水肥互作對扶綏甘蔗生長的影響

摘 要：以粵糖93-159和ROC22為研究對象，設1200.0 m3/hm2（D1）、1500.0 m3/hm2（D2）和1800.0 m3/hm2（D3）3個滴灌灌溉定額處理，1500.0 kg/hm2（F1）、2250.0 kg/hm2（F2）、3000.0 kg/hm2（F3）和3750.0 kg/hm2（F4）4個施肥量處理，開展12個灌溉定額和施肥量組合的甘蔗生長試驗，探究不同灌溉定額和施肥量互作對2個甘蔗品種農藝性狀、蔗莖產量和蔗糖品質的影響。結果發現，中、低水平灌溉定額（1200.0～1500.0 m3/hm2）與中、低施肥量（1500.0～2250.0 kg/hm2）組合有利于提高甘蔗出苗率，促進植株伸長；高水平灌溉定額（1800.0 m3/hm2）與高施肥量（3000.0～3750.0 kg/hm2）組合有助于提高蔗苗的分蘗率；在中等水平灌溉定額（1500.0 m3/hm2）與中、低施肥量（1500.0 ～2250.0 kg/hm2）組合下，2個甘蔗品種的蔗莖產量和單位面積產糖量均高于其他處理。可見，采用灌溉定額1500.0 m3/hm2、施肥量1500.0～2250.0 kg/hm2的水肥互作措施，更有助于節省甘蔗生產成本，提高蔗莖產量和產糖量。

關鍵詞：甘蔗；灌溉定額；施肥量；水肥互作

中圖分類號：S566.1；S275.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2095-820X（2023）06-0014-05

收稿日期：2023-10-12

第一作者：楊煥明（1986-），男，助理農藝師，主要從事甘蔗農務管理工作，E-mail：710316037@qq.com

0 引言

灌溉與施肥是甘蔗生長過程中極其重要的田間管理措施。適量的灌溉定額配套合理的施肥量，是提高甘蔗產量、促進蔗糖產業可持續發展的關鍵［1，2］。但不同甘蔗品種的適宜灌溉定額和施肥量有所不同，因此，很有必要就具體甘蔗品種開展最佳灌溉定額和施肥量水平的適應性研究，以促進甘蔗對水肥的高效利用。劉亞男等［3］探尋不同施氮方式和灌水量對甘蔗生長和產量的影響，結果表明，灌水量833.3 m3/hm2與一次性施氮肥379.5 kg/hm2處理的甘蔗產量最高。鄧宇馳等［4］在溫室大棚開展不同水肥供應量對甘蔗葉片吸收礦質元素影響研究，結果發現，伸長期施氮量360.0 kg/hm2、灌水量每天60.0 m3/hm2對蔗葉吸收氮素的效果最佳。湯雪蓮［5］開展甘蔗分蘗初期至伸長后期不同供水量和不同施鉀量互作試驗，經過綜合比較發現，供水量每旬400.0 m3/hm2與施鉀量180.0 kg/hm2互作對甘蔗生長的促進作用最明顯。蔣明明等［6］分析不同供水量和施磷量對甘蔗生理生化指標的耦合效應，結果表明，供水量每旬600.0 m3/hm2、施磷量120.0 kg/hm2組合有利于提高甘蔗葉綠素含量、自由水含量和可溶性糖含量，增強甘蔗抗逆能力。李世君［7］設置不同供水量和施氮量水氮互作對甘蔗生長影響試驗，結果顯示，采用供水量每旬600.0 m3/hm2、施氮量360.0 kg/hm2水肥處理措施的甘蔗產量和含糖量最高。以往的研究多側重于探討單種肥料元素與供水組合對甘蔗生長的影響，鮮見開展甘蔗灌水量與施肥量互作梯度試驗的報道。本研究統籌安排不同灌溉定額與施肥量處理組合，開展甘蔗品種粵糖93-159和ROC22的水肥互作試驗，為篩選出在當地土壤條件下適宜粵糖93-159和ROC22生長所需的最佳灌溉定額和施肥量組合提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2022年在廣西崇左市扶綏縣渠黎鎮甘蔗種植基地（北緯22°51'，東經107°79'）進行。試驗區為旱坡地，土壤質地較黏重，其中，pH 5.9，容重1.31 g/cm3，田間持水量33.6%。供試甘蔗品種為粵糖93-159和新臺糖22號（ROC22），由廣西扶南東亞糖業有限公司提供。粵糖93-159是由廣州市甘蔗糖業研究所選育的早熟高糖品種，蔗種萌芽率高、分蘗力強，植株生長速度快，宿根性好，蔗莖糖分含量高，成熟高峰期蔗糖分在17.00%以上。新臺糖22號是由臺灣糖業研究所選育的中大莖品種，植株前期生長稍慢，中后期生長較快，抗旱能力強，豐產性好，產量達120.0～195.0 t/hm2。使用的復合肥N-P2O5-K2O（17-17-17）由歐洲化學安特衛普公司生產，購自廣西扶綏縣農資市場。采用壓力補償式滴灌帶進行灌溉，滴頭間距30.0～50.0 cm，管徑16.0～25.0 mm，流量2.5～3.0 L/h。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

