蔗葉不同還田模式對(duì)土壤水分和甘蔗產(chǎn)量的影響

崔雄維，張躍彬，郭家文，劉少春，刀靜梅

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，開(kāi)遠(yuǎn)661600；2.云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)遠(yuǎn)661600）

蔗葉不同還田模式對(duì)土壤水分和甘蔗產(chǎn)量的影響

崔雄維1，2，張躍彬1，郭家文1，2，劉少春1，2，刀靜梅1，2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，開(kāi)遠(yuǎn)661600；2.云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)遠(yuǎn)661600）

田間試驗(yàn)研究了蔗葉不同還田模式對(duì)旱地蔗園土壤水分和甘蔗產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，蔗葉不同還田模式的甘蔗產(chǎn)量差異不顯著，蔗葉全覆蓋還田與蔗葉隔行覆蓋還田處理的總苗數(shù)較焚燒處理差異達(dá)極顯著性水平（P＜0.01），有效莖與焚燒處理差異達(dá)顯著性水平（P＜0.05）。蔗葉全覆蓋還田與蔗葉隔行覆蓋還田對(duì)宿根蔗壟上前期與后期的土壤水分保持效果較好，不同蔗葉還田模式對(duì)甘蔗行間的土壤水分保持效果較好。

蔗葉還田；土壤水分；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀

甘蔗是重要的糖料作物，產(chǎn)糖量占全國(guó)食糖總產(chǎn)量的90%以上。云南省常年植蔗面積達(dá)30萬(wàn)hm2，蔗糖產(chǎn)量200余萬(wàn)噸，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值突破120億元，植蔗面積和食糖產(chǎn)量穩(wěn)居全國(guó)第二[1，2]。云南蔗區(qū)旱地甘蔗占70%，水田甘蔗占30%，旱地紅壤由于受水分、土壤肥力等因素的影響，甘蔗產(chǎn)量較低，一般在52.5 t/hm2。提高旱地甘蔗單產(chǎn)的核心問(wèn)題是改善土壤水分條件。大量研究表明[3-8]，蔗葉還田能夠減少田間耕作，保持土壤水分，減少土壤侵蝕，提高土壤肥力，增加耕作層有機(jī)質(zhì)含量和土壤微生物活性，抑制雜草生長(zhǎng)，改善土壤結(jié)構(gòu)，避免土壤退化，穩(wěn)定甘蔗產(chǎn)量，是一項(xiàng)環(huán)境友好型的甘蔗生產(chǎn)技術(shù)。此外，甘蔗生長(zhǎng)期長(zhǎng)，長(zhǎng)期連作會(huì)消耗大量土壤養(yǎng)分，蔗農(nóng)的種植習(xí)慣是單一依賴(lài)化肥補(bǔ)償土壤肥力，不施或少施農(nóng)家肥，導(dǎo)致施肥成本居高不下，土壤板結(jié)，蔗區(qū)土壤質(zhì)量逐年退化，成為甘蔗原料可持續(xù)性生產(chǎn)的關(guān)鍵制約因素，在全省范圍內(nèi)推行蔗葉還田來(lái)改善和提高蔗區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量，蔗葉覆蓋保持土壤水分緩解旱地甘蔗苗期與成熟期的旱情就顯得尤為重要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

甘蔗品種為贛蔗95/108，中大莖，屬早熟、高產(chǎn)、高糖品種。種植時(shí)間為2008年1月19日，于2009年2月20日布置第一年宿根試驗(yàn)，收獲時(shí)間為2010年1月30日。試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為山地紅壤。田間試驗(yàn)設(shè)對(duì)照蔗葉焚燒（A），等行距蔗葉全覆蓋還田（B）；等行距蔗葉隔行覆蓋還田（C）；等行距蔗葉和地膜覆蓋還田（D）；酒精廢液75t/hm2+蔗葉隔行覆蓋還田（E）。4行區(qū)，行長(zhǎng)9m，行距1m，小區(qū)面積36m2。蔗葉還田量為7.5t/hm2（即27 kg/區(qū)）。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

分別在甘蔗的生育關(guān)鍵期于早上9:00～11:00取樣測(cè)定甘蔗種植壟上與行間的土壤含水量。土壤樣品的采集使用土鉆采取0～20cm耕層土樣。土壤含水量的測(cè)定方法采用烘干稱(chēng)重法，將裝有土樣的鋁盒稱(chēng)取濕重后放入105℃烘箱中烘6h后稱(chēng)干重。甘蔗成熟時(shí)調(diào)查田間總苗數(shù)、有效莖、株高、莖徑，同時(shí)隨機(jī)采樣稱(chēng)取單莖重，收獲時(shí)實(shí)測(cè)小區(qū)甘蔗產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2003和SPSS18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

圖1 試驗(yàn)期間的氣象數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì)（資料來(lái)源于云南省氣候中心）

