中耕施藥肥對甘蔗病蟲防治及生產效果的影響

覃興云，覃兮然，周慧文，閆海鋒，羅含敏，王盛華，鐘明浚，莫大強，樊保寧，游建華，李楊瑞，吳建明，丘立杭

(1.廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/廣西農業科學院甘蔗研究所，南寧 530007；2.來賓市金鳳凰農業投資有限公司，廣西 來賓 546100；3.來賓市科學技術情報研究所，廣西 來賓 546100)

【研究意義】我國的蔗糖產量約占食糖總產量的90%。廣西是我國最大的甘蔗生產基地，甘蔗種植面積超過我國糖料作物總種植面積的70%，對保障國家食糖供給安全舉足輕重，在促進農民增收和助力鄉村振興方面也發揮著重要作用。甘蔗種植周期長，生物產量大，但現有品種仍面臨單產不高、區域性單一化、豐產效果不理想及病蟲害頻發等嚴重問題，對我國甘蔗產業的健康發展沖擊巨大[1-3]。不同生長時期的甘蔗對肥料需求不同[4]，中耕期合理施用肥料對甘蔗豐產作用顯著[5]。藥肥是以肥料為農藥載體的新型生態復合肥料，因使用方便及病蟲防控和增產效果好已廣泛應用于甘蔗種植[6-8]，但市場上的甘蔗專用、高效、低毒及環境友好型藥肥品種較少且質量參差不齊，蔗農對其在甘蔗生產上的使用時期和使用量了解甚少，存在過量施用、使用時期不恰當導致甘蔗產生藥害及甘蔗生長受到抑制等現象，藥肥的使用效果得不到充分發揮。而中耕期進行甘蔗水、肥和病蟲害科學管理是提高甘蔗后期產量和品質的重要時期。因此，分析中耕期施用藥肥對甘蔗病蟲防治及生產效果的影響，對甘蔗科學施用藥肥及促進廣西甘蔗產業高質量發展具有重要意義。【前人研究進展】肥料施用和病蟲害防控是保障甘蔗高產穩產必不可少的栽培管理措施，而栽培管理措施不當是我國蔗區甘蔗單產不高的重要原因[9]。在甘蔗栽培過程中，合理的種植技術、模式、制度及管理措施和方法對甘蔗增產增收均具有一定的促進作用[10-11]。重施肥料和農藥會增加甘蔗種植成本，引發農田環境污染，進而影響甘蔗的經濟效益[12]，導致甘蔗產業競爭力不足。中耕也是甘蔗栽培管理的重要措施，一般在甘蔗分蘗中后期至拔節初期進行，其重點是培土、追肥和病蟲害防控，通過保苗促蘗、提高分蘗成莖比例以確保甘蔗拔節及拔節后期產量群體的正常生長，降低倒伏風險。眾所周知，某一作物長期連作必然會引起土壤有機質急劇下降和病蟲害高發。蔗區土壤養分含量決定甘蔗葉片養分狀況，受土壤有機質含量影響較明顯[13]，間接影響甘蔗光合效率和糖分積累，而中耕期施用有機肥對甘蔗產量和糖分具有促進作用[14-16]。已有研究表明，有機藥肥在甘蔗上應用具有較好的病蟲防治效果，對甘蔗產量和糖分積累具有一定促進作用[6-7]。何珂等[17]研究表明，在大培土時施用不同配比復混藥肥既可顯著提高甘蔗對枯心苗、螟害、棉蚜蟲和薊馬等甘蔗蟲害的防控效果，也可提高甘蔗的株高、單莖重和有效莖數等產量性狀。也有研究表明，噻蟲嗪/噻蟲胺·氯蟲藥肥混劑對甘蔗螟蟲和薊馬的防治效果具有劑量效應[8, 18]，應用殺蟲單也能實現同樣的防治效果，但單一藥劑的持續效應較混合型藥劑差[19-20]。此外，福戈和度銳殺蟲劑對不同時期甘蔗害蟲均具有很好的防治效果[21]，可最終實現甘蔗增產增糖[22]。【本研究切入點】單一農藥在甘蔗病蟲害防治上已經取得顯著成效，藥肥混用也在甘蔗生產上發揮著重要作用，但目前市售的藥肥良莠不齊，而針對5—6月廣西蔗區甘蔗螟蟲和黑穗病高發時期(也是冬種甘蔗從苗期進入拔節期的關鍵時期)甘蔗生產專用藥肥應用及其效果分析的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】以冬季種植的甘蔗品種桂柳05/136為研究對象，在其中耕期(冬植蔗的分蘗盛期至分蘗末期)以市場上熱銷的6種藥肥開展田間施用效果試驗，分析不同藥肥對甘蔗主要病蟲害發生情況及拔節期和成熟期生產效果的影響，為甘蔗科學施用藥肥及促進我國甘蔗產業良性發展提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在廣西來賓市國家農業科技園區金鳳凰甘蔗繁育基地(海拔80.3 m，109°14′7.231″E，23°53′21.886″N)進行。供試甘蔗品種為桂柳05/136。試驗田地勢平坦，土壤為砂質土，是典型的來賓蔗區代表性土壤類型。供試藥肥分別為：康老先生(廣西康豐科技開發有限公司)、大蔗皇(廣西多得樂生物科技有限公司)、蔗幫手(河南好年景生物發展有限公司)、金正好(廣西正源科技有限公司)、袁芯(廣西康豐科技開發有限公司)和滿桔紅高濃縮膨化有機肥料(廣西好生寶)。藥肥中所含的噻蟲嗪是第二代新煙堿類殺蟲劑，具有良好的胃毒、觸殺活性及強內吸性和滲透性，殺蟲單是乙酰膽堿競爭性抑制劑，也具有較強的觸殺、胃毒和內吸傳導作用，福戈是40%氯蟲·噻蟲嗪的水分散粒劑，有效成分為氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪，度銳為30%氯蟲和噻蟲嗪粉劑。這些藥用成分均對甘蔗病蟲害具有防治效果。藥肥中的有機質主要為經發酵腐熟的有機物料。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 甘蔗于2019年12月28日采用機械深耕深松和地膜覆蓋技術進行雙芽段種植(冬植)，下種量為66 000芽/hm2，以市售無機復合肥作為基肥(750 kg/hm2)。每小區種植5行，行長11.0 m，行距1.2 m，小區面積66.0 m2。于甘蔗中耕期(2020年5月6日)，每小區各施用9000元/hm2的不同藥肥，分別設為A(含福戈和噻蟲嗪藥用成分但不含有機質的藥肥)、B(含殺蟲單和噻蟲嗪成分及有機質的藥肥)、C(含殺蟲單和噻蟲嗪成分但不含有機質的藥肥)、D(含度銳和噻蟲嗪成分及有機質的藥肥)、E(含噻蟲嗪單一藥用成分但不含有機質的藥肥)和F(含有噻蟲嗪單一藥用成分及有機質的藥肥)處理(表1)，每處理3個重復，隨機區組排列。其他栽培管理措施參照當地習慣進行。

