蔗渣还田和减量施肥对甘蔗农艺性状和品质的影响

郭 强，莫勇武，唐利球，谭宏伟，马文清，秦昌鲜，何为中，闭德金，彭 崇，施泽升，何洪良，陈海生

（1.广西南亚热带农业科学研究所，广西 崇左 532415；2.广西凤糖生化股份有限公司，广西 柳州 545002；3.广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所，广西 南宁 530007）

0 引言

我国是世界第三大甘蔗生产国，种植面积仅次于巴西和印度。广西是我国最大的甘蔗种植基地，种植面积、蔗糖产量已连续9年占全国60%以上，带动了广西2000多万蔗农脱贫致富［1］。然而，在甘蔗生产中大量施用化肥、肥料利用率低，导致土壤酸化、板结、有毒物质积累、肥力下降等问题，直接制约了甘蔗产业化发展［2］。因此，通过多种途径提高土壤肥力，改善土壤理化性质，减少甘蔗生产中化肥投入量，提高化肥利用率，将成为我国甘蔗产业未来发展的重要举措。

甘蔗渣是甘蔗制糖工业的主要副产品，属于农业固体废弃物中的一种［3］。目前，甘蔗渣普遍用于锅炉燃料，也可以用于造纸，也有一些乱堆乱放，无任何利用价值，甚至还会造成环境污染［4］。蔗渣的主要成分包括纤维素、半纤维素、木质素和灰分，其中纤维素占32%～48%，木质素占23%～32%［3］；据魏阳等［4］研究表明，甘蔗渣中的木质素和纤维素能够有效地降解为作物可利用的有机质，改善土壤的理化性质，增强土壤贮存水分和养分的能力，是一种丰富的可再生资源。

因此，推广蔗渣还田技术，实施用地养地相结合的耕作制度，以期改善土壤的理化性质，增加土壤有机质含量，提高土壤贮存水分和养分的能力，减少甘蔗生产中化肥的使用量，提高化肥使用效率，从而影响甘蔗农艺性状、产量以及品质。前人对蔗叶还田技术有大量的研究报道，但对蔗渣还田的相关报道较少。本试验从蔗渣还田和减量施肥对甘蔗农艺性状、产量和品质的影响进行系统的研究，为推广蔗渣还田技术以及减量施肥技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地选择在广西省崇左市龙州县广西南亚所基地，地块平整、无灌溉条件、常年种植甘蔗的旱地。

供试甘蔗品种为广西大学选育的优良新品种——中蔗9号，该品种为大茎种，具有高产，宿根性好，成茎率高，高抗黑穗病，抗倒伏，极易脱叶，耐旱耐寒等优点［5］。

1.2 试验方法

本试验采用种植模式和减量施肥二因素设计，两种种植模式，3种施肥水平，共设6个处理，见表1。参考当地施肥水平，设常规施肥水平为复合肥1125kg/hm2，75%施肥水平为复合肥825kg/hm2，50%施肥水平为复合肥825kg/hm2。采用随机区组试验设计，3次重复，甘蔗种植行距为1.2m，每小区5行，小区行长7m，宽6m，小区面积为42m2，按12芽/m的下种量种植，每小区需要蔗种210段双芽段。每666.67m2覆盖蔗渣600kg，让蔗渣自然腐烂还田，不覆盖蔗渣为对照处理。

表1 田间试验设计

田间试验于2018年1月28日种植甘蔗，常规施肥处理施基肥1125kg/hm2复合肥（N：P：K=15：15：15），75%施肥处理施基肥825kg/hm2复合肥，50%施肥处理施基肥525kg/hm2复合肥，盖土盖膜，覆盖蔗渣处理按每小区覆盖38kg蔗渣于植蔗沟内。6月6日追施攻茎肥，常规施肥处理追施1125kg/hm2复合肥，75%施肥处理追施825kg/hm2复合肥，50%施肥处理追施525kg/hm2复合肥，施肥后中耕培土。2019年2月21日砍收甘蔗，实测产量。

