糖料蔗等价配方施肥农艺及品质性状比较分析

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.029

糖料蔗等价配方施肥农艺及品质性状比较分析

王小明¹, 廖政达¹, 何奕响², 孙晓波¹, 韦增林³, 韦喜⁴, 苏喜德⁵

1 广西科技师范学院食品与生化工程学院,546199,广西来宾

2 来宾市科技开发中心,546199,广西来宾

3 来宾市兴宾区甘蔗技术推广站,546138,广西来宾

4 广西来宾东糖迁江有限公司,546119,广西来宾

5 广西来宾湘桂糖业有限责任公司,546100,广西来宾

Comparative Analysis on Agronomic and Quality Characters of Sugarcane with Equivalent Fertilizer Formula

Wang Xiaoming¹, Liao Zhengda¹, He Yixiang², Sun Xiaobo¹, Wei Zenglin³, Wei Xi⁴, Su Xide⁵

1 Department of Food & Biochemical Engineering College, Guangxi Science & Technology Normal University,Laibin 546199, Guangxi, China;

2 Laibin Science and Technology Development Center, Laibin 546199,Guangxi, China

3 Laibin Xingbin District Station of Sugarcane Technology Promotion, Laibin 546138,Guangxi, China

4 Guangxi Laibin Eastern Sugar Qianjiang Co.Ltd., Laibin 546119, Guangxi, China

5 Guangxi Laibin Xianggui Sugar Industry Co.,Ltd, Laibin 546100, Guangxi, China

收稿日期: 2018-09-4 修回日期: 2019-06-25 网络出版日期: 2019-08-15

基金资助:

广西糖资源工程技术研究中心培育建设项目(桂科AD16450040)
广西财政厅中央财政资金——来宾市兴宾区糖料蔗绿色高产高糖高效创建项目技术支撑研究项目(YLLBD20174003-XB)
广西高校制糖工程综合技术重点实验室培育建设项目(桂教科研〔2016〕6号)

Received: 2018-09-4 Revised: 2019-06-25 Online: 2019-08-15

作者简介 About authors

王小明,高级工程师,主要从事食品（蔗糖资源）工程技术研究。

摘要

为研究糖料蔗等价配方施肥的农艺性状和产量效益状况,筛选适合广西来宾市蔗区的施肥配方。以糖料蔗绿色高产高糖为目标,将前期试验筛选的5个施肥配方和常规施肥配方（CK）作为研究对象,选用新台糖22号,采取小区试验与大田示范（表证试验）相结合的评价方法,对各施肥配方处理糖料蔗的农艺性状和产量效益进行比较和分析。结果表明,在广西来宾地区具有推广价值的糖料蔗施肥配方为F2和F5施肥配方,理论产蔗量分别比CK增产5.97和1.80t/hm ²,分别比CK提高6.74%和2.03%;甘蔗蔗糖分分别比CK增加0.18和0.06个百分点;理论产糖量分别比CK增加1.00和0.31t/hm ²,分别比CK提高8.16%和2.53%。总体来看,F2施肥配方优于CK且差异显著,F2施肥配方氮磷钾比例较为均匀,CK施肥配方存在重施氮肥、轻施磷钾肥,结合广西来宾市兴宾区蔗地土壤养分状况分析,氮磷钾施用量和比例合理并注重加施微量元素对提高糖料蔗生产效益有促进作用;F5施肥配方与CK相比差异不显著,但F5施肥配方重施生物有机肥,减少了化肥的施用量,可逐步改良和培肥土壤,符合绿色和生态农业的发展理念。大田示范（表证试验）结果与小区试验结果基本吻合。

