樊 仙，郭家文，張躍彬

（云南農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，開遠(yuǎn)661699）

甘蔗是C4植物，光飽和點(diǎn)高，光合作用能力強(qiáng)，吸肥多，具有高產(chǎn)潛力，是世界上主要的糖料作物，我國(guó)常年甘蔗種植面積超過(guò)150萬(wàn)hm2，產(chǎn)糖量超1000萬(wàn)t，居世界第三[1]。甘蔗是我國(guó)南方的重要經(jīng)濟(jì)作物，目前主要集中種植在桂中南、滇西南等邊疆民族地區(qū)[1]。甘蔗在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，需肥量較多，不但需要吸收N、P、K等大量元素，同時(shí)還要吸收鋅、硼、錳等多種微量元素。甘蔗所需的N、P、K一般是通過(guò)常規(guī)施肥進(jìn)行補(bǔ)給，而各種中微量元素的主要來(lái)源是土壤。甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)不僅與品種，灌溉等有關(guān)，而且與甘蔗的養(yǎng)分管理有密切關(guān)系，科學(xué)高效地管理甘蔗養(yǎng)分，才能保證甘蔗高產(chǎn)高糖。

目前甘蔗種植區(qū)域大多分布在貧瘠的旱坡地，水分和肥料成為制約我國(guó)甘蔗高產(chǎn)高糖的重要因素。甘蔗養(yǎng)分科學(xué)管理的作用日益突出，近年來(lái)，隨著甘蔗連作年限的延長(zhǎng)及蔗農(nóng)重施化肥，輕施有機(jī)肥等不科學(xué)的肥料施用習(xí)慣，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，肥力不斷減退，偏施氮肥引起磷鉀和中微量元素養(yǎng)分失調(diào)問(wèn)題日益嚴(yán)重。因此如何因地制宜地進(jìn)行甘蔗養(yǎng)分的科學(xué)管理，保持和提高蔗區(qū)土壤生產(chǎn)能力，是甘蔗高產(chǎn)高糖關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外甘蔗養(yǎng)分管理的研究與應(yīng)用進(jìn)展情況，分析養(yǎng)分管理中存在的問(wèn)題，為進(jìn)一步提高甘蔗養(yǎng)分管理水平和施肥效益提出甘蔗養(yǎng)分管理對(duì)策。

1 國(guó)內(nèi)外甘蔗養(yǎng)分管理概況

1.1 甘蔗養(yǎng)分需求特征

甘蔗生長(zhǎng)的不同時(shí)期對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求在種類和數(shù)量、時(shí)間和空間上存在差異。萌芽期甘蔗不需要向外吸肥，主要依靠種苗本身貯藏的養(yǎng)分。幼苗期需肥迫切，但主要是對(duì)氮的需求較大。分蘗期需肥量逐漸增大，伸長(zhǎng)期是甘蔗營(yíng)養(yǎng)的最大效益期，隨著梢頭、葉、根系的大量增生和不斷更新，蔗莖的迅速伸長(zhǎng)，同化作用的產(chǎn)物逐漸加速形成和積累，對(duì)氮、磷、鉀肥的吸收量大大增加。而在工藝成熟期蔗莖內(nèi)部糖分不斷積累并達(dá)到高峰，需肥量漸減，但還要吸收一定的養(yǎng)分，以供應(yīng)植株各部分營(yíng)養(yǎng)器官的代謝需要，其中以氮的吸收量較大[2]。由于甘蔗是宿根性作物，種植年限一般為2～3年[1]，而國(guó)外一些國(guó)家和地區(qū)宿根年限一般在5年左右，最高可達(dá)10年，如澳大利亞、美國(guó)夏威夷為1～2年，古巴則為4～5年[3]。其養(yǎng)分管理與其他作物有很大差別。甘蔗營(yíng)養(yǎng)的最大吸收特點(diǎn)是滿足蔗莖的生長(zhǎng)和糖分的積累，有別于所有收獲籽實(shí)、塊莖和塊根等作物，甘蔗對(duì)氮磷鉀三要素的吸收量大小為K2O>N>P2O5，一般每千克原料蔗吸N為1.08～3.20g，吸P2O5為0.27～0.70g，吸K2O為1.01～3.34g[4]。