1.3 数据收集与分析

甘蔗收获时调查10株甘蔗的茎径、株高，调查小区有效茎数，实测小区产量。随机抽取6株甘蔗带回广西南亚所实验室进行品质分析，测定项目包括甘蔗蔗糖分、甘蔗纤维分、蔗汁重力纯度、甘蔗转光度等。宿根出苗后调查发株率。获得的实验数据运用Excel进行统计分析，运用SPSS13.0分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 对甘蔗农艺性状的影响

不同种植模式和施肥水平对甘蔗农艺性状的影响，见表2。

2.1.1 对甘蔗株高的影响

由表2可见，常规施肥+覆盖蔗渣处理的株高最高，平均株高达到了326.63cm，与对照处理（CK）相比高16.13cm，达到了显著水平；其次是75%施肥+覆盖蔗渣处理，平均株高为320.40cm，与对照处理（CK）相比高9.90cm，差异不显著；其他处理与对照处理（CK）相差不大，差异不显著。此外，覆盖蔗渣处理均比不覆盖蔗渣处理的株高要高，施肥水平随着施肥量的下降，株高也呈现出下降的趋势，说明蔗渣覆盖对甘蔗株高有一定的正效应；而减量施肥在一定程度上呈现出负效应。

表2 不同种植模式和施肥水平对甘蔗农艺性状的影响

2.1.2 对甘蔗茎径的影响

由表2可见，各处理之间茎径的差异不显著，但覆盖蔗渣处理均要比不覆盖蔗渣处理要大1mm以上；由此说明，蔗渣覆盖对甘蔗茎径有一定的正效应；而减量施肥对甘蔗茎径没有明显的促进作用。

2.1.3 对甘蔗亩有效茎数的影响

由表2可见，亩有效茎数最多的是50%施肥+覆盖蔗渣，平均亩有效茎数为3730.18株，比对照处理（CK）多608.47株；其次是常规施肥+覆盖蔗渣处理，平均亩有效茎数为3703.72株，比对照处理（CK）多582.01株；第三是75%施肥+覆盖蔗渣处理，平均亩有效茎数为3518.54株，比对照处理（CK）多396.83株；亩有效茎数最少的是75%施肥+不覆盖蔗渣处理，平均亩有效茎数为2486.78株，比对照处理（CK）少634.93株。此外，覆盖蔗渣处理均比不覆盖蔗渣处理的亩有效茎数要多，说明蔗渣覆盖对亩有效茎数呈现出正相关效应，而减量施肥对亩有效茎数的影响规律不明显。

2.1.4 对甘蔗产量的影响

由表2可见，产量最高的是常规施肥+覆盖蔗渣，平均亩产为6285.75kg，比对照处理（CK）高772.49kg；其次是50%施肥+覆盖蔗渣处理，平均亩产为5957.70kg，比对照处理（CK）高444.44kg；第三是75%施肥+覆盖蔗渣处理，平均亩产为5820.13kg，比对照处理（CK）高306.87kg；亩产最低的是50%施肥+不覆盖蔗渣处理，平均亩产为5116.43kg，比对照处理（CK）低396.83kg。此外，覆盖蔗渣处理均比不覆盖蔗渣处理的亩产要高，说明蔗渣覆盖对甘蔗产量呈现出正相关效应，而减量施肥对甘蔗产量的影响规律不明显。

2.1.5 对甘蔗宿根发株的影响

由图1可见，宿根发株率最高的是75%施肥+覆盖蔗渣处理，发株率为133.85%，比对照处理要高54.82个百分点；其次是常规施肥+覆盖蔗渣处理，发株率为99.41%，比对照处理要高20.39个百分点；发株率最低的是50%施肥+不覆盖蔗渣处理，发株率仅有72%，比对照处理要低7.02个百分点。此外，覆盖蔗渣处理均要比不覆盖蔗渣处理的发株率要高，说明蔗渣覆盖对宿根发株率呈现出正相关效应，而75%施肥处理发株率均要比其他处理的发株率要高，说明75%施肥处理对宿根发株率有促进作用。

