糖蜜酒精发酵液对香蕉产量、品质及土壤理化性质的影响

韦绍龙 黄素梅 韦莉萍 韦弟 李朝生 覃柳燕 田丹丹 张进忠 周维 龙盛风

摘要：【目的】在蕉园水肥一体化条件下，探讨施用糖蜜酒精发酵液对香蕉生长、品质和产量及蕉园土壤理化性质的影响，为广西蕉园推广酒精发酵液定量还田技术提供依据。【方法】进行常规滴灌施肥（对照）及在此基础上配施糖蜜酒精发酵液（120 t/ha，锤度7.8）的对比试验，调查不同处理对不同代龄香蕉产量、品质性状、叶片营养元素及土壤营养元素的影响。【结果】施用糖蜜酒精发酵液的香蕉株高、茎围、青叶数、单果重、果指长度、抽蕾率和单株产量表现均优于常规滴灌施肥，香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，香蕉收获时间提前3～5 d，组培一代、宿根一代、宿根二代香蕉产量分别为49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，分别比常规滴灌施肥增加5.62%、8.78%和6.82%，纯收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。此外，糖蜜酒精发酵液对蕉园土壤具有较好的肥效，土壤全K、速效K、全N、有机质等均有不同程度的增加，其中组培一代香蕉园的土壤全K含量比常规滴灌施肥高0.27%（绝对值），速效K含量是常规滴灌施肥的2.72倍。【结论】在蕉园水肥一体化条件下，施用120 t/ha糖蜜酒精发酵液对香蕉生长和产量具有明显的促进作用，且有利于提高蕉园土壤肥力，即糖蜜酒精发酵液可作为香蕉水肥一体化的一种补充性肥源。

关键词： 香蕉；糖蜜酒精发酵液；生长；产量；品质；土壤理化性质

中图分类号： S668.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）06-0895-06

0 引言

【研究意义】甘蔗制糖产生的糖蜜可用于进一步生产酒精，但在此过程中会产生大量的酒精发酵液，属于“三废”之一，随意排放将造成环境污染。酒精发酵液的主要化学成分是甘蔗从土壤中吸收而来，富含各种有机和无机营养物质且无毒，是一种安全有机肥料，但因其蛋白质含量高极易氧化发臭，且可渗透性离子浓度高，如未经处理直接还田会造成严重污染，甚至成为糖厂周边环境的重要污染源（李杨瑞等，2014）。当前，广西香蕉主产区的土壤养分状况主要表现为土壤N、P、K等大量元素和Ca、Mn、B等微量元素含量低，且有机质含量低（魏守兴等，2012），若能将糖蜜酒精发酵液应用于蕉园，不仅能有效解决环境污染问题，提高资源利用率，还可提高土壤肥力，降低香蕉生产成本，提高香蕉产量和品质，增加农民收入。【前人研究进展】至今，有关酒精发酵液的应用已有大量研究，探明了不同土壤類型、不同栽培条件下蔗田的适宜酒精发酵液施用量，以及不同来源、不同用量酒精发酵液对土壤理化性质、作物和水域的影响，建立了一套对农田环境友好的酒精发酵液定量还田技术体系，不仅有效解决了酒精发酵液的污染问题，还降低了甘蔗的生产成本，使甘蔗糖业成为真正的循环产业（李杨瑞等，2008，2014；Yang et al.，2013）。杨尚东等（2012）研究表明，糖蜜酒精发酵液定量还田能提高土壤中全C、全N、全K和全P等矿质元素的含量，肥效与化肥处理一致，且不会对土壤微生物数量、生物量和酶活性等土壤生物学特性造成不良影响，可作为化肥的替代肥源。杨丽涛等（2012）研究发现，喷施糖蜜酒精发酵液能提高甘蔗出苗率、分蘖率、叶绿素和田间锤度，甘蔗产量比常规施肥增加了30.2%。除糖蜜酒精发酵液可作为液肥还田施用外，大量研究还表明，木薯酒精废液作为一种理想的有机多元复合肥料在香蕉生产中利用，既可改善土壤的理化性质，基本满足香蕉对营养元素的需求，又可促进香蕉植株的生长，增加香蕉产量，还能够显著提高香蕉品质（魏守兴等，2012；韦民政等，2013）。【本研究切入点】糖蜜酒精发酵液作为农业肥料在甘蔗等作物上已得到广泛应用（李杨瑞等，2008，2014；杨丽涛等，2012；杨尚东等，2012），但在香蕉上的应用鲜见报道。【拟解决的关键问题】在采用以色列进口的耐特菲姆水肥全自动电脑控制水肥一体滴灌系统的香蕉园内，通过定期定量施用糖蜜酒精发酵液，探讨其对香蕉生长、品质和产量及蕉园土壤理化性质的影响，为广西蕉园推广酒精发酵液定量还田技术提供依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试香蕉材料为桂蕉6号组培一代（I，2012年3月种植）、宿根一代（II，2011年3月种植）、宿根二代（III，2010年3月种植）；供试糖蜜酒精发酵液由扶绥金光农场酒精厂提供，其理化性质及营养成分详见表1。糖蜜酒精发酵液需经120目筛网过滤2次，再进入滴灌系统进行施用。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 试验设计 试验在广西美泉新农业科技有限公司里建香蕉园进行。土壤为发育于花岗岩母质的赤红壤，土壤理化性状见表1。试验大田全部采用以色列进口的耐特菲姆水肥全自动电脑控制水肥一体滴灌系统，压力补偿滴灌管，滴头间距0.4 m，滴灌壁厚0.38 mm，每个滴头滴水量1.6 L/h。田间采用膜下双滴管模式，以增加土温和保持土壤湿度。每个香蕉材料设2个处理：常规滴灌肥（CK）和糖蜜酒精发酵液120 t/ha+常规滴灌施肥（MAFL），共6个处理，3次重复，每小区连片面积6.67 ha；种植密度1875株/ha，株行距2.2 m×2.5 m。为避免酒精发酵液浓度过高导致香蕉烧根，须用水稀释后（水∶酒精发酵液=4∶1，锤度7.8）于不同时段（3月1日～5月30日）进行滴灌施用。

