黃 瑩，江 永，李奇?zhèn)?，盧穎林，敖俊華，黃振瑞，陳迪文，周文靈

（廣州甘蔗糖業(yè)研究所/廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510316）

甘蔗生長(zhǎng)期長(zhǎng)，需肥量大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn) 1t原料蔗需從土壤中吸取氮（N）1.5～2.0 kg，磷（P2O5）1.0～1.5kg，氧化鉀（K2O）2.0～2.5kg[1]。然而，由于施肥方法不科學(xué)，氮磷鉀施用量不平衡，忽視其它養(yǎng)分的作用，加上連作比較普遍，致使蔗區(qū)土壤肥力普遍下降，限制了甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分的進(jìn)一步提高。目前，肥料投入已占甘蔗生產(chǎn)成本的40%以上，肥料投入產(chǎn)出比極大地影響到種植效益。針對(duì)目前普遍存在的肥料利用率不高、施肥結(jié)構(gòu)不合理、施肥量過(guò)大，以及測(cè)土配方施肥技術(shù)難以推廣等問(wèn)題，加強(qiáng)甘蔗專(zhuān)用肥料的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)平衡施肥，對(duì)促進(jìn)當(dāng)前甘蔗產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料研發(fā)進(jìn)展及成效

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合企業(yè)進(jìn)行多點(diǎn)研究，確定了適應(yīng)特定蔗區(qū)土壤類(lèi)型的甘蔗專(zhuān)用肥配方及原料組合，進(jìn)行了配方篩選、產(chǎn)品研制，并取得了一定的成效。但到目前為止，國(guó)內(nèi)關(guān)于甘蔗專(zhuān)用肥料研究應(yīng)用的報(bào)道并不多。就肥料選型而言，翁錦周得出施用粒狀專(zhuān)用有機(jī)復(fù)混肥的新植蔗和宿根蔗分別比粉狀肥的增產(chǎn)8.35%和11.18%[2]。從不同養(yǎng)分含量來(lái)看，施用配比為13∶5∶8的專(zhuān)用復(fù)混肥與一般復(fù)混肥比較，甘蔗增產(chǎn)5.53%～8.82%，蔗糖分提高0.46%～0.66%[3]。萬(wàn)強(qiáng)等人研究表明，添加了稀土、微量元素、改性劑等物料的甘蔗專(zhuān)用有機(jī)復(fù)混肥比不含稀土但等量其它養(yǎng)分的有機(jī)復(fù)混肥增產(chǎn)10.5%，1/15 hm2面積理論產(chǎn)糖量提高16%[4]。廣西貴糖（集團(tuán)）股份有限公司與廣州甘蔗糖業(yè)研究所于1999年研制生產(chǎn)了含有酒精廢液、爐灰、氮、磷、鉀及增效劑等甘蔗專(zhuān)用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分都有顯著的提高[5]。江永等人通過(guò)對(duì)糖蜜酒精廢液進(jìn)行農(nóng)用資源化治理配成甘蔗專(zhuān)用肥液，于2006年起在廣東省翁源縣蔗區(qū)推廣應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[6]。樊保寧等人以目標(biāo)產(chǎn)量平衡施肥理論為指導(dǎo)設(shè)計(jì)甘蔗專(zhuān)用肥配方，在推廣應(yīng)用上首創(chuàng)了測(cè)土配方、產(chǎn)肥用肥、銀行放貸、交蔗還貸的一體化模式運(yùn)作方法，使不同配方的專(zhuān)用肥在不同特定蔗區(qū)得到大面積推廣[7-9]。綜上所述，施用專(zhuān)用肥料可提高甘蔗分蘗率，增加株高和有效莖數(shù)，不同程度地提高甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分，具有較好的農(nóng)業(yè)和工業(yè)效益。

2 其它作物專(zhuān)用肥料的研制情況

我國(guó)專(zhuān)用肥在其它作物上也進(jìn)行了較深入的研究。張燕等指出，藥用植物專(zhuān)用肥的研究應(yīng)從建立“種田檔案”，采用“3S”技術(shù)，深入研究藥用植物有效成分形成的生理機(jī)制和養(yǎng)分機(jī)理等方面入手[10]。馮國(guó)忠等通過(guò)“3414”肥效試驗(yàn)，確定了玉米專(zhuān)用肥配方[11]。郭巧生等人通過(guò)對(duì)白菊花種植地土壤養(yǎng)分、植株需肥特征分析，依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量和氮磷鉀肥的利用率，研制了菊花專(zhuān)用肥料[12]。