关键词： 糖料蔗 ; 配方施肥 ; 农艺性状 ; 品质性状 ; 比较分析

Abstract

In order to study the agronomic characters and yield benefit of sucrose equivalent fertilizer formula, fertilization formulations suitable for this area were selected. The green high yield and high sugar content of sugarcane was taken as the target, five fertilization formulations and conventional fertilization formula (CK), and Xintaitang 22 were selected as material. The agronomic characters and yield benefit of sugarcane under different fertilization formulas were compared and analyzed by using the combination of plot test and field demonstration (demonstration test). The results showed that the formula of sugarcane fertilizer was F2 and F5, and the ratio of theoretical yield of sugarcane to sugarcane yield was higher than that of F5 in Laibin of Guangxi. The theory yield increased 5.97 (6.74%) and 1.80t/hm ² (2.03%) than CK. Sucrose content increased by 0.18 and 0.06 percentage points than CK, respectively. The theoretical sugar yield of F2 and F5 increased 1.00 (8.16%) and 0.31t/hm ² (2.53%) than that of CK, respectively. On the whole, the ratio of nitrogen, phosphorus and potassium of F2 was more uniform than that of CK, which contained higher nitrogen fertilizer but in phosphorus fertilizer and potassium fertilizer. Based on the analysis of soil nutrient status of sugarcane field in Laibin, the results showed that the application rate and proportion of nitrogen, phosphorus and potassium was reasonable, and the application of trace elements could promote sugarcane yield. There was no significant difference between the F5 and CK. F5 fertilizer formula reapplied bio-organic fertilizer, reduced the amount of chemical fertilizer, and gradually improved and fertilized the soil, which was in line with the development concept of green and ecological agriculture. The results of field demonstration were basically consistent with the results of plot test.

Keywords： Sugarcane ; Formula fertilizer ; Agronomic character ; Quality character ; Comparative analysis

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本文引用格式

王小明, 廖政达, 何奕响, 孙晓波, 韦增林, 韦喜, 苏喜德. 糖料蔗等价配方施肥农艺及品质性状比较分析[J]. 作物杂志, 2019, 35(4): 191-195 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.029

Wang Xiaoming, Liao Zhengda, He Yixiang, Sun Xiaobo, Wei Zenglin, Wei Xi, Su Xide. Comparative Analysis on Agronomic and Quality Characters of Sugarcane with Equivalent Fertilizer Formula[J]. Crops, 2019, 35(4): 191-195 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.029

据统计,中国是世界第一大化肥消费国和进口国,化肥的投入约占农业全部生产性支出的50%^[1],化肥的使用对中国粮食产量的贡献率达到40.8%^[2]。我国糖料蔗在施肥方面存在问题突出,施用肥料种类不合理,重施氮肥、轻施磷钾肥,重施无机肥、轻施有机肥。蔗农施肥配方长年不变,施肥种类单一,以及随意施肥,施用肥料不科学,导致我国目前化肥浪费严重且整体有效利用率不高^[3]。

广西来宾市在糖料蔗施肥上存在的主要问题:一是重施化肥、轻施有机肥,导致土壤肥力得不到培育。调查显示,来宾市种植的糖料蔗只有不足12%施用有机肥,且施用量也仅为6.5t/hm²。二是施肥配方不合理,一部分营养元素施用过量,另一部分营养元素又施用不足。糖料蔗正常生长发育不仅需要多种营养元素,而且对各种营养元素的需求量也不尽相同,应根据糖料蔗的营养需求制定科学合理的肥料配比。蔗农习惯性施用氮肥和磷肥的量实际超出糖料蔗对肥料需求的近2倍^[4],高达6 000~9 000元/hm^2[5]。化肥的过量施用不仅增加了生产成本,还降低了肥料利用率,与此同时还带来了农业生态环境污染的问题,这都与绿色农业和生态农业的理念背道而驰^[6]。三是糖料蔗具有生物固氮特性,土壤中的微生物和生物酶具有固氮、解磷、解钾等特性,过去仅根据土壤养分供给和蔗株养分需求分析结果提出来的测土配方施肥不够科学严谨^[7]。长期不科学施用化肥极易导致土壤理化性质变差、土壤营养元素供应失衡、土壤有机质总量下降^[8,9]、土壤生物学活性降低^[10,11,12]等问题,造成糖料蔗因土壤肥力不济而减产,蔗农为增产不断提高化肥施用量,从而形成恶性循环。