2.1 氣象數(shù)據(jù)資料

試驗(yàn)期間的氣象資料如圖1所示，整個(gè)生育期總降水量為601mm，較開(kāi)遠(yuǎn)市年均降雨量800mm減少了199mm，其中6、7、8三個(gè)月的平均月降水量總和為442mm，占全年總降水量的73.54%，與2009年云南省全省的氣象數(shù)據(jù)一致，春旱持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且雨季結(jié)束早，伴隨有嚴(yán)重的秋冬春連旱，宿根蔗的苗期、拔節(jié)期與成熟期均處于干旱缺水條件下，對(duì)宿根甘蔗出苗和后期糖分的影響較大。從月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)可以看出，宿根蔗整個(gè)生育期的氣溫持續(xù)偏高。

2.2 蔗葉不同還田處理對(duì)土壤水分的影響

耕作層土壤水分的有效保持利于作物的萌芽與出苗，種植壟上的有效土壤水分利于主根系向深層土壤下扎，能夠增加水分吸收利用率，防止作物倒伏。行間土壤水分的有效保持能夠促進(jìn)作物系根的橫向生長(zhǎng)，使作物的養(yǎng)分吸收面積半徑增大，促使作物能夠快速形成龐大的根系結(jié)構(gòu)，利于提高作物的抗逆性。宿根蔗生育期0～20cm土層土壤水分變化情況如表1所示，為了更有效監(jiān)測(cè)田間土壤含水量的變化情況，試驗(yàn)分別測(cè)定了宿根蔗種植壟上與行間的土壤含水量。從表1可以看出，2009年3月B、C、D、E處理的壟上土壤含水量與對(duì)照比較分別增加1.03%、1.38%、2.65%和5.17%，E處理的土壤含水量較對(duì)照增加幅度較大，可能是因?yàn)樵囼?yàn)小區(qū)施用過(guò)酒精廢液后立即覆蓋蔗葉，對(duì)宿根蔗壟上額外增加了水分所致。4月正是宿根蔗出苗的關(guān)鍵需水期，與對(duì)照A比較，C、D處理的土壤含水量均較對(duì)照增加0.08%，起到了較好的保墑作用。8月為開(kāi)遠(yuǎn)的主要降雨期，B、C、D處理的土壤含水量較對(duì)照分別增加2.20%、2.74%、2.76%，此時(shí)正值甘蔗拔節(jié)的關(guān)鍵生育期，雨熱同季利于甘蔗的快速生長(zhǎng)。12月B、C、D、E處理的土壤含水量較對(duì)照分別增加0.62%、2.65%、1.46%和6.45%，2010年1月B、C、E處理的土壤含水量較對(duì)照分別增加0.57%、3.03%和5.77%，此時(shí)甘蔗處于成熟期，如果受到干旱脅迫將導(dǎo)致還原糖含量升高，引起“回糖”現(xiàn)象，將顯著降低甘蔗原料的出糖率。

表1 宿根蔗生育期0~20cm土層壟上與行間土壤水分變化情況

2009年3月B、C、D、E處理的土層行間土壤含水量與對(duì)照比較分別增加6.12%、5.55%、2.79%和3.27%；4月B、C、D、E處理的土壤含水量與對(duì)照比較分別增加9.78%、5.67%、3.81%和5.25%，前期均表明蔗葉全覆蓋還田處理的土壤含水量顯著高于其他處理。8月B、C、D、E處理的土壤含水量與對(duì)照比較分別增加5.23%、5.32%、4.89%和0.69%；9月B、C、D、E處理的土壤含水量與對(duì)照比較分別增加3.51%、7.17%、2.97%和3.70%。比較拔節(jié)期宿根蔗行間的土壤含水量可知，蔗葉隔行覆蓋還田處理C的土壤含水量顯著高于其他處理。12月B、C、D、E處理的土壤含水量與對(duì)照比較分別增加0.19%、2.42%、2.85%和0.32%；2010年1月B、C、D、E處理的土壤含水量與對(duì)照比較分別增加2.89%、3.32%、0.95%和0.95%，宿根蔗成熟期總體來(lái)說(shuō)行間土壤含水量略高于對(duì)照處理，且C處理的土壤含水量相比其他處理略有優(yōu)勢(shì)。

2.3 蔗葉不同還田處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

蔗葉不同還田處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響如表2所示，處理間產(chǎn)量經(jīng)方差分析差異不顯著，但對(duì)照處理A的產(chǎn)量低于處理C、D和E。產(chǎn)量較高的D處理和E處理，分別達(dá)到265.33 kg/小區(qū)和300.33 kg/小區(qū)，E處理較對(duì)照高31.91%，D處理較對(duì)照高16.54%，C處理較對(duì)照高10.54%。處理間小區(qū)總苗數(shù)經(jīng)方差分析差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01），對(duì)照的蔗葉焚燒處理總苗數(shù)極顯著低于B、C、D、E處理。農(nóng)藝性狀指標(biāo)甘蔗莖徑和株高經(jīng)方差分析差異均不顯著，甘蔗莖徑高低順序?yàn)閷?duì)照A處理＞B處理＞D處理＞C處理＞E處理；株高的高低順序?yàn)镈處理＞E處理＞B處理＞A處理＞C處理。處理間有效莖達(dá)到顯著差異，其中，E處理與B處理顯著高于對(duì)照A處理。處理間單莖重?zé)o顯著差異，C處理單莖重略顯偏低。

