蚕沙生物有机肥在甘蔗栽培上的应用效果试验

罗 平 韦春沙 唐茂荣 黎 莉

(1来宾市农业科学院，广西来宾 546100； 2来宾市兴宾区桥巩镇农业技术推广站，广西来宾 546100)

蚕沙，别名蚕矢，始载于《名医别录》[1]，为蚕蛾科(Bombycidae)昆虫家蚕(BombyxmoriL)幼虫的干燥粪便，含有多种化学成分，如叶绿素、果胶、叶酸、茄尼醇、生物碱等[2]，属虫类传统中药。中国是蚕桑主产国，而广西壮族自治区是中国重要的蚕桑生产基地，养蚕的农户多，蚕沙数量大，而且在养蚕过后许多蚕农往往会把蚕沙随意丢弃，但蚕沙中含有很多病原微生物，如果处理不当、随意丢弃，不仅会污染环境，还有让蚕区蚕病大面积暴发的危险。本次试验以广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所科研人员研究出的将废弃蚕沙制成的肥料——“天蚕优地”有机无机复混肥[3]、从养蚕农户收集的蚕沙添加有益微生物在有氧条件下堆沤发酵制成的蚕沙有机肥[4]和噻虫嗪药肥为供试肥料，应用在甘蔗生产上，旨在分析评价蚕沙对甘蔗主要农艺性状的影响，为蚕沙生物肥的开发与利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试肥料 “天蚕优地”有机无机复混肥(以下简称“天蚕优地”)，广东植物龙生物技术股份有限公司与广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所联合研发，是以蚕沙生物有机肥为主的有机无机复混肥，总养分(N+P2O5+K2O)>30%(N∶P2O5∶K2O=15∶5∶10)，有机质≥20%；蚕沙生物有机肥，来宾市兴宾区七洞乡农户的家蚕5龄上蔟后收集的蚕沙，经过添加有益微生物(EM)在有氧条件下堆沤发酵30 d后的肥料，总养分含量为有效活菌数≥0.2亿个/g，有机质≥65%，水分≤30%，每公斤有机肥中N为31.2 g、P2O5为18.5 g、K2O为33.6 g、有机质为668.0 g；噻虫嗪药肥，成都科利隆生化有限公司生产，含0.08%噻虫嗪有效成份的颗粒型普通复混肥，总养分(N+P2O5+K2O)≥12%(N∶P2O5∶K2O=3∶6∶3)。

1.1.2 供试甘蔗品种 桂糖42号，广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所选育提供。

1.2 试验方法

1.2.1 种植时间及地点 试验地为广西来宾市兴宾区桥巩镇桥巩村委桥巩村第五队农户卢洋的甘蔗地，旱地，面积2 333 m2，沙壤黄土，PH值为6.8，前茬亦为甘蔗。甘蔗种植时间为2018年4月4日，利用机械耕地，按“双高”(高产高糖糖料蔗种植，简称“双高”)技术标准种植，行距为100 cm，种植沟深犁50 cm。选用无虫口无病原污染的健康甘蔗种苗种植。每667 m2下种量约为3 500个双芽段，保证有效茎在500条以上。

1.2.2 试验区的设置及试验方法 2018年在农户卢洋的甘蔗地开展试验，试验处理区按表1进行，肥料按等价原则施用，设置3个施肥处理区，每个施肥处理区150 m2，重复3次，共9个施肥试验小区，各处理区随机排列，各处理区间设2行保护行，所有处理区的面积合计为1 350 m2(不含保护行)。全年分基肥、追肥施肥2次，种植时开沟深施并且施肥后覆土冲沟(覆土盖上沟行，冲积平整)。4月4日播种时，按照表1的施肥方法和施肥量在茎种边施基肥，于6月19日进行大田培土施肥(追肥)。

表1 每667 m2甘蔗地的施肥情况

施肥形式基肥/kg追肥/kg总施肥量/kg有效养分/kgNP2O5K2O有机质金额/元A30.030.060.09.03.06.012.0300B30.01 000.01 030.035.720.036.6668.0300C(对照)40.040.080.02.44.82.40304

A—施用“天蚕优地”有机无机复混肥；B—施用蚕沙生物有机肥+“天蚕优地”有机无机复混肥；C—施用噻虫嗪药肥；“天蚕优地”有机无机复混肥价格为5.00元/kg，蚕沙生物有机肥价格为0.15元/kg，噻虫嗪药肥价格为3.80元/kg。处理A中，基肥、追肥均为“天蚕优地”有机无机复混肥；处理B中，基肥30.0 kg全部是“天蚕优地”有机无机复混肥，追肥1 000.0 kg全部是蚕沙生物有机肥；处理C中，基肥、追肥均为噻虫嗪药肥；基肥的施肥时间为2018年4月4日，追肥的施肥时间为2018年6月19日。表2-3相同。