以前期试验筛选出来的5个施肥配方与常规施肥配方进行对比试验,以来宾市糖料蔗种植面积最大的新台糖22号为参试品种,地点选择在土壤特性、气候特点和栽培措施具有典型代表性的广西中部、红水河下游的来宾市兴宾区双高糖料蔗生产基地进行,采取小区试验与大田示范（表证试验）相结合的评价方法,对各施肥配方处理糖料蔗的农艺性状和产量效益进行比较和分析,为来宾地区糖料蔗种植筛选出1~2个较好的施肥配方。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验基地位于广西中部、红水河下游的广西来宾市兴宾区良塘乡北合村委“八仙岩片”土地整治区。该试验基地属南亚热带向中亚热带过渡地带,温度较高,冬春干旱,夏秋多大暴雨;年平均气温21℃左右,年平均降雨量为1 300mm左右,年日照时数为1 500h左右;基地面积20hm²,地势平坦,土壤为砂质壤土。土壤pH偏酸^[13];大多数土壤有机质含量处于1.0%~2.0%的中下水平;全氮含量处于0.075%~0.150%的中下水平,碱解氮含量50~150mg/kg;全磷含量处于0.02%~0.06%的中下水平,速效磷含量处于5~15mg/kg的中下水平;全钾处于<0.5mg/kg的极低水平,速效钾处于60~120mg/kg的中下水平;硫、镁、锌、硼等养分含量普遍偏低^[14]。前茬作物为糖料蔗。

1.2 试验设计与处理

试验采用小区试验,施用肥料配方设计见表1。每个肥料配方处理随机区组设3个处理,小区11行,行长60m,行宽1m;不同施肥处理间设3行隔离区,隔离区的3行不施肥。同时,在小区试验的基础上,在相邻地块每个肥料配方分别种植1hm²用于大田示范（表证试验）,大田示范每个肥料配方处理随机区组不设平行。试验地糖料蔗于2017年2月12日下种,下种量均为15t/hm²左右,施用杀虫双防治地下害虫,中耕、除草和培土等田管措施基本相同。施肥配方CK及F1-F4施肥方法:分两次施用,第1次做基肥,施钙镁磷肥（全部）、复合肥（N:P:K=15:15:15;总养分≥45%）375kg/hm²、尿素225kg/hm²;第2次在中耕培土时施用。F5施肥方法:基肥施用全部的生物有机肥（N:P:K=7:3:5,总养分≥15%,有机质≥40%）,中耕培土时施用全部的尿素、磷肥和钾肥。

表1 糖料蔗各施肥配方设计

Table 1 Design of fertilization formula for sugarcane

施肥配方 Fertilizer formula	尿素 (kg/hm²) Urea	钙镁磷肥(kg/hm²) Calcium magnesium phosphate fertilizer	氯化钾肥(kg/hm²) Potassium chloride fertilizer	复合肥(kg/hm²) Compound fertilizer	生物有机肥(kg/hm²) Biological organic fertilizer	肥料成本(元/hm²) Fertilizer cost (yuan/hm²)
常规(CK) Convention	750	0	225	1 500	0	7 335
F1	450	0	0	2 040	0	7 335
F2	900	750	525	810	0	7 350
F3	600	1 200	450	1 050	0	7 350
F4	1 050	1 800	300	660	0	7 335
F5	450	750	450	0	1 957	7 350

Note: The price of fertilizer is 2700 yuan/t for urea, 800 yuan/t for calcium magnesium phosphate fertilizer, 3600 yuan/t for potassium chloride fertilizer, 3000 yuan/t for compound fertilizer and 2000 yuan/t for biological organic fertilizer

