施氮方法对甘蔗干物质积累、产量及品质的影响

来源:用户上传      作者: 韦剑锋 罗艺(等)

　　摘要：以新台糖２２（ＲＯＣ２２）为试验材料，研究了氮肥不同施用方法对甘蔗干物质积累、产量及品质的影响。结果表明，与对照比较，施用氮肥可极显著提高甘蔗干物质积累量、蔗茎产量、产糖量，显著提高蔗糖含量；随氮肥施用次数的增加，甘蔗干物质积累量、蔗茎产量及产糖量显著增加，但蔗糖含量略有下降；氮肥不同施用方法对甘蔗各器官、各生长阶段干物质积累的影响有明显差异。
　　关键词：甘蔗；氮肥；施用方法；干物质积累；产量；品质
　　中图分类号：Ｓ５６６．１０６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）07－1341-03
　　
　　Effect of Application Methods of Nitrogen Fertilizer（15N） on Dry Matter Accumulation, Yield and Quality of Sugarcane
　　
　　ＷＥＩ Ｊｉａｎ－ｆｅｎｇ１，ＬＵＯ Ｙｉ2，ＭＩ Ｃｈａｏ2，ＬＡＮ Ｌｉ－ｂｉｎ2，ＣＨＥ Ｃｈａｏ－ｊｕｎ2，ＬＩＵ Ｈｕａｎ－ｙｕ１，ＬＩＡＮＧ Ｈｅ2
　　（１．Ｌｕｓｈａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ ５４５６１６，Ｇｕａｎｇｘｉ，China；
　　2． Agriculture College， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００５，China）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔａｋｉｎｇ ｎｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｒｅｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｅｑｕａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ １５Ｎ－ｌａｂｅｌｅｄ ｕｒｅａ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ＲＯＣ２２． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ， ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ， ｓｔａｌｋ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｕｇａｒ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｗｈｉｌｅ ｓｕｃｒｏｓｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｔａｌｋ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｇａｎｓ ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｕｇａｒｃａｎｅ； ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ； ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ； ｙｉｅｌｄ； ｑｕａｌｉｔｙ
　　
　　氮是甘蔗生长需要量多而土壤又往往满足不了的重要营养元素，生产上常常要用施肥的手段来补充［１，２］。随着生产的发展，蔗区施氮量逐步增加，但被植株吸收利用的只有３０％～４０％甚至更少，这样既增加了生产成本，又给环境带来了污染［３，４］。如何提高甘蔗氮肥的利用效率，前人在不同土壤条件或田间条件下从施肥技术方面进行了研究，但对甘蔗氮肥施用次数以及施用时间的看法不一，不同氮肥施用方法对甘蔗生长、产量及品质产生的效应各不相同［２，５－８］。在“应用１５Ｎ示踪法对甘蔗氮肥效率及氮素去向的研究”项目支持下，针对土壤低氮（碱解氮68.85 mg/kg）条件，通过网室盆栽试验，研究了氮肥施用方法对甘蔗干物质积累、产量及品质的影响，以期为改进甘蔗施肥技术、提高氮肥利用效率提供参考。
