不同月份播种对红壤甘蔗干物质与养分积累的影响

韦剑锋　韦冬萍　胡桂娟　吴炫柯　罗小芬　赵晓玉　廖文琴　张灵

摘  要：甘蔗是廣西重要的经济作物。为促进甘蔗高效生产，以甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，在田间条件下，依据广西甘蔗主要播种月份，设置2月15日、3月15日、4月15日及5月15日4个播种期，分析新植蔗和宿根蔗干物质积累、养分积累及养分经济效率。结果表明，随播期推迟，新植蔗各器官干物质积累量减少;宿根蔗根、叶干物质积累量增加，茎干物质积累量以3月15日播种最高;两季甘蔗茎干物质积累量为51.88～66.43 t/hm，其中2月15日、3月15日播种较高，5月15日播种最低;新植蔗根、茎的氮、磷及钾积累量，以及氮、磷及钾积累总量减少，叶的氮、磷及钾积累量增加;宿根蔗各器官氮、磷及钾积累量以5月15日播种最高，2月15日播种最低;两季甘蔗氮、磷及钾积累总量分别为327.17～375.54、37.48～43.82、427.51～503.01 kg/hm，均以3月15日播种最高，5月15日播种最低。播种期影响甘蔗干物质与养分分配利用，早播种促进新植蔗干物质和养分向茎分配，提高养分经济效率。可见，甘蔗早播种的生物产量与养分吸收量较高，而5月15日播种的生物产量和养分吸收量大幅减少。

关键词：甘蔗;播种期;干物质;氮;磷;钾

中图分类号：S566.1      文献标识码：A

Effects of Planting in Different Months on Dry Matter and Nutrient Accumulation of Sugarcane in Red Soil

WEI Jianfeng WEI Dongping HU Guijuan  WU Xuanke  LUO Xiaofen ZHAO Xiaoyu LIAO Wenqin  ZHANG Ling

1. Liuzhou Institute of Technology， Liuzhou， Guangxi 545616， China; 2. Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006， China; 3. Agro-meteorological Experiment Station of Liuzhou， Liuzhou， Guangxi 545003， China

Sugarcane is a very important cash crop in Guangxi. The planting area of sugarcane in Guangxi accounts for about 60% of China. The improvement of sugarcane production efficiency in Guangxi is of great significance to the healthy development of sugarcane industry in China. Planting date affects the growth and yield of sugarcane. Study on the absorption and utilization of nitrogen， phosphorus and potassium in sugarcane at different planting date is expected to provide a theoretical basis for the efficient fertilization and cost-saving production. A field experiment was conducted in 2019–2020 to study the effects of planting date on the dry matter accumulation， nutrient accumulation and nutrient economic efficiency of plant cane and first ratoon by using sugarcane cultivar ‘Guitang 42’. Depending on the main planting month of sugarcane in Guangxi， four dates were set， including 15-February， 15-March， 15-April and 15-May. With delayed planting date， the total dry matter accumulation in different organs of plant cane decreased， that in roots and leaves of ratoon cane increased， but the dry matter accumulation in stalk of ratoon cane reached the highest in the 15-March planting. The dry matter accumulation in stalk of two crops ranged from 51.88 to 66.43 t/hm， and that in the planting in 15-February and 15-March was higher， and the planting in 15-May was the lowest. The accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in the root and stalk of plant cane was lower， as well as the total accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium， but the accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in the leaf was higher with the delaying of planting. The accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in organs of ratoon cane showed the highest in the planting in 15-May， and that in the planting in 15-March was the lowest. The total accumulation of nitrogen， phosphorus and potassium in two crops was 327.17–375.54、37.48–43.82、427.51–503.01 kg/hm， respectively， and that in the planting in 15-March was the highest while that in the planting in 15-May was the lowest. The planting date had an effect on the distribution and utilization of dry matter and nutrients in sugarcane. Early planting promoted the distribution of dry matter and nutrients to the stalk of plant cane， and improved the economic efficiency of nutrients. In conclusion， the biological yield and nutrient uptake of early-planted sugarcane were higher， and those in the planting in 15-May decreased sharply.

