微喷灌不同灌溉定额对赤红壤甘蔗生长的影响

2020-09-02罗维钢黄忠华农梦玲

广西水利水电 2020年4期

罗维钢，黄忠华，钟东，农梦玲

（1.南宁市灌溉试验站，南宁 530001；2.广西大学农学院，南宁 530005）

0 引言

广西蔗作土壤主要是赤红壤[1，2]，质地黏重，保水性较差，加上季节性降雨分布不均，导致当地甘蔗常因秋冬旱的频繁发生而普遍减产[3，4]。因此开展赤红壤甘蔗灌溉试验，制定适宜的灌溉制度，对提高蔗茎产量、增加蔗农收入、促进蔗糖产业的可持续发展具有重要的现实意义。微喷灌是当前较为成熟的节水灌溉技术，广泛用于香蕉[5]、葡萄[6]、苹果[7]等经济果木以及玉米[8]、木薯[9]、小麦[10]等大田作物的灌溉，结果表明，微喷灌能显著增加作物产量，提高水分利用效率。与其他作物相比，甘蔗生育期长，耗水量大[11]，仅靠降雨难以满足其对水分的需求。微喷灌因其具有喷水均匀、湿润面大、省时高效等优点[12]，适用于赤红壤地区甘蔗的补充灌溉。但目前为止，有关赤红壤甘蔗微喷灌方面的研究并不多见。本项目以微喷灌为灌溉方式，分析不同灌溉定额对赤红壤试验区甘蔗农艺指标和产量性状的影响，旨在为制定科学合理的灌溉制度、保障赤红壤蔗区甘蔗的高产稳产提供技术参考和理论依据。

1 材料与方法

（1）试验区概况。试验于2019 年2～12 月在南宁市灌溉试验站甘蔗种植基地进行，试区土壤质地黏重，pH 低至5.8，呈强酸性，容重达到1.35 g/cm3，为典型的赤红壤。

（2）试验材料。以南宁市武鸣区香山糖厂提供的桂糖42 号为供试材料，于2 月14 日种植，行距100 cm，株距10～20 cm，下种量129 000 芽/hm2。蔗种覆土后在每两行播种沟中间安放1条微喷带进行灌溉，微喷带直径63 mm，壁厚0.2 mm，每组3 个出水孔、孔径0.8 mm，流量20～30 L/h。

（3）灌溉设计。采用微喷灌为灌溉方式，设计1500 m3/hm2（MSI1）、2250 m3/hm2（MSI2）、3000 m3/hm2（MSI3）3种灌溉定额，以不灌作对照（CK），各处理均作3次重复，灌溉方案见表1。

（4）调查、分析项目。①出苗率：待甘蔗出苗后，从3月10日～4月30日，每隔10或11 d数蔗区苗数，除以同试区的下种芽数，计算各期间的出苗率；②分蘖率：甘蔗进入分蘖期后，于5 月10 日～6 月20日，每隔10 或11 d 数蔗区分蘖苗数，除以总苗数计算各阶段的分蘖率；③蔗茎生长速度：在甘蔗伸长期，分别于6～11 月选择各试区长势相近的20 株甘蔗，测量株高，除以天数计算蔗茎生长速度；④考种：甘蔗砍收前各试区分别挑选有代表性的20根蔗株，测量单茎重和茎粗；砍收后测产，称量各区的蔗茎产量，数其有效茎数。

（5）数据处理。采用Excel 2003整理数据和制作图表，用SPSS 24.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甘蔗农艺性状的影响

2.1.1 对出苗率的影响

不同处理甘蔗出苗率对比图见图1。

图1 不同处理甘蔗出苗率对比

由图1 可知，甘蔗种植后蔗种从3 月份起陆续萌芽。在3月10日，各处理甘蔗出苗率均处在较低水平。其中MSI1、MSI2、MSI3 的出苗率分别为32.7%、31.5%和30.9%，与CK（28.2%）相比分别提高4.5%、3.3%、2.7%（绝对值，下同）。说明在出苗前期灌水，有助于蔗种萌发。进入3月中旬之后，灌溉和对照区组的出苗率均呈现出快速上升的趋势，并在4 月中下旬达到峰值。到4 月30 日，试验区甘蔗出苗率均略有下降，不再增长。说明苗期趋于结束，此时各处理出苗率的高低顺序表现为：MSI1＞MSI2＞MSI3＞CK。其中MSI1、MSI2 出苗率分别为55.1%、55.0%，二者非常接近，比CK（47.1%）高出8.0%、7.9%；MSI3 出苗率为54.5%，略低于MSI1 和MSI2，比CK高7.4%。上述分析表明，苗期适量灌溉对蔗种出苗具有较为明显的促进作用。但甘蔗在苗期需水量不多，灌水定额应以150～225 m3/hm2为宜。当灌水量增加到300 m3/hm2时，则对甘蔗出苗产生轻微的负效应，并造成水资源的浪费。

