云南不同生态蔗区甘蔗施肥现状分析与评价

樊 仙，郭家文，邓 军，张跃彬*，高欣欣，杨绍林，李如丹

（1 云南省农业科学院甘蔗研究所，云南开远 661699；2 云南省甘蔗遗传改良重点实验室，云南开远 661699）

云南省是我国第二大甘蔗和食糖生产基地，云南蔗区主要分布于德宏、临沧、保山、普洱、红河、西双版纳、玉溪、文山等8个州 (市)[1-3]。2012、2013年云南省甘蔗种植面积超过360.1 khm2，甘蔗农业产量22.05 Mt，工业产量17.58 Mt，食糖产量2.24 Mt[4-5]。甘蔗种植已成为振兴云南省边疆民族农业经济和农民增收的重要支柱产业。农田施肥是保持土壤肥力和增加作物产量的重要环节之一[6-8]，尽管提高甘蔗产量和糖分主要是依靠品种的选育和栽培条件的改善来实现，但是植物营养和合理施肥同样是影响作物产量和品质的重要因素[9-10]。合理施肥可以增加产量，提高糖分。因此，调查与研究全省甘蔗施肥状况对甘蔗生产具有重要的意义。然而，关于云南省甘蔗的施肥现状研究却少有报道，本文通过蔗农施肥现状的抽样调查和统计数据资料的分析，拟从甘蔗产量、施肥量、施肥方式、施用肥料品种等方面对甘蔗施肥现状进行评价，为云南省甘蔗生产中养分优化管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 数据收集与调查方法

数据主要来源于课题组对全省不同生态蔗区蔗农抽样调查[11-12]。本研究在2013年至2014年榨季调查情况的基础上进行分析总结，针对蔗区农户，在云南省3个生态蔗区的6个甘蔗主产区 (临沧、保山、德宏、文山、普洱) 采用统一问卷实地走访调查的方式，共调查了1350户蔗农。调查内容主要包括：甘蔗产量，肥料种类、施肥方式及施用量等。具体调查地点分布及样本数见表1。

1.2 农户施用肥料养分含量的计算

化肥养分的单质肥料按各肥料养分含量标准计算，复合肥与专用肥按实际调查记录值计算，没有记录的按调查多数平均值计算。

1.3 数据处理方法

调查数据采用Epidata (V3.02) 软件进行问卷数据录入，对于有些逻辑上不匹配的调查问卷，笔者采用电话回访的形式，再次对该蔗农的有关信息进行询问核实。应用Excel 2010进行数据统计分析。

表1 调查地点分布及样本数Table 1 Distribution of the sites and number of samples investigated in the study

2 结果与分析

2.1 不同生态蔗区甘蔗产量现状

根据调查结果将甘蔗产量分为5级[13](表2)，对不同生态蔗区1350 户蔗农甘蔗生产状况进行调查表明，南亚热带湿润区甘蔗平均产量最高，为81.40 t/hm2，其次为中亚热带湿润区平均产量为81.73 t/hm2，北热带半湿润区的甘蔗平均产量最低为75.44 t/hm2，全省甘蔗平均产量80.35 t/hm2。南亚热带湿润区甘蔗产量中等的蔗农占样本总数的28.4%；产量很低和偏低蔗农占样本总数一半以上，为53.4%；产量很高和偏高蔗农仅占18.2%。北热带半湿润区甘蔗产量中等的蔗农占13.8%；很低和偏低蔗农占79.2%；产量偏高蔗农仅占7.1%，未调查到产量很高的蔗农样本。中亚热带湿润区甘蔗产量中等的蔗农占27.3%；产量偏低和很低蔗农占68.2%，未调查到产量很高蔗农样本。结果表明，全省蔗区产量在中等偏低水平。

2.2 不同生态蔗区甘蔗基肥、追肥分配及肥料种类

由不同生态蔗区蔗农施用的肥料种类 (表3) 可知，化肥种类主要包括单质氮磷钾肥及复合肥；有机肥种类虽多，但蔗区以滤泥、酒精废液、蔗叶还田及动物粪肥为主。南亚热带湿润蔗区基肥以复合肥比例最大，占基肥施肥品种的45.98%；其次是尿素，占18.93%；再次是有机肥的蔗叶还田，占11.67%。追肥也是以复合肥为主，占追肥施用品种的77.24%；其次是尿素，占18.01%；再次是过磷酸钙，占4.75%。该蔗区施用基肥的蔗农比例为99.71%，施用追肥的蔗农比例为47.32%。

