗田土壤肥力變化及改良對(duì)策［D］.南寧：廣西大學(xué)，2014.

［11］翁錦周，何炎森.生物有機(jī)肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量及土壤的影響［J］.亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2005，1（3）：13-15.

［12］汪吉東，張永春，俞美香，等.不同有機(jī)無機(jī)肥配合施用對(duì)土壤活性有機(jī)質(zhì)含量及pH值的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，23（6）：573-578.

（本篇責(zé)任編校：李金玉）

Effect of Applying Organic， Magnesium Sulfate， Calcium Magnesium Phosphate and Lime on Sugar Cane in Acid Red Soil

WANG Ya-biao1，2， HUANG Zhen-rui1， JIANG Yong1， LU Ying-lin1， CHEN Di-wen1， ZHOU Wen-ling1，

HUANG Ying1， CHEN Hong-xiang1， AO Jun-hua1

（1Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery，Guangzhou 510316；2Guangdong Guangken Sugar Group Co.Ltd.， Zhanjiang， Guangdong 524022）

A field experiment was carried out in acid soil of South China to study the effect of applying organic，magnesium sulfate， calcium magnesium phosphate and lime on sugarcane agronomic traits， yield and sucrose content.Results showed that the soil pH value increased with application of lime， calcium magnesium phosphate，and organic fertilizers.There was no significant difference in sugarcane germination among the treatments.However， there were significant differences in plant height， diameter， cane yield and sucrose content.Plant height and cane yield with magnesium sulfate， cane diameter and cane yield with organic fertilizer， and the sucrose content with lime were higher than that of the CK.Also， the net incomes were increased by 31.93％，40.74％， 14.92％ and 18.74％ with the organic， magnesium sulfate， calcium magnesium phosphate and lime respectively， compared with that of the CK.

Sugarcane； Soil pH； Limiting factors； Cane yield； Sucrose content

S566.1

A

1005-9695（2016）03-0010-04

2016-04-26；

2016-06-12

廣東省自然科學(xué)基金（2014A030313658）；廣東省科技創(chuàng)新能力建設(shè)（2015B070701001）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系甘蔗專項(xiàng)（CARS-20-3-1）；廣東省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2012NL015）

王亞彪（1962-），男，農(nóng)業(yè)推廣碩士，農(nóng)藝師，主要從事甘蔗生產(chǎn)管理及技術(shù)推廣；Email：wang113388@163.com

敖俊華（1980-），男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事作物養(yǎng)分管理；Email：25732520@qq.com

王亞彪，黃振瑞，江永，等.有機(jī)肥、硫酸鎂、鈣鎂磷及石灰在酸性紅壤蔗區(qū)的施用效應(yīng)［J］.甘蔗糖業(yè)，2016（3）：10-13.