中耕施药肥对甘蔗病虫防治及生产效果的影响

覃兴云，覃兮然，周慧文，闫海锋，罗含敏，王盛华，钟明浚，莫大强，樊保宁，游建华，李杨瑞，吴建明，丘立杭

(1.广西甘蔗遗传改良重点实验室/广西农业科学院甘蔗研究所，南宁 530007；2.来宾市金凤凰农业投资有限公司，广西 来宾 546100；3.来宾市科学技术情报研究所，广西 来宾 546100)

【研究意义】我国的蔗糖产量约占食糖总产量的90%。广西是我国最大的甘蔗生产基地，甘蔗种植面积超过我国糖料作物总种植面积的70%，对保障国家食糖供给安全举足轻重，在促进农民增收和助力乡村振兴方面也发挥着重要作用。甘蔗种植周期长，生物产量大，但现有品种仍面临单产不高、区域性单一化、丰产效果不理想及病虫害频发等严重问题，对我国甘蔗产业的健康发展冲击巨大[1-3]。不同生长时期的甘蔗对肥料需求不同[4]，中耕期合理施用肥料对甘蔗丰产作用显著[5]。药肥是以肥料为农药载体的新型生态复合肥料，因使用方便及病虫防控和增产效果好已广泛应用于甘蔗种植[6-8]，但市场上的甘蔗专用、高效、低毒及环境友好型药肥品种较少且质量参差不齐，蔗农对其在甘蔗生产上的使用时期和使用量了解甚少，存在过量施用、使用时期不恰当导致甘蔗产生药害及甘蔗生长受到抑制等现象，药肥的使用效果得不到充分发挥。而中耕期进行甘蔗水、肥和病虫害科学管理是提高甘蔗后期产量和品质的重要时期。因此，分析中耕期施用药肥对甘蔗病虫防治及生产效果的影响，对甘蔗科学施用药肥及促进广西甘蔗产业高质量发展具有重要意义。【前人研究进展】肥料施用和病虫害防控是保障甘蔗高产稳产必不可少的栽培管理措施，而栽培管理措施不当是我国蔗区甘蔗单产不高的重要原因[9]。在甘蔗栽培过程中，合理的种植技术、模式、制度及管理措施和方法对甘蔗增产增收均具有一定的促进作用[10-11]。重施肥料和农药会增加甘蔗种植成本，引发农田环境污染，进而影响甘蔗的经济效益[12]，导致甘蔗产业竞争力不足。中耕也是甘蔗栽培管理的重要措施，一般在甘蔗分蘖中后期至拔节初期进行，其重点是培土、追肥和病虫害防控，通过保苗促蘖、提高分蘖成茎比例以确保甘蔗拔节及拔节后期产量群体的正常生长，降低倒伏风险。众所周知，某一作物长期连作必然会引起土壤有机质急剧下降和病虫害高发。蔗区土壤养分含量决定甘蔗叶片养分状况，受土壤有机质含量影响较明显[13]，间接影响甘蔗光合效率和糖分积累，而中耕期施用有机肥对甘蔗产量和糖分具有促进作用[14-16]。已有研究表明，有机药肥在甘蔗上应用具有较好的病虫防治效果，对甘蔗产量和糖分积累具有一定促进作用[6-7]。何珂等[17]研究表明，在大培土时施用不同配比复混药肥既可显著提高甘蔗对枯心苗、螟害、棉蚜虫和蓟马等甘蔗虫害的防控效果，也可提高甘蔗的株高、单茎重和有效茎数等产量性状。也有研究表明，噻虫嗪/噻虫胺·氯虫药肥混剂对甘蔗螟虫和蓟马的防治效果具有剂量效应[8, 18]，应用杀虫单也能实现同样的防治效果，但单一药剂的持续效应较混合型药剂差[19-20]。此外，福戈和度锐杀虫剂对不同时期甘蔗害虫均具有很好的防治效果[21]，可最终实现甘蔗增产增糖[22]。【本研究切入点】单一农药在甘蔗病虫害防治上已经取得显著成效，药肥混用也在甘蔗生产上发挥着重要作用，但目前市售的药肥良莠不齐，而针对5—6月广西蔗区甘蔗螟虫和黑穗病高发时期(也是冬种甘蔗从苗期进入拔节期的关键时期)甘蔗生产专用药肥应用及其效果分析的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以冬季种植的甘蔗品种桂柳05/136为研究对象，在其中耕期(冬植蔗的分蘖盛期至分蘖末期)以市场上热销的6种药肥开展田间施用效果试验，分析不同药肥对甘蔗主要病虫害发生情况及拔节期和成熟期生产效果的影响，为甘蔗科学施用药肥及促进我国甘蔗产业良性发展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在广西来宾市国家农业科技园区金凤凰甘蔗繁育基地(海拔80.3 m，109°14′7.231″E，23°53′21.886″N)进行。供试甘蔗品种为桂柳05/136。试验田地势平坦，土壤为砂质土，是典型的来宾蔗区代表性土壤类型。供试药肥分别为：康老先生(广西康丰科技开发有限公司)、大蔗皇(广西多得乐生物科技有限公司)、蔗帮手(河南好年景生物发展有限公司)、金正好(广西正源科技有限公司)、袁芯(广西康丰科技开发有限公司)和满桔红高浓缩膨化有机肥料(广西好生宝)。药肥中所含的噻虫嗪是第二代新烟碱类杀虫剂，具有良好的胃毒、触杀活性及强内吸性和渗透性，杀虫单是乙酰胆碱竞争性抑制剂，也具有较强的触杀、胃毒和内吸传导作用，福戈是40%氯虫·噻虫嗪的水分散粒剂，有效成分为氯虫苯甲酰胺和噻虫嗪，度锐为30%氯虫和噻虫嗪粉剂。这些药用成分均对甘蔗病虫害具有防治效果。药肥中的有机质主要为经发酵腐熟的有机物料。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 甘蔗于2019年12月28日采用机械深耕深松和地膜覆盖技术进行双芽段种植(冬植)，下种量为66 000芽/hm2，以市售无机复合肥作为基肥(750 kg/hm2)。每小区种植5行，行长11.0 m，行距1.2 m，小区面积66.0 m2。于甘蔗中耕期(2020年5月6日)，每小区各施用9000元/hm2的不同药肥，分别设为A(含福戈和噻虫嗪药用成分但不含有机质的药肥)、B(含杀虫单和噻虫嗪成分及有机质的药肥)、C(含杀虫单和噻虫嗪成分但不含有机质的药肥)、D(含度锐和噻虫嗪成分及有机质的药肥)、E(含噻虫嗪单一药用成分但不含有机质的药肥)和F(含有噻虫嗪单一药用成分及有机质的药肥)处理(表1)，每处理3个重复，随机区组排列。其他栽培管理措施参照当地习惯进行。