1.2.3 调查项目及计算方法 统计各小区的总苗数、萌芽率和枯心苗数，并计算枯心率；甘蔗收获期，随机抽样调查茎径、茎长、有效茎数和虫节率，以及压榨汁的与蔗比、锤度、简纯度、蔗糖分、重力纯度和还原糖分等指标，压榨汁的相关检测指标均由广西来宾东糖桂宝有限公司检验科负责检测，2018年12月24日收获甘蔗全茎送检(每处理区随机抽取6根送至广西来宾东糖桂宝有限公司检测分析)。其中，压榨汁的锤度是指蔗汁中固溶物质的质量占蔗汁质量的百分比；萌芽率(%)=萌芽总数(含死苗数)÷下种总芽数×100；分蘖率(%)=分蘖苗数(含死苗数)÷主苗数×100[其中主苗数，也叫母苗数，指由种苗长出地面的苗数，包括死苗数在内，分蘖苗数指主苗(茎)分生出来的苗数]；枯心率(%)=虫害枯心死苗数÷总苗数×100(虫害枯心苗数指单位面积的虫害枯心苗数)；虫节率(%)=虫害节数÷调查总节数×100。

1.3 数据处理与分析

采用SPSS20.0统计软件对数据进行方差分析。利用最小显著差数法(LSD法)比较不同肥料处理间的甘蔗产量和产糖量。

2 结果与分析2.1 不同肥料处理的甘蔗萌芽率、分蘖率、枯心率、虫节率

从表2可以看出，施用“天蚕优地”有机无机复混肥(处理A)和施用蚕沙生物有机肥+“天蚕优地”有机无机复混肥(处理B)的甘蔗农艺性状表现得均较好，平均萌芽率分别为60.3%、61.2%，分别比对照施用含有噻虫嗪农药的普通复混肥(处理C)高1.5、2.4个百分点；分蘖率分别为128.9%、123.3%，分别比处理C高22.2、16.6个百分点；枯心率分别为3.6%、3.2%，分别比处理C低1.7、2.1个百分点。同时发现，处理A及处理B的前期生长情况均优于处理C，2种处理的虫节率均为0，均比处理C减少了10.45个百分点。

表2 不同肥料处理的甘蔗生长情况

施肥形式萌芽率/%分蘖率/%枯心率/%平均虫节率/%A60.3128.93.60B61.2123.33.20C58.8106.75.310.45

2.2 不同肥料处理的甘蔗压榨汁锤度及蔗糖分

从每667 m2甘蔗地不同肥料处理的田间测产情况(表3)可以看出，各处理区甘蔗田间测产的压榨汁锤度由高到低依次为处理C>处理B>处理A，处理A和处理B的压榨汁锤度比处理C分别低1.01、1.00个百分点；各处理区甘蔗田间测产的压榨汁蔗糖分由高到低依次为处理C>处理A>处理B，处理A和处理B的压榨汁蔗糖分比处理C分别低1.15、1.16个百分点。

表3 每667 m2甘蔗地不同肥料处理的田间测产情况

施肥形式平均茎径/cm平均茎长/cm有效茎数/株甘蔗产量/t产糖量/t压榨汁与蔗比/%锤度/%简纯度/%蔗糖分/%重力纯度/%还原糖分/%A3.00201.34 5187.001.0571.6417.3685.6214.9685.860.40B3.01192.24 6117.691.1571.6717.3785.5514.9586.070.40C3.03219.54 4156.511.0570.1418.3787.2116.1187.700.38

2.3 不同肥料处理的甘蔗实际产量及产糖量

从桂糖42号每667 m2甘蔗地不同肥料处理的田间测产情况(表3)可以看出，平均每667 m2甘蔗产量由高到低依次为处理B>处理A>处理C；甘蔗产量方面表现比较突出的是处理B(平均每667 m2产量为7.69 t)和处理A(平均每667 m2产量为7.00 t)，处理B和处理A分别比处理C(平均每667 m2产量为6.51 t)增产1.18 t、0.49 t，分别增加18.13%、7.53%。从不同肥料处理对甘蔗产量的方差分析情况(表4)可以看出，显著性=0.000<0.01，说明不同肥料处理间的甘蔗产量差异极显著。从最小显著差数法(LSD法)进行不同肥料处理间甘蔗产量的多重比较(表5)可以看出，不同肥料处理间的甘蔗产量差异均极显著。

表4 不同肥料处理对甘蔗产量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值显著性组间2.09721.04983.5280.000组内0.07560.013合计2.1728

表5 不同肥料处理间甘蔗产量的多重比较(LSD法)

处理间比较均值差标准误显著性95%置信区间下限上限A与B-0.690 00∗∗0.091 490.000-0.913 9-0.466 1A与C0.486 67 ∗∗0.091 490.0020.262 80.710 5B与A0.690 00 ∗∗0.091 490.0000.466 10.913 9B与C1.176 67 ∗∗0.091 490.0000.952 81.400 5C与A-0.486 67 ∗∗0.091 490.002-0.710 5-0.262 8C与B-1.176 67 ∗∗0.091 490.000-1.400 5-0.952 8