1. 2. 2 测定项目及方法 在香蕉抽蕾约50%时调查抽蕾率，收获时按小区每处理随机抽取成熟度一致的20株香蕉，调查香蕉株高、茎围和青叶片数，记录每株香蕉产量，并测定每梳果指数、单果重及果指长（分别取第2梳、中间梳及尾梳外排中间果的重量及长度的平均值）。香蕉采收后，分别在CK区和MAFL区按照五点取样法，采集距地表10～20 cm的土壤及5株香蕉倒数第3片叶；采集的土壤混匀后风干粉碎备用，将香蕉叶片杀青后于50 ℃下烘干粉碎混匀后备用，分别测定全N、全P、全K等营养元素含量，其中土壤加测速效N、速效P、速效K、交换性Ca、交换性Mg、有效B、pH及有机质含量，植株叶片加测全Ca、全P、全Mg、全B等营养元素含量。

土壤指标测定：全N按GB 7173-1987进行测定；全P按GB 9837-1988进行测定；全K按GB 9836-1988进行测定；速效N按《土壤分析技术规范》的碱解扩散法进行测定；速效P按NY/T 148-1990进行测定；速效K按《土壤分析技术规范》的乙酸铵提取—火焰光度法进行测定；有机质按NY/T 1121.6-2006进行测定；pH按NY/T 1121.6-2006进行测定；交换性Ca、交换性Mg按《土壤分析技术规范》中的乙酸铵提取—原子吸收光谱法进行测定；有效B按GB 12298-1990进行测定。植株叶片：全N采用H2SO4-H2O2消煮—蒸馏法测定；全P采用H2SO4-H2O2消煮—钼锑抗比色法测定；全K采用H2SO4-H2O2消煮—火焰光度计法测定；全Ca、全Mg采用灰化—盐酸溶解—原子吸收光谱法测定；全B采用姜黄素比色法测定。

1. 3 统计分析

采用Excel 2007进行数据统计处理，以SPSS 19.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 糖蜜酒精发酵液对香蕉生长的影响

施用糖蜜酒精发酵液的香蕉植株更健壮，长势旺，茎秆青绿，叶片厚实且浓绿，果穗粗大。由表2可知，不同代龄蕉园施用糖蜜酒精发酵液的香蕉株高、茎围、青叶数、单果重、果指长度和单株产量均比CK有所增加，但差异不显著（P>0.05，下同）。此外，不同代龄蕉园在抽蕾高峰期时施用糖蜜酒精发酵液的抽蕾率比CK增加0.5%～2.0%，香蕉收获期比CK提前3～5 d。说明施用糖蜜酒精发酵液对香蕉抽蕾、提前收获具有一定的促进作用。

2. 2 糖蜜酒精发酵液对香蕉产量及经济效益的影响

施用糖蜜酒精发酵液可有效提高不同代龄香蕉的产量和经济效益。由表3可以看出，施用糖蜜酒精发酵液的组培一代、宿根一代、宿根二代香蕉产量分别为49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，比CK增加5.62%、8.78%和6.82%；按香蕉市场销售价2.2元/kg计，扣除生产成本后，纯收益分别增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。可见，蕉园施用糖蜜酒精发酵液可明显提高香蕉产量，增加蕉农收入。

2. 3 糖蜜酒精发酵液对香蕉品质的影响

由表4可知，施用糖蜜酒精发酵液对不同代龄香蕉的品质也有一定影响。与CK相比，施用糖蜜酒精发酵液的不同代龄香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，总糖含量提高3.3%，但差異均未达显著水平。此外，施用糖蜜酒精发酵液对香蕉其他品质特征的影响差异也不显著。