ugarcane; planting date; dry matter; nitrogen; phosphorus; potassium

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.012

广西是我国最重要的糖料蔗生产基地，种植面积约占全国的60%，对我国食糖供应安全具有重要作用。近年来，国内甘蔗生产成本快速上涨，蔗农收益下降，甚至部分蔗农亏损，引起广西蔗农种植甘蔗积极性下降，甘蔗种植面积大幅萎缩，因此，广西甘蔗生产降本增效迫在眉睫。广西甘蔗约80%种植在红壤旱地，其中30%～40%为新植和翻种，但由于间歇式降雨、农事重叠及宿根出苗不佳等影响，每年2—5月都有播种。前人开展了不同播期下新植蔗出苗、分蘖、植株生长、有效茎数、单茎重、蔗茎产量、蔗糖含量及产糖量等研究，发现不同播期的甘蔗生长与产量性状差异较大，为优选甘蔗适宜播种期提供了参考。不同播期下作物养分吸收利用也存在差异。前人研究发现，不同播期玉米、棉花及油菜等多种作物的主要养分含量和积累量存在显著或极显著差异，有的相差2～3倍，氮、磷及钾利用率相差20.37%～50.68%，氮、磷及钾生产效率相差10.15%～120.33%，这为相关作物合理播种与高效施肥提供了参考。有关广西甘蔗氮、磷及钾吸收利用的研究已有不少报道，但这些研究大多在元宵节后1个月内播种，而不同月份播种甘蔗养分吸收利用的研究未见报道。为此，结合广西甘蔗生产实际，分析不同月份播种甘蔗干物质、氮、磷及钾积累与利用，为甘蔗高效施肥和节本增效生产提供参考。

  材料与方法

 材料

试验于2019年2月至2020年12月在柳州市雒容农场“双高”糖料蔗基地进行，试验地为红壤，0～20 cm、21～40 cm、41～60 cm土层碱解氮为86.06、71.66、55.13 mg/kg，速效磷为89.26、34.87、5.20 mg/kg，速效钾为204.50、91.25、52.75 mg/kg。供试甘蔗为广西主栽品种‘桂糖42号’。

试验设2、3、4、5月4个播期，具体时间为2月15日、3月15日、4月15日及5月15日，每期播种面积540 m，重复3次。播种前用四铧犁翻土深35 cm，用旋耕机旋耕碎土深25 cm;播种时按宽窄行（宽行1.2 m、窄行0.6 m）开行及施基肥2625 kg/hm（“施沃”牌有机无机肥，含氮15%，磷5%，钾10%，有机质≥10%，生物活性添加剂≥10%），人工摆种，下种量15 t/hm，摆种后用小锄在行沟内砍种3～5芽/段，然后用圆盘耙覆土盖种，覆土厚度约18 cm。各播种期的宿根蔗于2020年4月28日用破垄施肥培土一体机破垄、施肥（“施沃”牌有机无机肥2625 kg/hm）及培土。蔗地杂草和病虫采用机械喷洒药剂防治。

  方法

在甘蔗工艺成熟期（2019年12月28日、2020年12月16日），每重复调查54 m的有效茎數，选择9株在植株根部四周30 cm范围带泥土将根系挖出，然后冲洗干净，分根、茎及叶（含枯叶）烘干、称质量、粉碎，计算单位面积干物质积累量，按文献[19]测氮、磷及钾含量，计算单位面积氮、磷及钾积累量。

干物质积累量（t/hm）=干物质积累量（g/株）×有效茎数/1000;

氮、磷或钾积累量（kg/hm）=氮、磷或钾含量×干物质积累量×1000/100;

氮、磷或钾经济效率（kg/kg）=茎干物质积累量/甘蔗氮、磷或钾积累总量。

  数据处理

数据采用Excel和SPSS软件进行处理与统计。

  结果与分析

  甘蔗干物质积累与分配

表1显示，随播期推迟，新植蔗各器官干物质积累量减少，其中2月的根、茎、叶干物质积累量及干物质总量分别比其他月份增加3.51%～ 22.92%、12.11%～119.85%、7.01%～10.82%、10.91%～ 81.80%，与4、5月的差异均达显著水平;宿根蔗根、叶干物质积累量增加，且2月与5月的差异均达显著水平，但茎干物质积累量及干物质总量以3月最高，其次是5月，二者显著高于2月。宿根蔗各器官干物质积累量明显高于新植蔗;两季甘蔗茎干物质总量为51.88～66.43 t/hm，其中2月略高于3月，但比4、5月增加2.83、14.55 t/hm;两季甘蔗干物质总量为69.62～84.01 t/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.61、14.39 t/hm。随播期推迟，新植蔗根、叶干物质分配率显著增加，茎干物质分配率减少;宿根蔗根干物质分配率显著增加，茎干物质分配率略有减少，叶干物质分配率略有增加。这说明早播种的甘蔗生物产量较高，并促进干物质向新植蔗茎部转运分配。