甘蔗的需肥規(guī)律是科學(xué)施肥的重要根據(jù)，甘蔗營(yíng)養(yǎng)的最大吸收特點(diǎn)是滿足蔗莖的生長(zhǎng)和糖分的積累，有別于所有收獲籽實(shí)、塊莖和塊根等作物，其營(yíng)養(yǎng)需求的重點(diǎn)在甘蔗生長(zhǎng)中后期。了解如何對(duì)其養(yǎng)分供應(yīng)進(jìn)行科學(xué)控制和管理，是保證甘蔗營(yíng)養(yǎng)需要的關(guān)鍵，同時(shí)隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境和食品安全問(wèn)題日益突出，對(duì)甘蔗養(yǎng)分管理也提出了更高的要求。

1.2 N、P、K營(yíng)養(yǎng)元素施肥

目前在單施氮、磷、鉀及氮、磷、鉀配施對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面均有相關(guān)研究。N、P、K是甘蔗生長(zhǎng)必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，需求量多而土壤往往又滿足不了，通常需通過(guò)施肥才能滿足甘蔗高產(chǎn)高糖的要求。氮是影響甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)元素[5]。增施氮肥能提高甘蔗分蘗數(shù)，有效徑等產(chǎn)量性狀[6-7]。藍(lán)立斌等[8]研究表明甘蔗各產(chǎn)量性狀均隨氮肥施用量增加而增大，糖分則隨著施氮量的增加而略有下降。這與周正邦[9]及對(duì)云蔗 對(duì)不同施氮水平吸收 研究結(jié)果一致。但偏施、重施氮肥時(shí)會(huì)引起各營(yíng)養(yǎng)元素間比例失衡，甘蔗光合強(qiáng)度減弱，抗性降低，糖分下降[11-13]，且對(duì)氮素的吸收利用因甘蔗品種不同存在差異[14]。張躍彬等研究表明云蔗05-51的施氮量在457.4kg/hm2內(nèi)，產(chǎn)量隨著施肥量的增加而增加，超過(guò)該水平，甘蔗產(chǎn)量則不再增加[15]。而當(dāng)家品種新臺(tái)糖22號(hào)的尿素施用量以600kg/hm2甘蔗增產(chǎn)效果最好[16]。

磷是限制作物生長(zhǎng)的主要養(yǎng)分因子之一，磷在甘蔗中最重要的作用是貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)能力[4]。適量的施磷能夠促進(jìn)甘蔗干物質(zhì)的積累、分蘗、生長(zhǎng)，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不利的影響[5]。Hunsigi[17]研究表明，缺磷會(huì)使甘蔗分蘗減少，節(jié)間變短，根系發(fā)育緩慢。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)主要以施用化學(xué)磷肥來(lái)提高土壤有效磷含量，提高作物產(chǎn)量，宿根甘蔗對(duì)磷的需求較為敏感[18]，McCray[19]研究也表明，缺磷直接影響甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)。

鉀是甘蔗品質(zhì)元素，充足的鉀素營(yíng)養(yǎng)有利于其糖分的積累，同時(shí)還能增強(qiáng)甘蔗抗性，協(xié)調(diào)氮素吸收，促進(jìn)甘蔗健壯生長(zhǎng)[20]。有研究表明施鉀能促進(jìn)甘蔗根部、莖（葉）部生長(zhǎng)，降低根冠比，提高光合速率，有利于甘蔗生物量的積累[21]。然而當(dāng)甘蔗吸收過(guò)量的鉀，亦會(huì)影響甘蔗品質(zhì)[22]。