北热带半湿润蔗区基肥以有机肥中的动物粪肥比例最大，占基肥施肥品种的40.55%；其次是尿素，占35.05%；再次是有机肥的滤泥，占14.43%。追肥全部施用复合肥。该蔗区施用基肥的蔗农比例为47.08%，施用追肥的蔗农比例为94.17%。

表2 云南省甘蔗产量分布Table 2 Yield levels of sugarcane in Yunnan Province

表3 不同生态蔗区主要化肥品种提供的养分比例 (%)Table 3 Proportion from the individual fertilizer used in sugarcane production in different regions

中亚热带湿润蔗区基肥以尿素和过磷酸钙为主，其分别占基肥施肥品种的63.16%和36.84%。追肥全部施用复合肥。该蔗区施用基肥的蔗农比例为45.45%，施用追肥的蔗农比例为93.94%。

调查结果得出，蔗区施用复合肥的比例较高，其施用的样本比例占到了总样本数的94.13%，而单质肥料施用较少，施用尿素的样本比例占到了总样本数的41.63%，而施用过磷酸钙的样本比例仅占到了总样本数的15.09%，施用硫酸钾的样本比例则更少，仅为0.45%。由此可以得出，复合肥因具有施用简单、方便、营养成分较为全面的优点，大部分蔗农都选择施用。

2.3 不同生态蔗区甘蔗化肥养分投入状况

不同生态蔗区甘蔗化肥养分投入状况调查表明(表4)，全省化肥氮 (N)、磷 (P2O5) 和钾 (K2O) 投入量分别是 193.67 kg/hm2、116.79 kg/hm2和95.86 kg/hm2。南亚热带湿润蔗区的化学氮肥、磷肥和钾肥投入量最高，氮肥 (N) 投入量变化在0～525.60 kg/hm2，平均为207.98 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 投入量变化在0～336.00 kg/hm2，平均投入量分别为112.60 kg/hm2，钾肥 (K2O) 投入量变化均在0～292.50 kg/hm2，平均投入量分别为108.55 kg/hm2。北热带半湿润蔗区的化学氮肥投入量变化在0～344.40 kg/hm2，平均投入量最低，为131.41 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 投入量变化在0～210.00 kg/hm2，平均为99.95 kg/hm2，钾肥(K2O) 投入量变化在0～84.00 kg/hm2，平均投入量最低，为46.58 kg/hm2。中亚热带湿润蔗区的化学氮肥用量变化在0～374.40 kg/hm2，平均为193.71 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 用量变化在0～192.00 kg/hm2，平均用量最低，为86.18 kg/hm2，钾肥 (K2O) 用量变化在0～96.00 kg/hm2，平均用量为74.18 kg/hm2。蔗区甘蔗养分主要由化肥提供，由表4可得出，云南省各生态蔗区甘蔗化肥养分投入量均表现为氮肥 ＞ 磷肥 ＞钾肥。

2.4 不同生态蔗区甘蔗施肥量与产量的关系

不同生态蔗区不同肥料投入水平下蔗农户数和产量分布 (图1～图3)，结果表明，随着化肥氮、磷、钾养分投入量的增加，3个不同生态蔗区甘蔗产量均呈现稳定上升的趋势。氮肥施用量超过300kg/hm2时，平均产量分别达95.06 t/hm2、90.05 t/hm2和84.75 t/hm2。磷肥施用量为150 ～ 200 kg/hm2时，平均产量分别达96.56 t/hm2、77.69 t/hm2和83.25 t/hm2。钾肥施用量超过 75 kg/hm2时，平均产量分别达87.12 t/hm2、83.83 t/hm2和83.62 t/hm2。说明在云南蔗区合理增施氮、磷、钾肥可增加甘蔗的产量，这与前人的研究结果一致[14-17]。

表4 不同生态蔗区甘蔗化肥投入量 (kg/hm2)Table 4 Nutrient inputs in sugarcane fields in different regions

图1 南亚热带湿润区不同肥料投入水平下蔗农户数和产量Fig. 1 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the south subtropical humid region