注:肥料价格,尿素2700元/t、钙镁磷肥800元/t、氯化钾肥3600元/t、复合肥3000元/t、生物有机肥2000元/t

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1.3 数据采集与计算方法

样本选取与数据采集方法:小区试验为每个处理取3个平行,每个平行采用对角线法取2个样点;大田示范为每个处理采用五点取样法;在整个数据采集周期内样本固定不变。在苗期调查出苗率和分蘖率,7-9月调查株高,计算平均生长速度。在2018年1月份收获期,在每个样点取2行各10m进行糖料蔗理论测产,调查螟虫为害节率、有效茎数、株高、茎粗和蔗糖分。每个样点测量20条蔗茎的株高并计算平均株高（cm）;选上、中、下部3点节间茎径,计算平均茎粗;从测单茎重的甘蔗中随机选取10株,在每株上、中、下部3点钻取蔗茎汁,用手持锤度计测定并计算平均锤度。各处理区所采集的数据取平均值,折算理论产蔗量和理论产糖量。

有效茎数（条/hm²）=样点有效茎数（条）/样点面积（hm²）;单茎重（kg）=0.7854×茎粗（cm）²×株高（cm）/1000;理论产蔗量（t/hm²）=单茎重（kg）×有效茎数（株/hm²）/1000;甘蔗蔗糖分（%）=平均田间锤度（%）×1.0825-7.703;理论产糖量（t/hm²）=理论产蔗量（t/hm²）×甘蔗蔗糖分（%）。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件完成试验数据统计分析和作图,并用SPSS 18.0数据分析处理软件对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 小区试验前期农艺性状分析

由表2可知,从5个糖料蔗施肥配方的出苗率来看,F2、F3和F5施肥配方高于常规施肥配方（CK）,但与CK差异不显著,F4施肥配方则显著低于CK。分蘖率由高到低的施肥配方顺序为F5>CK>F2>F1>F3>F4,F5和F2与CK差异不显著,F1、F3、F4则显著低于CK。从螟虫为害节率来看,虽然各处理间有差异,但与CK差异不显著。从5个糖料蔗施肥配方的生长速度来看,生长速度由高到低的施肥配方顺序为F5>CK>F2>F1>F3>F4,F5的生长速度显著大于CK,F2、F1小于CK且与CK差异不显著,F3、F4则显著小于CK。

表2 小区试验前期糖料蔗农艺性状与螟虫为害

Table 2 Agronomic characters and borer damage of sugarcane in early stage of plot trial

施肥配方 Fertilizer formula	出苗率(%) Emergence rate	分蘖率(%) Tillering rate	螟虫为害节率(%) Damage rate of borer	生长速度(cm/月) Rate of growth (cm/month)
常规(CK) Convention	46.17±2.86a	42.36±2.67a	13.56±1.52a	62.90±3.29b
F1	45.36±2.53a	40.57±2.36b	15.21±1.35a	59.50±3.12bc
F2	51.87±2.66a	42.35±2.28a	14.78±1.26a	62.70±3.54b
F3	46.45±2.32a	39.55±2.12b	12.67±1.42a	57.60±2.97c
F4	42.75±2.48b	38.45±2.32b	12.32±1.28a	55.40±3.18c
F5	47.68±2.12a	43.16±2.29a	13.64±1.23a	65.80±3.67a

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level between treatments, and values are means±SE. The same below

注:每列数字后的不同小写字母表示处理间在0.05水平上差异显著,数据为平均值±标准误,下同

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2.2 小区试验蔗产量及相关农艺性状分析

由表3可知,有效茎数由多到少的顺序为F4>F3>F2>F5>CK>F1,5个施肥配方与CK之间差异都不显著。株高由高到低的顺序为F5>F2>CK=F4>F3>F1,F5和F2与CK达到显著差异,其他施肥配方与CK之间差异都不显著。茎粗由粗到细的顺序为F2>CK>F5>F3>F1=F4,F2茎粗大于CK且差异显著,F1、F3、F4小于CK且差异显著。理论产蔗量由高到低的顺序为F2>F5>CK>F4>F3>F1,F2高于CK且差异显著,F5高于CK但差异不显著,F3和F4低于CK但差异不显著,F1低于CK且差异显著。F2和F5两个施肥配方的理论产蔗量分别比CK高5.97和1.80t/hm²,分别比CK提高6.74%和2.03%。