　　１ 材料与方法
　　１．１ 试验材料
　　试验于２００９年２月至２０１０年１月在广西大学农学院智能网室中进行，供试甘蔗品种为新台糖２２（ＲＯＣ２２），用无底塑料圆盆（直径０．４ ｍ，深０．４ ｍ）栽培。供试土壤为赤红壤，其主要性状为ｐＨ ６．３７，有机质１４．３７ ｇ／ｋｇ，碱解氮６８．８５ ｍｇ／ｋｇ，速效磷３８．６１ ｍｇ／ｋｇ，速效钾５３．４０ ｍｇ／ｋｇ。供试１５Ｎ标记的尿素为上海化工研究院生产，其标记丰度为１０．０８％，含Ｎ ４６％；过磷酸钙含Ｐ２Ｏ５ １２％，氯化钾含Ｋ２Ｏ ６０％。
　　１．２ 试验方法
　　试验设不施氮肥（ＣＫ），Ｔ１（尿素全部作基肥施用），Ｔ２（尿素按基肥∶分蘖肥＝１∶１施用），Ｔ３（尿素按基肥∶分蘖肥∶攻茎肥＝３∶３∶４施用）4种处理，采用微区方式进行，随机区组排列，３次重复，每重复１０盆，每盆１个单芽苗。施肥量参照甘蔗种植常规用量为尿素４５０ ｋｇ／ｈｍ２、过磷酸钙４５０ ｋｇ／ｈｍ２、氯化钾２２５ ｋｇ／ｈｍ２，每公顷按９．０万芽苗计算出每盆施尿素５．０ ｇ、过磷酸钙５．０ ｇ、氯化钾２．５ ｇ，其中过磷酸钙和氯化钾均在下种期一次施完，氮肥基肥、分蘖肥、攻茎肥分别于２月２１日、５月２０日、８月１４日施用，具体施用量见表１。
　　
　　１．３ 测定方法与数据统计
　　于苗期（５月８日）、分蘖期（６月２０日）、伸长期（９月１４日）、成熟期（１２月１４日）采收甘蔗测定干物质重量；于２０１０年１月２５日砍收甘蔗测定蔗茎产量和品质，其中品质指标参考文献［９］的方法测定。试验数据采用Ｅｘｃｅｌ ２００３、ＳＰＳＳ １６．０及ＤＰＳ V１１．０等软件进行统计分析。
　　２ 结果与分析
　　２．１ 不同处理对甘蔗干物质积累的影响
　　干物质是作物生长期间通过光合作用生产和积累的有机物，在施肥量相同条件下，干物质积累越多，说明施肥对产量的效应越大。从表２可以看出，施氮处理甘蔗各器官干物质积累量在不同测定日期均大于ＣＫ，差异达极显著水平，但施氮处理甘蔗各器官干物质积累量在不同测定日期与ＣＫ相比增幅有差异，其中５月８日增幅最大的均为根部，６月２０日增幅最大的均为茎部，９月１４日和１２月１４日增幅最大的均为叶部。说明施用氮肥可极显著促进甘蔗各器官干物质的积累，其中在苗期促进根部干物质积累的效应最大，在分蘖期促进茎部干物质积累的效应最大，而在伸长期之后促进叶片干物质积累的效应最大。另外，不同施氮处理甘蔗各器官干物质积累量在不同测定日期也表现出较大差异，其中５月８日和６月２０日，不同施氮处理甘蔗各器官干物质积累量均为Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３，Ｔ１与Ｔ３的差异达显著或极显著水平；９月１４日和１２月１４日，不同施氮处理甘蔗各器官干物质积累量则均为Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，Ｔ１与Ｔ３的差异达显著或极显著水平。说明氮肥作基肥一次性施用比分次施用更能促进苗期和分蘖期甘蔗干物质的积累，而分次施用则更能促进甘蔗生长中后期的干物质积累。１２月１４日，甘蔗处于成熟期，施氮处理甘蔗植株干物质积累量为Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，且施氮处理甘蔗各器官干物质积累量与ＣＫ相比增幅一致表现为叶部＞根部＞茎部，增幅差异均较为明显，其中Ｔ３的效应最为突出，说明氮肥分次施用比一次性基施更能在成熟期促进甘蔗尤其是蔗叶干物质积累。

　　２．２ 不同处理对甘蔗产量及产量性状的影响
　　甘蔗茎长、茎径、有效茎数和单茎重是甘蔗产量的构成因素，直接关系着产量的高低。由表３可以看出，施氮处理甘蔗的茎长、茎径、单茎重、蔗茎产量及产糖量均大于ＣＫ，差异达显著或极显著水平；施氮处理甘蔗的茎长、茎径、单茎重、蔗茎产量及产糖量均为Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，其中处理间茎长、单茎重、蔗茎产量及产糖量的差异达显著或极显著水平。表明施用氮肥可极显著提高蔗茎产量和产糖量，但氮肥不同施用方法对甘蔗增产增糖的效应有差异，其中Ｔ３的效应最大，Ｔ２次之，Ｔ１最小。