因土壤、因作物設(shè)計(jì)配方是開(kāi)發(fā)專(zhuān)用肥的關(guān)鍵，而不同作物、不同科研條件以及不同時(shí)期，所采用的專(zhuān)用肥配方設(shè)計(jì)方法有所不同。隨著科研水平的提高及對(duì)作物專(zhuān)用肥料研究應(yīng)用的日趨重視，國(guó)內(nèi)專(zhuān)用肥料的研發(fā)已向著產(chǎn)品針對(duì)性更強(qiáng)、科技含量更高、配套施肥技術(shù)更完善、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展更成熟的與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)道路上發(fā)展。

3 目前我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料研究面臨的問(wèn)題

作物專(zhuān)用肥料是以現(xiàn)代高新技術(shù)和植物營(yíng)養(yǎng)研究與施肥技術(shù)的應(yīng)用推廣為基礎(chǔ)制定的配方肥料，是技術(shù)物化的典范[13-14]。我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料的研究與應(yīng)用雖取得了一定的成效，但也存在著以下幾方面迫切需要解決的問(wèn)題。

3.1 甘蔗專(zhuān)用肥料產(chǎn)品商品化程度低，難以形成大面積推廣應(yīng)用

由于測(cè)土配方施肥工作難于落實(shí)，也缺乏深入研究，目前尚未形成一套科學(xué)、完整的機(jī)制。我國(guó)研發(fā)的甘蔗專(zhuān)用肥多數(shù)僅在小面積上進(jìn)行田間應(yīng)用效果試驗(yàn)，未經(jīng)過(guò)進(jìn)一步驗(yàn)證及反復(fù)修正，使得推廣應(yīng)用工作仍有較大的局限性。不同地域蔗區(qū)的氣候、土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)類(lèi)型都有一定的差異，采樣、分析化驗(yàn)工作不可能面面俱到；由土壤養(yǎng)分淋失與固定、甘蔗連作等情況造成的土壤養(yǎng)分的變化，也缺乏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與適時(shí)監(jiān)控，使得專(zhuān)用肥配方得不到及時(shí)調(diào)整?？傮w而言，目前我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥的生產(chǎn)規(guī)模小，各生產(chǎn)廠家工藝條件和技術(shù)條件參差不齊，造成開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品針對(duì)性不強(qiáng)。

3.2 甘蔗專(zhuān)用肥的養(yǎng)分供應(yīng)與甘蔗需肥規(guī)律的匹配性問(wèn)題

多數(shù)專(zhuān)用肥料的研制只重視作物的養(yǎng)分需求總量和氮磷鉀比例，而較少涉及到不同生長(zhǎng)時(shí)期甘蔗營(yíng)養(yǎng)的動(dòng)態(tài)變化和需求變化，甘蔗各生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求比甘蔗對(duì)養(yǎng)分需求總量更加重要[15]。不同基因型甘蔗及同一基因型甘蔗的不同生長(zhǎng)期的需肥總量及對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素需求比例都可能不同[16]，由于施肥方式不當(dāng)或?qū)Ｓ梅署B(yǎng)分供應(yīng)速度不符合甘蔗需肥規(guī)律的要求，都將影響到甘蔗最后的產(chǎn)量和收益。

3.3 我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料市場(chǎng)上流通品種不多，新型肥料的研發(fā)更少

目前我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料品種研發(fā)主要是圍繞含有大量元素和有機(jī)質(zhì)或添加中微量元素配制而成的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥，而緩/控釋肥料、生物有機(jī)肥料等新型肥料在甘蔗專(zhuān)用肥的研究應(yīng)用則相對(duì)較少。新型肥料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究也較薄弱，材料創(chuàng)新相對(duì)滯后，工藝設(shè)備不齊全，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究與質(zhì)檢技術(shù)水平不高，配套施用技術(shù)跟不上產(chǎn)品研發(fā)步伐，產(chǎn)業(yè)化程度較低等，都是當(dāng)前新型肥料研究急需解決的難題[17-18]。

