施肥和種植密度對桂糖31號產量及主要經濟性狀的影響

譚芳 王倫旺 經艷 黃海榮 吳凱朝 李廷化 余鳳良 譚宏偉

摘要：【目的】探索桂糖31號高產的最佳栽培模式，為大面積推廣種植該品種提供技術支持。【方法】采用二因素裂區設計，主處理（A）為施肥，設高肥A1（N 379.5 kg/ha、P2O5 472.5 kg/ha、K2O 300.0 kg/ha）、中肥A2（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）和低肥A3（N 103.5 kg/ha、P2O5 135.0 kg/ha、K2O 90.0 kg/ha）3個水平；副處理（B）為種植密度，設低密度B1（7.5萬芽/ha）、中低密度B2（9.0萬芽/ha）、中密度B3（10.5萬芽/ha）、中高密度B4（12.0萬芽/ha）和高密度B5（13.5萬芽/ha）5個不同密度。測定不同施肥水平與種植密度對桂糖31號產量及主要經濟性狀的影響。【結果】施肥對桂糖31號產量的影響達極顯著水平（P<0.01），施肥水平在中肥A2即可達到高產高效的目的；種植密度對桂糖31號產量的影響未達顯著水平（P>0.05，下同），以中高密度B4的效果最佳；施肥和種植密度的互作效應不顯著，在高肥A1和中高密度B4的栽培模式下桂糖31號最高產。主要經濟性狀的相關與通徑分析結果表明，有效莖數和單莖重與產量呈顯著正相關。【結論】施肥水平和種植密度均為影響甘蔗產量的主要因素，實際生產中桂糖31號最適宜的施肥量為N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha，適宜種植密度為9.0萬芽/ha。

關鍵詞： 桂糖31號；施肥；種植密度；二因素裂區設計；互作效應

中圖分類號： S566.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）04-0564-07

0 引言

【研究意義】桂糖31號是廣西農業科學院甘蔗研究所選育的甘蔗新品種，2011年3月通過廣西農作物品種審定委員會審定。該品種是一個豐產性能優良、穩產性好、宿根性特強、適應性廣、中熟高糖的甘蔗優良品種（黎煥光等，2011），據2009～2010年廣西甘蔗品種區域兩年新植一年宿根試驗結果表明，其平均產量達10.5 t/ha，比新臺糖22號增產18.76%，比新臺糖16號增產26.17%；平均糖含量為1.5 t/ha，比新臺糖22號提高了16.68%，比新臺糖16號提高了22.70%，已被列入廣西500萬畝甘蔗“雙高”基地建設繁育優良品種名單。由于良種的推廣必須要有配套的栽培技術措施，因此，根據桂糖31號的特征特性進行不同施肥量與種植密度探討，提高單位面積產量與種植效益，對加快該品種的推廣應用具有重要意義。【前人研究進展】甘蔗產量的主要影響因素是植株高度、蔗莖大小和單位面積有效莖數，即要獲得甘蔗高產，就必須在生產過程中圍繞這3個因素進行科學栽培管理。甘蔗在生長過程中具有自我調節作用，適當的施肥量及合理的植株密度可優化甘蔗田間群體結構，使甘蔗產量達到一個較優水平（陳玉水等，2008），即合理的施肥量和種植密度是甘蔗實現高產高糖的關鍵（陸章流，2006；蔣雄英等，2014），但不同基因型品種的適宜施肥量和種植密度不同。陸建勛等（2010）研究表明，甘蔗種植密度越高，單位面積有效莖數越多，產量就越高，但種植密度過高反而減產；段維興等（2012）研究發現，桂糖29號在施肥量2250 kg/ha、種植密度9.0萬芽/ha的條件下產量最高，施肥過量或密度過密對產量均有不利影響，產量與單位面積內有效莖數呈正相關；劉曉靜等（2012）通過對4個甘蔗新品種的研究發現，不同施肥量對甘蔗的產量和糖分有顯著作用，低中肥區優于高肥區。因此，根據不同甘蔗品種特征特性進行合理施肥與密植，在保證株高、莖徑達到該品種特性水平前提下，不僅能最大限度提高單位面積內有效莖數，還可以提高肥料利用率，最終提高單位面積產量（周正邦等，2004；劉子凡等，2006；林良文等，2010；藍立斌等，2011；曾維賓等，2012）。【本研究切入點】良種推廣需要有配套的栽培技術措施，目前桂糖31號已在生產中大面積推廣應用，并受到企業和蔗農的喜愛，但其相應的配套栽培技術研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】采用肥料用量及種植密度兩個因素進行裂區試驗，以施肥量為主處理、種植密度為副處理，探討不同施肥量與種植密度對桂糖31號產量及構成因素的影響，確定該品種最佳施肥量及最適種植密度，為大面積推廣種植該品種提供技術支持。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

