易芬遠，賴開平，葉一強，韋茂春，馬就慶

（廣西化工研究院，廣西 南寧 530001）

綜述與進展

甘蔗的營養(yǎng)生理與肥料施用研究現(xiàn)況

易芬遠，賴開平，葉一強，韋茂春，馬就慶

（廣西化工研究院，廣西 南寧 530001）

近年來，廣西甘蔗產(chǎn)量不斷提高，但產(chǎn)糖率卻在下降。在確保甘蔗高產(chǎn)的情況下，如何提高甘蔗的蔗糖分是亟需解決的重要課題。文章擬從甘蔗施肥角度，綜述甘蔗營養(yǎng)生理、甘蔗用肥研究現(xiàn)狀和廣西甘蔗施肥存在的問題，為廣西甘蔗的增產(chǎn)增糖措施的提出提供理論指導。

甘蔗；營養(yǎng)生理；施肥

甘蔗（Saccharum officenarum L.）是一種熱帶和亞熱帶作物，光飽和點高，二氧化碳補償點低，光合強度大，屬C4作物。年積溫需5500～8500℃，無霜期330d以上，年均空氣濕度60 %，年降水量要求800～1200mm，日照時數(shù)在1195h以上。甘蔗對土壤的適應性比較廣泛，以粘壤土、壤土、砂壤土較好。土壤pH值在4.5～8.0甘蔗都能生長，但以pH值6.5～7.5為適宜。

目前，廣西甘蔗種植面積已逾超100萬hm2，占全國種植面積的62%，其蔗糖產(chǎn)量占全國70%，是全國最大的產(chǎn)糖中心和原料蔗生產(chǎn)基地[1]。蔗糖生產(chǎn)是廣西的一大支柱產(chǎn)業(yè)[2]。從近3個榨季的情況看，2010/2011年榨季全區(qū)累計入榨甘蔗5566萬t，同比增幅0.11%，混合產(chǎn)糖率12.13%，同比下降0.67%；2011/2012年榨季累計入榨甘蔗5764萬t，同比增幅3.56%，混合產(chǎn)糖率12.04%，同比下降0.09%；2012/2013年榨季入榨甘蔗6554萬t，同比增幅13.7%，混合產(chǎn)糖率11.67%，同比下降0.31%。廣西甘蔗產(chǎn)量不斷提高，但產(chǎn)糖率卻在下降。產(chǎn)糖量的提高主要是靠種植面積的增加，自然優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮。在確保甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的情況下，如何提高甘蔗的蔗糖分是亟需解決的重要課題。前人研究指出[3]，影響甘蔗糖分的原因有氣候、土壤、品種、栽培管理（包括種植時間、肥料比例及施肥量、病蟲害程度等）、原料蔗管理（甘蔗斬、運、榨安排及甘蔗收斬的外觀質(zhì)量等）等。本文擬從甘蔗施肥角度，對甘蔗營養(yǎng)生理、甘蔗用肥研究現(xiàn)狀和廣西甘蔗施肥存在的不足進行綜述，為保障廣西甘蔗高產(chǎn)高糖和提高經(jīng)濟效益提供理論依據(jù)。

1 甘蔗的營養(yǎng)生理

1.1甘蔗生長必需的營養(yǎng)元素

甘蔗生育期較長，一般為10～12個月。其生長量巨大，一生中所需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素較多。必需的營養(yǎng)元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅、銅、鐵、硫、錳、鋅、硼、鉬、氯等，各營養(yǎng)元素缺一不可，亦不能相互代替[4]。土壤中最難滿足甘蔗生長要求的是氮、磷、鉀、鈣，它們屬于主要營養(yǎng)元素。

