木本泥炭新型肥料在砖红壤甘蔗上的应用

王亚彪，陈迪文，李健鹏，周文灵，黄 莹，江 永，谭 钧，邢文军，黄振瑞*

(1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江524022；3中向国际有限公司，北京100004)

木本泥炭新型肥料在砖红壤甘蔗上的应用

王亚彪1,2，陈迪文1，李健鹏3，周文灵1，黄 莹1，江 永1，谭 钧3，邢文军3，黄振瑞1*

(1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江524022；3中向国际有限公司，北京100004)

在粤西砖红壤上以粤糖03-393为供试品种，通过设置空白对照、常规推荐用肥、常规推荐用肥与分别添加5种木本泥炭肥料配施共7个处理的田间试验，研究了木本泥炭新型肥料对新植甘蔗农艺性状、蔗茎产量、理论产糖量及土壤肥力的影响。结果表明：与仅施常规推荐用肥相比，施用木本泥炭生物有机肥处理能显著增加甘蔗有效茎数。5个增施木本泥炭肥料处理的蔗茎产量和理论产糖量均比仅施推荐用肥处理显著增加，土壤中全氮、全磷、速效磷、全钾和有机质的含量也显著提高，经济效益相应得到增加。

木本泥炭；生物肥料；甘蔗；土壤肥力；有机肥

0 引言

甘蔗是C4作物，生长周期长，生物量大，养分需求多。研究表明，在甘蔗产量为144 t/hm2的情况下，每生产1 t甘蔗平均吸收N 1.81 kg，P2O50.36 kg，K2O 2.11 kg[1]。我国甘蔗生产普遍存在偏施化肥、不施有机肥和重施氮肥的现象，这不仅不利于甘蔗高产优质，也容易造成土壤板结、肥力下降等严重问题[2-3]。一般通过施用有机肥可以改善这个问题[4-6]。有机肥的种类很多，而且不断有新类型出来。木本泥炭是由木本植物残体在富营养沼泽条件下形成，有机质含量高，能有效调节土壤固、液、气三相分布和含水量，提高土壤有效水分，改善土壤保水性[7-8]，其作为有机肥应用的相关报道不多。

华南地区土壤pH值较低，属于酸性土壤，酸化严重是甘蔗生产的主要限制因子之一[9-10]。研究表明，通过合理施用石灰，可以提高甘蔗产量和蔗糖分，显著提高土壤pH[11]。腐植酸钾是一种有机钾肥，其中的腐植酸是一类有良好生物活性的有机高分子物质，在促进作物养分吸收、提高肥料利用率等方面有显著的作用[12-13]。研究结果表明，采用富含腐殖酸的有机-无机复合肥能显著提高甘蔗对肥料的利用率。谭宏伟等[14]施用有机-无机复合肥处理的甘蔗对氮素平均利用率为55.22%，磷素平均利用率为39.45%，钾素利用率为59.24%。生物有机肥是一种含有大量特定微生物菌落的新型肥料，它可以改良土壤，提高产量，改善作物品质，提高经济效益[15-16]。综合以上所述，为探明木本泥炭以及相关肥料产品的改土效果以及对甘蔗生长、养分积累、产量和品质的影响，本文设计了不同制剂与木本泥炭搭配组成新型有机肥，通过田间试验来研究木本泥炭及炭基新型肥料对甘蔗生长、养分积累、产量、品质及土壤肥力的影响，为提高肥料利用效率、实现高产高效提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1试验概况

试验地位于广东省湛江遂溪县黄略镇新桥，属于砖红壤黄色砂壤土，地形为平地，肥力等级为中等，前茬作物为甘蔗。供试甘蔗品种为粤糖03-393。试验地土壤基础养分性状：pH 4.85，有机质16.32 g/kg，全氮559.67 mg/kg，全磷1.25 g/kg，速效磷201.58 mg/kg，全钾2.32 g/kg，速效钾95.0 mg/kg。试验肥料包括以木本泥炭为原料来源的生物有机肥、酸性土壤调理剂、腐殖酸钾等(中向国际公司提供)，尿素(湖北华强化工产，含N 46%)，磷酸一铵(四川雷波洋丰公司产，含N 12%，P2O547%)，复合肥(湖北新洋丰公司产，含N 20%，P2O510%，K2O 15%)。