以桂糖31號為試驗材料，肥料選用廣西河池生產的群山牌尿素（含N 46%）、云南宜威市生產的三恒牌鈣鎂磷肥（含P2O5 18%）、北京生產的中化牌氯化鉀（含K2O 60%）。

1. 2 試驗方法

試驗在廣西國有金光農場友誼分場試驗地進行，其土壤pH 4.82，有機質30.6 g/kg，速效N 93.0 mg/kg，速效P 10.2 mg/kg，速效K 173.0 mg/kg。試驗采用二因素裂區設計，主處理（A）為施肥量，副處理（B）為種植密度。參照當地農場種植甘蔗的施肥水平和種植習慣，設3個施肥水平，即高肥A1（N 379.5 kg/ha、P2O5 472.5 kg/ha、K2O 300.0 kg/ha）、中肥A2（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）、低肥A3（N 103.5 kg/ha、P2O5 135.0 kg/ha、K2O 90.0 kg/ha）；設5個種植密度，即低密度B1（7.5萬芽/ha）、中低密度B2（9.0萬芽/ha）、中密度B3（10.5萬芽/ha）、中高密度B4（12.0萬芽/ha）、高密度B5（13.5萬芽/ha）。共15個處理，每處理小區面積33.6 m2，4行區，行長7.0 m，行距1.2 m。3次重復。

1. 3 田間管理

施肥分3次進行，基肥在種植時施入，主要是磷肥和少量氮肥；分蘗肥在分蘗期施，主要是氮肥；追肥在甘蔗拔節前結合大培土施入，主要是氮肥和鉀肥。其他田間管理按常規方法進行操作。

1. 4 統計分析

收獲前取樣進行甘蔗蔗糖分分析，同時進行株高、莖徑、有效莖數調查；收獲測產后，分別計算單莖重（單莖重=0.785×莖徑2×株高/1000）和糖含量（糖含量=蔗糖分×產量）。按照蓋鈞鎰（2001）的方法進行試驗數據收集，采用唐啟義和馮明光（2006）的方法進行數據分析，對蔗糖分百分率進行反正弦轉換。

2 結果與分析

2. 1 施肥和種植密度對桂糖31號產量的影響

2. 1. 1 不同處理對桂糖31號產量的影響 表1為不同處理下的桂糖31號產量，其中以A1B4處理的桂糖31號平均產量最高，為107.69 t/ha，而A3B4處理的產量最低，僅67.40 t/ha，二者差異極顯著（P<0.01，下同）。對不同處理下的桂糖31號產量進行方差分析，結果發現試驗區組間差異不顯著（P>0.05，下同），但不同施肥處理（A）水平間差異達極顯著水平，而不同種植密度處理（B）水平間的差異未達顯著水平，因素A×因素B互作差異也不顯著（表2）。說明施肥量是提高桂糖31號產量的主導影響因子。

2. 1. 2 施肥和種植密度對桂糖31號產量的影響 就施肥的平均效應而言，以高肥A1最佳，桂糖31號的平均產量為91.14 t/ha，其次是中肥A2，平均產量為89.71 t/ha，低肥A3產量最低，為73.71 t/ha（表3）。高肥A1與中肥A2間差異不顯著，但均與低肥A3差異極顯著，即施足肥是提高桂糖31號產量的重要途徑之一。桂糖31號施肥水平在中肥A2（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）可達到高產高效的目的，施肥水平在高肥A1（N 379.5 kg/ha、P2O5 472.5 kg/ha、K2O 300.0 kg/ha）作用下高產但不高效。