图2 北热带半湿润区不同肥料投入水平下蔗农户数和产量Fig. 2 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the north tropical sub-humid region

图3 中亚热带湿润区不同肥料投入水平下蔗农户数和产量Fig. 3 Distribution of households and yields of sugarcane under different fertilizer input levels in the middle subtropical humid regions

2.5 不同生态蔗区甘蔗施肥时间、方式及深度

不同生态蔗区甘蔗施肥以两次施肥 (基肥 + 追肥) 和一次施肥 (追肥) 为主。基肥施肥时间是在甘蔗下种时随蔗种一起施入，在甘蔗进入拔节伸长期时进行追肥。调查结果表明，不同生态蔗区追肥均在4—6月份完成。

施肥的深度直接影响根系对养分的吸收效率[18-21]。对不同生态蔗区施肥方式和深度的调查表明，新植甘蔗基肥 (包括化肥和有机肥) 施用均采用条施的方式，中耕培土期的追肥施用主要采用穴施或者条施的方式，分别占到总调查蔗园数的77%和20%，采用撒施方式的蔗农所占的比例相对较小。就施肥深度而言，全省各生态蔗区基肥施用条施的深度存在较大差异，从15 cm左右至35 cm深不等。然而各生态蔗区在追肥的施用过程中存在施肥后不盖土的现象，且各生态蔗区之间有较大差异。调查发现，南亚热带湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的33.52%；北热带半湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的48.39%；中亚热带湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的82.53%。

2.6 不同生态蔗区甘蔗施肥状况评价

2.6.1 合理施肥量的确定 由于蔗区有机肥施用比例较小，施用的有机肥大部分只有经过微生物分解后才能被吸收利用，且有机肥中速效养分和迟效养分的比例不确定。因此，本研究在确定合理施肥量时只考虑化肥投入。通过调查分析云南不同生态蔗区甘蔗养分投入量与产量的关系，结合测土施肥推荐指标[22-23]和相关资料[24-25]得出云南省蔗区肥料的合理用量。甘蔗产量介于85.00～90.00 t/hm2时，建议施肥用量为：N 285～350 kg/hm2，P2O5200～250 kg/hm2，K2O 175～225 kg/hm2。

2.6.2 施肥量分级标准确定 在蔗区合理施肥量的基础上，将N、P2O5、K2O施用量分为很低、偏低、合理、偏高和较高5级，如表5所示。将小于合理用量50%定义为“很低”，大于合理用量50%为“较高”，“合理”与“很低”之间为“偏低”，“合理”与“较高”之间为“偏高”。

2.6.3 施肥状况评价 据表5 确定的不同生态蔗区施肥量分级标准，对云南省不同生态蔗区甘蔗化肥施用量进行分析与评价 (图4)。由图4可知，南亚热带湿润区化学氮肥、磷肥和钾肥投入合理比例低，分别为18.2%、5.3%和7.4%，很低和偏低比例均较高，均未调查到投入较高样本。北热带半湿润区氮肥和磷肥投入合理比例分别为3.3%和2.5%，很低和偏低比例均较高，未调查到投入很高和较高样本，钾肥投入量在很低水平。中亚热带湿润区氮肥和磷肥投入合理比例分别为6.1%和9.1%，氮肥投入偏低比例高，为78.8%，磷肥投入很低比例为87.9%，钾肥投入量在很低和偏低水平，投入比例分别为42.4%和57.6%。由此可知，不同生态蔗区蔗农施肥习惯存在一定差异，但蔗区氮、磷、钾肥投入量均不足。

表5 不同生态蔗区施肥量分级标准Table 5 Classification standards of fertilization rates in different regions

图4 不同生态蔗区养分不同投入水平所占比例Fig. 4 Percentages of different nutrient input levels in different regions

3 讨论

本研究在2013年至2014年甘蔗榨季调查情况的基础上，结合测土施肥推荐指标和相关资料得出云南省蔗区肥料的合理用量。甘蔗产量在85.00～90.00 t/hm2之间时，建议施肥用量为：化学氮肥 (N)285～350 kg/hm2，磷肥 (P2O5) 200～250 kg/hm2，钾肥 (K2O) 175～225 kg/hm2。N∶P2O5∶K2O 养分比例约为1∶0.7∶0.6。调查分析得出蔗区蔗农养分管理中存在以下突出问题：

