牛粪有机肥对甘蔗产量和糖分的影响

韦威泉，冯 斌，陈家福，钟德发，滕忠羿，李巨绘，杨斯雅

（1.来宾市农业科学院，广西 来宾 546100； 2.广西农业科学院来宾分院，广西 来宾 546100）

0 引言

来宾市位于广西中部，故有“桂中腹地”之称，总面积13411km，辖兴宾区、象州县、武宣县、忻城县、金秀瑶族自治县、合山市，总人口为270万人，常住人口为207万人，有壮族、苗族、瑶族等12多个民族，壮族等少数民族人口占75%，素有“中国糖都”之美称。来宾市是全国重要的蔗糖主产区之一，糖料蔗种植面积、食糖产量占全国1/10以上，“十三五”期间年糖料蔗种植面积11.33万hm以上，涉及农户 15万多户蔗农近80万人，已建成糖料蔗“双高”基地107.3万亩，建成666.67hm以上连片的“双高”基地 22个，200hm以上片区49个，蔗农年种蔗直接收入 44.2亿元，蔗农人均收入5500元以上。全市共有7家制糖企业（集团、公司）13家糖厂，总日榨生产能力9.8万t，2020/2021年榨季共进厂糖料蔗853.5万t，糖料蔗进厂平均糖分15.3%，平均产糖率13.58%，产糖量115.9万t，制糖及综合利用产值103.1亿元，其中，循环经济产值40亿元以上，真正把一根甘蔗“吃干用尽”，形成了“甘蔗—蔗叶蔗稍—饲料加工—畜牧养殖－畜粪有机肥还田”糖业循环经济产业链，初步建成广西乃至全国最完整的糖业循环经济基地，糖业资源优势正转变为产业发展和经济发展新优势。

近年来，来宾市肉牛产业迅猛发展，在广西德升牧业有限公司（肉牛）、广西来宾市金泰农业科技有限公司（肉牛）、广西来宾八百里农业有限公司（种牛）、忻城县中投牧业有限公司（南方牛都）、广西武宣金泰丰农业科技发展有限公司（夏南牛扩繁）等养牛龙头企业带动下，来宾市建成规模养牛场27家（其中千头牛场16家）。然而，养殖生产过程中产生的大量牛粪大部分未经处理直接排放，对空气、水体和土壤等环境造成污染，使周边群众生活质量降低，因此，如何把牛粪便变废为宝已成为急需解决的问题。应用牛粪规模化生产有机肥，不仅能有效解决环境污染问题，还能增加农业生产效益，值得示范推广。

1 材料与方法

1.1 供试肥料

对照处理复合肥厂家：迪斯科化工集团股份有限公司，氮磷钾比例为17：17：17；试验处理牛粪有机肥厂家：广西绿源肥业有限公司，氮磷钾含量≧5%，有机质≧45%，生物活性菌≧0.6亿个/g。

1.2 供试蔗种

供试甘蔗品种为桂糖57号（桂糖08-1180）。

1.3 实验设计

对照（CK）和处理（T）各重复三个小区，分别用CK1、CK2、CK3和T1、T2、T3表示，另外设1个大区。（2）施基肥：每个对照施6.75kg复合肥，每个处理施65kg牛粪有机肥，大区施牛粪有机肥500kg/667m。（3）大培土施肥：每个对照施20.22kg复合肥，每个处理施65kg牛粪有机肥，大区施复合肥120kg/667m。

1.4 实验方法与过程

试验地位于来宾市兴宾区凤凰镇龙岩村龙岩屯，肥力中等，地势平坦，土质疏松，土壤为沙壤土，有排水沟，上一茬种植甘蔗。实验小区间隔分布，分布图见表1，每个样本小区面积90m，分5行种植。设一个大区，面积为0.4hm。试验地周围设保护行。按照当地栽培习惯进行管理，2021年3月9日新植蔗，把浸种消毒后的双芽段蔗种按“品字形”种植，每个小区下种900芽（下种7200个芽/667m）。下种后施基肥并盖地膜。在甘蔗种植后，蔗苗出土前进行一次除草。5月19日中耕大培土施肥。甘蔗成生长中后期适当剥掉多余蔗叶，通风透光。

表1 试验种植分布图

田间锤度测定用日本爱拓手持糖度计MASTER-53Pa，数据分析采用excel软件。

1.5 数据收集与整理

2021年5月6日，收集小区出苗数据。2022年3月3日，测量甘蔗田间锤度、株高、茎径、有效茎、糖分及产量，小区选取中间20株甘蔗调查，同时大区随机选取3个区（42m/区）调查。

2 实验结果与分析

2.1 出苗情况分析

从表2可知，T比C K的甘蔗平均出苗率高1%，说明牛粪有机肥对出苗有促进作用。根据小区各行出苗数的标准差可知，出苗的稳定性T3＞T1＞T2＞CK2＞CK3＞CK1，T的三个重复出苗稳定性均高于CK，T整体出苗效果好。牛粪有机肥可增加土壤有机质含量，改善土壤田间持水量，恢复土壤微生物群落结构，提高土壤自我修复能力。其养分丰富，肥效缓慢释放，有利于促进土壤团粒结构的形成，可增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力。有机肥料中腐殖质胶体促进土壤团粒结构形成，降低容重，提高土壤的通透性，协调水、气矛盾。培肥地力，提高土壤的保肥、保水力。试验证明，牛粪有机肥作为基肥可优化蔗种发芽环境，提高出苗率。