表3 小区试验糖料蔗农艺性状与理论产蔗量

Table 3 Agronomic characters and theoretical sugarcane yield of sugarcane in plot test

施肥配方 Fertilizer formula	有效茎数(stem/hm²) Number of productive tiller	株高(cm) Plant height	茎粗(cm) Stalk diameter	理论产蔗量(t/hm²) Theoretical cane yield
常规(CK) Convention	61 573±280a	257±17b	2.67±0.18b	88.60±2.37bc
F1	61 378±348a	255±21b	2.62±0.16c	85.37±2.14d
F2	62 621±266a	260±19a	2.73±0.19a	94.57±2.59a
F3	62 634±273a	256±20b	2.63±0.20c	87.11±2.32c
F4	63 236±252a	257±18b	2.62±0.21c	87.62±2.07c
F5	61 852±302a	263±14a	2.66±0.18b	90.40±2.20b

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2.3 小区试验蔗糖分及理论产糖量分析

由表4可以看出,蔗糖分由高到低的顺序为F2>F5>CK>F1>F3>F4,F2高于CK且差异显著,F5高于CK但差异不显著,F1低于CK且差异不显著,F3、F4低于CK且差异显著。理论产糖量由高到低的顺序为F2>F5>CK>F4>F3>F1,F2高于CK且差异显著,F5高于CK但差异不显著,F1、F3和F4低于CK且差异不显著。F2和F5两个施肥配方的甘蔗蔗糖分分别比CK高0.18和0.06个百分点;理论产糖量分别比CK高1.00和0.31t/hm²,分别比CK提高8.16%和2.53%。

表4 小区试验甘蔗蔗糖分和理论产糖量

Table 4 Sucrose content and theoretical sugar yield of sugarcane in plot test

施肥配方Fertilizer formula	理论产蔗量Theoretical cane yield (t/hm²)	蔗糖分 Sucrose content (%)	理论产糖量Theoretical sugar yield (t/hm²)
常规(CK) Convention	88.60b	13.83±0.56b	12.25±0.37bc
F1	85.37c	13.78±0.43bc	11.76±0.41c
F2	94.57a	14.01±0.59a	13.25±0.52a
F3	87.11bc	13.66±0.39c	11.90±0.44c
F4	87.62b	13.65±0.50c	11.96±0.33c
F5	90.40b	13.89±0.40ab	12.56±0.42b

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2.4 大田示范（表证试验）分析

由表5可知,理论产蔗量由高到低的顺序为F2>F5>F3>CK>F4>F1,F2和F5高于CK且差异显著,F3高于CK但差异不显著,F4低于CK但差异不显著,F1低于CK且差异显著。蔗糖分由高到低的顺序为F2>F5>F3>F4>CK>F1,F2和F5高于CK且差异显著,F3和F4高于CK但差异不显著,F1低于CK且差异显著。理论产糖量由高到低的顺序为F2>F5>F3>CK>F4>F1,F2和F5高于CK且差异显著,F3高于CK但差异不显著,F4低于CK但差异不显著,F1低于CK且差异显著。

表5 大田示范的理论产蔗量、蔗糖分及理论产糖量

Table 5 Demonstration of theoretical sugarcane yield, sucrose content and theoretical sugar yield in field test