1.2.2 測定項目及方法 于2020年5月底和6月底分別調查各處理每個重復甘蔗的總苗數，計算各處理6月底的平均分蘗率(6月底增加的苗數與5月底苗數的比值)和中耕期的平均分蘗率(5—6月分蘗苗數與5—6月平均苗數的比值)，統計其黑穗病和螟蟲發生情況；在5—10月，于每月最后一天進行甘蔗株高測量，每重復隨機測定20株，并以5月底測定的平均株高作為甘蔗基礎株高，計算甘蔗相鄰2個月的月平均生長速率及整個拔節期的月平均生長速率。在甘蔗成熟砍收時測定株高和莖徑，計算單莖重，每重復隨機測定20株，同時調查每個重復的甘蔗有效莖數，折算為公頃有效莖數，并參考王小明等[1]的方法估算甘蔗理論產量。于2021年1月，按照糖料蔗進廠要求砍收并測定蔗莖的實際產量，以2019/2020榨季廣西“雙高”基地原料蔗平均單產約5 t/667 m2及其總成本約82.67元為參考數據，比較分析各處理甘蔗的農業產值和增值情況，同時調查各處理每重復的甘蔗最終株高、莖徑、田間錘度和有效莖數等。

表1 6種藥肥的主要成分及其小區施用量

相鄰2個月的月平均生長速率(cm)=后月平均株高-前月平均株高

5—10月的月平均生長速率(cm)=(10月的株高-5月的株高)/5

甘蔗單莖重(kg)=0.7854×(莖徑)2×(平均株高-30)×莖重比(1.0)/1000

理論產量(kg/hm2)=甘蔗單莖重(kg)×公頃有效莖數

1.3 統計分析

試驗數據采用Excel 2010進行整理，以DPS v 16.05中的最小顯著性差異法(LSD)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同藥肥對蔗苗分蘗及其主要病蟲害發生的影響