參照許樹寧等［8］的方法，設灌溉和施肥2個因素，灌溉方式為滴灌，設低灌溉定額1200.0 m3/hm2（D1）、中等灌溉定額1500.0 m3/hm2（D2）、高灌溉定額1800.0 m3/hm2（D3），肥料運籌設低施肥量1500.0 kg/hm2（F1）、中等施肥量2250.0 kg/hm2（F2）、高施肥量3000.0 kg/hm2（F3）和3750.0 kg/hm2（F4），共12個處理組合，分別用D1F1、D1F2、D1F3、D1F4、D2F1、D2F2、D2F3、D2F4、D3F1、D3F2、D3F3和D3F4表示。每個試驗區長20.0 m，寬7.5 m，面積150.0 m2，3次重復。

1.2.2 水肥管理

灌溉方案見表1。各處理均施用N-P2O5-K2O（17-17-17）復合肥，甘蔗不同生長期施肥比例為基肥占50.0%、苗期追肥占10.0%、分糵肥占10.0%和攻莖肥占30.0%。

1.2.3 測定項目及方法

農藝性狀測定：在4月10日蔗種出苗后期計數各試驗區苗數，除以播種芽數得到出苗率；蔗苗分蘗完畢后，于5月20日計數各試驗區分蘗苗數，除以基礎苗數得到分蘗率；進入伸長期后，每個試驗區挑選長勢相近的20株掛牌標記，分別在6、7、8和9月定株測量株高，以株高除以生長天數得到蔗莖生長速度。考種測產：甘蔗砍收前（12月5日）進行考種，每個試驗區選取有代表性的植株20根，測量株高、莖粗和蔗汁錘度；砍收后各試驗區單獨稱量蔗莖產量，記錄有效莖數。蔗糖分測定：以蔗汁錘度計算蔗糖分，計算公式：蔗糖分（%）=錘度×1.0825-7.703。將蔗糖分乘以蔗莖產量，可得到各處理的產糖量。

1.3 統計分析

試驗數據采用Excel 2003進行整理和統計。

2 結果與分析

2.1 不同水肥互作對甘蔗農藝性狀的影響

由表2可知，在出苗率方面，2個甘蔗品種均以低灌溉定額和中、低施肥量互作最高，高灌溉定額與高施肥量互作最低。其中，粵糖93-159以D1F2處理最高，達69.6%，D3F3處理最低，僅33.4%；ROC22以D1F1處理最高，達60.7%，D3F4處理最低，為37.7%。說明苗期適量降低灌水量和施肥量有利于蔗芽萌發，灌溉和施肥過多會對出苗率產生負效應。在分蘗率方面，粵糖93-159總體上低于ROC22，其中，粵糖93-159以D3F3處理最高，達69.2%，D1F2處理最低，為31.7%；ROC22以D3F4處理最高，為105.7%，D3F1處理相對較低，但仍達到60.1%。說明分蘗期適當加大灌水量和施肥量，有助于促進蔗苗分蘗。在蔗莖生長速度方面，2個品種均以D1F2處理最快（粵糖93-159為1.84 cm/d，ROC22略高于粵糖93-159，為1.91 cm/d），粵糖93-159以D3F2處理生長速度最慢，為1.44 cm/d，ROC22以D3F4處理最慢，為1.64 cm/d。說明甘蔗伸長期田間逐漸蔭蔽，灌水過多易影響植株生長，應適當降低灌水量和施肥量，增加灌溉次數，以提高蔗莖生長速度。

2.2 不同水肥互作對甘蔗產量性狀的影響

由表3可知，中、低灌溉定額與各施肥量互作的甘蔗產量性狀表現總體上優于高灌溉定額與高施肥量互作。其中，粵糖93-159以D1F1處理的蔗莖最粗，達2.93 cm；D1F2處理的植株最高，達320.3 cm；D2F2處理的有效莖數和蔗莖產量均最高，分別為8.6369萬條/hm2和105.46 t/hm2；ROC22的蔗莖產量也以D2F2處理最高，達127.97 t/hm2。從表3可看出，粵糖93-159以D3F4處理、ROC22以D3F3處理的蔗莖最細，分別為2.51和2.84 cm；2個甘蔗品種的株高均以D3F3最低，分別為258.4和264.2 cm。此外，在ROC22高灌溉定額與高施肥量互作中，D3F4的有效莖數也低于其他處理，僅為7.1178萬條/hm2。可見，高灌溉定額與高施肥量互作的多項甘蔗產量指標均處于較低水平，中、低等灌水量和施肥量組合有利于甘蔗增產增收，尤其以灌溉定額1500.0 m3/hm2與施肥量2250.0 kg/hm2互作的效果更佳。

