一次性施用甘蔗专用缓释肥对甘蔗产量及蔗糖分的影响

梁阗，杨尚东，谭宏伟，何为中，卢文，谢金兰，王南通

（1.广西农业科学院甘蔗研究所，广西南宁530007；2.广西大学农学院，广西南宁530004；3.广西农业科学院，/广西甘蔗遗传改良重点实验室，广西南宁530007；4.广西扶绥县农业农村局，广西扶绥531000）

0 引言

在甘蔗生产中，施肥不仅能有效维护和提高蔗田土壤的肥力，而且可满足甘蔗生长所需的矿质营养，保障其正常生长发育，获得优质、高产的原料蔗[1]。长期以来，甘蔗生产上一般采用施足基肥、早施壮苗攻蘖肥、重施攻茎肥，“少吃多餐”的多次施肥方式，以提高肥料利用率、减少养分流失，满足甘蔗各生长期对养分的需求，获取更高的甘蔗产量[2-5]；但甘蔗生长中后期，蔗株稠密、叶片多易伤人，造成追肥作业困难；而且，目前蔗区劳动力日益紧缺、劳力成本持续增高，导致生产成本逐年升高，严重影响种蔗效益。针对甘蔗的需肥特性，发展缓控释肥料，减少甘蔗生产中的追肥次数，是蔗农的迫切需求，亦是甘蔗生产发展方向[6-8]。因此，开展甘蔗一次性施肥研究，简化生产环节，减少施肥作业次数，降低生产成本，增加收益，对提高和稳定甘蔗产量及促进甘蔗生产可持续发展具有重要意义。吴洁敏等[9]的研究表明，福利龙复合肥常规施用甘蔗产量104.28 t/hm2，虽然与一次性施用久田维多宝缓释肥处理的甘蔗产量76.95 t/hm2间达极显著差异水平，但与一次性施用金正大缓释肥处理的甘蔗产量92.91 t/hm2间差异不显著，而且两种缓释肥处理的甘蔗产量达显著差异水平；伍荣冬[10]的试验结果亦表明，一次性施用新农科复混控释肥料的甘蔗产量比常规施肥增产9.11%，增收2 842.9元/hm2；但黄小玲[11]的研究显示，等价肥（5 325元/hm2）下，一次性施用科比斯缓释肥的甘蔗株高、茎径及有效茎数均低于常规施肥，产量减少19.52 t/hm2，收入减少8 292.9元/hm2。常规肥料肥效期短，养分易淋失、挥发及土壤固定等损失，不仅肥料利用率低，而且多次施用，提高了生产成本；缓释肥属于新型肥料，具有养分利用率高、有效供应期长，是现代农业的发展方向之一[12-13]。研究甘蔗专用缓释配方肥的一次性施用对甘蔗产量和蔗糖分的影响，为缓释配方肥在甘蔗生产上的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试肥料：42%甘蔗专用缓释肥（采用硫酸脲技术生产，N-P-K含量分别为20—7—15），共有6个配方，其中配方1、2、3分别加入长效剂120、150、235 g/t，配方4、5、6分别添加增效剂3、8、18 kg/t，广西某肥业公司产品）；供试甘蔗品种：桂糖42号。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验设7个处理，甘蔗专用缓释肥的施用量及施用方法如表1所示。

每个施肥处理小区长度10 m，宽1.2 m，共5行，小区面积60 m2；3次重复，共设21个试验小区，随机排列，周围设保护行（排）。宿根试验在2017年新植蔗地上进行，处理排列与新植蔗相同。

表1 甘蔗专用缓释肥的施用量及施用方法Table 1 Application rate andapplication method of special slow-release fertilizer for sugarcane

1.2.2 实施方法

试验在崇左市扶绥县农科所甘蔗试验地（东经107°3′，北纬22°11′）进行，供试地块平坦，排灌条件良好，前茬作物为甘蔗；土壤类型为红壤土。种植前对蔗地土壤采样，土壤理化特性分析结果如下：pH值5.7，有机质含量17.6 g/kg、全氮含量0.92 g/kg、全磷含量0.62 g/kg、全钾含量0.56 g/kg，水解性氮85 mg/kg、速效磷35.3 mg/kg、速效钾125 mg/kg。新植蔗2017年3月2日种植，种植前施基肥。选择无病虫害、蔗茎均匀、蔗芽饱满的茎种，砍成双芽段，下种量105 000芽/hm2），双行品字形摆种，盖3～5 cm厚细泥、覆盖地膜；4月10日揭膜，CK（常规施肥）4月12日雨后撒施苗肥、5月13日雨后撒施分蘖肥、6月19日施拨节肥后大培土、10月8日雨后撒施壮尾肥，其他田间管理一致，2018年2月6日砍收；宿根蔗2018年3月中旬破垄，CK（常规施肥）4月10日雨后撒施壮苗攻蘖肥，5月21日施拨节肥，8月17日雨后撒施壮尾肥，A、B、C、D、E、F处理5月10日（出苗盛期）施甘蔗专用缓释肥，其他田间管理完全一致，甘蔗于2019年1月26日采收。

