有机肥、硫酸镁、钙镁磷及石灰在酸性红壤蔗区的施用效应

王亚彪，黄振瑞，江 永，卢颖林，陈迪文，周文灵，黄 莹，陈红香，敖俊华（广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州5036；2广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江524022）

有机肥、硫酸镁、钙镁磷及石灰在酸性红壤蔗区的施用效应

王亚彪1，2，黄振瑞1，江 永1，卢颖林1，陈迪文1，周文灵1，黄 莹1，陈红香1，敖俊华1*
（1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江524022）

针对华南酸性红壤蔗区甘蔗生产的土壤限制因子，通过布置田间试验，研究了增施有机肥、镁肥和石灰，以及施用钙镁磷肥对甘蔗农艺、产量及品质性状的影响。结果表明：适量增施石灰、钙镁磷肥及有机肥，可提高土壤pH；不同处理间的甘蔗萌芽没有显著差异，而株高、茎径、蔗产量及蔗糖分等存在差异。与常规处理相比，增施镁肥的甘蔗株高及产量，增施有机肥的茎径及蔗产量，增施石灰的甘蔗糖分有显著提高；同时，与常规处理相比，增施有机肥、镁肥、石灰及施用钙镁磷肥的甘蔗收益分别提高31.93％、40.74％、14.92％和18.74％。

甘蔗；土壤pH；限制因子；蔗产量；蔗糖分

0　引言

以粤西为代表的酸性红壤蔗区是我国糖料甘蔗3大优势生产区域之一，近年年产甘蔗糖 100万 t左右，分别占我国和广东省食糖年总产量的15％和90％左右［1］。该酸性红壤蔗区虽然具有甘蔗生长得天独厚优越的热带亚热带气候条件和土地资源，但由于土壤主要为红壤和砖红壤，养分障碍因子较多，土壤酸化非常严重［2］。在该蔗区的甘蔗生产中，重施和偏施氮肥、磷肥和钾肥，而忽视施用有机肥料及一些对甘蔗生长有着重要作用的中、微量营养元素，致使这些中、微量营养元素缺乏，导致土壤逐年板结，有机质含量下降，从而限制甘蔗的正常生长，因而未能取得应有的经济效益。增施有机肥［3-5］、石灰［6-7］及调整磷肥结构，改用钙镁磷肥［8］是缓解酸性土壤酸害，促进作物的营养吸收，提高作物产量及品质的重要措施之一。在酸性红壤中，有效镁缺乏是提高甘蔗产量重要的限制因子［9-10］。目前，针对酸性红壤蔗区甘蔗产量提高的限制因子开展的相关研究目前尚少报道。本研究针对酸性红壤蔗区甘蔗生产中土壤的限制因素入手，通过增施有机肥、石灰，施用钙镁磷肥，从而改良土壤酸度，并补充土壤中缺乏中量元素镁，以期缓解土壤限制因子，为提高酸性红壤蔗区甘蔗产量提供试验依据。

1　材料和方法

1.1试验材料

试验地设在广东省遂溪县洋青镇甘蔗试验基地，土壤类型为砖红壤。土壤理化性质为：pH 4.65，有机质 20.08 g/kg，全氮 0.95 g/kg，碱解氮 54.76 mg/kg，全磷0.51 g/kg，速效磷38.37 mg/kg，全钾12.5 g/kg，速效钾 59.27 mg/kg，交换性镁 14.63 mg/kg。供试肥料为普通尿素（N=46％），过磷酸钙（P2O5=16％），钙镁磷肥（P2O5=16％），氯化钾（K2O =60％），硫酸镁（MgO=16％），有机肥（有机质＞45％，总有效养分 12％）。供试甘蔗品种为粤糖03-393。