2.1.2 对分蘖率的影响

不同处理甘蔗分蘖率对比图见图2。

由图2可知，进入5月份后，甘蔗分蘖苗逐渐长出。5 月上旬各处理的分蘖率均在40%以上，灌溉试区中MSI2 分蘖率最高，为46.5%，比CK（43.9%）高2.6%（绝对值，下同）；MSI1、MSI3 分蘖率则在44%～45%之间，与CK 相比差异不大。从5 月20 日开始，各试验区甘蔗分蘖速度加快，分蘖率不断升高，并于6 月10 日达到峰值。其中MSI2 分蘖率为77.3%，比CK（66.3%）高11.0%；MSI1、MSI3 分蘖率分别为74.6%、72.0%，分别比CK 高8.3%和5.7%。由此可见，灌溉有利于促进蔗苗分蘖，进而提高蔗田总苗数。到6月20日分蘖后期，各处理甘蔗分蘖率均有所下跌。与6 月10 日对比，MSI2 分蘖率为73.5%，下降3.8%，降幅不明显；MSI3 下降5.2%，降幅最大。说明灌水过多导致土壤湿度增大，加上田间荫蔽环境的影响，造成部分长势较弱的分蘖苗死亡，从而降低甘蔗的整体分蘖率。

图2 不同处理甘蔗分蘖率对比

2.1.3 对蔗茎生长速度的影响

不同处理蔗茎生长速度对比图见图3。

图3 不同处理蔗茎生长速度对比

由图3可知，在甘蔗整个伸长阶段，试区蔗茎生长速度表现出先升后降的变化规律。6～8月为甘蔗伸长盛期，植株长势旺盛。尤其在7月份，蔗株伸长量为全期最高水平，MSI1、MSI2、MSI3 蔗茎的日均生长速度分别达到2.76、2.75、2.69 cm/d，与CK（2.51 cm/d）相比分别提高10.1%、9.4%、7.2%。从9月份起，甘蔗逐渐进入伸长后期，蔗茎长势不断减弱。到11 月份，各处理蔗茎日均生长速度下降至0.3～0.4 cm/d的较低水平。整体来看，MSI1、MSI2蔗茎全期平均生长速度非常接近，分别为1.75 cm/d和1.76 cm/d，分别比CK（1.56 cm/d）高12.3%、12.5%；MSI3则为1.71 cm/d，比CK高9.6%。可见灌溉对加快甘蔗伸长具有较为明显的正效应。综上分析表明，甘蔗伸长期需水量大，生育期长，单靠降雨难以满足蔗茎对水分的需求。因此需要补充灌溉，以促进蔗茎生长，增加植株高度。

2.2 不同处理对甘蔗产量性状的影响

各处理甘蔗产量性状对比见表2。

处理MSI1 MSI2 MSI3 CK单茎重/kg 1.86 aA 1.89 aA 1.85 aA 1.82 aA比CK/%2.20 3.85 1.65茎粗/cm 2.69 aA 2.72 aA 2.68 aA 2.64 aA比CK/%1.89 3.03 1.52有效茎数/（条/hm2）60 116 abA 60 701 aA 59 846 abA 56 886bA比CK/%5.68 6.71 5.20产量/（t/hm2）108.6 abA 109.8 aA 107.7 abA 102.8bA比CK/%5.64 6.81 4.77

由表2可知，各处理单茎重、茎粗指标的高低顺序为：MSI2＞MSI1＞MSI3＞CK。与CK 对比，MSI2、MSI1、MSI3 单茎重分别增加3.85%、2.20%、1.65%；茎粗分别增大3.03%、1.89%、1.52%，但差异均不显著，说明灌溉对单茎重量和茎粗的促进效应较为轻微。此外，MSI2 的有效茎数量也最多，相比CK 高6.71%，差异达到显著水平（P＜0.05，下同）；MSI1、MSI3 分别比CK 高5.68%、5.20%，但没有明显的差异。甘蔗产量主要由单茎重和有效茎数等要素构成，由于MSI2 在上述两方面均高于其他处理，因而其产量最高，达到109.8 t/hm2，比CK 高6.81%，差异达到显著水平；MSI1、MSI3 产量分别为108.6、107.7 t/hm2，分别比CK 高5.64%、4.77%，但差异不显著。综上所述可知，灌溉对单茎重和茎粗的影响相对有限，其增产效应主要集中在显著提高有效茎数方面。因此在苗期和分蘖期加强灌溉管理，增加田间总苗数，是实现蔗茎高产的关键。