1.3 调查、分析项目

调查甘蔗萌芽率、分蘖率、宿根蔗出苗率（苗期苗数/上茬甘蔗有效茎数×100%）、宿根蔗发株率（宿根蔗有效茎数/上茬甘蔗有效茎数×100%），6—10月伸长量，收获前调查甘蔗产量性状（有效茎数、株高、蔗径）和分析蔗糖品质等，采收时称量小区的蔗茎产量，换算单位面积产量。试验数据采用Excel 2010和DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对新植蔗萌芽、分蘖及宿根蔗出苗、发株的影响

从表2可以看出，甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E、F处理的甘蔗萌芽率为46.78%～54.00%，与CK的54.10%相差较少、处理间差异不显著，说明甘蔗专用缓释肥不影响甘蔗萌芽出苗。各处理甘蔗分蘖率由高至低顺序为：E处理＞D处理＞B处理＞C处理＞A处理＞F处理＞CK；其中，E、D处理之间分蘖率差异不显著，但它们均分别与处理A、B、C、F和CK之间差异达极显著水平；此外，B处理和C处理之间差异不显著，但它们亦分别与A处理、F处理和CK之间差异达极显著水平；同时，A处理与F处理和CK之间差异达极显著水平，但F处理和CK之间差异不显著；表明：虽然甘蔗专用缓释肥对甘蔗分蘖有促进作用，但促进效应因肥料配方不同而异；其中甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E处理（配方1～5）促进甘蔗分蘖的效果显著。一般而言，甘蔗分蘖率与施氮量呈正相关，即分蘖率随施氮量增多而增加。甘蔗专用缓释肥处理的肥料均作基肥一次性施用，分蘖期供氮量相对较多；CK处理为多次施肥，分蘖期施氮量相对少，因此甘蔗专用缓释肥处理甘蔗分蘖率比CK高。宿根蔗是由留在土壤中蔗蔸（头）上的侧芽萌发出土而成，好的出苗，有效茎数就有足够的苗数基础。本试验在3月中旬破垄，为侧芽萌发出土提供良好的环境，促进蔗芽萌发，宿根蔗各处理出苗率介于205.48%～214.08%之间，处理间的差异不显著；另外，各个处理宿根蔗发株率介于95.25%～104.88%之间，同样各个处理之间差异不显著。表明甘蔗专用缓释肥处理不会影响宿根蔗出苗和发株。

表2 不同施肥处理对新植蔗萌芽率、分蘖率及宿根蔗出苗率、发株率的影响Table 2 Effects of different fertilizer treatments on germination in plant crop and tillering in ratoon crops

2.2 不同施肥处理对甘蔗伸长量的影响

由表3可知，新植蔗，6月底甘蔗专用缓释肥处理甘蔗株高介于98～102 cm之间，而且不同配方的甘蔗专用肥处理之间虽然差异不显著，但不同配方甘蔗专用缓释肥处理的甘蔗株高均分别与CK处理的甘蔗株高呈极显著差异水平；但进入7月甘蔗拔节期至采收期，甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E、F处理甘蔗伸长量与CK之间差异不显著；宿根蔗，同样地，6月初期甘蔗专用缓释处理甘蔗的株高介于86～91 cm之间，虽然甘蔗专用缓释肥处理之间的差异不显著，但不同配方甘蔗专用缓释肥处理的株高均分别与CK处理之间达极显著差异水平；同样地，进入7月甘蔗拔节期至采收期，不同配方甘蔗专用缓释肥处理的甘蔗伸长量与CK处理之间总体无显著差异。表明：甘蔗专用缓释肥作为基肥或苗期作为追肥一次性施用，能较早地提供充足养分，甘蔗生长进程加快，伸长拔节提早，前期株高显著高于对照；随着常规施肥处理（CK）施入追肥，新植蔗和宿根蔗在一段时间内虽然生长加快、伸长量增加；但无论是新植蔗还是宿根蔗，其后期的伸长量均与甘蔗专用缓释肥处理之间无显著差异。说明应用甘蔗专用缓释肥，虽然缺乏生长中期或后期的追肥措施，但其施用效果并不影响新植蔗或宿根蔗的生长量，从而有助于降低甘蔗生产的劳力成本。