1.2试验方法

试验设5个处理，处理1（T1，常规施肥）：尿素750 kg/hm2，过磷酸钙 1500 kg/hm2，氯化钾 600 kg/hm2；处理2（T2）：尿素750 kg/hm2，过磷酸钙1500 kg/hm2，氯化钾600 kg/hm2，有机肥1500 kg/hm2；处理3（T3）：尿素750 kg/hm2，过磷酸钙1500 kg/hm2，氯化钾600 kg/hm2，硫酸镁225 kg/hm2；处理4（T4）：尿素750 kg/hm2，过磷酸钙1500 kg/hm2，氯化钾600 kg/hm2，生石灰1500 kg/hm2；处理5（T5）：尿素750 kg/hm2，钙镁磷1500 kg/hm2，氯化钾600 kg/hm2。每个处理设 3次重复，共 15个小区，每小区面积100 m2，下种量约为84000芽/hm2，完全随机区组设计。

试验于2014年1月11～12日种植，2015年1 月22～23日收获。

肥料施用方法：尿素分基肥、大培土2次施完，各时期分别施20％和80％；氯化钾在基肥、大培土各施25％和75％；过磷酸钙、钙镁磷肥、有机肥和硫酸镁作基肥，生石灰在整地时施用。

田间管理：试验田均按常规生产进行管理，每个试验除了试验设计所规定的处理在施肥上有差异外，其他管理措施保持一致，避免因管理差异造成对各小区的影响。

1.3样品采集与分析

土壤样品测定：种植前及收获后各小区取耕作层（0～30 cm）土壤测定pH、土壤全磷、全氮、全钾、土壤速效养分、速效磷和速效钾。

品质指标的测定：收获时每小区随机取6条代表性甘蔗，混合样品榨汁，按常规检糖分析方法进行蔗糖分化验。

甘蔗农艺性状测定：于萌芽末期调查各小区发芽数；收获时每小区选取代表性甘蔗30株，分别测定株高、蔗茎茎径等性状；产量采取砍收称重实测。

1.4数据分析

所有数据均用Microsoft Excel 2007 （Microsoft Company，USA）和SAS 8.2软件进行统计分析，方差分析采用Duncan-test。

2　结果与分析

2.1不同施肥处理对土壤酸碱度的影响

土壤酸度是土壤肥力的重要因素之一，它对土壤中养分的存在形态和有效性，对土壤中微生物的活动以及对植物本身都有巨大的影响。酸性土壤中，Fe、Al、Mn等的有效性增强，当pH低于5.0时，酸性环境使土壤中Fe、Al、Mn的溶解度甚至可以达到足以毒害某些植物生长的程度，而使甘蔗生长受害。从表1结果可以看出，不同的处理下，土壤的pH变化趋势和幅度有所不同，其中施用生石灰、钙镁磷肥及有机肥处理的土壤pH提高，3个处理分别提高0.19，0.04及0.01，表明：施用生石灰是改良酸性土壤酸度最有效的途径，施用镁磷肥及施用有机肥也可在一定程度上中和土壤酸度；常规施肥及添加硫酸镁肥处理的土壤 pH有所降低。因此，通过合理增施有机肥、生石灰及改变蔗区磷肥结构，缓解土壤酸化，是华南强酸性蔗区农业可持续发展的重要保障。

2.2不同施肥处理对甘蔗农艺性状的影响

表1　不同施肥处理对土壤pH的影响

甘蔗萌芽的好坏是影响甘蔗产量的重要因素。各处理的甘蔗萌芽情况见表 2。结果显示，各处理间差异不显著，说明：在本试验用量范围内，把过磷酸钙、钙镁磷肥、有机肥和硫酸镁作基肥，生石灰在整地时施用对甘蔗萌芽是安全的。

株高和茎径是甘蔗产量构成的重要因子。从表2中可知，不同处理间甘蔗的株高存在着显著差异，表现为增施镁肥处理的甘蔗株高最高，与其他处理差异显著，说明增施镁肥能促进甘蔗生长，有利于甘蔗早生快发，具有较明显的生长优势。镁是植物生长所必需的中量营养元素，它不仅以叶绿素的组成成分对光合作用有重要影响，又是植物体内多种酶的活化剂，对于缺镁现状较为普遍的酸性红壤蔗区来说，增施镁肥，对促进甘蔗的生长有着重要的意义。在其他处理间，株高没有显著差异。同时表2结果说明，在各处理中，增施有机肥的处理茎径最粗，与常规施肥及施用钙镁磷肥处理的差异显著。