由表2可知，在中耕期施用不同配比藥肥后的5月底和6月底，D處理的甘蔗苗數均最多，A處理最少，二者差異顯著(P<0.05，下同)，其他處理間與A和D處理間均無顯著差異(P>0.05，下同)；各處理在6月底的總苗數均多于5月底，A～F處理的平均分蘗率分別為5.82%、7.14%、1.90%、4.13%、2.93%和0.61%；中耕期A～F處理的平均分蘗率分別為5.48%、6.82%、1.69%、4.18%、3.09%和0.71%，結合表1中不同藥肥的N、P2O5、K2O含量排序(A處理>C處理>B處理>E處理>D處理>F處理)、有機質含量排序(F處理>D處理>B處理>A處理=C處理=E處理)和各處理中均含有藥用成分噻蟲嗪進行分析，發現施用N、P2O5、K2O含量較高的藥肥(A、B、C、D和E處理)后甘蔗的分蘗增多，其中藥肥中適當配置有機質對促進分蘗的效果更佳(B和D處理)，但并非有機質含量越多(F處理)越好，說明營養成分及配比不同的藥肥對甘蔗分蘗產生的影響存在差異。

表2 中耕施用不同藥肥后蔗苗的分蘗及主要病蟲害發生情況

從表2可看出，中耕期施用不同藥肥后，甘蔗受螟害株數總體上較少，其中，D處理(含度銳成分的藥肥)的螟害株數最少(僅1.57株)，B和C處理(均為含有殺蟲單和噻蟲嗪成分的藥肥)的螟蟲害株數較少(均為2.36株)，F處理(含有噻蟲嗪單一藥用成分和有機質的藥肥)的螟害株數與B和C處理相同；含噻蟲嗪單一藥用成分但不含有機質藥肥處理(E處理)的螟害株數較多，含福戈和噻蟲嗪藥用成分但不含有機質藥肥處理(A處理)的螟蟲害株數最多，但各處理間無顯著差異。說明藥肥中含有有機質成分可能對提高甘蔗抗螟蟲性能具有一定作用。

中耕期施用不同藥肥后，蔗苗的黑穗病株數總體上較少，其中，C和F處理蔗苗不發病，B處理的黑穗病株數較少(0.79株)，A、D和E處理的發病株數最多(均為1.57株)，但處理間差異不顯著。從藥肥的有機質成分看，B、D和F處理(均含有機質)蔗苗的黑穗病株數比A、C和E處理(均不含有機質)少，結合上述螟蟲蟲害發生分析結果認為，含有機質成分的藥肥可能通過減少螟蟲對甘蔗幼苗和幼嫩組織的傷害以降低其黑穗病發病率，從而間接防控甘蔗黑穗病。

綜上所述，施用藥肥對蔗苗病蟲害防控具有積極作用，但防控效果與其藥用成分、含量及肥料營養配比息息相關，可能是通過直接作用或者互作效應來實現。

2.2 中耕施用不同藥肥對甘蔗拔節期月平均生長速率的影響

由表3可知，不同藥肥處理甘蔗在5月初至10月底拔節過程中均表現為緩慢生長(5—6月)—快速伸長(7—8月)—緩慢生長(9—10月)—生長停滯(10月以后)，但拔節過程存在一定差異。其中，在5—6月，含有機質成分3個藥肥處理(B、D和F處理)甘蔗月生長速率的平均值為70.5 cm，明顯高于不含有機質成分3個藥肥處理(A、C和E處理)月生長速率的平均值(62.1 cm)，說明施用含有機質成分的藥肥可促進甘蔗提早拔節；從株高表現看，在7—9月，含有機質成分藥肥處理(B和D處理)的株高均高于同期不含有機質成分處理(A和C處理)，同為含噻蟲嗪單一藥用成分的E和F處理，也以含有機質成分藥肥F處理的株高高于不含有機質成分藥肥的E處理，說明含有機質成分藥肥均可促進甘蔗拔節生長；甘蔗進入拔節后期和成熟時的緩慢生長期(10月及10月后)，含有機質藥肥處理(B、D和F處理)甘蔗仍能保持一定的生長勢頭，各處理10月的生長速率仍在增長，說明施用含有機質的藥肥對甘蔗生長后期的株高生長仍具有促進作用和較好的增產效果；在5—10月的整個甘蔗拔節期，N、P2O5、K2O含量較高的A和C處理甘蔗的月平均生長速率均值為61.1 cm，N、P2O5、K2O含量中等的B、D和E處理甘蔗的月平均生長速率均值為59.1 cm，而N、P2O5、K2O含量最低的F處理甘蔗的月平均生長速率均值僅57.8 cm，說明不同藥肥中N、P2O5、K2O含量與甘蔗月生長速率也具有密切關系，施用N、P2O5、K2O含量較高藥肥甘蔗的月生長速率也較高。

