不同供氮水平對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

刀靜梅，郭家文，崔雄維，樊 仙，劉少春，張躍彬

（云南省農(nóng)科院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn) 661600）

甘蔗是我國(guó)食糖生產(chǎn)的主要原料作物，生育期內(nèi)對(duì)肥水需求較大，其中氮是限制生長(zhǎng)和形成產(chǎn)量的首要因素［1-2]。首先氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的重要成分，氮是組成植物葉綠素的成分，從而影響著甘蔗的光合作用，此外，氮還是酶的重要成分，所有代謝過(guò)程都有相應(yīng)的酶參與，它直接影響著植物的生化反應(yīng)方向和速度［3]。氮是甘蔗產(chǎn)量形成的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，提高甘蔗的氮素利用效率是甘蔗高產(chǎn)高糖的重要前提之一。甘蔗施氮量的研究表明，甘蔗產(chǎn)量在一定施氮量范圍內(nèi)隨施氮量的增加而增加［4]，每千克純氮可增加蔗莖70～250kg，但增產(chǎn)的效果并不隨施肥量增加而直線上升,當(dāng)?shù)适┯迷黾拥揭欢ㄋ骄蜁?huì)出現(xiàn)產(chǎn)量不再上升,反而呈下降趨勢(shì)［3]。

然而，長(zhǎng)期以來(lái)，蔗區(qū)甘蔗施肥缺乏科學(xué)指導(dǎo)，施肥偏施和過(guò)量施用氮肥，使甘蔗施肥成本居高不下，嚴(yán)重影響施肥的增產(chǎn)效果。據(jù)研究，偏施氮肥使甘蔗成熟期延遲，薄壁細(xì)胞內(nèi)可溶性膠體氮化物增多，蔗糖分下降，嚴(yán)重影響甘蔗的產(chǎn)量與品質(zhì)形成。為進(jìn)一步確定氮肥用量對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，本研究開展了不同施氮水平對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究，以期為甘蔗合理施氮和科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試甘蔗品種為新臺(tái)糖22號(hào)，親本系新臺(tái)糖5號(hào)×69-463，由臺(tái)灣糖業(yè)研究所育成。供試土壤采自云南省開遠(yuǎn)市，土壤類型為赤紅壤，其基本理化性狀為pH 5.90，有機(jī)質(zhì)2g/kg，全氮5.7g/kg，全磷3.2g/kg，全鉀9.10 g/kg，堿解氮 32.32mg/kg，速效磷 2.02mg/kg，速效鉀 119.55mg/kg，有效錳 14.98mg/kg，有效鋅 4.40mg/kg，有效銅 0.68 mg/kg［5]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

試驗(yàn)于2008—2009年在云南省農(nóng)科院甘蔗研究所試驗(yàn)基地內(nèi)實(shí)施，共設(shè)7處理，各處理每公斤土壤純N 施用量為：0、75、150、225、300、375、450 mg，分別用 N0（對(duì)照）、N75、N150、N225、N300、N375、N450表示，每處理 4 次重復(fù)。供試甘蔗于2008年3月21日種植，種植前對(duì)供試土壤進(jìn)行曬干，敲碎混勻，在每個(gè)桶里裝取20 kg的土壤，同時(shí)每桶種下4個(gè)單芽苗的甘蔗，甘蔗種苗種植前進(jìn)行溫水脫毒處理［6]。試驗(yàn)用黑色塑料桶，其上緣直徑為38 cm，底面直徑為28 cm，高30 cm。甘蔗種植時(shí)施一次尿素（含氮為46%），澆自來(lái)水讓其自然生長(zhǎng)，生長(zhǎng)期間進(jìn)行正常的病蟲害防治。2009年2月16日對(duì)甘蔗進(jìn)行收獲，從每桶收獲的4株甘蔗原料莖抽取1株用于甘蔗品質(zhì)分析測(cè)定（NY/T 1488-2007附錄B甘蔗蔗糖分和纖維分測(cè)定方法）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2003和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)方法采用單因素方差分析（ANOVA）,并用LSD法檢驗(yàn)p＜0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1不同供氮水平的甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