表3 各处理甘蔗伸长量变化Table 3 The change of sugarcane elongation in each treatment

2.3 不同施肥处理对甘蔗产量性状及蔗茎产量的影响

由表4可知，新植蔗，不同施肥处理单位面积甘蔗有效茎数的多少依次为：B处理最多（70 425条/hm2），其次为A处理（68 475条/hm2）＞E处理（67 710条/hm2）＞D处理（66 870条/hm2）＞C处理（65 070条/hm2）＞CK（63 885条/hm2）＞F（62 370条/hm2）；其中，B处理不仅与CK之间的差异达显著水平，而且与F处理之间差异达极显著水平；此外，A处理与F处理之间差异亦达显著水平；F处理和CK中甘蔗有效茎数显著低于其余处理的现象，与前期较低的分蘖率有关。因为甘蔗分蘖率低，产生的蔗苗数少，形成的有效茎数相对少。另外，不同甘蔗专用缓释肥处理的新植蔗株高、茎径和CK处理之间虽然差异不显著；但甘蔗产量呈极显著差异水平，甘蔗产量从高至低排序分别为：E处理>B处理>A处理>D处理>C处理>F处理>CK，其中，A、B、C、D和E处理比CK增产10.27%～15.36%，F处理比CK增产1.41%，而且A、B、D和E处理的甘蔗产量分别与F处理和CK差异达极显著水平；此外，C处理与F处理和CK之间差异亦达显著水平，说明甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E处理显著增加单位面积甘蔗的有效茎数，是甘蔗专用缓释肥处理甘蔗产量显著高于F处理和CK的主要原因。宿根蔗，由于各处理上茬蔗的甘蔗有效茎数均在62 370条/hm2以上，而且出苗率亦介于205.48%～214.08%之间的较高值，使不同施肥处理宿根蔗有效茎数介于65 330～67 665条/hm2之间，但各个处理之间差异不显著；同时，不同施肥处理甘蔗的株高和茎径均无显著差异从而使不同施肥处理的甘蔗产量呈不显著差异水平；说明甘蔗专用缓释肥处理不仅有助于显著提高新植蔗的产量，而且亦有助于降低新植蔗和宿根蔗的追肥劳力成本。

表4 不同施肥处理对甘蔗产量性状及产量的影响Table 4 Effects of different fertilizer treatments on cane yield and its components

2.4 不同施肥处理对甘蔗品质的影响

蔗汁锤度和蔗糖分含量均是衡量甘蔗品质优劣的重要指标。一般而言，蔗汁锤度和蔗糖分含量越高甘蔗品质越好。由表5可知，甘蔗专用缓释肥处理新植蔗的蔗汁锤度值介于19.470BX～20.510BX之间，蔗糖分含量介于14.96%～15.62%之间，与常规施肥（CK）相比，两项指标的差异极小；另一方面，常规施肥处理（CK）宿根蔗的蔗汁锤度和蔗糖分含量分别为18.880BX和13.90%，而甘蔗专用缓释肥处理宿根蔗的蔗汁锤度介于18.640BX～19.030BX和蔗糖分含量13.82%～14.13%之间，因此无论是新植蔗或宿根蔗，甘蔗专用缓释肥处理均没有造成蔗汁锤度或蔗糖分含量显著低于相应的常规施肥处理（CK），表明施用甘蔗专用缓释肥没有导致甘蔗品质劣化。

表5 不同施肥处理对甘蔗品质的影响Table 5 Effects of different fertilizer on cane quality

2.5 不同施肥处理的经济效益分析

结果由表6可知，甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E、F处理的肥料成本均为7 200元/hm2，与常规施肥（CK）的肥料成本8 145元/hm2相比，不仅节约肥料成本945元/hm2，而且比常规施肥（CK）的新植蔗节约3次追肥的人工劳力成本675元/hm2、宿根蔗2次追肥的人工劳力成本450元/hm2；另外，农业产值扣除肥料及增施人工成本后，与常规施肥（CK）相比，新植蔗施用甘蔗专用缓释肥E、B、A、D、C和F处理依次增收8 315、8 225、7 970、6 740、6 095、2 235元/hm2；宿根蔗施用甘蔗专用缓释肥E、C、B、A、D和F处理分别比CK增加收入5 805、3 840、3 350、3 027、2 865、2 370元/hm2。鉴于上述结果与常规施肥（CK）相比，施用甘蔗专用缓释肥不仅可以减少施肥次数、节省劳力开支和降低肥料成本，还可以提高肥料利用率，增加和稳定甘蔗产量，节本增效显著。其中，新植蔗和宿根蔗的生产均以甘蔗专用缓释肥E处理（配方5）的经济效益最佳。

表6 不同施肥处理的经济效益比较Table 6 Comparison of economic benefits of different fertilizer treatments