表3 中耕施用不同藥肥后甘蔗拔節期蔗莖的生長

綜上所述，藥肥中N、P2O5、K2O和有機質等的含量及其配比影響甘蔗拔節生長，施用含有機質和N、P2O5、K2O含量較高的藥肥[N、P2O5、K2O含量(17-7-11)≥35%+殺蟲單0.10%+噻蟲嗪0.10%+有機質≥3%；N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度銳30 mL+噻蟲嗪0.10%+有機質≥15%]對甘蔗拔節生長效果較佳。

2.3 中耕施用不同藥肥對甘蔗產量形成的影響

由表4可知，各處理甘蔗理論產量與實際產量差值的平均值為9200.17 kg/hm2，即每667 m2平均誤差為613.34 kg，由于甘蔗砍收一般含雜較多，因此該誤差在合理范圍，說明以成熟期(尤其是成熟中后期)的甘蔗產量性狀進行估產相對準確；各處理間的莖徑和錘度均無顯著差異；從株高表現看，除E處理極顯著低于其他處理外，其他處理間均無顯著差異；從有效莖數看，除A處理顯著低于B處理外，其他處理間均無顯著差異；從實際產量表現看，C和D處理均極顯著高于A和B處理，顯著或極顯著高于E和F處理，A和B處理也顯著高于E和F處理，且以F處理最低，但A處理與B處理、C處理與D處理、E處理與F處理間差異不顯著，各處理表現為D處理>C處理>A處理>B處理>E處理>處理F。此外，從含有機質藥肥處理組(B、D和F處理)看，隨著有機質含量的增加(對應的N、P2O5、K2O含量減少)，實際產量呈先升后降變化趨勢，說明藥肥中有機質和N、P2O5、K2O含量的適宜配比對甘蔗產量形成意義重大；從不含有機質藥肥處理組(A、C和E處理)看，隨著N、P2O5、K2O含量的減少，實際產量也表現為先升后降，暗示甘蔗對N、P2O5、K2O的吸收利用量有限。由此推測，可參考N、P2O5、K2O含量30%～40%、有機質含量15%左右進行藥肥選擇。

表4 中耕施用不同藥肥后甘蔗的重要農藝性狀及產量

綜合實際產量形成中株高、莖徑和有效莖數的差異分析，甘蔗中耕施用不同藥肥后主要通過協調株高和有效莖數來影響產量，藥肥中的有機質成分對甘蔗生長有利。

2.4 中耕施用不同藥肥對甘蔗農業產值的影響

如表5所示，在每公頃肥料成本和施肥人工成本相同的條件下，砍收甘蔗的人工成本主要來源于單產的差異，但差異較小幾乎可以忽略，因此，甘蔗的農業產值主要受單產影響，二者呈正比關系。其中，6種藥肥處理甘蔗的農業產值達39 555.74～48 932.87元/hm2，增值達2118.62～9199.31元/hm2，均以D處理甘蔗的農業產值和增值最高，而F處理甘蔗的農業產值和增值均最低。說明施用含有機質的藥肥均可提高甘蔗單產、農業產值和增值，但藥肥中的有機質含量并非越高越好，其中施用N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度銳30 mL+噻蟲嗪0.10%+有機質≥15%藥肥對提高甘蔗單產、農業產值和增值的效果最佳。

表5 甘蔗中耕施用不同藥肥的農業產值比較

3 討 論

甘蔗單產除受品種種性影響外，還受栽培技術(包括施肥水平)、種植制度和管理措施等人為因素影響[2]，也與溫度、光照、水分和土壤養分等環境條件密切相關[12, 23]。中耕是甘蔗高產栽培的重要環節，一般在甘蔗拔節前進行，包括蔗苗追肥、培土和病蟲草害防控，直接影響甘蔗后期的有效莖數、莖徑和株高，進而決定甘蔗單產[24]。此外，中耕還影響翌年甘蔗宿根的發株、分蘗及抗倒伏等狀況[25-26]。周一帆等[27]研究表明，施肥量、下種量和品種不同是甘蔗產量存在差異的主因，但甘蔗產量也可通過優化施肥管理措施得以提高。大量研究結果表明，甘蔗施用藥肥有利于防治蔗螟，而中耕施用不同養分配比的藥肥既可為甘蔗生長提供物質保障，滿足其營養需求，又有利于中后期的病蟲害綜合防治，提高甘蔗產量[12,28]。譚宏偉等[29]開展甘蔗節水灌溉及高效施肥關鍵技術參數研究，發現不同生長階段甘蔗對N、P2O5、K2O和水分的吸收存在較大差異，生長中期施肥以N和K2O肥為主并與灌溉偶合，能實現甘蔗的高產優質目標，說明施用不同N、P2O5、K2O配比和含量的肥料可通過調節甘蔗對N、P2O5和K2O的吸收和利用來影響甘蔗產量性狀或品質。本研究結果表明，在藥肥成本相同的條件下，增加N、P2O5、K2O投入可改善甘蔗的株高性狀，促進甘蔗快速拔節生長，可能與藥肥中的N、P2O5、K2O可為蛋白、酶和糖類等碳氮代謝提供物質基礎[30-31]并維持植株生長發育所需的碳氮比[32]有關。