1.2试验设计

试验设7处理：

T1，不施任何肥料的空白对照；

T2，常规推荐用肥，1800 kg/hm2复合肥；

T3，木本泥炭+常规推荐用肥，3000 kg/hm2木本泥炭肥+1800 kg/hm2复合肥；

T4，酸性土壤调理剂+常规推荐用肥，3000 kg/hm2酸性土壤调理剂+1800 kg/hm2复合肥；

T5，腐植酸钾+与常规推荐用肥等量的氮、磷肥，2700 kg/hm2腐植酸钾+尿素682 kg/hm2+磷酸一铵382 kg/hm2；

T6，生物有机肥+常规推荐用肥，3000 kg/hm2生物有机肥+1800 kg/hm2复合肥；

T7，减量木本泥炭+常规推荐用肥，2250 kg/hm2木本泥炭+1800 kg/hm2复合肥。

各处理中化肥均按基追比1：3施用，除T5外木本泥炭肥均做基肥施用，T5的木本泥炭肥基追比为5：4，T2～T7的氮、磷、钾养分均一致。

试验设3个重复，共计21个小区，小区行长8.8 m，行宽1.15 m，10行区，小区面积101 m2，完全随机区组设计。试验于2014年2月23种植，施基肥，2014年5月7日追肥。2015年1月20日收获。其他日常管理与大田生产上一致。

1.3调查项目及方法

农艺经济性状测定：用直尺量株高(分别于伸长期9月15日和成熟期1月20日进行)，成熟期计算有效茎数，用卡尺测量茎径。

收获后植株样品分析：于2015年1月20日进行测产，每个小区实测产量，折算公顷产量。每小区随机取6条甘蔗，将蔗茎混合榨汁，进行糖分分析[17]。

土壤养分分析：种植前与收获后在每小区取0～30 cm土层土壤样品。参照土壤农化分析方法[18]测定土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾。

1.4数据收集与处理

本试验所有数据均用Microsoft® Excel 2010进行平均数和标准差计算，并且利用SAS 9.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)统计软件进行邓肯多重比较方差分析。

2 结果与分析

2.1不同施肥处理对甘蔗农艺性状的影响

从表1可以看出，不同施肥处理下甘蔗的萌芽率无显著差异，均达65%以上，说明木本泥炭新型肥料作基肥施用对甘蔗萌芽是安全的。分蘖期甘蔗苗数调查结果显示，施肥处理均比空白对照分蘖期苗数显著增多；在施肥处理之间，增施木本泥炭肥处理比仅施常规推荐用肥的分蘖苗数都有所增加，其中T6与T7比仅施常规推荐用肥T2显著增多，表明生物有机肥(木本泥炭+菌剂)以及在常规施肥基础上增施木本泥炭可以促进分蘖的形成。在伸长期和成熟期，各个施肥处理的株高、茎径均显著高于空白对照T1。各施肥处理之间，增施木本泥炭肥料处理的株高与茎径均比仅施常规推荐用肥有一定程度增加，但各施肥处理间的差异不显著。从表1可以看出增施木本泥炭肥料处理的甘蔗有效茎数比仅施常规用肥和空白对照一定程度增加，其中T6处理比T2处理显著增加，表明增施生物有机肥(木本泥炭+菌剂)处理有利于甘蔗有效茎的形成。

表1　不同施肥处理对甘蔗农艺性状的影响

2.2不同施肥处理下的蔗茎产量和理论产糖量

通过对各处理下蔗茎产量和理论产糖量结果(表2)分析可以看出：与不施肥空白对照相比，施肥处理可显著提高蔗茎产量，虽然糖分均下降，但理论产糖量却显著增加；在各施肥处理间，增施木本泥炭肥料处理下的蔗茎产量与糖产量比仅施常规推荐用肥显著提高，蔗茎产量增幅在9.5%～18.3%之间，糖产量增幅在9.6%～17.1%之间，表明在常规推荐用肥基础上适当增施木本泥炭肥料可提高甘蔗产量和理论糖产量。在各增施木本泥炭处理间，T5处理下(腐殖酸钾)蔗茎产量最高，而T6处理(木本泥炭+菌剂)理论产糖量最高，但差异不显著。

表2　不同施肥处理的蔗茎产量和理论产糖量

2.3不同施肥处理对收获后土壤养分状况的影响

如表3所示，相比种植前土壤pH为4.85，各处理pH均有所下降，其中T4酸性土壤调理剂的处理下降幅度最小，且显著高于T2和T1处理，说明该酸性土壤调理剂具有一定的pH调节效果。施用木本泥炭及相关肥料的处理有机质、全氮、全磷、速效钾和全钾均显著高于T2的常规推荐用肥处理，说明施用木本泥炭肥料对提高土壤肥力具有良好效果。