1.2.2 测定项目及方法 于2020年5月底和6月底分别调查各处理每个重复甘蔗的总苗数，计算各处理6月底的平均分蘖率(6月底增加的苗数与5月底苗数的比值)和中耕期的平均分蘖率(5—6月分蘖苗数与5—6月平均苗数的比值)，统计其黑穗病和螟虫发生情况；在5—10月，于每月最后一天进行甘蔗株高测量，每重复随机测定20株，并以5月底测定的平均株高作为甘蔗基础株高，计算甘蔗相邻2个月的月平均生长速率及整个拔节期的月平均生长速率。在甘蔗成熟砍收时测定株高和茎径，计算单茎重，每重复随机测定20株，同时调查每个重复的甘蔗有效茎数，折算为公顷有效茎数，并参考王小明等[1]的方法估算甘蔗理论产量。于2021年1月，按照糖料蔗进厂要求砍收并测定蔗茎的实际产量，以2019/2020榨季广西“双高”基地原料蔗平均单产约5 t/667 m2及其总成本约82.67元为参考数据，比较分析各处理甘蔗的农业产值和增值情况，同时调查各处理每重复的甘蔗最终株高、茎径、田间锤度和有效茎数等。

表1 6种药肥的主要成分及其小区施用量

相邻2个月的月平均生长速率(cm)=后月平均株高-前月平均株高

5—10月的月平均生长速率(cm)=(10月的株高-5月的株高)/5

甘蔗单茎重(kg)=0.7854×(茎径)2×(平均株高-30)×茎重比(1.0)/1000

理论产量(kg/hm2)=甘蔗单茎重(kg)×公顷有效茎数

1.3 统计分析

试验数据采用Excel 2010进行整理，以DPS v 16.05中的最小显著性差异法(LSD)进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同药肥对蔗苗分蘖及其主要病虫害发生的影响