3 结论与讨论

本文针对新植蔗和宿根蔗，分别开展了不同配方甘蔗专用缓释肥的施用试验，结果显示，甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E处理（配方1～5）的甘蔗分蘖增强、分蘖率增加、单位面积有茎数增多，增产效果显著；宿根蔗一次性施用甘蔗专用缓释肥A、B、C、D、E、F处理（配方1～6），虽然亦能增加甘蔗产量，但增产效果不显著；其中，新植蔗或宿根蔗施用甘蔗专用缓释肥以E处理（配方5）的产量和经济效益最佳。

甘蔗生长期长，需肥量大、时间长。常规施肥甘蔗对氮、磷、钾肥的平均利用率仅分别为21.2%、11.6%和21.1%，大部分的氮、磷、钾以挥发、淋溶或土壤吸附的形式流失或不能被甘蔗所吸收利用[14]。许树宁等[15]进行了甘蔗专用复混肥等氮量的施肥试验，结果表明，常规肥的一次性施用（基肥）处理蔗茎产量最低，与其它3个处理（多次施肥）相比，蔗茎产量减少5%，达显著水平，表明常规肥一次性施用无法满足甘蔗生长所需的矿质元素需求，进而影响产量。已有研究表明，控（缓）释肥中的氮、磷、钾利用率分别可提高到55%～80%、35%～50%、60%～70%[16-17]。本文针对新植蔗和宿根蔗开展甘蔗专用缓释肥的施用试验，发现：新植蔗常规施肥（CK）的总施肥量达3 300 kg/hm2、总养分量达1 327.5 kg/hm2；而宿根蔗的总施肥量达2 850 kg/hm2、总养分量达1 330.5 kg/hm2的前提下，无论是新植蔗或宿根蔗，甘蔗专用缓释肥处理总施肥量为2 250 kg/hm2、总养分量945kg/hm2时，甘蔗产量与常规施肥处理（CK）相比无显著差异（宿根蔗）或显著增加（新植蔗）。即：新植蔗总施肥量和总养分量分别比CK减少31.8%和28.2%，宿根蔗总施肥量和总养分量分别比CK减少21.1%和29.0%的前提下，对甘蔗产量的影响仍具备与常规施肥同等或增产的效果。表明甘蔗专用缓释肥不仅可延长肥料养分释放时间，提高肥料利用率、减少肥料损失，从而节约肥料用量，而且一次性施入还可减少生产投入，降低劳力成本，增加经济效益。李翠英等[18]研究结果表明，总施肥量1 200 kg/hm2、总养分量480 kg/hm2的缓释肥一次性施用于新植蔗和宿根蔗，它们的平均产量141 t/hm2，与总施肥量为1 500 kg/hm2、总养分量528 kg/hm2的普通肥处理平均产量135 t/hm2差异不显著。这一结果与本研究结果相似。种植新植蔗或宿根蔗齐苗后，进行一次性施肥管理，还可避免常规施肥（CK）处理中，甘蔗生长中、后期（5—9月）田间管理时段的高温、高湿天气以及蔗行空间窄小、蔗叶茂密易伤人等恶劣作业环境，同时节省常规施肥（CK）中多次施肥的劳动力投入、降低劳动强度和生产成本，增加收入。

目前，甘蔗种植户为了获得更高的甘蔗产量，存在盲目施肥和偏施氮肥等肥料不合理施用现象。盲目施肥不仅增加施肥成本、影响甘蔗生产的效益，而且造成土壤板结、肥力下降及理化性状劣化，从而造成严重的环境污染[14,19]；现阶段由于农村城镇化建设进程加快，蔗区劳动力数量逐年减少、劳动力负荷及成本激增，严重制约蔗农的稳步增收和生产积极性，阻碍了甘蔗产业的可持续发展[7,20]。

本文中，宿根蔗一次性施用甘蔗专用缓释肥不同配方处理的甘蔗，其农艺、产量性状以及甘蔗产量和品质均表现出相同水平，不同施肥处理间差异呈不显著的现象，并未因配方相异或配方剂量不同而产生差异。相比于F处理，新植蔗不同施肥处理中，甘蔗专用缓释肥D和E处理的甘蔗分蘖增强、分蘖率显著增加，其原因是否是F处理配方中高剂量的增效剂影响了甘蔗分蘖？本文所使用的甘蔗专用缓释肥中所添加的长效剂或增效剂是否为最佳量，这些现象与问题仍有待于今后进一步的试验加以论证。

总之，甘蔗生产中应用甘蔗专用缓释肥推广一次性施肥技术，不仅有利于提高甘蔗产量和保护农业生态环境，而且有助于缓解甘蔗常规施肥管理中所要求的多次追肥与现实生产中蔗区劳动力紧缺的矛盾，对实现甘蔗生产轻简栽培和节本增效均具有重要意义。