罗广盘,陈 思,曾祥高
(1.来宾市农业科学院,广西来宾 546100;2.来宾市兴宾区土壤肥料工作站,广西来宾 546100)
甘蔗是广西来宾市兴宾区的支柱产业,对促进农民增收、财政增长、乡村振兴具有不可替代的作用。兴宾区甘蔗种植面积、产糖量约占广西全区的10%~12%,位居广西乃至全国县(市、区)级之首,甘蔗生产为兴宾区的经济发展作出了重要贡献。据本次调查,目前兴宾区甘蔗种植区域有相当一部分耕地存在耕层浅薄、养分含量低、抗旱能力差等问题,对实现甘蔗高产造成不利影响。因此,在甘蔗种植区域开展和推广耕地改良措施十分必要,有利于提高甘蔗产量和品质,促进兴宾区甘蔗产业和农业可持续发展。
兴宾区甘蔗种植遍及其下辖的20 个乡镇、3 个街道办和广西农垦红河农场、廖平农场等,区内建有7家糖厂,划分为迁江、湘桂、桂宝、凤凰、小平阳,红河、廖平7 个甘蔗区。2017—2020 年,兴宾区甘蔗种植面积分别为7.15 万hm2、7.33 万hm2、7.67 万hm2、7.80 万hm2,其中凤凰镇种植面积最大(1.02 万hm2),占该区种植面积13.3%,七洞乡种植面积最小(0.03 万hm2)。2017 年、2018 年、2019 年,兴宾区进厂料蔗分别为517.5 万t、588.0 万t、468.8 万t。甘蔗种植区域耕地大部属于平地,少部分处于极微坡地。
采用文献调查、实地观察、集体访谈等方法对兴宾区甘蔗种植区域的耕地地力和土壤管理进行调查。1)文献调查法。收集兴宾区农业资料,重点搜集甘蔗种植资料,主要包括种植面积、总产量、种植时间、种植措施、施肥次数、施肥时间及各种肥料比例等。2)实地观察法。定期前往实地进行观察,对甘蔗自然生长状态进行记录和分析。3)集体访谈法。在实地观察过程中,随机邀请当地农民参与调查,了解农民种植甘蔗的意愿,从经济层面分析甘蔗的种植价值。
1.2.1 成土母质
兴宾区甘蔗种植区土壤的成土母质有第四纪红土、砂页岩、洪积物、石灰岩、硅质页岩、河流冲积物及紫色页岩共7种,各成土母质所占比例见表1。其中,占比最大的是第四纪红土母质,该母质形成的土壤土体深厚,质地黏重,酸性至微酸性,且常含有铁锰粒,但全钾及速效磷含量偏低,经过种植甘蔗耕作熟化后,土壤理化性状及养分含量发生变化。其次是砂页岩母质,该母质形成的土壤土层深厚,质地砂壤,酸性,土性暖,有机质分解速度快,供肥性能好,土宜性广,自然肥力较高,作物生长良好,经过种植甘蔗耕作熟化后,土壤质地、酸碱性、土壤养分含量等发生变化。再次是洪积物母质,形成的土壤、沙、石、泥相混,无分选性,不具层里,土壤较瘦。
表1 兴宾区甘蔗种植区成土母质占比
1.2.2 土壤类型
兴宾区甘蔗种植区土壤的类型主要是红壤、赤红壤、石灰(岩)土、水稻土、紫色土、冲积土及洪积土共7类。土种主要是红泥土、红壤土、硅多石砾土、硅多砾质沙土、硅砾质壤土,其次是红壤铁子土、含沙棕泥土,再次是酸性潮沙土、石灰性潮泥土等60多个土种。
1.2.3 物理性状
1)土体构型、耕层厚度。兴宾区甘蔗种植区土体构型良好,少部分土体中含有铁锰结核,保水保肥能力差,不易耕作、不耐旱。耕作层厚度在20 cm 以上的占51.87%,在15~20 cm 的占37.21%,在15 cm以下的占10.92%,耕层厚度与甘蔗作物生长需求存在差异。