施肥配方Fertilizer formula	理论产蔗量Theoretical cane yield (t/hm²)	蔗糖分 Sucrose content (%)	理论产糖量Theoretical sugar yield (t/hm²)
常规(CK)Convention	87.12±6.65b	13.56±1.18b	11.81±1.21b
F1	84.85±7.12c	13.48±1.35c	11.44±1.23c
F2	92.31±7.31a	13.86±1.41a	12.79±1.13a
F3	88.62±6.43b	13.69±1.24ab	12.13±1.31b
F4	86.54±6.67b	13.57±1.12b	11.74±1.15bc
F5	90.67±6.88a	13.77±1.07a	12.49±1.28a

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3 结论与讨论

小区试验表明,F2、F5和F3有较为明显的优势。其中,F2的出苗率、茎粗、理论产蔗量、甘蔗蔗糖分和理论产糖量均高于其他处理,F5的分蘖率、株高和生长速度优于其他处理,甘蔗蔗糖分和理论产糖量次之,F4的有效茎数优于其他处理。总体来看,F2与CK之间差异显著,F2尿素、钙镁磷肥、氯化钾、复合肥分别为900、750、525、810kg/hm²,CK的分别为750、0、225、1 500kg/hm²,F2氮磷钾比例较为均匀,CK施肥配方存在重施氮肥、轻施磷、钾肥的问题。广西来宾市兴宾区的蔗地土壤养肥检测结果显示,大多数土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾含量均处于中下水平,全钾处于<0.5mg/kg的极低水平,硫、镁、锌、硼等养分含量普遍偏低^[14]。结合来宾市兴宾区蔗地土壤养分状况分析,氮磷钾施用量科学合理且比例均匀并注重加施微量元素对提高糖料蔗生产效益有促进作用。总体来看,F5与CK之间差异不显著,F5尿素、钙镁磷肥、氯化钾、生物有机肥分别为450、750、450、1 957kg/hm²,与CK相比,F5减少了化肥的施用量、重施生物有机肥又可逐步改良和培肥土壤^[15,16],符合绿色农业和生态农业的发展理念。大田示范（表证试验）结果与小区试验结果基本吻合。因此,以糖料蔗绿色高产高糖为目标,在广西来宾地区具有推广价值的糖料蔗施肥配方为F2和F5。

在糖料蔗施肥配方的制定上应遵循以下原则:一是重视施用有机肥,减少无机化肥施用量,以达到增加土壤有机质、降低土壤容重和促进土壤团聚化,从而增强土壤水肥积蓄能力的效果^[17,18]。二是要掌握正确的施肥方法,应根据糖料蔗苗期、分蘖期、伸长期和工艺成熟期等生长期不同阶段在测土配方基础上科学、及时^[19]、精准施肥,在糖料蔗生产上不合理施肥是导致产量和糖分含量低的重要原因^[20]。三是引导蔗农实行智能化精准施肥技术,既可提高肥料利用率^[21],又可提高种蔗经济效益。四是探索推行“化肥+”施肥模式,如“化肥+生物有机肥”“化肥+专用生物有机肥”“化肥+腐植酸”“化肥+新型肥料”和“化肥+物联网技术”等,以达到提高化肥利用率和生产效益的目标^[22,23,24]。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

张北赢, 陈天林, 王兵 .

长期施用化肥对土壤质量的影响

中国农学通报, 2010,26(11):182-187.

Magsci [本文引用: 1]

<p>摘要：化肥的使用对提高作物产量发挥了巨大作用，但由于其用量的不断增加和不合理施用等引发的与土壤质量有关的问题日益凸显。土壤质量是实现农业可持续发展的重要前提，是土壤肥力质量、土壤环境质量和土壤健康质量三个组分的综合集成。本文结合大量文献资料，对长期施用化肥条件下土壤理化性状、营养元素、有机物质和生物学活性的演变，以及重金属和硝酸盐引起的土壤污染进行了分析，指出应因地制宜发展生态农业，将土壤质量上升到农业可持续发展的高度加以重视。</p>

[2]

石元亮, 王玲莉, 刘世彬 , 等.

中国化学肥料发展及其对农业的作用

土壤学报, 2008,45(5):853-864.