　　
　　
　　２．３ 不同处理对甘蔗品质性状的影响
　　蔗糖含量是原料甘蔗最重要的经济指标之一， 也是甘蔗高产高糖栽培的最终目标之一，而纤维含量、蔗汁锤度、蔗汁重力纯度及蔗汁还原糖含量是评价甘蔗品质的常用指标。由表４可知，施氮处理蔗糖含量显著高于ＣＫ，纤维含量、蔗汁锤度、蔗汁重力纯度也不同程度高于ＣＫ，还原糖含量不同程度低于ＣＫ。说明施用氮肥可在一定程度上提高蔗糖含量，改善甘蔗品质。不同施氮处理甘蔗品质略有差异，其中蔗糖含量为Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３，蔗汁锤度为Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３，蔗汁重力纯度为Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２，但处理间的差异均不显著；纤维含量为Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２，还原糖含量为Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２，处理间差异均达显著水平。说明氮肥不同施用方法对甘蔗品质产生了一定影响。
　　３ 讨论
　　氮素是甘蔗生长的重要营养元素，适量供应氮素能促进甘蔗植株的生理代谢，促进蔗株生长，提高甘蔗产量，供氮过多或不足，会使蔗株生长发育受到影响，蔗茎产量和产糖量下降［３，５，１０－１４］。试验条件下，与不施氮比较，不同施氮方法均极显著提高甘蔗各生长阶段的根、茎、叶及植株干物质积累量、收获期蔗茎产量、产糖量，显著提高蔗糖含量。说明在土壤氮素养分较低（全国第二次土壤普查土壤养分分级标准土壤碱解氮含量６０～９０ ｍｇ／ｋｇ为氮素养分低等级，试验土壤碱解氮含量为６８．８５ ｍｇ／ｋｇ）条件下，施用尿素５．０ｇ／盆（折合为４５０ ｋｇ／ｈｍ２）可明显促进甘蔗生长发育，提高甘蔗产量和品质。因此，甘蔗生产应根据蔗地土壤氮素肥力拟定氮肥的施用量，以获得甘蔗高产优质，否则会导致氮肥施用的过量或不足，相应降低氮肥的利用效率。
　　甘蔗的生长发育受甘蔗基因型和环境条件共同影响，不同施肥方法能否提高甘蔗产量和品质，与土壤类型、肥料性状、施肥方法、甘蔗品种及肥料施用后天气状况等因素有关［２－８，１０－１７］。国内外有关氮肥作基肥一次施用或部分作基肥、部分作追肥分次施用对甘蔗生长、产量和品质产生影响的研究报道不少［２，５，７，８，１３，１５－１７］。一些报道指出，甘蔗前期重施氮肥，施氮次数为１次或２次，各生长时期的生理性状都有利于蔗茎产量的形成和蔗茎蔗糖的积累，对提高蔗茎产量和品质都有好处，生长中后期施用氮肥，促进甘蔗后期营养生长，促进蛋白质合成，消耗大量的碳水化合物，消耗了大量蔗糖，不利于提高蔗糖［５，８，１５，１６］；也有报道指出，甘蔗分３次施氮肥植株后期所需的氮素营养得到了补充，满足了后期糖分积累所需的物质条件，可保持中后期较强的生理优势，生长发育较好，有利于甘蔗的高产稳产［７，１３，１７］。试验条件下，尿素作基肥一次施用比分次施用更能促进苗期甘蔗的干物质积累，而尿素分次施用则更能促进中后期甘蔗尤其是叶片干物质积累；成熟期甘蔗干物质积累量、蔗茎产量及产糖量均表现为Ｔ３最高，Ｔ２次之，Ｔ１最小，处理间的差异均达显著或极显著水平。说明氮肥分次尤其是分３次施用更能促进中后期甘蔗尤其是叶片的生长，提高甘蔗产量和产糖量，有利于提高甘蔗的氮肥利用效率。试验还发现，在收获期，３个施氮处理甘蔗的蔗糖含量随尿素施用次数的增加而略有下降，但差异不显著。
　　综上所述，氮肥施用量和施用次数对甘蔗生长、产量及品质产生的效应因不同试验条件或栽培条件而异。因此，为获得甘蔗高产优质和提高氮肥利用效率，氮肥应结合当地甘蔗生产条件尤其是土壤肥力状况施用。
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