2)土壤结构。兴宾区甘蔗种植区土壤结构有团粒结构、团块状结构、粒状结构、柱状结构4 种。其中,以耕性良好的团粒结构为主,占66.49%,有利于甘蔗生产;块状结构占22.90%,粒状结构占8.79%,柱状结构占1.82%。
3)土壤质地。兴宾区甘蔗种植区耕地耕作层土壤质地中,壤土占总耕地面积的45.3%,此类耕地土壤在通透性、宜耕性、保温和导温、肥水的保持与供应方面性能良好,有利于甘蔗生产。砂壤土次之,占总耕地面积的29.2%,再次是砂土,占14.2%,黏土占7.8%,黏壤土占3.5%。
1.2.4 pH值
兴宾区甘蔗种植区土壤pH 值大部分在5.5~6.4,土壤为微酸性土壤。适合甘蔗作物生长的pH 范围在6.0~8.0,说明兴宾区甘蔗种植区土壤适合种植甘蔗,部分区域土壤需施用碱性肥料调节土壤酸碱度。土壤pH值及面积占比情况见表2。
表2 兴宾区甘蔗种植区土壤pH值及面积占比
1.2.5 耕层养分状况
兴宾区甘蔗种植区土壤耕层养分状况主要是以有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量等指标进行定量分析。
1)土壤有机质含量。兴宾区甘蔗种植区耕地耕层土壤有机质含量在7.7~54.3 g·kg-1,平均含量为23.7 g·kg-1,高等级[ω(有机质)≥30.0 g·kg-1]含量占13.07%,中等级[20.0 g·kg-1≤ω(有机质)<30.0 g·kg-1]含量占60.54%,低等级[ω(有机质)<20.0 g·kg-1]含量仅占26.39%,即约74%的耕地土壤有机质含量在20.0 g·kg-1以上。总的来说,甘蔗种植区大部分土壤有机质含量较丰富,为甘蔗高产、稳产提供基础。甘蔗种植区耕地耕层土壤有机质含量状况如表3所示。
表3 兴宾区甘蔗种植区土壤有机质含量及面积占比
2)土壤全氮含量。兴宾区甘蔗种植区土壤全氮含量在0.29~3.17 g·kg-1,平均值为1.27 g·kg-1。土壤全氮含量大于1.50 g·kg-1的区域占20.21%,在1.00~1.49 g·kg-1的占61.86%,小于0.99 g·kg-1的占17.93%,即82.07%的甘蔗种植区土壤全氮含量在1.00 g·kg-1以上。由此可见,兴宾区甘蔗种植区土壤全氮含量属中上水平,为甘蔗高产、稳产提供稳定的氮素。甘蔗种植区耕地耕层土壤全氮含量状况如表4所示。
表4 兴宾区甘蔗种植区土壤全氮含量及面积占比
3)土壤有效磷含量。兴宾区甘蔗种植区土壤有效磷含量在1.5~69.2 mg·kg-1,平均含量为19.6 mg·kg-1,土壤有效磷含量大于20.0 mg·kg-1区域占45.22%,在10.0~19.9 mg·kg-1的占46.0%,小于9.9 mg·kg-1的占8.78%,即91.22%的甘蔗种植区土壤有效磷含量在9.9 mg·kg-1以上。总的来说,45.22%的甘蔗种植区耕地土壤需要减少磷肥施用量或隔年施用磷肥,46.0%的甘蔗种植区耕地土壤需要恒量控制磷肥施用量。总的来说,甘蔗种植区土壤有效磷含量属于中上水平,其含量状况如表5所示。
表5 兴宾区甘蔗种植区土壤有效磷含量及面积占比