由表2可知，在中耕期施用不同配比药肥后的5月底和6月底，D处理的甘蔗苗数均最多，A处理最少，二者差异显著(P<0.05，下同)，其他处理间与A和D处理间均无显著差异(P>0.05，下同)；各处理在6月底的总苗数均多于5月底，A～F处理的平均分蘖率分别为5.82%、7.14%、1.90%、4.13%、2.93%和0.61%；中耕期A～F处理的平均分蘖率分别为5.48%、6.82%、1.69%、4.18%、3.09%和0.71%，结合表1中不同药肥的N、P2O5、K2O含量排序(A处理>C处理>B处理>E处理>D处理>F处理)、有机质含量排序(F处理>D处理>B处理>A处理=C处理=E处理)和各处理中均含有药用成分噻虫嗪进行分析，发现施用N、P2O5、K2O含量较高的药肥(A、B、C、D和E处理)后甘蔗的分蘖增多，其中药肥中适当配置有机质对促进分蘖的效果更佳(B和D处理)，但并非有机质含量越多(F处理)越好，说明营养成分及配比不同的药肥对甘蔗分蘖产生的影响存在差异。

表2 中耕施用不同药肥后蔗苗的分蘖及主要病虫害发生情况

从表2可看出，中耕期施用不同药肥后，甘蔗受螟害株数总体上较少，其中，D处理(含度锐成分的药肥)的螟害株数最少(仅1.57株)，B和C处理(均为含有杀虫单和噻虫嗪成分的药肥)的螟虫害株数较少(均为2.36株)，F处理(含有噻虫嗪单一药用成分和有机质的药肥)的螟害株数与B和C处理相同；含噻虫嗪单一药用成分但不含有机质药肥处理(E处理)的螟害株数较多，含福戈和噻虫嗪药用成分但不含有机质药肥处理(A处理)的螟虫害株数最多，但各处理间无显著差异。说明药肥中含有有机质成分可能对提高甘蔗抗螟虫性能具有一定作用。

中耕期施用不同药肥后，蔗苗的黑穗病株数总体上较少，其中，C和F处理蔗苗不发病，B处理的黑穗病株数较少(0.79株)，A、D和E处理的发病株数最多(均为1.57株)，但处理间差异不显著。从药肥的有机质成分看，B、D和F处理(均含有机质)蔗苗的黑穗病株数比A、C和E处理(均不含有机质)少，结合上述螟虫虫害发生分析结果认为，含有机质成分的药肥可能通过减少螟虫对甘蔗幼苗和幼嫩组织的伤害以降低其黑穗病发病率，从而间接防控甘蔗黑穗病。

综上所述，施用药肥对蔗苗病虫害防控具有积极作用，但防控效果与其药用成分、含量及肥料营养配比息息相关，可能是通过直接作用或者互作效应来实现。

2.2 中耕施用不同药肥对甘蔗拔节期月平均生长速率的影响

由表3可知，不同药肥处理甘蔗在5月初至10月底拔节过程中均表现为缓慢生长(5—6月)—快速伸长(7—8月)—缓慢生长(9—10月)—生长停滞(10月以后)，但拔节过程存在一定差异。其中，在5—6月，含有机质成分3个药肥处理(B、D和F处理)甘蔗月生长速率的平均值为70.5 cm，明显高于不含有机质成分3个药肥处理(A、C和E处理)月生长速率的平均值(62.1 cm)，说明施用含有机质成分的药肥可促进甘蔗提早拔节；从株高表现看，在7—9月，含有机质成分药肥处理(B和D处理)的株高均高于同期不含有机质成分处理(A和C处理)，同为含噻虫嗪单一药用成分的E和F处理，也以含有机质成分药肥F处理的株高高于不含有机质成分药肥的E处理，说明含有机质成分药肥均可促进甘蔗拔节生长；甘蔗进入拔节后期和成熟时的缓慢生长期(10月及10月后)，含有机质药肥处理(B、D和F处理)甘蔗仍能保持一定的生长势头，各处理10月的生长速率仍在增长，说明施用含有机质的药肥对甘蔗生长后期的株高生长仍具有促进作用和较好的增产效果；在5—10月的整个甘蔗拔节期，N、P2O5、K2O含量较高的A和C处理甘蔗的月平均生长速率均值为61.1 cm，N、P2O5、K2O含量中等的B、D和E处理甘蔗的月平均生长速率均值为59.1 cm，而N、P2O5、K2O含量最低的F处理甘蔗的月平均生长速率均值仅57.8 cm，说明不同药肥中N、P2O5、K2O含量与甘蔗月生长速率也具有密切关系，施用N、P2O5、K2O含量较高药肥甘蔗的月生长速率也较高。