3.4 制糖生產(chǎn)的酒精廢液、爐灰、蔗渣髓及濾泥等開(kāi)發(fā)作為甘蔗專(zhuān)用肥源的潛力巨大

蔗渣髓及濾泥早已作為肥料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。糖蜜酒精廢液含有N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn，以及糖類(lèi)、蛋白質(zhì)等一些生理活性物質(zhì)，這些物質(zhì)大多是甘蔗在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中直接從土壤中攝取所得，經(jīng)收獲、壓榨、分離、釀酒后又集中到廢液中[6]。糖廠鍋爐的爐灰含有大量Mg、Si、K、Ca等元素，經(jīng)處理后作為肥料施入土壤后不僅可供應(yīng)Mg、Si、K、Ca等養(yǎng)分，還可中和土壤酸性，改良土壤結(jié)構(gòu)[19]。如何充分利用好這些廢料作為甘蔗肥源，是當(dāng)前甘蔗專(zhuān)用肥研發(fā)所迫切需要解決的問(wèn)題。

4 建議

4.1 開(kāi)發(fā)新型甘蔗專(zhuān)用肥料

研究表明：我國(guó)氮肥利用率不足40%（發(fā)達(dá)國(guó)家一般都達(dá)到50%～60%），磷肥利用率在10%～25%，鉀肥利用率在35%～50%，通過(guò)改變化肥自身的特性可大幅度提高肥料的利用率[20]。緩/控釋肥料、生物肥料、有機(jī)復(fù)合肥料、功能性肥料等新型肥料的開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的重點(diǎn)領(lǐng)域[17]，其能直接或間接地為作物提供必需的營(yíng)養(yǎng)成分，改良土壤，調(diào)節(jié)或改善作物的生長(zhǎng)機(jī)制，改善肥料品質(zhì)，提高肥料利用率，是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的大方向[21]。

4.1.1 甘蔗緩/控釋肥料 普通單一營(yíng)養(yǎng)型化肥和多營(yíng)養(yǎng)型復(fù)合肥存在無(wú)法控制肥料中營(yíng)養(yǎng)元素釋放的缺陷，緩／控釋肥不僅能夠按作物養(yǎng)分需求進(jìn)行養(yǎng)分釋放與供給，且能夠減少施肥次數(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力成本，提高肥料利用率，是21世紀(jì)肥料研發(fā)的方向[17]。緩／控釋肥料在甘蔗的研究應(yīng)用始于20世紀(jì)的60年代[22]，近年緩/控釋肥料的研發(fā)得到重視，在作物上的應(yīng)用研究日趨增多。游奕來(lái)等施用緩/控釋肥的結(jié)果表明，以普通肥料與緩/控釋肥料相結(jié)合的施肥方法較對(duì)照處理可減少2次追肥，蔗糖分增加4.1%，產(chǎn)量提高6.0%，每667m2提高生產(chǎn)效益77元[23]。2008年，金正大集團(tuán)聯(lián)合廣西農(nóng)科院在來(lái)賓市、武鳴縣開(kāi)展大面積甘蔗緩/控釋肥示范試驗(yàn)，結(jié)果表明：緩／控釋肥料比普通肥料試驗(yàn)增產(chǎn)顯著[20]。

甘蔗緩／控釋肥料的研究包括以下內(nèi)容：（1）肥料的釋放需與甘蔗不同生長(zhǎng)階段的養(yǎng)分需求相匹配，以最大限度減少養(yǎng)分流失；（2）研發(fā)環(huán)境友好、并能夠連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)的工藝和設(shè)備，快速檢測(cè)水中和土壤中釋放特性關(guān)系的方法；（3）降低生產(chǎn)成本，減少包膜耗材，提高養(yǎng)分含量，開(kāi)發(fā)環(huán)保型聚合物包膜材料，建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)一測(cè)試方法，達(dá)到增強(qiáng)控釋效果的目的[24-25]；（4）緩/控釋機(jī)理與配套施肥技術(shù)的研究，科學(xué)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的應(yīng)用效果。

4.1.2 甘蔗生物有機(jī)肥 生物有機(jī)肥集生物肥、有機(jī)肥、化肥、中微量元素及綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)于一體，它既可分解釋放土壤中被固定的養(yǎng)分供給作物吸收利用，也能培肥土壤，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，提高肥料利用率及作物的抗病抗逆性等[17]。李俊等研究結(jié)果表明，施用生物有機(jī)肥90d后，土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀分別提高128.40%、17.65%、63.16%和36.84%，與對(duì)照相比，蔗糖增產(chǎn)2.18t/hm2，產(chǎn)量增加13.87 t/hm2[27]。