4)土壤速效钾含量。兴宾区甘蔗种植区土壤速效钾含量在17~286 mg·kg-1,平均含量为94.0 mg·kg-1。土壤速效钾含量大于100 mg·kg-1的区域占87.78%,在50~99 mg·kg-1的占56.57%,小于49 mg·kg-1的占5.65%,即94.35%的甘蔗种植区土壤速效钾含量在99 mg·kg-1以上。总的来说,甘蔗种植区土壤速效钾含量属于中上水平,大部分甘蔗种植区耕地土壤需要恒量控制钾肥施用量,其含量状况如表6所示。
表6 兴宾区甘蔗种植区土壤速效钾含量及面积占比
1.3.1 耕作、栽培、施肥
甘蔗种植区域耕地的犁翻深度大部分在20 cm 左右,约占65%,在30~40 cm 的占35%左右,即有2/3的耕地犁翻深度达不到甘蔗栽培要求。栽培模式以纯种甘蔗为主(占96%),间套种很少(占4%),地膜覆盖种植约0.4万hm2,占总种植面积的4.1%,重用轻养。施肥以无机化肥为主,施用有机肥很少,无机肥中氮、磷、钾肥施用比例为1.00∶0.37∶1.30 或1.00∶0.35∶0.40,施肥结构不合理。
1.3.2 水源条件和灌溉能力
从采样地块统计和基本情况调查来看,甘蔗种植区灌溉条件基本是自流灌溉。其中,28.11%的甘蔗种植区有山塘水库及井水水源,1.43%的区域有河流引水灌溉水源,另外70.06%的区域没有水源条件。在灌溉能力方面,11.32%的甘蔗种植区基本满足,0.01%的甘蔗种植区为一般满足,另外88.67%的甘蔗种植区无灌溉条件。
1.3.3 排水能力
从甘蔗种植区域土壤排水能力的调查统计结果看,98.55%以上的甘蔗种植区排水能力在中等以上,其中排水能力强的区域占22.38%,排水能力较强的区域占36.80%,排水能力中等的区域占39.38%,只有不到1.45%的区域土壤排水相对困难。
1.3.4 农田基础设施
从调查情况看,甘蔗种植区农田基础设施普遍较差,基本配套的甘蔗种植区占11.22%,不配套的甘蔗种植区占22.60%,66.07%的甘蔗种植区无基础设施。
1.3.5 输水和灌溉方式
甘蔗种植区农田基础设施差,在输水方式上,除8%的区域有渠道输水外,其他92%的区域均无任何输水方式;而在灌溉方式上,98%以上的区域均为自流灌溉方式,其他区域则因多在坡地上种植,基本根本没有灌溉条件。
2.1.1 立地条件和土壤理化性状较好
大部分甘蔗种植区域耕地属于平地和极微坡地,少部分处于微坡地带,土壤侵蚀不明显,地表砾石度低;耕地土体构型良好,耕作层较深厚;65%耕地土壤的酸碱度在微酸性至中性范围,适宜甘蔗和大多数作物生长。
2.1.2 土壤耕层养分状况处于中等以上水平
甘蔗种植区73.61%的耕地土壤养分状况处于中等以上水平,平均含量详见表7。
表7 兴宾区甘蔗种植区土壤养分含量丰缺情况
2.1.3 便利的蔗区道路和良好的水源条件
甘蔗种植区30%左右的区域有山塘水库、井水或河流水源灌溉条件,有利甘蔗生产用水;98.55%的区域排水、排涝能力为中等以上,基本无涝灾为害。
2.2.1 干旱缺水
兴宾区地处桂中旱片,干旱缺水严重,甘蔗种植区可灌面积0.77万hm2,占8%左右,92%甘蔗种植区域干旱缺水。
2.2.2 耕层厚度无法满足甘蔗生产要求
甘蔗是须根作物,吸收作用最强的须根和根毛大多分布在表土下30~40 cm 的土层内,甘蔗种植区或耕层厚度在30 cm 以上的占26%,74%的甘蔗种植区耕层厚度与甘蔗生产要求存在差距。甘蔗种植区土壤存在着铁质结核和石砾等障碍层次。甘蔗种植区酸性土壤面积偏大,占35.61%。