2.3不同施肥处理对甘蔗产量和品质的影响

表2　不同施肥处理对甘蔗萌芽、株高及茎径的影响

不同处理对甘蔗的效应，最终体现在甘蔗产量和品质上。表3结果表明，各处理中，以增施硫酸镁蔗产量最高，其后依次为增施有机肥，增施生石灰，施用钙镁磷及常规处理，与常规施肥处理相比，增施硫酸镁的增产 20.7％，表明该酸性红壤蔗区土壤中有效镁缺乏是制约当地甘蔗产量提高的重要限制因子；增施有机肥增产12.27％，表明增施有机肥是甘蔗产量提高的重要途径之一；增施生石灰和施用钙镁磷肥可分别增产6.9％和6.8％。结果表明，合理增施生石灰，改变磷肥结构，施用钙镁磷肥可提高甘蔗产量。表3结果也表明，收获期甘蔗蔗糖分在各处理间存在一定的差异，总体表现为，增施石灰、增施有机肥的处理甘蔗蔗糖分较高，而常规施肥处理下的甘蔗蔗糖分较低。

表3　不同施肥处理甘蔗产量和甘蔗蔗糖分的影响

2.4不同施肥处理下农业经济效益比较

对不同处理各项成本投入和收益进行了比较，结果列于表4。结果表明：增施硫酸镁肥效益最高，纯收益达15627.00元/hm2，比常规施肥处理收益高40.7％；其次为增施有机肥处理，纯收益 14648.80元/hm2，比常规施肥处理收益高31.93％；施用钙镁磷肥及增施生石灰也有一定的增收效应，增收率分别为18.7％和14.9％。

甘蔗收购价（扣除砍收成本）：330元/t；尿素：2 元/kg；过磷酸钙：0.8元/kg；钙镁磷：0.8元/kg；有机肥：1.2元/kg；硫酸镁：0.8元/kg；生石灰：0.3 元/kg。

3　讨论与结论

华南酸性红壤蔗区是我国甘蔗主要生产区域，长期以来，该区域的甘蔗产量仅有75 t/hm2左右，出糖率徘徊在10％，甘蔗低产、低糖问题严重影响当地甘蔗产业的健康可持续发展。甘蔗产量及蔗糖分高低与土壤养分状况、土壤酸碱度及肥料施用等密切相关。本研究中，施用生石灰是调理土壤酸度的有效方法，与常规施肥相比，增施生石灰后，土壤pH提高0.19，甘蔗蔗糖分提高0.54％（绝对值），甘蔗产量提高 6.88％，表明：在强酸性土壤上，合理施用生石灰可调理土壤酸度，提高甘蔗产量和甘蔗蔗糖分。目前，华南酸性红壤蔗区普遍施用过磷酸钙为磷源，过磷酸钙为酸性肥料，连年大量施用加快了该区域土壤的酸化。因此，改变磷肥施用结构，以碱性的钙镁磷肥替代过磷酸钙，既可改善土壤酸度，还可提供钙镁元素。本研究中，与常规施肥过磷酸钙相比，施用钙镁磷后土壤pH提高0.04，甘蔗蔗糖分提高 0.23％（绝对值），甘蔗产量提高6.80％。大量研究表明［11-12］，施用有机肥可改良土壤结构，增加甘蔗产量，同时在酸性土壤上长期配施还可提高土壤pH，这与本研究的结果趋势相一致。在酸性土壤上，中微量元素的失衡，特别是有效镁的缺乏是影响作物产量的重要因素。在本研究中，在常规施肥基础上，增施硫酸镁能显著促进甘蔗生长，甘蔗增产率达20.66％，甘蔗增收为40.74％。因此，合理增施硫酸镁应是酸性红壤蔗区甘蔗增产增收的重要手段。

表4　不同施肥处理下甘蔗农业经济效益比较

［1］广东省统计局.广东统计年鉴2015 ［EB/OL］.（2015-09-18）［2016-06-01］.http://www.gdstats.gov.cn/tjnj/ 2015/directory.html.