因此單施氮、磷、鉀均不能滿足甘蔗對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求，從而影響甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)。郭家文等[23]研究了不同氮磷鉀用量對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，甘蔗的產(chǎn)量與鉀肥的用量呈顯著的正相關(guān)，產(chǎn)糖量與磷、鉀的用量呈正相關(guān)，而甘蔗的含糖分與氮、磷、鉀肥的用量沒有直接的關(guān)系；各營(yíng)養(yǎng)元素在植株中的積累量隨著施肥量的增加而增加。韋翔華[24]應(yīng)用“311-A”最優(yōu)混合設(shè)計(jì)進(jìn)行田間試驗(yàn)得出，甘蔗產(chǎn)量的氮、磷、鉀肥料用量最佳組合范圍是 N∶P2O5∶K2O=1∶0.45～0.49∶1.10～1.20， 產(chǎn)糖量的最佳組合范圍為 N∶P2O5∶K2O=1∶0.54∶1.20～1.26。

1.3 中、微量營(yíng)養(yǎng)元素施肥

甘蔗的正常生長(zhǎng)發(fā)育，不但需要吸收N、P、K等大量元素，同時(shí)還要吸收鎂、鋅、硼等多種中微量元素。長(zhǎng)期以來(lái)蔗農(nóng)只重視大量元素肥料的投入，忽視微量元素對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。造成一些甘蔗產(chǎn)區(qū)的甘蔗增產(chǎn)瓶頸，甚至有逐年減產(chǎn)的趨勢(shì)。據(jù)測(cè)算每年每產(chǎn)1t甘蔗從蔗地帶走養(yǎng)分：硫（S）0.45～1.35kg，鎂（MgO）（0.35～1.05）kg，鋅（Zn）0.01～0.02kg，硼（B）0.008～0.01kg[25]。 甘蔗所需的中微量元素主要來(lái)源于土壤，而在南方酸性土壤中，有效Mg、B、Mo、Cu、Zn含量較低[26]。黃智剛等[27]研究表明蔗區(qū)土壤養(yǎng)分已呈現(xiàn)空間分布和組成比例極為不平衡狀態(tài)，中、微量營(yíng)養(yǎng)元素的虧缺已經(jīng)成為丘陵紅壤蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)提高的主要制約因素之一。有研究表明，適當(dāng)施用中量、微量元素肥料可達(dá)到增產(chǎn)和增收的目的[28-29]的效果。單獨(dú)施用Ca、Mg、B、Mo元素對(duì)甘蔗有顯著增產(chǎn)效應(yīng)[30]。葉燕萍等[31]也報(bào)道，單獨(dú)施用B、Zn或二者配施均能提高甘蔗產(chǎn)量，且在甘蔗生長(zhǎng)前期單施Zn和Zn+B處理能提高甘蔗品質(zhì)。缺乏中微量元素可降低植物抗逆性[32]。

1.4 蔗葉還田

甘蔗是宿根多年生作物，生長(zhǎng)期長(zhǎng)，生物量大，產(chǎn)量高，需肥量大的耐連作作物，長(zhǎng)期連作會(huì)消耗大量土壤養(yǎng)分，對(duì)地力的消耗比其他作物要大，甚至引起營(yíng)養(yǎng)元素失調(diào)[33]。蔗農(nóng)的種植習(xí)慣是單一依賴化肥補(bǔ)償土壤地力，不施或少施農(nóng)家肥或有機(jī)肥，加之甘蔗連作使得土壤有機(jī)質(zhì)逐年下降，土壤板結(jié)，蔗區(qū)土壤質(zhì)量逐年退化，成為甘蔗高產(chǎn)高糖關(guān)鍵制約因素。甘蔗蔗葉作為一種有機(jī)肥，對(duì)于提高土壤肥力具有不可忽視的作用。甘蔗收獲期的蔗葉一般占蔗莖產(chǎn)量的12%～20%[34]。其中富含甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育所需各種營(yíng)養(yǎng)元素和豐富的有機(jī)質(zhì)。大量研究表明[35-38]，蔗葉還田不僅能增加耕作層有機(jī)質(zhì)含量，還能提高宿根蔗地的土壤pH值及土壤速效N、P、K含量，起到培肥地力，改善土壤理化性狀，避免土壤退化，促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)[39-41]。同時(shí)，蔗葉還田結(jié)合化肥施用能加速有機(jī)質(zhì)的積累，改善土壤的物理性狀，提高土壤肥力，促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，提高甘蔗產(chǎn)量[42]。