種植密度對桂糖31號的產量也有影響。種植密度的平均效應以B4最高，桂糖31號的平均產量為92.94 t/ha，顯著高于B3和B1；B1的平均產量最低，僅為77.17 t/ha（表3）。說明種植密度也是影響甘蔗產量的主要原因，在本研究驗條件下，種植密度以中高密度B4（12.0萬芽/ha）最佳。

2. 1. 3 施肥與種植密度互作對桂糖31號產量的影響 由表4可以看出，在高肥A1作用下，中高密度B4的桂糖31號平均產量最高，其次是中低密度B2，二者間差異不顯著，平均產量均在100.00 t/ha以上，與低密度B1和高密度B5的平均產量差異達極顯著水平。在中肥A2作用下，高密度B2的平均產量最高，為102.71 t/ha，與低密度B1、中密度B3差異極顯著，與中低密度B4、中高密度B5差異不顯著。在低肥A3作用下，各種植密度的平均產量均較低，且相互間差異不顯著。

2. 1. 4 互作效應分析 從表5可以看出，桂糖31號產量最高的3個處理組合是A1B4、A2B2和A1B2，平均產量均在100.00 t/ha以上，且相互間無顯著差異，即桂糖31號的最佳高產栽培模式：高肥A1（N 379.5 kg/ha、P2O5 472.5 kg/ha、K2O 300.0 kg/ha）×中高密度B4（12.0萬芽/ha），中肥A2（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）×中低密度B2（9.0萬芽/ha），高肥A1（N 379.5 kg/ha、P2O5 472.5 kg/ha、K2O 300.0 kg/ha）×中低密度B2（9.0萬芽/ha）。

2. 1. 5 經濟效益分析 從表5可以看出，產量高的經濟效益不一定最佳。從肥料投入的角度計算成本，組合A1B4的桂糖31號產量最高，但綜合效益排位第二；組合A2B2的產量雖排位第二，但綜合效益排在第一位，說明要使桂糖31號達到高產高效，保持中等施肥水平（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）和中低種植密度（9.0萬芽/ha）即可。

2. 2 施肥和密度對桂糖31號主要經濟性狀的影響

2. 2. 1 對主要經濟性狀的影響 從表6可以看出，產量構成因素中有效莖數與施肥量存在很大關系，中肥A2作用下，桂糖31號的有效莖數最多，其次是高肥A1，最少的是低肥A3，分別為64039.92、63285.57和60526.26條/ha，說明中肥才是桂糖31號的最佳施肥水平。種植密度也會對有效莖數造成一定影響，以中高密度B4處理的有效莖數最多，達66501.46條/ha，其次是B5，有效莖數為66137.53條/ha，低密度B1的有效莖數最少，僅59718.98條/ha，即桂糖31號的種植密度宜控制在12.0萬芽/ha左右。

莖徑也是甘蔗產量構成因素之一。隨著施肥量的增加，甘蔗莖徑逐漸增粗，但在高肥和中肥水平間的變化不明顯；5個種植密度中，中低密度B2的莖徑最粗（29.12 mm），最細的中高密度B4（27.94 mm）。甘蔗株高與施肥的關系也隨著施肥量的增加而增加，但增幅相差不明顯；種植密度和株高生長的規律性不明顯，以B2和B3的株高比較接近，且較高，分別為224.23和224.19 cm。不同施肥量和種植密度對蔗糖分的影響變化不明顯，中肥處理的蔗糖分高于高肥和低肥處理；低密度B1的蔗糖分最高，為13.90%，蔗糖分最低的是中密度B3，僅13.48%（表6）。決定單莖重的因素是產量和有效莖數，以高肥A1的單莖重最重，隨著施肥量的降低，產量變低的同時單莖重變輕；種植密度方面，以中高密度B4的單莖重最重。單位糖含量與產量和蔗糖分有關，由于蔗糖分在各處理中變化不明顯，因此影響單位糖含量的主要因素是產量，其變化規律與甘蔗產量一致，即隨施肥量增加而增加，且種植密度在12.0萬芽/ha時糖含量最高。

對本研究中15個處理的主要經濟性狀進行分析，得出其標準差和變異系數（表6），其中，變異系數較小的是蔗糖分和莖徑，變異系數較大的除產量和糖含量外，還有有效莖和單莖重。變異系數越大，越易受栽培措施調控。通過計算得出各性狀與產量間的相關方程為：