［2］敖俊华，江永，黄振瑞，等.加强甘蔗养分管理，降低甘蔗生产成本［J］.广东农业科学，2011（23）：31-34.

［3］蔡泽江，孙楠，王伯仁，等.长期施肥对红壤 pH、作物产量及氮、磷、钾养分吸收的影响［J］.植物营养与肥料学报，2011（1）：71-78.

［4］徐岩.有机肥优化土壤微域环境的机制研究［D］.长春：吉林农业大学，2003.

［5］张永春.长期不同施肥对土壤酸化作用的影响研究［D］.南京：南京农业大学，2012.

［6］陈超君，莫良玉，徐建云.酸性土施用石灰对甘蔗产量和品质的影响［J］.广西蔗糖，1998（2）：11-15.

［7］敖俊华，黄振瑞，江永，等.石灰施用对酸性土壤养分状况和甘蔗生长的影响［J］.中国农学通报，2010（15）：266-269.

［8］林苾，许能琨，孙光明.两种砖红壤上四种磷肥对三种作物的肥效［J］.热带作物研究，1993（3）：58-61.

［9］敖俊华，黄振瑞，李奇伟，等.湛江蔗区甘蔗测土配方施肥［J］.中国糖料，2009（3）：36-38.

［10］牙翠莲.湛江农垦蔗田土壤肥力变化及改良对策［D］.南宁：广西大学，2014.

［11］翁锦周，何炎森.生物有机肥对甘蔗产量及土壤的影响［J］.亚热带农业研究，2005，1（3）：13-15.

［12］汪吉东，张永春，俞美香，等.不同有机无机肥配合施用对土壤活性有机质含量及pH值的影响［J］.江苏农业学报，2007，23（6）：573-578.

（本篇责任编校：李金玉）

Effect of Applying Organic， Magnesium Sulfate， Calcium Magnesium Phosphate and Lime on Sugar Cane in Acid Red Soil

WANG Ya-biao1，2， HUANG Zhen-rui1， JIANG Yong1， LU Ying-lin1， CHEN Di-wen1， ZHOU Wen-ling1，

HUANG Ying1， CHEN Hong-xiang1， AO Jun-hua1

（1Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery，Guangzhou 510316；2Guangdong Guangken Sugar Group Co.Ltd.， Zhanjiang， Guangdong 524022）

A field experiment was carried out in acid soil of South China to study the effect of applying organic，magnesium sulfate， calcium magnesium phosphate and lime on sugarcane agronomic traits， yield and sucrose content.Results showed that the soil pH value increased with application of lime， calcium magnesium phosphate，and organic fertilizers.There was no significant difference in sugarcane germination among the treatments.However， there were significant differences in plant height， diameter， cane yield and sucrose content.Plant height and cane yield with magnesium sulfate， cane diameter and cane yield with organic fertilizer， and the sucrose content with lime were higher than that of the CK.Also， the net incomes were increased by 31.93％，40.74％， 14.92％ and 18.74％ with the organic， magnesium sulfate， calcium magnesium phosphate and lime respectively， compared with that of the CK.

Sugarcane； Soil pH； Limiting factors； Cane yield； Sucrose content

S566.1

A

1005-9695（2016）03-0010-04

2016-04-26；

2016-06-12

广东省自然科学基金（2014A030313658）；广东省科技创新能力建设（2015B070701001）；国家现代农业产业技术体系甘蔗专项（CARS-20-3-1）；广东省农业科技成果转化资金项目（2012NL015）

王亚彪（1962-），男，农业推广硕士，农艺师，主要从事甘蔗生产管理及技术推广；Email：wang113388@163.com

敖俊华（1980-），男，高级农艺师，主要从事作物养分管理；Email：25732520@qq.com

王亚彪，黄振瑞，江永，等.有机肥、硫酸镁、钙镁磷及石灰在酸性红壤蔗区的施用效应［J］.甘蔗糖业，2016（3）：10-13.