3.1 氮磷钾养分施用不平衡

不同生态蔗区氮磷钾养分施用不平衡，成为限制甘蔗增产与肥料投入效益的重要因素[26]。不同生态蔗区氮肥 (N) 投入量介于0～398.40 kg/hm2，磷肥(P2O5) 投入量 0～336.00 kg/hm2，钾肥 (K2O)0～292.00 kg/hm2，养分投入量极不平衡，化肥氮磷钾投入过量与不足的问题同时存在，投入不足的比例更大，严重影响甘蔗产量。调查中发现蔗农普遍注重施用氮肥，不施或少施钾肥，甘蔗施肥缺乏科学性，各生态蔗区甘蔗化肥养分投入量均表现为氮肥 ＞ 磷肥 ＞ 钾肥。

调查结果也得出，蔗区普遍存在轻基肥、重追肥的现象[27-28]，或者在追肥时只注重氮肥而忽视了磷钾肥的施用。复合肥施用比例较高，其施用的样本比例占到了总样本数的94.13%。但是，蔗区普遍施前不开沟，施后不盖土，造成肥料利用率低[29-31]。根据云南省的气候特点，基肥投入应根据种蔗时期选择合适的施肥量，追肥一般选择在中耕培土时施入，要注意该时期的降雨情况，尽量在降雨前施入并覆土以充分发挥肥料，追肥才可更有效地得到利用。蔗区应平衡氮肥和磷肥用量，增加钾肥和有机肥用量[32-33]。

3.2 有机肥投入严重不足

有机肥是农田的一项重要养分来源，在土壤培肥上具有重要作用[34]。随着人们生活品质的提高，有机肥的种类和数量越来越少，由于劳动力成本等因素的限制，蔗农选择只施用化肥，忽略有机肥的施用。研究表明增施有机肥能增加甘蔗分蘖率，显著提高甘蔗产量和品质，改善土壤理化性质[35]。Elsayed等[36]连续三个榨季的研究表明，施用滤泥可获得高糖质量，并且随着滤泥用量的增加，土壤有机碳，总氮量和有效磷同时增加。苏天明等[37-38]的研究也表明蔗地施用酒精废液做基肥能显著提高其土壤肥力和有机质、腐殖质含量的作用，在甘蔗出苗、分蘖和生长发育中起到关键性的作用，同时，施废液的土壤种植甘蔗对废液养分吸收和环境净化有一定作用。Vastava等[39]连续4年的研究表明，蔗叶还田的甘蔗单产显著高于无覆盖甘蔗单产，增产幅度达47.8%。郭家文等[40]的研究也表明，蔗叶还田能使土壤得到持续的培肥，保证了甘蔗的持续增产。因此，有机肥在甘蔗种植中是非常重要的，它不但可以提高甘蔗的产量和品质，还可以培肥土壤，改善土壤环境。为保证蔗区甘蔗产量和糖分的可持续发展，建议在今后的施肥中，蔗农应重视有机肥的投入，多途径增加有机肥的投入，并注重有机无机肥的合理配施。

3.3 推广测土配方施肥技术的必要性

调查发现，蔗区蔗农在甘蔗施肥管理上存在很大的盲目性。偏施、滥施现象比较普遍，氮磷钾肥比例不合理，且片面依赖化肥，忽视有机肥的施用，要彻底改变这一现状，最根本的办法就是推广实施测土配方施肥技术。李奇伟等研究也表明实施测土配方施肥，可增加甘蔗产量20.8%～37.6%[41]。王龙等[23]在陇川应用配方施肥技术，使2006—2008年连续2年甘蔗增产12.75～15.75 t/hm2，蔗糖分提高0.23%～0.48%。甘蔗测土配方施肥能提高肥料利用效率，改善蔗区土壤环境，培肥地力，改善农艺性状，提高甘蔗产量和蔗农经济效益，促进甘蔗产业的可持续发展。

4 结论

云南不同生态蔗区存在以下问题：重追肥，轻基肥；重视化学肥料、复合肥，忽视有机肥；重视氮肥，轻钾肥；部分地区追肥不覆土现象严重。因此，针对不同生态蔗区应积极推广有机肥的投入，平衡氮肥与磷肥用量，提高钾肥的施用量，优化基肥追肥投入比例，推广测土配方施肥，做到施肥覆土，提高肥料利用效率。

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