2.2.3 施肥结构不合理
甘蔗种植区施肥存在着重化肥轻有机肥,重氮磷肥轻钾肥,重大量元素轻中微量元素的倾向,出现有机肥与无机肥、无机肥中氮磷钾之间、大量元素与中微量元素之间比例不合理问题。
将蔗区水利基础设施建设作为解决甘蔗生产用水问题的主要措施来抓,加大蔗区水利基础设施建设力度,除做好水利渠道的建设及维修外,要重视在近江河的地方建设水利提灌工程,适时对蔗田进行喷灌或漫灌,扩大灌溉面积,增加甘蔗水分,解决甘蔗生长的缺水问题。
3.2.1 大马力机械深耕整地技术
推广应用240 kW 大马力拖拉机深耕深松整地技术,一犁一耙,深沟浅植,深耕40 cm 以上,种植沟深20~30 cm,沟底宽20~30 cm;同时增施有机肥以改良土壤理化性状,到达使耕层土壤深、松、透气和增温的目的,提高蔗地保水、保肥、抗旱、抗倒能力,提升甘蔗产量。
3.2.2 宽行密植
种植行宽为1.2~1.3 m,合理密植,早熟种品种每公顷播种量为6.75 万个;中晚熟种每公顷播种量为6 万个;种茎以“品”字形或铁轨式双行窄幅摆放,两行之间距离8~10 cm。
3.2.3 推广优良品种
培育、引进和推广高产、高糖、宿根性好、抗病、抗旱性能好的良种,做好早、中、晚熟优良品种搭配和品种更新,不断优化品种种植结构,提高甘蔗产量和延长企业加工期。
在施肥方面要重视微肥的施用,每667 m2施15 kg镁肥或2~3 kg硫肥或锌肥,可提高产量5%~7%;同时建议施用碱性肥料或石灰调节酸性土壤的酸碱度,有利于甘蔗生长和实现高产。
秸秆还田具有土壤培肥作用与增产效果,可增加土壤的氮、磷、钾及微量元素的供应,提高土壤微生物和土壤酶的活性,增强农田保水抗旱能力,改善农田生态环境,减少化肥用量,保护生态环境。
3.4.1 蔗叶覆盖还田
将蔗叶集中于行间隔行放置,有条件的可淋施腐熟剂(按说明使用)或撒施石灰,加速蔗叶腐熟,并结合开垄、松蔸,用泥土覆盖蔗叶。施肥时,将肥料放在没有覆盖蔗叶的畦沟两边,次年轮换覆盖与施肥,通过连续1~2次蔗叶还田,使耕层土壤疏松,有机质含量增加,保水保肥,培肥地力。
3.4.2 蔗叶隔行还田
蔗叶隔行还田技术主要针对宿根蔗,即把蔗叶隔行(隔1 行或2 行)均匀摆放行间,后用犁或人工把泥土将蔗叶盖实,第2 年又将蔗叶摆放在上年没有放蔗叶的行间,用同样的方法盖土。
3.4.3 蔗叶机械粉碎还田
有条件的采用36~58 kW 拖拉机配套甘蔗碎叶机的蔗区,一般在甘蔗收获后5~10 d 进行碎叶。经切碎的蔗叶、蔗梢长度小于20 cm,碎叶率大于80%,粉碎蔗叶抛撒均匀,再用大中型拖拉机配套深耕深松埋入土壤。
甘蔗种植区域耕地地力大部分是三级和四级(六级和七级),在管理上要采取科学的栽培管理措施,加强对土壤的合理利用,实行深耕改土、增施有机肥、秸秆还田、间作套种等方法培肥地力。同时,加强农田基础设施建设,采用配套的农业和生物措施提高土壤的生产能力,通过规范土壤管理,提高地力等级。
兴宾区需进一步加大当地农田基础设施建设力度,尽可能提高区域甘蔗生产能力,保证甘蔗作物的抗旱及防霜能力。在此期间,还需考虑到耕地面积的限制问题,甘蔗作物连作时间种植过长,会对土壤造成一定程度的影响,因此需设定科学的耕作制度,采取不同作物的调整种植方式,如可将甘蔗作物与豆科作物进行轮换种植等,提高土壤肥力。