表3 中耕施用不同药肥后甘蔗拔节期蔗茎的生长

综上所述，药肥中N、P2O5、K2O和有机质等的含量及其配比影响甘蔗拔节生长，施用含有机质和N、P2O5、K2O含量较高的药肥[N、P2O5、K2O含量(17-7-11)≥35%+杀虫单0.10%+噻虫嗪0.10%+有机质≥3%；N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度锐30 mL+噻虫嗪0.10%+有机质≥15%]对甘蔗拔节生长效果较佳。

2.3 中耕施用不同药肥对甘蔗产量形成的影响

由表4可知，各处理甘蔗理论产量与实际产量差值的平均值为9200.17 kg/hm2，即每667 m2平均误差为613.34 kg，由于甘蔗砍收一般含杂较多，因此该误差在合理范围，说明以成熟期(尤其是成熟中后期)的甘蔗产量性状进行估产相对准确；各处理间的茎径和锤度均无显著差异；从株高表现看，除E处理极显著低于其他处理外，其他处理间均无显著差异；从有效茎数看，除A处理显著低于B处理外，其他处理间均无显著差异；从实际产量表现看，C和D处理均极显著高于A和B处理，显著或极显著高于E和F处理，A和B处理也显著高于E和F处理，且以F处理最低，但A处理与B处理、C处理与D处理、E处理与F处理间差异不显著，各处理表现为D处理>C处理>A处理>B处理>E处理>处理F。此外，从含有机质药肥处理组(B、D和F处理)看，随着有机质含量的增加(对应的N、P2O5、K2O含量减少)，实际产量呈先升后降变化趋势，说明药肥中有机质和N、P2O5、K2O含量的适宜配比对甘蔗产量形成意义重大；从不含有机质药肥处理组(A、C和E处理)看，随着N、P2O5、K2O含量的减少，实际产量也表现为先升后降，暗示甘蔗对N、P2O5、K2O的吸收利用量有限。由此推测，可参考N、P2O5、K2O含量30%～40%、有机质含量15%左右进行药肥选择。

表4 中耕施用不同药肥后甘蔗的重要农艺性状及产量

综合实际产量形成中株高、茎径和有效茎数的差异分析，甘蔗中耕施用不同药肥后主要通过协调株高和有效茎数来影响产量，药肥中的有机质成分对甘蔗生长有利。

2.4 中耕施用不同药肥对甘蔗农业产值的影响

如表5所示，在每公顷肥料成本和施肥人工成本相同的条件下，砍收甘蔗的人工成本主要来源于单产的差异，但差异较小几乎可以忽略，因此，甘蔗的农业产值主要受单产影响，二者呈正比关系。其中，6种药肥处理甘蔗的农业产值达39 555.74～48 932.87元/hm2，增值达2118.62～9199.31元/hm2，均以D处理甘蔗的农业产值和增值最高，而F处理甘蔗的农业产值和增值均最低。说明施用含有机质的药肥均可提高甘蔗单产、农业产值和增值，但药肥中的有机质含量并非越高越好，其中施用N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度锐30 mL+噻虫嗪0.10%+有机质≥15%药肥对提高甘蔗单产、农业产值和增值的效果最佳。

表5 甘蔗中耕施用不同药肥的农业产值比较

3 讨 论

甘蔗单产除受品种种性影响外，还受栽培技术(包括施肥水平)、种植制度和管理措施等人为因素影响[2]，也与温度、光照、水分和土壤养分等环境条件密切相关[12, 23]。中耕是甘蔗高产栽培的重要环节，一般在甘蔗拔节前进行，包括蔗苗追肥、培土和病虫草害防控，直接影响甘蔗后期的有效茎数、茎径和株高，进而决定甘蔗单产[24]。此外，中耕还影响翌年甘蔗宿根的发株、分蘖及抗倒伏等状况[25-26]。周一帆等[27]研究表明，施肥量、下种量和品种不同是甘蔗产量存在差异的主因，但甘蔗产量也可通过优化施肥管理措施得以提高。大量研究结果表明，甘蔗施用药肥有利于防治蔗螟，而中耕施用不同养分配比的药肥既可为甘蔗生长提供物质保障，满足其营养需求，又有利于中后期的病虫害综合防治，提高甘蔗产量[12,28]。谭宏伟等[29]开展甘蔗节水灌溉及高效施肥关键技术参数研究，发现不同生长阶段甘蔗对N、P2O5、K2O和水分的吸收存在较大差异，生长中期施肥以N和K2O肥为主并与灌溉偶合，能实现甘蔗的高产优质目标，说明施用不同N、P2O5、K2O配比和含量的肥料可通过调节甘蔗对N、P2O5和K2O的吸收和利用来影响甘蔗产量性状或品质。本研究结果表明，在药肥成本相同的条件下，增加N、P2O5、K2O投入可改善甘蔗的株高性状，促进甘蔗快速拔节生长，可能与药肥中的N、P2O5、K2O可为蛋白、酶和糖类等碳氮代谢提供物质基础[30-31]并维持植株生长发育所需的碳氮比[32]有关。