可就地利用糖廠的濾泥、蔗渣髓、爐灰及酒精廢液作為原材料，運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)，接種生物固氮菌、解磷鉀菌，將這些廢棄物轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)的甘蔗生物有機(jī)肥。

4.2 甘蔗專(zhuān)用肥研究方法探討

（1）調(diào)查目標(biāo)蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，加強(qiáng)對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，認(rèn)真做好典型生態(tài)蔗區(qū)土壤普查、采樣及分析工作。

（2）掌握甘蔗需肥規(guī)律及甘蔗高產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)特征。目前已有不少對(duì)甘蔗不同生長(zhǎng)發(fā)育期對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)需求及甘蔗高產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)特征的研究[1，16，28-29]，但對(duì)特定品種養(yǎng)分差異的研究仍缺乏，對(duì)不同的營(yíng)養(yǎng)高效基因型的篩選及其機(jī)理研究更是少之又少。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)組培、水培、桶栽及田間栽培等試驗(yàn)有針對(duì)性開(kāi)展不同基因型主栽及主推甘蔗品種的養(yǎng)分吸收差異研究及快速營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù)，為制定更具針對(duì)性的甘蔗專(zhuān)用緩/控釋肥配方提供科學(xué)依據(jù)。

（3）合理布置試驗(yàn)，探索甘蔗專(zhuān)用肥配方。樊保寧等通過(guò)目標(biāo)產(chǎn)量法，采用缺素試驗(yàn)確定當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分供應(yīng)能力，根據(jù)甘蔗單位養(yǎng)分吸收量及當(dāng)季肥料利用率，依據(jù)模式施肥公式計(jì)算出適合于廣西特定蔗區(qū)的甘蔗專(zhuān)用肥配方[7]。此方法較簡(jiǎn)便，易于掌握，值得借鑒。在制定目標(biāo)產(chǎn)量或計(jì)劃產(chǎn)量時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)條件、土壤肥力和栽培管理水平而定[28]。另外，通過(guò)肥料“3414”效應(yīng)試驗(yàn)等探索甘蔗最佳產(chǎn)量及最佳效益的施肥量，為指導(dǎo)施肥提供依據(jù)。

（4）研發(fā)配套的甘蔗高產(chǎn)高糖綜合栽培技術(shù)。生產(chǎn)中采用不同的施肥方式及施肥時(shí)間，不同的土壤水分狀況及田間管理措施等，都對(duì)產(chǎn)量及效益產(chǎn)生明顯的影響。合理施肥技術(shù)應(yīng)以培肥地力，改善土壤環(huán)境條件為基礎(chǔ)[1]，促進(jìn)田間生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，充分發(fā)揮肥料的效力，以獲得甘蔗高產(chǎn)、高效。

（5）提高專(zhuān)用肥生產(chǎn)工藝水平，拓寬原料來(lái)源渠道。新專(zhuān)用肥品種，經(jīng)桶栽或田間試驗(yàn)作出可靠肥料評(píng)估后，可提供正式加工生產(chǎn)。肥料的形態(tài)，是粉狀或是粒狀，要考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)管理方式。一般來(lái)說(shuō)，粒狀肥利于機(jī)械化施肥模式。同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)工藝、設(shè)備需規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同原料的工藝路線(xiàn)和設(shè)備進(jìn)行規(guī)范定型，保證專(zhuān)用肥的質(zhì)量[17]。

（6）健全專(zhuān)用肥宣傳推廣體系，提高農(nóng)化服務(wù)水平。肥料的銷(xiāo)售服務(wù)是直觀重要的農(nóng)化技術(shù)支撐[30]。必須加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)，科研單位、肥企、農(nóng)化部門(mén)與試驗(yàn)站進(jìn)行合作，利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立動(dòng)態(tài)的土壤信息系統(tǒng)及肥效試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，跟蹤監(jiān)測(cè)甘蔗專(zhuān)用肥產(chǎn)品應(yīng)用效果，提高社會(huì)化服務(wù)水平，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

5 結(jié)論

我國(guó)甘蔗專(zhuān)用肥料的研究正處于起步階段，存在的問(wèn)題也不少，必須進(jìn)一步加強(qiáng)研究，提高配方的針對(duì)性、專(zhuān)用性和科學(xué)性。同時(shí)，必須依靠科學(xué)的栽培管理模式，加強(qiáng)配套施肥技術(shù)的應(yīng)用，使甘蔗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。

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