3 讨论

本试验结果表明，在砖红壤蔗区在常规推荐用肥基础上增施一定量的木本泥炭肥料能比仅施常规推荐用肥显著提高蔗茎产量和理论产糖量，增幅达到9.5%～18.3%。虽然在农艺性状中，株高和茎径未有显著差异，有效茎数也只有T6处理显著高于常规推荐用肥处理，但是实际上增施木本泥炭新型肥料后甘蔗各项农艺性状指标均有所提升，由于样本误差掩盖了差异限制性，综合各项指标累积到产量上则形成了显著差异。各木本泥炭处理产量增幅超过15%的3个处理T4、T5和T6分别是泥炭中添加了酸性土壤调理剂、腐植酸钾和微生物菌剂，说明木本泥炭中添加这些物质可以更好地改良土壤、提高蔗茎产量，从而增加糖产量，这个结果与敖俊华[11]，陈迪文[19]等人研究一致。

土壤理化性质是土壤肥力的重要指标，施用有机肥对土壤具有改良作用，可以提升土壤肥力的相关报道已经非常多[20]。本试验中，收获后各增施木本泥炭新型肥料处理的氮、磷、钾养分及有机质含量均比常规推荐用肥显著提高，而各处理施入土壤的氮、磷、钾养分总量是相同的，因此表明施用木本泥炭新型肥料后，泥炭有机质的增加以及土壤调理剂、腐植酸钾和微生物菌剂可能对土壤结构以及土壤中微生物的活动产生了影响，活化土壤中一些被固定或者难溶的氮磷钾养分，从而增进土壤肥力[21-22]。

表3　收获后不同施肥处理土壤养分状况

木本泥炭肥料应归属于有机肥料或者土壤调理剂，在甘蔗生产上应用较少，鉴于其增产效果明显值得推广应用。在实际应用上需要注意一些问题。首先是成本，施肥成本需要控制，任何增加成本的措施都应经过比较经济效益之后考虑是否被采用。增施木本泥炭处理的肥料投入都有所增加，经初步核算每公顷肥料成本增加约1300～2400元，但同时由于产量增加使得每公顷产值增加3000～5700元，因此，在木本泥炭肥料价格相对较低的情况下，增施适量的木本泥炭肥料可以增加净收入，具有较好的经济效益。

然后是施用量和方式，由于人工成本逐年提高[22]，而有机肥之类施用量较大，如果是单纯人工施肥，是很难接受的，机械施肥也要考虑可操作性，如果是机械种植，则是播种机直接下肥，需要考虑此肥料与其他肥料的“兼容性”，不能发生排斥或者互相影响的情况，以及发生结块、吸潮而影响机器运行的情况。木本泥炭中加入不同的调节剂会产生不同的反应，对于机器施肥也有不同的适应性。无论是从成本以及人工或者机械施用上均要求肥料用量尽量降低，因此需要注意控制施用量。另外，肥料的保存方式以及有效期也需要生产者注意。

4 结论

田间试验结果表明，在砖红壤蔗区，在常规推荐用肥基础上增施一定量的木本泥炭新型肥料可以提高土壤有机质含量，促进甘蔗生长，增加蔗茎产量和理论产糖量，提高经济效益。木本泥炭新型肥料对于砖红壤蔗区土壤改良的长期效应还需开展长期定位施肥试验进行验证。

[1] 谢如林，谭宏伟，黄美福，等. 高产甘蔗的植物营养特征研究[J]. 西南农业学报，2010，23(3)：828-831.

[2] 温世和，王元炎. 甘蔗施用有机肥的效应[J]. 甘蔗，1997(3)：59-60.

[3] 翁锦周，何炎森. 生物有机肥对甘蔗产量及土壤的影响[J]. 亚热带农业研究，2005(3)：13-15.

[4] ZHANG Q C, WANG G H, YAO H Y. Phospholipid fatty acid patterns of microbial communities in paddy soil under different fertilizer treatments [J]. J Environ Sci, 2007, 19(1)：55-59.

[5] PRADHAN S K, NERG A M, SJOBLOM A, et al. Use of human urine fertilizer in cultivation of cabbage (Brassica oleracea)--impacts on chemical, microbial, and flavor quality [J]. J Agric Food Chem, 2007, 55(21)：8657-8663.

[6] 曹宝玲，吴细华，李庆红. 甘蔗专用生物有机肥的应用[J]. 甘蔗糖业，2010(2)：8-13.

[7] 孟宪民．泥炭绿色环保肥料的发展与创新[J]．腐植酸，2005(3)：1-6．

[8] 孟宪民，马学慧，崔保山．泥炭资源农业利用现状与前景[J]．农业现代化研究，2000(3)：187-191．

[9] 敖俊华，黄振瑞，李奇伟，等. 湛江蔗区甘蔗测土配方施肥[J]. 中国糖料，2009(3)：36-39.