  甘蔗氮积累与分配

表2显示，随播期推迟，新植蔗根、茎氮积累量及氮积累总量减少，叶氮积累量增加，其中2月的根、茎氮积累量及氮积累总量分别比其他月份增加3.20%～9.85%、9.12%～109.03%、6.28%～ 56.40%，5月的叶氮积累量比其他月份增加6.84%～9.66%，且2月与5月的差异均达显著水平;宿根蔗根的氮积累量增加，茎、叶的氮积累量及氮积累总量以5月最高，其次是3月，而2月最低，且2月与其他月份的差异均达显著水平。宿根蔗各器官氮积累量高于新植蔗;两季甘蔗氮积累总量为327.17～375.54 kg/hm，其中3月最高，比2、4、5月增加12.82、9.40、48.37 kg/hm。随播期推迟，新植蔗根的氮分配率总体增加，茎的氮分配率减少，叶的氮分配率增加，且5月与其他月份差异均达显著水平;宿根蔗根、叶的氮分

配率增加，且2月与其他月份差异均达显著水平，但茎的氮分配率略有减少。这说明早播种的甘蔗氮吸收较多，并促进氮向新植蔗茎部转运分配。

  甘蔗磷积累与分配

表3显示，随播期推迟，新植蔗根、茎磷积累量及磷积累总量减少，叶磷积累量增加，其中2月的根、茎磷积累量及磷积累总量分别比其他月份增加4.54%～43.75%、13.12%～161.32%、6.92%～72.69%，5月的叶磷积累量比其他月份增加4.85%～14.73%，且不同月份间茎磷积累量及磷积累总量差异显著;宿根蔗根磷积累量增加，茎、叶磷积累量及磷积累总量以5月最高，其次是3月，而2月最低，且2月与3月、5月差异均达显著。宿根蔗各器官磷积累量高于新植蔗;两季甘蔗磷积累总量为37.48～ 43.82 kg/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.26、6.34 kg/hm。随播期推迟，新植蔗根、叶的磷分配率增加，茎的磷分配率减少，且5月与其他月份差异均达显著;宿根蔗根的磷分配率增加，茎的磷分配率略有下降，叶的磷分配率略有增加。这说明早播种的甘蔗磷吸收较多，并显著促进磷向新植蔗茎部转运分配。

 甘蔗钾积累与分配

表4显示，随播期推迟，新植蔗根、茎钾积累量及钾积累总量减少，叶钾积累量增加，其中2月的根、茎钾积累量及钾积累总量分别比其他月份增加1.78%～12.50%、17.15%～155.84%、13.16%～91.01%，5月的叶钾积累量比其他月份增加4.21%～4.85%，且5月与其他月份差异均达显著;宿根蔗各器官钾积累量增加，且2月与其他月份差异均达显著，但其他月份的茎、叶钾积累量及钾积累总量差异均不显著。宿根蔗各器官钾

积累量高于新植蔗;两季甘蔗钾积累总量为427.51～503.01 kg/hm，其中3月略高于2月，但比4、5月增加2.57、75.50 kg/hm。随播期推迟，新植蔗根、叶的钾分配率增加，茎的钾分配率减少，且5月与其他月份的差异均达显著水平;宿根蔗根的钾分配率以5月最高，与其他月份差异达显著，但茎、叶的钾分配率差异不显著。说明早播种的甘蔗钾吸收较多，并促进钾向新植蔗茎部转运利用。

  甘蔗养分经济效率

表5显示，随播期推迟，新植、宿根蔗氮经济

效率减少，其中2月比其他月份增加3.31%～ 40.60%，且与5月差异均达显著水平;新植蔗磷经济效率表现为2月>4月>3月>5月，其中2月比其他月份增加4.88%～27.34%，宿根蔗磷经济效率表现为3月>4月>2月>5月，其中3月比其他月份增加0.54%～5.50%，且4月与5月的差異均达显著水平;新植蔗钾经济效率表现为2、3、4月差异不显著，但三者显著高于5月;宿根蔗钾经济效率表现为2、3月差异不显著，但二者显著高于4、5月。这说明播种期对甘蔗氮、磷及钾经济效率影响显著，其中5月播种效率较低。