1.2甘蔗的營養(yǎng)特點

（1）需肥量多。甘蔗一生中對養(yǎng)分的吸收量非常大，根據(jù)謝如林等[5]的研究，高產(chǎn)情況下每生產(chǎn)1 t甘蔗對各種養(yǎng)分的平均吸收量為N 1.81 kg，P2O50.36 kg，K2O 2.11 kg，CaO 0.91 kg，MgO 0.42 kg，S 0.50 kg，F(xiàn)e 37.5 g，Mn 15.5 g，Zn 6.2 g，Cu 2.2 g，B 0.74 g。大量元素氮磷鉀的吸收比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.20∶1.16。每收獲1 t甘蔗從蔗地中帶走養(yǎng)分數(shù)量平均為N 1.67 kg，P2O50.32 kg，K2O 1.85 kg，CaO 0.58 kg，MgO 0.32 kg，S 0.47 kg，F(xiàn)e 19.2 g，Mn 11.3 g，Zn 5.0 g，Cu 1.8 g，B 0.51 g。由此可見，甘蔗生產(chǎn)要奪取高產(chǎn)，肥料投入是關鍵。

（2）吸肥的不均衡性。甘蔗的一生可分為萌芽、成苗、分蘗、莖伸長及工藝成熟5個時期。幼苗階段生長緩慢，需肥急切但吸收量少，施肥占全期的1%左右，對氮的需求稍多，磷、鉀次之；分蘗期需肥量逐漸增大，對三要素的吸收量約占8%～10%，其中鉀的吸收量顯著增加；進入伸長期吸收量大增，占到全期的50%以上，吸收氮量占吸收量的50%～60 %，磷和鉀各70%；轉(zhuǎn)入成熟期后需肥量則明顯下降，占20%～40%，吸收氮占30%～40%，磷和鉀各占20%左右[6]。

（3）對鉀素需求多。甘蔗是喜鉀作物，對三要素的吸收量以鉀素最多。增施鉀肥具有明顯的增產(chǎn)效果，且促進成熟、提高糖分。此外，還能顯著提高甘蔗對氮磷的吸收利用率，促進氮磷鉀在甘蔗體內(nèi)的合理分配，為甘蔗高產(chǎn)打下良好的基礎[7]。

2 甘蔗用肥研究現(xiàn)狀

鄭學文等研究指出，施鉀肥比不施的蔗糖分增加0.3%～0.7%，且能增強抗性，減少螟蟲為害5%～8%。在磚紅壤、赤紅壤上種植甘蔗，適當添加Ca、Mg等中量元素肥料，可以促進增產(chǎn)增糖，增強抗逆性[8-9]。施用Mg、B、Zn、Mn等中微量元素復混肥顯著增加甘蔗的高度與莖長[10-11]。施用硫肥能促進甘蔗生長，提高單莖重和有效莖數(shù)，有極顯著增產(chǎn)、提高含糖量、改善品質(zhì)的作用[12]。甘蔗是喜硅作物，施用硅肥有助于甘蔗后期保持較高的中性轉(zhuǎn)化酶活性，促進糖分積累，提高產(chǎn)量[13-14]。以上研究結(jié)果說明，Ca、Mg、S、Si等中量元素是影響甘蔗糖分的重要因素，適當增施鉀肥、補施中量元素有利于甘蔗高產(chǎn)高糖。

隨著測土配方施肥技術的提出，甘蔗專用肥應運而生。許樹寧等報道[15]，施用配比為12-6-7甘蔗專用復混肥，結(jié)合地膜覆蓋技術，二次施肥處理（基肥和攻莖肥）比一次施肥（基肥）產(chǎn)量提高6.6%，含糖量增長11.5%，與三次施肥（基肥、攻蘗肥和攻莖肥）和四次施肥（基肥、攻苗肥、攻蘗肥和攻莖肥）差異不顯著。配比為13-5-8的專用復混肥與一般復混肥相比，甘蔗增產(chǎn)5.53%～8.82%，蔗糖分提高0.46%～0.66%[16]。廣西貴糖（集團）股份有限公司生產(chǎn)的含酒精廢液、氮、磷、鉀及增效劑的甘蔗專用有機無機復混肥，對甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分均有顯著提高[17]。李俊等[18]研究指出，施用甘蔗生物有機肥甘蔗蔗糖增產(chǎn)2.18t·hm-2，產(chǎn)量增加13.87 t·hm-2。與常規(guī)施肥相比，甘蔗施用豫園甘蔗專用生物有機肥增產(chǎn)率為14.8 %，增糖率22.1 %[19]。甘蔗施用專用含稀土有機復混肥比不含稀土有機復混肥畝增產(chǎn)10.5%，增糖16.4%，可為農(nóng)戶畝增純收入130 元，為糖廠畝增純收益297元[20]。游奕來等[21]報道，與對照處理相比，以普通肥料與23-7-20控釋肥料相結(jié)合的施肥方法可以減少2次追肥，提高產(chǎn)量6.0%，蔗糖分4.1%，每畝提高生產(chǎn)效益77元；而單獨施用控釋肥因成本增加和產(chǎn)量降低而導致效益下降。2008年，金正大集團聯(lián)合廣西農(nóng)科院在來賓市、武鳴縣開展大面積的甘蔗緩控釋肥試驗示范，結(jié)果表明緩控釋肥比普通肥料試驗增產(chǎn)顯著[22]。甘蔗施用22-8-12的控釋肥較15-6-9專用復混肥、氮磷鉀化肥每畝增產(chǎn)11.7%、19.3%，投資利潤分別增加383.59元、257.82元[23]。王維贊等[24]采用尿素、磷酸一銨、氯化鉀3種肥料和BJ210L保水劑配制抗旱型甘蔗專用肥，蔗莖產(chǎn)量比對照增產(chǎn)5.14%～15.01%，蔗糖分提高0.12%～0.46%，經(jīng)濟效益增加515～3538元·hm-2。