表2 桂糖57号出苗情况表

2.2 产量性状分析

桂糖57号属于中大茎种，植株高度中等，发芽出苗率一般，分蘖性强，有效茎数多，前期生长速度一般，生长整齐均匀，后期植株直立抗倒。在2015～2017年全国甘蔗品种第十一轮联合区试中，桂糖57号7个试验点1新2宿平均出苗率61.29%，平均株高282cm，平均茎径2.62cm，平均有效茎数66180条/hm，平均蔗茎产量为103.8t/hm，平均含糖量为15.3t/hm，平均甘蔗蔗糖分为14.85%。桂糖57号具有高糖、高产等优良特性，在品种推广过程中，应结合当地生态环境条件，采取适当栽培措施，最大可能地发挥其品种的优良特性，以达到高产、高糖和高效的效果。

从表3可知，各小区平均株高T3＞T2＞大区1＞大区3＞大区2=CK1＞T1＞CK2＞CK3，平均茎径T3＞CK2＞大区2＞T2＞大区1＞大区3＞T1＞CK1＞CK3，其中T3的平均株高和茎径数值都最高，CK3的平均株高和茎径数值都最低，说明单施牛粪有机肥和单施化肥的株高和茎径表现差距较大，而混施的表现则居中。小区有效茎T1、T3表现最好，CK2、CK3表现最差。通过对比每个小区株高和茎径的原始数据，发现株高、茎径不存在线性相关；而对比小区有效茎数和小区产量，发现其存在显著性正相关，有效茎数多极大概率产量高。

表3 桂糖57号产量性状表

从总体上看，平均株高T〉大区〉CK，平均茎径T〉大区〉CK，有效茎数T〉大区〉CK，三个关键的产量性状数值均是T最高，其次是大区，最后是对照。说明牛粪有机肥在促进甘蔗生长量和成茎率上具有一定效果。T比CK有效茎多166条/667m，且差异达到显著水平，说明施用牛粪有机肥在增加有效茎上效果显著。

根据各地的生产实践以及目前的生产水平，一般认为比较适宜的有效茎数和相应的下种量大致为：大茎种要求有效茎数4500～5500条/667m，下种量要求为3000～3500个双芽段/667m；中茎种要求有效茎数5000～6000条/667m，下种量要求为3500～4000个双芽段/667m。桂糖57号属于中大茎种，该实验参考以上数据，下种7200个芽/667m，结果有效茎4528～ 4943条/667m，下种量在中茎种范围，产出的有效茎却在大茎种的范围，说明总体有效茎数略微偏少，今后还可以适当增加下种量。所以除了科学施肥，合理密植也是取得高产的重要因素，芽数过多或过少都不利于产量的增加。

2.3 甘蔗糖分析

从表4可知，甘蔗成熟期，各小区平均田间锤度T2=大区2＞T1＞CK1〉大区3＞T3〉大区1＞CK2＞CK3，各小区田间锤度分布不集中，且各有优劣，相对较差的是CK。总体看来，田间锤度T〉大区〉CK，T和大区的平均田间锤度比CK分别高出0.37%和0.18%，T与CK相比，田间锤度差异达到显著水平。已有的研究表明，田间锤度和糖分具较强的相关性。蔗糖分=锤度×1.0825～7.703，其中1.0825是各地糖厂甘蔗蔗糖分与田间锤度的直线回归系数，7.703是各糖厂的历史经验系数，这个公式可粗略计算甘蔗蔗糖分。甘蔗成熟期田间锤度大小可粗略表示甘蔗糖分的多少，说明牛粪有机肥代替化肥对甘蔗糖分的积累效果显著。

表4 桂糖57号田间锤度表

2.4 产量及经济效益

从表5可知，各小区亩产量T1＞T3〉大区3〉大区1〉大区2＞T2＞CK1＞CK2＞CK3，总体亩产量T〉大区〉CK，T和大区比CK分别增产11.13%和8.5%。T与CK相比，差异达到显著水平。按2021/2022年榨季糖料蔗收购价格，桂糖57号按490元/t收购，在肥料投入价格相等的条件下，T和大区每亩甘蔗收入比CK分别增加354和270元，如果按照这个增收比例，推广到来宾市10%（1.13万多hm）的甘蔗产业中，增收将达6000多万元，仅此一项就可以使蔗农年人均增收750元。

表5 甘蔗产量和增产增收情况表

3 结论

据统计，来宾市甘蔗可灌面积占种植面积的6%以下，95%以上甘蔗种植在旱地或者缓坡地，土地耕层浅薄，保水保肥能力差，多数蔗地由于冬春干旱，早期造成新植蔗出苗不快、不整齐，宿根蔗缺苗，影响甘蔗正常生长，秋旱影响甘蔗伸长拔节，不利于甘蔗产量的形成。蔗区灌溉滞后，已经成为影响甘蔗生产水平提高的主要因素。

事实证明，有机肥能够有效地改良土壤理化性状，增加微生物含量，使土壤孔隙增大，容重降低，透气性得到极大的改善，形成良好的团粒结构。因有机肥中含有大量有机质，有机质不能被植物吸收，需要通过腐解变为各种矿物养分和小分子有机物（腐殖质化），才能被根系吸收。试验中的牛粪有机肥有机质和生物活性菌含量高，有机质分解速度快，形成的腐殖质有效促进植物生长。维持根基生物区系平衡和降解有毒有害物质等作用，能有效预防土传病害，从根本上减少了农药的投入。遗憾的是，本次实验未对土壤参数进行测定，下一步我们还将探究牛粪有机肥对土壤理化性质的影响，更深入的发掘牛粪有机肥改良土壤、促进植物生长的机理。有机会还要在更多的甘蔗品种中实验，比较品种间的差异，有针对性地发挥牛粪有机肥的优势，有利于大面积推广该施肥技术。