[10] FOY C D. Physiological effects of hydrogen, aluminum and manganese toxicities in acid soil [J]. Soil acidity and liming, 1984：57-97.

[11] 敖俊华，黄振瑞，江永，等. 石灰施用对酸性土壤养分状况和甘蔗生长的影响[J]. 中国农学通报，2010，26(15)：266-269

[12] 成绍鑫，武丽萍，李丽. 腐植酸与速效磷肥的作用及HA-P的农化效应[J]. 腐植酸，2002(1)：32-35.

[13] 杜会英，薛世川，孙忠富，等. 腐植酸复混肥对葡萄养分吸收利用的影响[J]. 土壤通报，2006，37(3)：546-549

[14] 谭宏伟，周柳强，谢如林，等. 红壤区不同施肥处理对蔗区土壤酸化及甘蔗产量的影响[J]. 热带作物学报，2014(7)：1290-1295.

[15] 罗兴录，岑忠用，谢和霞，等. 生物有机肥对土壤理化、生物性状和木薯生长的影响[J]. 西北农业学报，2008(1)：167-173.

[16] 解晓菲，孔伟，向炳青，等. 烟秆生物有机肥与化肥配施对白肋烟的影响[J]. 湖北农业科学，2012(2)：240-242.

[17] 李文凤，范源洪，陈学宽，等. 甘蔗糖分的快速测定方法[J]. 中国糖料，2009(2)：14-15.

[18] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2008.

[19] 陈迪文，卢颖林，江永，等. 功能性生物有机肥在甘蔗生产上的应用[J]. 甘蔗糖业，2012(4)：23-26.

[20] 臧小平，林兴娥，周兆禧，等. 不同施肥方案对芒果果实品质与土壤肥力的影响[J]. 亚热带植物科学，2015，44(2)：146-149.

[21] 杨莉琳. 磷肥在褐土中的动态转化及施用有机肥的影响[J]. 河北农业大学学报，2001(1)：21-23.

[22] 陈伟绩. 有机无机复混肥对甘蔗生长和土壤养分的效应研究[D]. 福州：福建农林大学，2007.

[23] 戚荣，江永. 我国甘蔗生产可持续发展潜力探讨[J]. 广东农业科学，2006(12)：24-27.

(本篇责任编校：李金玉)

Effect of New Type Fertilizers with Woody Peat on Sugarcane in Latosol Soil

WANG Ya-biao1, CHEN Di-wen2, LI Jian-peng3, ZHOU Wen-ling2, HUANG Ying2, JIANG Yong2, TAN Jun3, XING Wen-jun3, HUANG Zhen-rui2
(1Guangzhou Sugarcane Industrial Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316;2Guangdong Guangken Sugar Group Co., Ltd., Zhanjiang, Guangdong 524022;3Zhongxiang International Ltd. Beijing 100004)

The growth, agronomic characters, cane yield and sugar yield of planted cane (YT03-393), and soil fertility was studied in lotosol soil with the blank control; the recommended fertilization and recommended fertilization add 5 different woody peat fertilizers respectively. The results showed that woody peat biological fertilizer treatment significantly increased millable canes, compared with the recommended fertilization. Cane yield and sugar yield for all 5 woody peat fertilizer treatments were significantly higher than that of the recommended fertilization. Also the content of total nitrogen, total phosphorous, available phosphorous, total potassium and organic matter in soil were improved. Finally the economic benefits with woody peat fertilizers were higher than that of the recommended fertilization.

Wood peat; Biological fertilizer; Sugarcane; Soil fertility; Organic fertilizer

S566.1

A

1005-9695(2016)02-0007-05

2016-04-06；修回日期：2016-04-25

中向国际“木本泥炭及炭基新型肥料田间试验项目”；广东省科技计划(2015B070701001)；广东省科技计划
(2014B070706005)；国家现代农业产业技术体系甘蔗专项(CARS-20-3-1)
王亚彪(1962-)，男，农业推广硕士，农艺师，主要从事甘蔗生产管理及技术推广；Email：wang113388@163.com
*黄振瑞(1980-)，男，博士，高级农艺师，主要从事植物养分资源管理及配套栽培技术研究；Email：fjsi@163.com

引文格式：王亚彪，陈迪文，李健鹏，等. 木本泥炭新型肥料在砖红壤甘蔗上的应用[J]. 甘蔗糖业，2016(2)：7-11.