表2 不同處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)對(duì)照焚燒處理而言，宿根蔗前期萌芽、出苗與后期成熟等農(nóng)藝關(guān)鍵需水期間，不同蔗葉還田處理的土壤含水量均高于對(duì)照處理。宿根蔗整個(gè)生育期土壤含水量相對(duì)較高的為蔗葉隔行覆蓋還田處理，如果采用此種蔗葉還田模式，需要在甘蔗收獲后投入工時(shí)用量將散放在田間的蔗葉歸攏并隔行放置。蔗葉全覆蓋還田處理中宿根蔗整個(gè)生育期土壤含水量與對(duì)照處理比起伏不大，蔗葉全覆蓋能夠保持一定的土壤水分，但對(duì)宿根蔗萌芽出苗有一定的抑制作用，這主要是因?yàn)檎崛~中含有大量的酚酸和黃酮類(lèi)物質(zhì)[9]，此類(lèi)化感物質(zhì)和自毒物質(zhì)對(duì)宿根蔗芽的萌發(fā)具有強(qiáng)烈的抑制作用。由此，實(shí)施蔗葉全覆蓋還田時(shí)需要把蔗蔸附近的蔗葉稍微撥開(kāi)一點(diǎn)距離，讓蔗蔸透光來(lái)最大程度地避免還田蔗葉中的酚酸和黃酮類(lèi)物質(zhì)的影響。試驗(yàn)中等行距蔗葉和地膜覆蓋還田處理前期保水效果較好，中后期土壤水分相對(duì)反而有降低的趨勢(shì)，可能是因?yàn)樵囼?yàn)中采用了可降解地膜，到中后期地膜已部分降解，從而導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)加劇。另一方面，宿根蔗整個(gè)生育期甘蔗行間的土壤含水量相對(duì)均高于對(duì)照的焚燒處理，說(shuō)明甘蔗行間在還田蔗葉覆蓋下，鎖住相當(dāng)?shù)耐寥浪?，利于甘蔗根系的橫向生長(zhǎng)，擴(kuò)大甘蔗的營(yíng)養(yǎng)吸收面積，同時(shí)能夠有效促進(jìn)甘蔗根系的新老更替。

蔗葉還田對(duì)甘蔗產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的影響方面，試驗(yàn)小區(qū)產(chǎn)量最高的為E處理，達(dá)到300.33 kg/小區(qū)，較對(duì)照高31.91%，可能是因?yàn)樵谒薷崦妊砍雒绲年P(guān)鍵需水期灌溉酒精廢液，一定程度上緩解了蔗蔸的干旱脅迫程度，同時(shí)又相當(dāng)于給蔗蔸補(bǔ)施了一次基肥，其中更多的因素還有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)研究加以論證。相對(duì)蔗葉焚燒處理，蔗葉還田處理的總苗數(shù)極顯著高于對(duì)照處理，小區(qū)有效莖數(shù)顯著高于對(duì)照處理，各處理間的甘蔗莖徑、株高和單莖重?zé)o顯著差異。

[1]云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所.云南甘蔗糖業(yè)[M].昆明：云南科技出版社，2008:1-5.

[2]張躍彬，吳正焜，劉少春.云南雙高甘蔗標(biāo)準(zhǔn)化綜合技術(shù)[M].昆明：云南科技出版社，2004:1-5.

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Effects of Different Patterns of Sugarcane Leaf Returning Field on Soil Moisture and Sugarcane Yield

CUI Xiong-wei1,2，ZHANG Yue-bin1，GUO Jia-wen1,2，LIU Shao-chun1,2，Dao jing-mei1,2
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan 661600,China; 2.Yunnan Province Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661600,China)

The experiment of different patterns of sugarcane leaf returning field was conducted to test effect on soil moisture and sugarcane yield of dry land.The results showed that the sugarcane yield under different patterns of sugarcane leaf returning field was not reached significant different.There was a significant difference（P＜0.01）between the sugarcane trash burning and the total seedling of sugarcane leaf returning to whole field（SLRW）as well as to alternative row（SLRA）,and there was a significant difference（P＜0.05）between the sugarcane trash burning and the millable stalks.There were better effects of the both ratoon SLRW and SLRA in the period of seedling and mature on maintaining soil moisture.There were better effects of different sugarcane leaf returning field patterns on maintaining soil moisture of inter-row in sugarcane growing season.

Sugarcane leaf returning to field;Soil moisture;Yield;Agronomic traits

S566.1

A

1007-2624（2010）04-0021-03

2010-06-23

國(guó)家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目“營(yíng)養(yǎng)與栽培研究”（nycytx-024-01-14）；云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目“甘蔗糖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（2008AB005）。

崔雄維（1981-），男，云南省沾益縣人，研究實(shí)習(xí)員，主要從事甘蔗營(yíng)養(yǎng)與栽培方面的研究。E-mail:cuixiongwei2008@yahoo.cn