甘蔗新品种 ‘桂糖42号’对不同施氮水平的响应①

王伦旺 廖江雄 谭 芳 邓宇驰 唐仕云 黄海荣 李 翔 经 艳 杨荣仲

(广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室 广西南宁 530007)

以甘蔗(Saccharrum officinarumL.)为原料的广西蔗糖业在我国的食糖产业中具有举足轻重的地位，广西已经连续26年为我国甘蔗优势产区。但是甘蔗原料生产成本长期居高不下已经严重制约了广西蔗糖业的健康发展[1]。在巴西，由于氮肥成本高，甘蔗的选育都是在低氮或无氮的条件下进行。在巴西圣保罗州，氮肥的推荐用量新植蔗为80 kg/hm2左右，宿根蔗为120 kg/hm2。而我国甘蔗栽培上氮肥使用量普遍比巴西高，例如：广西蔗区施尿素水平一般在500～700 kg/hm2，施氮量是巴西蔗区的6～8倍，蔗茎产量只有60 t/hm2左右；广东、云南、福建等蔗区的氮肥使用量大多数也在600～750 kg尿素/hm2[1-2]。但产量没有随着施氮量的增加而持续增长，过量施氮肥不仅会增加种植成本，还会造成环境污染[3-8]。 ‘桂糖42号’是广西农业科学院甘蔗研究所于2013年选育并通过品种审定的，于2018年在广西首批完成并获得国家非主要农作物登记的优异甘蔗品种，该品种具有高产、高糖，抗风抗倒抗旱能力强，既可人工砍收，又适合机械化砍收的优良性能[9-10]。但是关于该品种应施用多少的氮肥，如何施用才能达到既高产又高效的目的，还没有相关报道。本文拟通过在磷钾肥基本得到满足的条件，以常规高氮水平即600 kg/hm2作对照，设置4种不同的施氮水平试验，探讨 ‘桂糖42号’对不同施氮水平的响应，同时筛选出 ‘桂糖42号’的最佳施氮量，为生产上提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

参试品种为 ‘桂糖42号’。试验地位于广西南宁市隆安县丁当镇浪弯华侨农场德清分场，土壤为红壤土，地势平坦，前作为甘蔗。试验播种前的土壤养分含量如下：全氮含量1.32 g/kg；全磷含量0.40 g/kg；全钾含量 4.9 g/kg；速效氮 82.63mg/kg；速效磷62 mg/kg；速效钾96 mg/kg；有机质 20.7 g/kg； pH 6.2。

1.2 方法

1.2.1 试验时间

2013年2月至2016年2月进行1年新植2年宿根。新植蔗种植时间2013年2月3～4日；宿根蔗破垄时间2014年3月6日和2015年3月10日。

1.2.2 试验设计

试验设5个处理。5种施氮(尿素)水平，处理A(CK)： 600 kg/hm2； 处理 B： 450 kg/hm2； 处理 C：300 kg/hm2； 处理 D： 150 kg/hm2； 处理 E： 0。 其中A处理为甘蔗生产上常用的施氮水平，作对照；新植各处理尿素按试验设计的总量分别于基肥施20%，分蘖期结合大培土施80%；各处理钙镁磷肥统一施2 400 kg/hm2，全部作基肥；各处理硫酸钾肥统一施562.5 kg/hm2，其中基肥施40%，分蘖期结合大培土施60%。3个重复，共15个小区，随机区组排列。每小区5行，行长8 m，行距1.2 m；小区面积48 m2，试验区面积共630 m2。边排设1排保护排，田块两边设2～3行保护行。

1.2.3 播种与田间管理

下种量12万芽/hm2，砍成双芽段，种茎以双行品字形排列，施长效杀虫剂5%毒死蜱或辛硫磷75 kg/hm2，盖土3～5 cm。表面土壤要细碎，平滑。甘蔗盖土后一周内喷施芽前除草剂，每公顷用2.25～3 kg阿特拉津加600 mL乙草胺乳剂，兑水750～1 125 kg，均匀喷于蔗地表面，趁地湿时盖上地膜，大培土后及时喷施芽前除草剂一次进行杂草防除。新植砍收后及时清理宿根蔗地和破垄松蔸，各处理按新植的施用方法进行施肥。