2.3 不同水肥互作對蔗糖分和產糖量的影響

由表4可知，粵糖93-159的蔗糖分以高水高肥互作的D3F3和D3F4處理較高，分別為17.02%和16.72%，而中等灌溉定額與中、高施肥量互作的D2F2和D2F3處理的蔗糖分相對較低，分別為15.45%和15.37%，分別較D3F3處理降低1.57%（絕對值，下同）和1.65%；其他處理的蔗糖分在15.51%～16.42%之間，差異不明顯。從表4可看出，ROC22的蔗糖分以中、低等灌溉定額和中、低等施肥量互作相對較高，其中，D1F1、D2F2和D1F2處理分別達14.75%、14.73%和14.67%，高施肥量的D1F4和D2F4處理的蔗糖分較低，分別為14.22%和14.27%，分別較D1F1處理下降0.53%和0.48%。可見，不同水肥互作對蔗糖分未產生明顯影響。結合表3可知，粵糖93-159的產量以中等灌溉定額和中、低等施肥量互作的D2F1和D2F2處理較高，其對應的產糖量也較高，分別為16.63和16.29 t/hm2；相反，D3F2處理的產量最低（77.85 t/hm2），其產糖量（12.65 t/hm2）也明顯低于其他處理，與D2F1處理相比降低3.01%。ROC22的產量以D2F2處理最高，產糖量達18.85 t/hm2，D3F1處理的產量最低（99.23 t/hm2），其產糖量也最低，僅為14.53 t/hm2，較D2F2降低4.32%。

綜上所述，中等灌溉定額與中、低等施肥量互作對蔗糖分無明顯影響，但可通過提高蔗莖產量來提高產糖量，從而增加糖分產出。

3 討論

甘蔗苗期需水量較低，灌水過多容易引起爛根，不利于蔗種萌發。羅維鋼等［9］比較微噴灌條件下不同灌溉定額對桂糖42號農藝性狀的影響，發現灌水量1500.0～2250.0 m3/hm2對甘蔗出苗具有較大促進作用。甘蔗苗期對肥料也比較敏感，施肥不能過多。劉曉靜等［10］研究表明，甘蔗發芽率以低施肥量（2250.0 kg/hm2）處理較高。本研究中，粵糖93-159和ROC22的出苗率均以低灌溉定額和中、低施肥量互作較高，隨著灌溉定額和施肥量的增加，出苗率不斷下降，與上述研究結果相符。說明甘蔗苗期必須控制水肥用量，在保障蔗種正常出苗的同時，節省生產成本。甘蔗進入分蘗期和伸長期后，植株長勢逐漸旺盛，對水肥的需求量有所增加。張榮華等［11］探討桂糖43號在不同施肥量和種植密度下的生長表現，結果表明，562.5 kg/hm2低肥處理的蔗莖生長最快，植株高于中肥和高肥處理；2625.0 kg/hm2高肥處理的分蘗率較高，但不利于植株伸長。在灌溉對甘蔗生長影響研究方面，李新建等［12］研究發現，在滴灌條件下，2250.0 m3/hm2灌水量有助于提高糖料蔗分蘗率，增加蔗莖高度，灌水過多則導致水分利用率下降。本研究中，高水高肥處理的粵糖93-159和ROC22的分蘗率均較高，但容易產生無效分蘗；低灌溉定額與中等施肥量互作的蔗莖生長速度較快，植株也相對較高，與張榮華等［11］、李新建等［12］的研究結果相似。說明在甘蔗分蘗和伸長期適當控水減肥，有利于控制蔗苗分蘗，促進蔗株生長。

灌溉與施肥是影響甘蔗產量的重要因素。李新建等［13］分析滴灌條件下不同用水定額的糖料蔗灌溉效益，發現2250.0 m3/hm2灌水量有利于提高糖料蔗產量，繼續加灌反而引起減產，原因可能是灌水過多導致土壤含水量過高，抑制根系呼吸作用，影響蔗種出苗和植株生長，造成蔗莖產量下降。施肥過量也不利于甘蔗產量提升。宋娟等［14］研究不同施肥水平對桂糖58號的影響，結果表明，1125.0 kg/hm2施肥量對甘蔗增產效應最佳，施肥量增加到2250.0 kg/hm2時，甘蔗產量下降。本研究中，粵糖93-159和ROC22均以中等灌溉定額和中等施肥量互作的產量最高，與李新建等［13］、宋娟等［14］的研究結果相似。蔗糖分是甘蔗的主要品質指標，本研究中不同水肥互作的粵糖93-159和ROC22的蔗糖分較接近，各處理間差異不明顯，與彭李順等［15］的研究結果相符。因此，甘蔗產糖量與產量的變化趨勢基本相同，單位面積蔗莖產量越高，其產糖量也相應越高。

4 結論

在中等水平灌水量與中、低等施肥量互作下，甘蔗品種粵糖93-159和ROC22的產量和單位面積產糖量較高，生產上采用灌溉定額1500.0 m3/hm2、施肥量1500.0～2250 kg/hm2的水肥互作措施有助于提高甘蔗產量和產糖量，增加蔗農收入。

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（責任編輯 思利華）