1.5 甘蔗測(cè)土配方施肥

施肥是甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。近年來(lái)，隨著單一肥料投入的增加，而有機(jī)肥的用量逐漸減少，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，肥力不斷減退。蔗區(qū)蔗農(nóng)的施肥習(xí)慣還沒有得到根本改變[43]，不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，而且甘蔗生產(chǎn)潛力得不到有效發(fā)揮。測(cè)土配方施肥[44-45]是以土壤測(cè)試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng)，提出氮、磷、鉀及中、微量元素的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法，它能在一定程度上克服施肥的盲目性，做到合理施肥，提高甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分，提高種蔗的經(jīng)濟(jì)效益[46]。研究表明，推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，可以使化肥利用率提高5%～10%，增產(chǎn)率一般為10%～15%，高的可達(dá)20%以上[47]。陸水洪等[48]研究表明，施用測(cè)土配方肥甘蔗產(chǎn)量均高于常規(guī)施肥和單施復(fù)合肥。在相同的自然條件下，測(cè)土配方施肥能明顯改善甘蔗的農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀，與常規(guī)施肥相比，增產(chǎn)糖料蔗4927.4kg/hm2，增產(chǎn)率為5.65%，經(jīng)濟(jì)效益提高1359.35元/hm2[49]。梁昌貴[50]通過(guò)在砂頁(yè)巖母質(zhì)發(fā)育的酸性赤紅壤上種植甘蔗新臺(tái)糖25號(hào)，進(jìn)行測(cè)土配方施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明：測(cè)土配方施肥對(duì)提高甘蔗產(chǎn)量、糖分含量具有明顯的促進(jìn)作用。王龍等[51]人通過(guò)采集蔗區(qū) 份土壤樣品進(jìn)行測(cè)定分析，明確蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，結(jié)合蔗區(qū)土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分分析，示范推廣配方施肥，通過(guò)2006/2007、2007/2008連續(xù)兩個(gè)榨季的推廣應(yīng)用，蔗區(qū)甘蔗單產(chǎn)和糖廠入榨甘蔗原料質(zhì)量顯著提高，甘蔗增產(chǎn)12.75～15.75t/hm2，蔗糖分提高0.23%～0.48%，節(jié)省化肥投入75～180元/hm2。世界蔗糖生產(chǎn)國(guó)家十分重視測(cè)土配方施肥在甘蔗生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用[52-54]。

2 結(jié)論

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外在甘蔗養(yǎng)分吸收特性、需肥規(guī)律、蔗葉還田、測(cè)土配方等方面已有較好的研究基礎(chǔ)。一些國(guó)家和地區(qū)已提出了當(dāng)?shù)馗收岬闹饕獱I(yíng)養(yǎng)元素診斷指標(biāo)，在甘蔗生產(chǎn)中已有比較系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)管理技術(shù)為蔗農(nóng)提供指導(dǎo)。甘蔗單產(chǎn)和糖分的提高受諸多因素的影響，如甘蔗品種，土壤養(yǎng)分不平衡、土壤有機(jī)質(zhì)含量低、降雨量少、施肥不合理等，甘蔗養(yǎng)分管理能滿足整體提高甘蔗產(chǎn)量和土壤肥力的需要，改善和維持土壤生產(chǎn)力，滿足甘蔗對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求。通過(guò)合理的養(yǎng)分管理，提高甘蔗產(chǎn)量的同時(shí)可提高土壤肥力。

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