樊 仙，郭家文，張躍彬

（云南農業(yè)科學院甘蔗研究所，開遠661699）

甘蔗是C4植物，光飽和點高，光合作用能力強，吸肥多，具有高產潛力，是世界上主要的糖料作物，我國常年甘蔗種植面積超過150萬hm2，產糖量超1000萬t，居世界第三[1]。甘蔗是我國南方的重要經濟作物，目前主要集中種植在桂中南、滇西南等邊疆民族地區(qū)[1]。甘蔗在整個生長發(fā)育過程中，生長周期長，需肥量較多，不但需要吸收N、P、K等大量元素，同時還要吸收鋅、硼、錳等多種微量元素。甘蔗所需的N、P、K一般是通過常規(guī)施肥進行補給，而各種中微量元素的主要來源是土壤。甘蔗的產量和品質不僅與品種，灌溉等有關，而且與甘蔗的養(yǎng)分管理有密切關系，科學高效地管理甘蔗養(yǎng)分，才能保證甘蔗高產高糖。

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甘蔗高產高糖的重要因素。甘蔗養(yǎng)分科學管理的作用日益突出，近年來，隨著甘蔗連作年限的延長及蔗農重施化肥，輕施有機肥等不科學的肥料施用習慣，導致土壤結構遭到破壞，肥力不斷減退，偏施氮肥引起磷鉀和中微量元素養(yǎng)分失調問題日益嚴重。因此如何因地制宜地進行甘蔗養(yǎng)分的科學管理，保持和提高蔗區(qū)土壤生產能力，是甘蔗高產高糖關鍵問題之一。本文簡要介紹國內外甘蔗養(yǎng)分管理的研究與應用進展情況，分析養(yǎng)分管理中存在的問題，為進一步提高甘蔗養(yǎng)分管理水平和施肥效益提出甘蔗養(yǎng)分管理對策。

1 國內外甘蔗養(yǎng)分管理概況

1.1 甘蔗養(yǎng)分需求特征

甘蔗生長的不同時期對營養(yǎng)的需求在種類和數(shù)量、時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，但主要是對氮的需求較大。分蘗期需肥量逐漸增大，伸長期是甘蔗營養(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，同化作用的產物逐漸加速形成和積累，對氮、磷、鉀肥的吸收量大大增加。而在工藝成熟期蔗莖內部糖分不斷積累并達到高峰，需肥量漸減，但還要吸收一定的養(yǎng)分，以供應植株各部分營養(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]，而國外一些國家和地區(qū)宿根年限一般在5年左右，最高可達10年，如澳大利亞、美國夏威夷為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。甘蔗營養(yǎng)的最大吸收特點是滿足蔗莖的生長和糖分的積累，有別于所有收獲籽實、塊莖和塊根等作物，甘蔗對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)律是科學施肥的重要根據，甘蔗營養(yǎng)的最大吸收特點是滿足蔗莖的生長和糖分的積累，有別于所有收獲籽實、塊莖和塊根等作物，其營養(yǎng)需求的重點在甘蔗生長中后期。了解如何對其養(yǎng)分供應進行科學控制和管理，是保證甘蔗營養(yǎng)需要的關鍵，同時隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境和食品安全問題日益突出，對甘蔗養(yǎng)分管理也提出了更高的要求。

1.2 N、P、K營養(yǎng)元素施肥

目前在單施氮、磷、鉀及氮、磷、鉀配施對甘蔗產量和品質的影響方面均有相關研究。N、P、K是甘蔗生長必需的大量營養(yǎng)元素，需求量多而土壤往往又滿足不了，通常需通過施肥才能滿足甘蔗高產高糖的要求。氮是影響甘蔗產量和品質的主要營養(yǎng)元素[5]。增施氮肥能提高甘蔗分蘗數(shù)，有效徑等產量性狀[6-7]。藍立斌等[8]研究表明甘蔗各產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]及對云蔗 對不同施氮水平吸收 研究結果一致。但偏施、重施氮肥時會引起各營養(yǎng)元素間比例失衡，甘蔗光合強度減弱，抗性降低，糖分下降[11-13]，且對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，產量隨著施肥量的增加而增加，超過該水平，甘蔗產量則不再增加[15]。而當家品種新臺糖22號的尿素施用量以600kg/hm2甘蔗增產效果最好[16]。

磷是限制作物生長的主要養(yǎng)分因子之一，磷在甘蔗中最重要的作用是貯存和轉運能力[4]。適量的施磷能夠促進甘蔗干物質的積累、分蘗、生長，過多或過少都會對其產生不利的影響[5]。Hunsigi[17]研究表明，缺磷會使甘蔗分蘗減少，節(jié)間變短，根系發(fā)育緩慢。長期以來我國主要以施用化學磷肥來提高土壤有效磷含量，提高作物產量，宿根甘蔗對磷的需求較為敏感[18]，McCray[19]研究也表明，缺磷直接影響甘蔗產量和品質。

鉀是甘蔗品質元素，充足的鉀素營養(yǎng)有利于其糖分的積累，同時還能增強甘蔗抗性，協(xié)調氮素吸收，促進甘蔗健壯生長[20]。有研究表明施鉀能促進甘蔗根部、莖（葉）部生長，降低根冠比，提高光合速率，有利于甘蔗生物量的積累[21]。然而當甘蔗吸收過量的鉀，亦會影響甘蔗品質[22]。