從表1可以看出，在本試驗(yàn)土壤肥力條件下，施N肥能顯著提高甘蔗產(chǎn)量，表現(xiàn)在各施肥處理均比對(duì)照增產(chǎn)，其中增產(chǎn)最高的處理為N75，比對(duì)照增產(chǎn)114.98%，增產(chǎn)最少的為N150處理也比對(duì)照增產(chǎn)60.80%。

施氮對(duì)甘蔗產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響表現(xiàn)在，各施氮處理的莖徑除N375處理外均與對(duì)照達(dá)到顯著差異，6個(gè)施N處理的莖徑以N75最大，比對(duì)照N0高32.58%；最小的是N375處理，比對(duì)照高8.99%。原料莖長(zhǎng)（株高）施氮處理均和對(duì)照達(dá)到顯著差異，但各施氮處理間株高差異不顯著，6個(gè)施N處理的原料莖以N375處理的最長(zhǎng)，比對(duì)照增加23.77%；N150處理的最短，比對(duì)照增加15.57%。

以上研究結(jié)果表明，在一定的施肥范圍內(nèi)甘蔗產(chǎn)量是隨著施肥量的增加而增加，但超過(guò)一定的施肥量時(shí)甘蔗產(chǎn)量就不隨施肥量的增加而增加，反而出現(xiàn)減產(chǎn)，說(shuō)明甘蔗對(duì)氮肥的施用應(yīng)該做到適量，過(guò)多的肥料只會(huì)造成肥料的浪費(fèi)，降低了肥料的利用效率［7]。

表1 不同供氮水平的甘蔗產(chǎn)量構(gòu)成因素及品質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.2 不同供氮水平處理的甘蔗品質(zhì)

由于白糖是甘蔗最終獲得的產(chǎn)品，在產(chǎn)量一定的條件下，甘蔗品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到糖廠最終獲得產(chǎn)品的多少和產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的多少。從表1可以看出，施用氮肥均有增加甘蔗出汁率和增加糖分的趨勢(shì)。隨著施氮量的增加，甘蔗纖維分除N150處理增加外其余處理與對(duì)照相比均有降低的趨勢(shì)。對(duì)蔗汁糖分的影響表現(xiàn)在0～75 mg/kg的施氮量呈增加趨勢(shì)，在75～400 mg/kg的施氮量呈降低趨勢(shì)。施肥對(duì)甘蔗簡(jiǎn)純度和重力純度的影響相似,特別是從重力純度的變化可以看出,氮肥的施用有降低甘蔗重力純度的趨勢(shì)。還原糖的含量對(duì)照和N75處理的最低,其余施氮處理的還原糖的含量均比對(duì)照和N75處理高，據(jù)此可以看出，過(guò)量的施用氮肥會(huì)增加甘蔗蔗汁中的還原糖，還原糖的增加說(shuō)明蔗糖的轉(zhuǎn)化，這對(duì)制糖的效益不利。

3 討論

本研究的結(jié)果表明，適量的施用氮肥能夠提高甘蔗的產(chǎn)量和改善甘蔗的品質(zhì)，過(guò)多的施用氮肥不僅增產(chǎn)不明顯甚至還導(dǎo)致甘蔗的品質(zhì)下降。本研究還發(fā)現(xiàn)，氮肥的增產(chǎn)效果還與土壤的基礎(chǔ)肥力有關(guān)，由于本試驗(yàn)的土壤十分貧瘠（土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀含量極低），在只施用化肥不施用有機(jī)肥的條件下，增產(chǎn)不明顯。這個(gè)現(xiàn)象與甘蔗生產(chǎn)上的情況相符，在云南蔗區(qū)普遍存在土壤肥力貧瘠的紅壤和赤紅壤，由于長(zhǎng)期不施用有機(jī)肥，多年種植甘蔗造成土壤肥力的嚴(yán)重下降，當(dāng)?shù)卣徂r(nóng)經(jīng)常大量或者過(guò)量施用化肥，但甘蔗的單產(chǎn)一般就是45t/hm2左右，增產(chǎn)不明顯，施肥產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也不明顯。研究者認(rèn)為這根本的原因在于土壤基礎(chǔ)肥力較差。

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