Y=106.6181+0.0003X1-0.2095X2+0.0072X3-5.5068

X4+13.0399X5+5.7896X6（R=0.9999）

式中，Y表示產量，X1表示有效莖，X2表示莖徑，X3表示株高，X4表示蔗糖分，X5表示單莖重，X6表示糖含量。

2. 2. 2 各主要經濟性狀的相關分析與通徑分析 從表7可以看出，有效莖數與株高、蔗糖分間的相關系數較小，且呈負相關，與莖徑、單莖重相關系數也較小，未達顯著水平；與糖含量和產量的相關系數較大，且均達顯著水平（P<0.05，下同）；單莖重與糖含量和產量的相關系數較大，且達顯著水平；莖徑與株高、株高與單莖重間的相關系數較大，均達顯著水平。說明對桂糖31號產量影響較顯著的性狀是有效莖數和單莖重。

通徑分析結果（表8）表明，在直接通徑分析中糖含量的通徑系數較大，其次是有效莖和單莖重，莖徑、株高、蔗糖分的直接通徑系數均較小。在間接通徑分析中，各性狀通過糖含量的通徑系數較大，而通過其他性狀的通徑系數很小。本通徑分析的決定系數為0.99999，剩余通徑系數為0.00300，說明與產量相關的性狀已基本上被篩選出來。

3 討論

新品種的推廣必須有配套的栽培技術措施（李奇偉等，2009）。甘蔗品種不同，施肥量對其產量及產量構成因素的影響也不同。本研究結果表明，施肥量對桂糖31號產量的影響以高施肥量1152.0 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=1.00∶1.25∶0.79）的產量最高，中肥施肥量646.5 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=1.00∶1.12∶0.56）居中，低施肥量328.5 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=1.00∶1.20∶0.87）最低。許樹寧等（2012）研究發現，新臺糖22號在施肥量956.25 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=12∶6∶7）處理下的產蔗量最高，極顯著高于低施肥處理（506.25 kg/ha）和不施肥處理。段維興等（2012）研究發現，低施肥量562.5 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=12∶6∶7）處理下桂糖29號產量最高，但與高施肥量（1315.5 kg/ha）和中施肥量（937.5 kg/ha）差異不顯著。劉曉靜等（2012）研究發現，桂糖21號、桂糖26號、桂糖27號和桂糖28號在低施肥量769.11 kg/ha（N∶P2O5∶K2O=1.00∶0.23∶0.33）下的產量最高。本研究結果與段維興等（2012）、劉曉靜等（2012）的研究結果存在差異，其原因可能與土壤肥力及施用肥料中N、P、K含量不同有關。

甘蔗單位面積有效莖數是影響其產量的重要因素，除與品種、栽培管理等有關外，還與下種量（種植密度）有關。本研究結果表明，桂糖31號在5個種植密度下的有效莖數排序為B4>B5>B2>B3>B1，而產量排序為B4>B2>B5>B3>B1，有效莖數量與產量高低呈正相關。陸建勛等（2010）對桂糖21號、桂糖26號、桂糖27號和桂糖28號的研究發現，桂糖21號在種植密度15.0萬芽/ha下的單位有效莖數最多，產蔗量和含糖量也最高，本研究結果與其相似。段維興等（2012）研究發現，種植密度在9.0萬芽/ha時桂糖29號產量最高，且單位有效莖數與產量呈正相關，本研究結果與其略有差異，原因可能與桂糖29號分蘗率過高、成莖率高有關。

甘蔗生產最終目標是提高經濟效益，即收益最大化。綜合本研究結果來看，高肥A1和中高密度B4栽培模式下的甘蔗產量最高，但綜合效益不是最佳；A2B2處理組合的產量雖然排位第二，但綜合效益排第一位。因此，桂糖31號在生產中以選擇中肥A2（N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha）×中低密度B2（9.0萬芽/ha）為宜。

4 結論

施肥水平和種植密度均為影響甘蔗產量的主要因素，實際生產中桂糖31號最適宜的施肥量為N 241.5 kg/ha、P2O5 270.0 kg/ha、K2O 135.0 kg/ha，適宜種植密度為9.0萬芽/ha。

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（責任編輯 鄧慧靈）