图1 不同种植模式和施肥水平对甘蔗宿根发株率的影响

2.2 对甘蔗品质的影响

2.2.1 对甘蔗蔗糖分的影响

由表3可见，甘蔗蔗糖分最高的是50%施肥+蔗渣覆盖处理，蔗糖分为13.88%；其次是75%施肥+不覆盖蔗渣处理，蔗糖分为13.47%；最低的是75%施肥+覆盖蔗渣处理，蔗糖分为12.68%。实验结果表明，蔗渣覆盖和减量施肥对甘蔗蔗糖分没有明显的促进作用。

2.2.2 对蔗汁重力纯度的影响

由表3可见，蔗汁重力纯度最高的是50%施肥+

表3 不同种植模式和施肥水平对甘蔗品质的影响

蔗渣覆盖处理，重力纯度为85.03%；其次是50%施肥+不覆盖蔗渣处理，重力纯度为84.91%；最低的是常规施肥+覆盖蔗渣处理，重力纯度为82.24%。实验结果表明，蔗渣覆盖和减量施肥对蔗汁重力纯度没有明显的改善。

2.2.3 对甘蔗纤维分的影响

由表3可见，甘蔗纤维分最高的是75%施肥+蔗渣覆盖处理，甘蔗纤维分为12.35%；其次是对照处理（常规施肥+不覆盖蔗渣），甘蔗纤维分为12.10%；最低的是50%施肥+不覆盖蔗渣处理，甘蔗纤维分为10.03%。实验结果表明，蔗渣覆盖和减量施肥对甘蔗纤维分影响规律不明显。2.2.4 对甘蔗转光度的影响

由表3可见，甘蔗转光度最高的是50%施肥+蔗渣覆盖处理，转光度为46.65%；其次是对照处理（常规施肥+不覆盖蔗渣），转光度为46.16%；转光度最低的是常规施肥+蔗渣覆盖处理，转光度为43.27%。实验结果表明，蔗渣覆盖和减量施肥对甘蔗转光度影响规律不明显。

3 讨论

蔗渣覆盖能够较好的保持土壤的水分和温度，一定程度上促进了甘蔗萌芽、分蘖以及宿根发株，同时减少雨水的冲刷，能够很好的保持土壤的团粒结构，使土壤保持疏松，有利于甘蔗根系生长，增强了甘蔗抗倒伏能力，促进甘蔗快速生长，提高产量。蔗渣覆盖主要在甘蔗生长期起作用，而在工艺成熟期，蔗渣已经完成腐烂分解，此时对甘蔗蔗糖分的积累影响甚小，因此蔗渣覆盖对甘蔗品质的影响不明显。本研究结果与陈寿宏等［6］对蔗叶覆盖还田的研究结果相一致，说明蔗渣覆盖还田与蔗叶覆盖还田的效果一样。但蔗叶携带了大量的虫卵，直接还田可能导致虫害的大面积爆发，同时蔗叶直接还田也不利于农事操作，因此大部分蔗农还是选择焚烧蔗叶清园；从这一方面考虑蔗渣还田比蔗叶还田效果更佳。

本研究结果表明，减量施肥对甘蔗株高、茎径、亩有效茎数和甘蔗产量等农艺性状没有明显的影响，说明减量施肥并没有显著影响土壤养分含量，这与杨文亭等［7］研究结果一致。减量施肥对甘蔗品质没有显著影响，说明氮肥对提高甘蔗蔗糖分没有显著作用；据赵炳华［8］研究结果表明，钾、硫、镁肥能够提高甘蔗蔗糖分，因此，多施钾、硫、镁肥，少施氮肥对甘蔗品质有促进作用。