1.2.4 数据分析与处理

调查各处理的发芽率、宿根发株数、分蘖率、株高、茎径、有效茎，砍收时测定各处理小区中间3行的产蔗量，折算成每公顷的产蔗量，同时采样6条有效茎作甘蔗蔗糖分分析，计算各处理的单位面积的含糖产量＝产蔗量×甘蔗蔗糖分。将1年新植2年宿根的数据汇总，并使用DPS统计分析软件[11]进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮水平对 ‘桂糖42号’主要农艺性状的影响

从表1可以看出，各处理的发芽率、发株数、分蘖率、株高和有效茎等均无显著性差异。E处理的茎径最粗，与其他处理间差异达5%显著水平，其发芽率、发株数、分蘖率、有效茎数则均略低于其它处理，但差异不显著，可能是有效茎减少后，生长空间大，茎径变粗，是一种自我调节的作用。

2.2 不同施氮水平对 ‘桂糖42号’产蔗量和蔗糖分的影响

从表2可以看出，平均产蔗量：D处理最高，其次为C处理，B处理最低。C、D、E处理均比A处理(CK)高，D、C处理分别比B处理增产11.13 t/hm2和10.09 t/hm2，达5%的显著水平，其他处理间无显著性差异。

蔗糖分方面：各处理的平均蔗糖分为14.78%～15.56%，随着施氮量的增加无明显的变化规律。其中，D处理最高，其次为A处理(CK)，E处理最低。

含糖量方面：最高为D处理，其次为C处理，D处理比B处理增产2.17 t/hm2，差异达1%的极显著水平，比A、E处理分别增产1.41 t/hm2、1.83 t/hm2，差异达到5%的显著水平，其他处理间无显著性差异。

表1 不同施氮水平对 ‘桂糖42号’主要农艺性状的影响(2013～2015年1年新植2年宿根汇总)

表2 不同施氮水平对桂糖42号产量和蔗糖分的影响(2013～2015年1年新植2年宿根平均)

3 讨论与结论

在1年新植2年宿根不同施氮水平的试验中，‘桂糖42号’的农艺性状、产量、蔗糖分等随着施氮量的增减无明显的变化规律，各处理产蔗量均较高，不施氮肥的E处理产量达89.42 t/hm2，远远超过了土壤本身的供氮水平(速效氮含量82.63 mg/kg)所能支撑的产蔗能力(60 t/hm2)[12]，这说明 ‘桂糖42号’具有较强的生物固氮能力，通过各种内生固氮菌的联合固氮作用[13]，利用大气中的氮素，在施氮量较少的条件下也可达到较高的产量。

张艳梅等[14]的研究结果指出，在一定范围内(尿素施用水平150～300 kg/hm2)随施氮量增加，甘蔗的氮代谢显著增强；刀静梅等[15]也认为，甘蔗产量在一定施氮量范围内随施氮量的增加而增加，当氮肥施用增加到一定水平就会出现产量不再上升，反而呈下降趋势。本研究中，D处理(150 kg/hm2)的产蔗量、蔗糖分、产糖量均为最高，在C处理(300 kg/hm2)时也表现尚可，施氮量最高的A处理(CK)则表现中等，这与前人的研究结果接近，但 ‘桂糖42号’在150 kg/hm2条件下即表现最好，说明其所需的施氮量比常规水平低，也验证了其具有较强的生物固氮能力。

本研究中，不施氮肥的条件下， ‘桂糖42号’的发芽率、有效茎数等农艺性状均为最低，说明虽然 ‘桂糖42号’的生物固氮能力比较强，但也不能完全不施氮肥，否则会影响其正常生长，如可能会抑制宿根蔗的发株、分蘖和有效茎的形成，从而影响产量的形成，这与其它固氮品种的低氮或者无氮胁迫试验结果一致[14-18]。

因此， ‘桂糖42号’是一个具有较强生物固氮能力的品种，对环境中的氮素含量具有较强的调节适应能力，在少施氮肥的情况下，也可获得较高产量。其最佳施氮量为：在磷、钾肥得到满足的条件下，每公顷施150～300 kg的尿素或者等氮量的复合肥、复混肥或者其它类型的肥料。这样即可获得与常规高氮施肥条件相当甚至更高的产量，可以节约300～450 kg/hm2的尿素，节省肥料投资600～900元/hm2，节约成本，提高效益，达到提质增效的目的。