*表示均值差的显著水平为0.05，**表示均值差的极显著水平为0.01；表7相同。

从不同肥料处理对产糖量的方差分析情况(表6)可以看出，显著性=0.273>0.05，说明不同肥料处理间差异不显著，即处理A、B、C之间的产糖量差异不显著。从最小显著差数法进行不同肥料处理间产糖量的多重比较(表7)可以看出，不同肥料处理间差异不显著，即处理A、处理B与处理C之间的产糖量差异不显著。

表6 不同肥料处理对产糖量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值显著性组间0.00620.0031.6220.273组内0.01260.002合计0.0188

表7 不同肥料处理间产糖量的多重比较(LSD法)

处理间比较均值差标准误显著性95%置信区间下限上限A与B-0.060 000.036 510.151-0.149 30.029 3A与C-0.006 670.036 510.861-0.096 00.082 7B与A0.060 000.036 510.151-0.029 30.149 3B与C0.053 330.036 510.194-0.036 00.142 7C与A0.006 670.036 510.861-0.082 70.096 0C与B-0.053 330.036 510.194-0.142 70.036 0

3 小结与讨论

试验结果表明，单独施用“天蚕优地”有机无机复混肥(处理A)的处理区与施用蚕沙生物有机肥+“天蚕优地”有机无机复混肥(处理B)的处理区，甘蔗的分蘖率高，单位面积产量高。处理A、处理B每667 m2甘蔗产量分别比对照施用含有噻虫嗪农药的普通复混肥(处理C)增产0.49 t、1.18 t。而处理A和处理B的压榨汁平均锤度分别比处理C低1.01、1.00个百分点，处理A和处理B的压榨汁平均蔗糖分分别比处理C低1.15、1.16个百分点，不同肥料处理间每667 m2产糖量差异不显著。使用蚕沙生物有机肥的甘蔗的其他农艺性状表现较好，且虫节率均为0，表明施用蚕沙生物有机肥对减轻甘蔗病虫害有明显的作用，这为甘蔗病虫害的绿色防控提供了科学参考依据。

有研究表明，蚕沙中含有N、P、K及铜、铁、锌等元素，并富含叶绿素、果胶、生物碱、酚类、黄酮类、多肽蛋白质等成分[5]。所以，蚕沙非常适用于研究开发生物肥料。目前，有许多学者已经探索研究了将蚕沙作为肥料施用在不同作物上的效果，比如：将蚕沙施用在豆角上[6]，测产结果表明豆角产量增加了125.99%；用70%的桑枝屑、12%的蚕沙和15.8%的麦麸作为主要基料配方栽培的平菇菌丝体和子实体生长良好，平菇产量高[7]；每公倾土地施用750～1 500 kg的蚕沙发酵有机肥可显著提高云烟85烟叶的产量和质量以及中上等烟的比例，且烟叶的内在化学成分协调[8]；将蚕沙有机肥施用在小白菜和番茄上，研究发现蚕沙有机肥不仅能够提高小白菜和番茄种子的发芽率，而且还能够促进幼苗根系生长和增加幼苗株高；将蚕沙有机肥施用在葡萄上，发现葡萄果实甜度和口感都有所提高[9]。本次试验结果表明，在甘蔗上施用蚕沙生物有机肥料，甘蔗苗期长势较好，萌芽率、分蘖率高，单位面积有效茎多，甘蔗产量增加。施用蚕沙肥料的甘蔗压榨汁蔗糖分会有所降低，但是与施用常规肥料相比单位面积总产糖量相差不大。

另有研究表明，桑叶中的生物碱类化合物——1-脱氧野尻霉素(DNJ)对二糖类分解酶活性具有抑制作用，所以可以有效抑制α-葡萄糖苷酶的活性[10]。而蚕沙是蚕排出的粪便和食剩的残桑及蚕座中的垫料的统称，所以蚕沙中也含有生物碱DNJ，有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性。陈晓萍[9]曾对蚕沙提取物进行试验研究，结果表明蚕沙提取物确实能够明显降低蔗糖、淀粉及葡萄糖引起的血糖升高的症状，并能够有效地降低空腹血糖、非禁食血糖、血清果糖胺、血脂及尿糖浓度。本次试验结果表明，施用蚕沙生物有机肥减少了甘蔗压榨汁的锤度和蔗糖分，说明生物碱DNJ对甘蔗等植物也具有阻止糖分代谢的作用。甘蔗的虫害减少，虫节率降低，说明蚕沙中的生物碱DNJ对甘蔗害虫的发育也具有一定的抑制作用。上述只是1次试验的结果，至于蚕沙对甘蔗糖分合成机理和对害虫生理机制的影响还需要进一步研究。