李素麗等[33]、林阿典等[34]研究認為，配施有機肥和復合肥的甘蔗其養分、糖分和產量及經濟效益均高于單施復合肥。已有研究表明，有機質可為土壤提供豐富的碳和氮源[35-36]，對甘蔗產量和糖分提高具有促進作用[14-15]。本研究結果與上述研究結論相似，施用含有機質的藥肥對甘蔗月平均生長速率、株高、有效莖數和最終產量及農業產值均具有明顯促進作用；從有機質成分的影響來看，含有機質藥肥處理甘蔗的產量及其重要性狀均優于其他不含有機質處理，但并非有機質含量越高處理的產量和性狀優勢越大，說明藥肥中的有機質和無機養分配比和含量仍存在較大優化空間。

甘蔗的產量形成和糖分積累還受病蟲害影響[11,37]，黑穗病和螟蟲危害是目前甘蔗最嚴重的病蟲害。據不完全統計，病蟲害嚴重年份可造成甘蔗產量損失20%～50%，糖分降低0.3%～0.5%(絕對值)，宿根蔗受害尤為嚴重，一般苗期受害機率最高[38]。唐靜等[8]開展噻蟲嗪藥肥混劑田間藥效試驗，發現該藥肥對甘蔗螟蟲的防治具有劑量效應，配施度銳對螟蟲的防治效果更佳[39-40]，而殺蟲單與噻蟲胺復混的防治效果比與噻蟲嗪復混更好[41]，說明噻蟲嗪可很好地防治甘蔗螟害，但與其他藥劑混合配施的效果存在差異。本研究結果顯示，施用度銳藥肥(D處理)甘蔗的螟害株數最少，施用殺蟲單和噻蟲嗪混合藥肥(B和C處理)甘蔗的螟害株數較少，施用單一噻蟲嗪藥肥(A和E處理)甘蔗的螟害株數最多，但同為施用單一噻蟲嗪藥肥的F處理與B和C處理，其甘蔗螟害株數相近，不同的是B、D和F處理藥肥含有機質成分，與上述研究結果相符。因此認為，含噻蟲嗪和有機質成分的藥肥是防治甘蔗螟蟲的較佳選擇。此外，在施用不同藥肥的前提下，甘蔗黑穗病的發病株數總體上較少，根據黑穗病傳播途徑及其對甘蔗的侵染方式分析，原因是螟蟲啃食甘蔗幼嫩組織部位后可為黑穗病病原菌提供便利條件，而藥肥可有效防控螟蟲蟲害株數，意味著黑穗病病原菌侵染甘蔗植株的概率下降，因而其發病株數普遍較少，尤其是含度銳藥肥處理的發病株數更少。但本研究在甘蔗生長后期調查株高時發現，所有藥肥處理甘蔗均有黑穗病發生，且多數為無效分蘗，可能是藥肥的藥效減弱或失效引起，暗示藥肥對甘蔗病害的防控是間接的或可能存在互作效應。綜合分析中耕施用不同藥肥條件下甘蔗產量形成及其經濟效益的差異，建議廣西蔗區在甘蔗中耕施肥時推廣使用含有機質的藥肥(B和D處理)。

4 結 論

甘蔗中耕施用藥肥可有效防控蔗苗螟害，間接降低黑穗病發病條件，促進甘蔗分蘗，提早甘蔗拔節并加快其生長成為有效莖，進而提高蔗莖產量，其中施用N、P2O5、K2O含量(17-7-11)≥35%+殺蟲單0.10%+噻蟲嗪0.10%+有機質≥3%或N、P2O5、K2O含量(13-6-11)≥30%+度銳30 mL+噻蟲嗪0.10%+有機質≥15% 2種含有機質藥肥均有利于提高甘蔗生產效益，可作為甘蔗中耕最佳選用藥肥在廣西蔗區推廣應用。