  讨论

不同播期的气温及降雨等差异会导致作物生长发育进程不同，但播期对作物生物产量或干物质积累变化的影响因生态条件、作物品种或播期设置不同而不相一致。本研究中，新植蔗在4月中上旬可以萌发出苗，6—9月为生长旺盛期，12月中上旬基本停止生长。因此，随着播期推迟，新植蔗有效生长期缩短，各器官干物质积累量减少，与前人在棉花、油菜、紫云英及玉米的研究结果相似。播期影响作物干物质分配。然而，宿根蔗根、叶干物质积累量随播期推迟而增加，茎干物质积累量及干物质总量以3、5月播种较高，而2月播种较低，这可能与不同播期新植蔗砍收后遗留蔗蔸出苗速度、出苗数量、成茎率及残留肥料后效应差异有关，但具体情况有待研究。两季甘蔗茎干物质积累

量以2、3月播种较高，其次是4月播种，而5月播种最低。此外，随播期推迟，新植蔗叶干物质分配率增加，茎干物质分配率减少，这可能是早播种的叶片光合产物转移期长、转运量大，而晚播种的叶片光合产物转移期短、转运量小的缘故。可见，在气象条件满足甘蔗出苗的情况下，合理早播有利于蔗茎增产。

播期通过改变作物干物质积累量和养分含量影响养分积累，但不同试验条件下播期对作物养分积累变化趋势的影响不同。本研究中，随播期推迟，新植蔗根、茎的氮、磷及钾积累量，以及氮、磷及钾积累总量减少，与前人在棉花、油菜、二月兰及紫云英上的研究结果相似;但叶的氮、磷及钾积累量增加，这是晚播种甘蔗停滞生长后叶仍保持较高的氮、磷及钾含量的缘故，也反映了晚播种新植蔗叶片养分向茎部

转运效率下降或受阻问题。然而，宿根蔗各器官氮、磷及钾积累量，以及氮、磷及钾积累总量以5月播种最高，其次是3、4月播种，而2月播种最低，且5月播种与2月播种差异均达显著，这可能是播期推迟，上季甘蔗吸收氮、磷及钾总量减少，增加了肥料残留数量，提高了土壤有效养分含量，从而促进宿根蔗吸收养分的缘故，但具体有待从肥料残留及后效进行研究验证。但是，两季甘蔗氮、磷及钾积累总量以3月播种最高，5月播种最低，二者分别相差48.37、6.34、75.50 kg/hm，说明甘蔗3月播种吸收的养分较多，而5月播种吸收的养分大幅减少。

播期也影响作物养分分配与利用。前人研究发现，随着播期推迟，棉花植株向生殖器官分配的氮、磷及钾比率下降，氮、磷及钾经济效率显著降低。本研究中，随着播期推迟，新植蔗根的氮、磷及钾分配比率总体呈增加，茎的氮、磷及钾分配率减少，叶的氮、磷及钾分配率增加，且2月播种与5月播种差异均达显著水平;宿根蔗根的氮、磷分配率及叶的氮分配率增加，根的钾分配率表现为5月播种显著高于其他月份播种，但不同播期茎的氮、磷及钾分配率和叶的磷、钾分配率差异不显著，说明播期对新植蔗氮、磷及钾分配的影响比宿根蔗大。此外，新植蔗、宿根蔗的氮经济效率随播期推迟而减少，磷经济效率以5月播种最低，钾经济效率表现为5月播种显著低于2、3月播种，说明甘蔗播种过晚会引起甘蔗养分效率降低。

综上，本研究条件下播期影响甘蔗尤其是新植蔗干物质、氮、磷及钾积累与分配利用，其中早播种的新植蔗干物质、氮、磷及钾积累较多，并促进干物质和养分向茎部转运分配，提高养分经济效率，而播种过晚甘蔗干物质积累、养分积累及养分效率明显下降。然而，实际生产中甘蔗播种跨越多个月份不可避免，但在不同月份播种甘蔗需要调节施肥量，尤其是在5月15日后播种，应大幅减少施肥量，以提高肥料效率和降低生产成本。

参考文献

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4. 收稿日期 2021-08-24;修回日期 2021-11-29

   基金项目 国家自然科学基金项目（No. 31860593）;广西自然科学基金项目（No. 2020GXNSFAA297015）;柳州市科技计划项

   目（No. 2020PAAA0602）。

   作者简介 韦剑锋（1978—），男，副研究员，研究方向：作物营养与生理生态。*通信作者（Corresponding author）：韦冬萍（WEI

   Dongping），E-mail：dpwei-82@163.com。