因此單施氮、磷、鉀均不能滿足甘蔗對各營養(yǎng)元素的需求，從而影響甘蔗產量和品質。郭家文等[23]研究了不同氮磷鉀用量對甘蔗產量和品質的影響，結果表明，甘蔗的產量與鉀肥的用量呈顯著的正相關，產糖量與磷、鉀的用量呈正相關，而甘蔗的含糖分與氮、磷、鉀肥的用量沒有直接的關系；各營養(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]應用“311-A”最優(yōu)混合設計進行田間試驗得出，甘蔗產量的氮、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、微量營養(yǎng)元素施肥

甘蔗的正常生長發(fā)育，不但需要吸收N、P、K等大量元素，同時還要吸收鎂、鋅、硼等多種中微量元素。長期以來蔗農只重視大量元素肥料的投入，忽視微量元素對甘蔗產量和品質的影響。造成一些甘蔗產區(qū)的甘蔗增產瓶頸，甚至有逐年減產的趨勢。據測算每年每產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、微量營養(yǎng)元素的虧缺已經成為丘陵紅壤蔗區(qū)甘蔗產量和品質提高的主要制約因素之一。有研究表明，適當施用中量、微量元素肥料可達到增產和增收的目的[28-29]的效果。單獨施用Ca、Mg、B、Mo元素對甘蔗有顯著增產效應[30]。葉燕萍等[31]也報道，單獨施用B、Zn或二者配施均能提高甘蔗產量，且在甘蔗生長前期單施Zn和Zn+B處理能提高甘蔗品質。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，生長期長，生物量大，產量高，需肥量大的耐連作作物，長期連作會消耗大量土壤養(yǎng)分，對地力的消耗比其他作物要大，甚至引起營養(yǎng)元素失調[33]。蔗農的種植習慣是單一依賴化肥補償土壤地力，不施或少施農家肥或有機肥，加之甘蔗連作使得土壤有機質逐年下降，土壤板結，蔗區(qū)土壤質量逐年退化，成為甘蔗高產高糖關鍵制約因素。甘蔗蔗葉作為一種有機肥，對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量的12%～20%[34]。其中富含甘蔗生長發(fā)育所需各種營養(yǎng)元素和豐富的有機質。大量研究表明[35-38]，蔗葉還田不僅能增加耕作層有機質含量，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，促進甘蔗生長[39-41]。同時，蔗葉還田結合化肥施用能加速有機質的積累，改善土壤的物理性狀，提高土壤肥力，促進甘蔗生長，提高甘蔗產量[42]。

1.5 甘蔗測土配方施肥

施肥是甘蔗高產穩(wěn)產的關鍵措施之一。近年來，隨著單一肥料投入的增加，而有機肥的用量逐漸減少，導致土壤結構遭到破壞，肥力不斷減退。蔗區(qū)蔗農的施肥習慣還沒有得到根本改變[43]，不僅增加了農業(yè)生產成本，而且甘蔗生產潛力得不到有效發(fā)揮。測土配方施肥[44-45]是以土壤測試和肥料田間試驗為基礎，根據作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應，提出氮、磷、鉀及中、微量元素的施用數(shù)量、施肥時期和施用方法，它能在一定程度上克服施肥的盲目性，做到合理施肥，提高甘蔗產量和蔗糖分，提高種蔗的經濟效益[46]。研究表明，推廣測土配方施肥技術，可以使化肥利用率提高5%～10%，增產率一般為10%～15%，高的可達20%以上[47]。陸水洪等[48]研究表明，施用測土配方肥甘蔗產量均高于常規(guī)施肥和單施復合肥。在相同的自然條件下，測土配方施肥能明顯改善甘蔗的農藝、經濟性狀，與常規(guī)施肥相比，增產糖料蔗4927.4kg/hm2，增產率為5.65%，經濟效益提高1359.35元/hm2[49]。梁昌貴[50]通過在砂頁巖母質發(fā)育的酸性赤紅壤上種植甘蔗新臺糖25號，進行測土配方施肥試驗，結果表明：測土配方施肥對提高甘蔗產量、糖分含量具有明顯的促進作用。王龍等[51]人通過采集蔗區(qū) 份土壤樣品進行測定分析，明確蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，結合蔗區(qū)土壤基礎養(yǎng)分分析，示范推廣配方施肥，通過2006/2007、2007/2008連續(xù)兩個榨季的推廣應用，蔗區(qū)甘蔗單產和糖廠入榨甘蔗原料質量顯著提高，甘蔗增產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。世界蔗糖生產國家十分重視測土配方施肥在甘蔗生產上的推廣應用[52-54]。

2 結論

綜上所述，目前國內外在甘蔗養(yǎng)分吸收特性、需肥規(guī)律、蔗葉還田、測土配方等方面已有較好的研究基礎。一些國家和地區(qū)已提出了當?shù)馗收岬闹饕獱I養(yǎng)元素診斷指標，在甘蔗生產中已有比較系統(tǒng)的營養(yǎng)管理技術為蔗農提供指導。甘蔗單產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、土壤有機質含量低、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量和土壤肥力的需要，改善和維持土壤生產力，滿足甘蔗對各營養(yǎng)元素的需求。通過合理的養(yǎng)分管理，提高甘蔗產量的同時可提高土壤肥力。

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