2. 4 糖蜜酒精发酵液对土壤肥力及植株营养成分的影响

K元素对香蕉生长极其重要，可提高香蕉的抗性，使茎秆更粗壮而提高抗倒伏能力，同时影响香蕉的抽蕾、果实成熟及品质。由表5可知，施用糖蜜酒精发酵液的土壤K含量及pH明显高于CK，其中组培一代香蕉园的土壤全K比CK高0.27%（绝对值），速效K含量是CK的2.72倍，差异均达显著水平（P<0.05，下同）。可见，施用酒精发酵液可明显提高土壤中的K含量，保证香蕉对K元素的需求量。

从表6可看出，不同处理成熟期的香蕉叶片各营养元素间存在一定差异，除组培一代蕉外，施用酒精发酵液的香蕉叶片主要营养元素含量均高于CK，其中以K含量的变化最明显，施用糖蜜酒精发酵液后宿根一代、宿根二代的香蕉叶片K含量显著高于CK。

3 讨论

甘蔗糖蜜酒精发酵液返施于甘蔗田间，既可避免环境污染，解决液态肥来源，降低生产成本，又能提高土壤肥力、抗旱能力和土壤微生物数量，防止土壤板结，获得良好的生态效益和经济效益（苏天明等，2009a，2009b；朱秋珍等，2009），近年来在广西、云南、广东蔗区得到大面积推广应用，累计推广应用面积达51.46万ha（李杨瑞等，2014）。此外，有研究表明木薯淀粉厌氧发酵液或甘蔗与木薯酒精废液配施化肥等均可促进香蕉的生长发育，提高香蕉产量和果实品质，且能有效改善土壤肥力（邓英毅等，2013；韦民政等，2013；吴代东等，2014）。唐秀桦等（2014）研究发现，香蕉园施用稀释的木薯酒精好氧发酵液3年后，香蕉园土壤和地下水均未受到污染，园区内的饮用井水符合生活饮用水卫生标准。本研究结果表明，在常规滴灌施肥的基础上配施120 t/ha糖蜜酒精发酵液，不仅具有促进香蕉植株生长、增加产量的效果，还可提高土壤K元素含量及土壤pH，防止土壤酸化。于3～5月对不同代龄蕉园施用120 t/ha糖蜜酒精发酵液后，香蕉株高、茎粗、青叶数、单果重、果指长度、果皮厚度、抽蕾率和单株产量均高于CK（常规滴灌施肥）。其中，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，总糖含量提高3.3%；香蕉收获时间比CK提前3～5 d；组培一代、宿根一代、宿根二代香蕉产量分别比CK增加5.62%、8.78%和6.82%，纯收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha，说明施用糖蜜酒精发酵液对香蕉生长、抽蕾、提前收获、产量提高均具有一定的促进作用，进而提高种蕉效益及增加蕉农收入。

K元素能促进植株茎秆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实糖分和维生素C含量（后猛等，2015；周泽弘等，2015；齐鹤鹏等，2016）。本研究在常规滴灌施肥的基础上配施糖蜜酒精发酵液，结果发现成熟期宿根一代蕉、宿根二代蕉的叶片K元素含量显著高于CK，且果实中维生素C含量也明显高于CK，说明配施糖蜜酒精发酵液有利于提高香蕉植株K元素含量，从而改善果实品质；叶片的其他营养元素与CK无明显差异，可能是为了保证果实的生长与成熟，香蕉叶片各种营养元素向果实转移以满足其发育需求，致使叶片中主要营养元素含量与CK差异不明显。本研究结果表明，在蕉园施用糖蜜酒精发酵液能明显提高土壤中的K含量，保证香蕉K元素的供给，从而减少化学K肥的施用量，降低生产成本。韦民政等（2013）研究表明，施用木薯酒精发酵液能显著改善土壤的肥力状况，且可溶性状态存在的养分更有利于植株吸收。本研究施用的糖蜜酒精发酵液中大部分养分以可溶性状态存在，在等量有效养分条件下施用糖蜜酒精发酵液，更有利于植株对各种营养物质的吸收，以提高香蕉产量和品质。因此，将糖蜜酒精发酵液长期施用于香蕉园，可有效改善广西蕉园土壤有效养分普遍缺乏的问题，在提高香蕉产量和品质的同时节约生产成本，提高经济效益。

酒精发酵液中含有大量纤维素、脂类、有机酸、氨基酸、维生素和糖类等，施入后可为土壤微生物提供大量养分，而微生物又能将这些有机物分解，为香蕉植株提供养分，同时可促进团粒结构的形成，具有改良土壤、提高地力的作用。本研究結果表明，甘蔗糖蜜酒精发酵液对香蕉生长及产量增加具有促进效果，但因使用时间短，在糖蜜酒精发酵液的施用量、使用方法及对植株抗逆性、土壤理化性状、微生物群落的影响等方面尚未涉及，今后有待进一步探究。

4 结论

在香蕉园水肥一体化条件下，施用120 t/ha糖蜜酒精发酵液对香蕉生长和产量具有明显的促进作用，且有利于提高蕉园土壤肥力，即糖蜜酒精发酵液可作为香蕉水肥一体化的一种补充性肥源。

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（责任编辑 兰宗宝）