李素丽等[33]、林阿典等[34]研究认为，配施有机肥和复合肥的甘蔗其养分、糖分和产量及经济效益均高于单施复合肥。已有研究表明，有机质可为土壤提供丰富的碳和氮源[35-36]，对甘蔗产量和糖分提高具有促进作用[14-15]。本研究结果与上述研究结论相似，施用含有机质的药肥对甘蔗月平均生长速率、株高、有效茎数和最终产量及农业产值均具有明显促进作用；从有机质成分的影响来看，含有机质药肥处理甘蔗的产量及其重要性状均优于其他不含有机质处理，但并非有机质含量越高处理的产量和性状优势越大，说明药肥中的有机质和无机养分配比和含量仍存在较大优化空间。

甘蔗的产量形成和糖分积累还受病虫害影响[11,37]，黑穗病和螟虫危害是目前甘蔗最严重的病虫害。据不完全统计，病虫害严重年份可造成甘蔗产量损失20%～50%，糖分降低0.3%～0.5%(绝对值)，宿根蔗受害尤为严重，一般苗期受害机率最高[38]。唐静等[8]开展噻虫嗪药肥混剂田间药效试验，发现该药肥对甘蔗螟虫的防治具有剂量效应，配施度锐对螟虫的防治效果更佳[39-40]，而杀虫单与噻虫胺复混的防治效果比与噻虫嗪复混更好[41]，说明噻虫嗪可很好地防治甘蔗螟害，但与其他药剂混合配施的效果存在差异。本研究结果显示，施用度锐药肥(D处理)甘蔗的螟害株数最少，施用杀虫单和噻虫嗪混合药肥(B和C处理)甘蔗的螟害株数较少，施用单一噻虫嗪药肥(A和E处理)甘蔗的螟害株数最多，但同为施用单一噻虫嗪药肥的F处理与B和C处理，其甘蔗螟害株数相近，不同的是B、D和F处理药肥含有机质成分，与上述研究结果相符。因此认为，含噻虫嗪和有机质成分的药肥是防治甘蔗螟虫的较佳选择。此外，在施用不同药肥的前提下，甘蔗黑穗病的发病株数总体上较少，根据黑穗病传播途径及其对甘蔗的侵染方式分析，原因是螟虫啃食甘蔗幼嫩组织部位后可为黑穗病病原菌提供便利条件，而药肥可有效防控螟虫虫害株数，意味着黑穗病病原菌侵染甘蔗植株的概率下降，因而其发病株数普遍较少，尤其是含度锐药肥处理的发病株数更少。但本研究在甘蔗生长后期调查株高时发现，所有药肥处理甘蔗均有黑穗病发生，且多数为无效分蘖，可能是药肥的药效减弱或失效引起，暗示药肥对甘蔗病害的防控是间接的或可能存在互作效应。综合分析中耕施用不同药肥条件下甘蔗产量形成及其经济效益的差异，建议广西蔗区在甘蔗中耕施肥时推广使用含有机质的药肥(B和D处理)。

4 结 论

甘蔗中耕施用药肥可有效防控蔗苗螟害，间接降低黑穗病发病条件，促进甘蔗分蘖，提早甘蔗拔节并加快其生长成为有效茎，进而提高蔗茎产量，其中施用N、P2O5、K2O含量(17-7-11)≥35%+杀虫单0.10%+噻虫嗪0.10%+有机质≥3%或N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度锐30 mL+噻虫嗪0.10%+有机质≥15% 2种含有机质药肥均有利于提高甘蔗生产效益，可作为甘蔗中耕最佳选用药肥在广西蔗区推广应用。