雖然目前國內(nèi)已開發(fā)不少的甘蔗專用肥品種，但這些產(chǎn)品商業(yè)化程度低，生產(chǎn)規(guī)模小，各生產(chǎn)廠家工藝條件和技術條件參差不齊，造成開發(fā)的新產(chǎn)品針對性不強[25]。多數(shù)專用肥料的研制只重視甘蔗養(yǎng)分需求總量和氮磷鉀比例，設計到不同生長時期甘蔗營養(yǎng)的動態(tài)變化和需求變化的較少，針對特定甘蔗品種養(yǎng)分差異研究的專用肥更是缺乏。甘蔗專用肥料品種研發(fā)主要是圍繞含有機質(zhì)、大量元素和添加中微量元素配制而成的有機-無機復混肥，而緩控釋肥、生物有機肥等新型肥料研究應用相對較少。

種植甘蔗除了考慮甘蔗營養(yǎng)特性、土壤供肥水平和施肥外，還應注意防治病蟲害。甘蔗黃斑病、黑穗病、螟蟲、綿蚜蟲危害嚴重，特別是螟蟲害，螟害節(jié)、枯死尾莖對蔗糖分影響很大。為了減少蔗農(nóng)買肥買藥買各種助劑的繁瑣，提高用肥用藥水平，現(xiàn)已有科研部門將普通化肥和殺蟲劑配伍，再添加化學助劑、微量元素生產(chǎn)甘蔗專用藥肥[26]，效果明顯。如湛江市甘豐農(nóng)藥廠生產(chǎn)的甘蔗專用藥肥與等成本的對照處理相比，新植蔗降低了螟蟲枯心率76.9%～81.6 %，宿根蔗螟蟲枯心率40.46%～53.02%，甘蔗增產(chǎn)18.81%。廣西化工研究院研發(fā)的三合一甘蔗藥肥防治蔗龜和蔗螟達86.1%，出苗率增加24%～27.5%[27]。

3 廣西甘蔗施肥存在的不足

創(chuàng)造深、松、軟、肥沃、通氣的土壤環(huán)境條件是甘蔗高產(chǎn)高糖種植所必需的，廣西蔗區(qū)無灌溉條件的土地約占70%，大多數(shù)土壤的有機質(zhì)含量少于1.5%，且有相當部分蔗田是近10年來新開墾的荒山荒坡地[28]。廣西的蔗作區(qū)主要是赤紅壤，它是由第四級紅土、砂頁巖發(fā)育而成，表現(xiàn)為土壤瘦瘠、粘重，呈酸性，有機質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分偏低，速效鉀后備貯量供給較低，土壤含鐵離子多；耕層薄，蔗田水分蒸發(fā)量大，水土養(yǎng)分流失嚴重。加上廣西甘蔗連作現(xiàn)象普遍，對地力消耗較大，造成蔗地“疲勞”、肥力下降。土壤的瘦薄成為障礙甘蔗生產(chǎn)的主要問題，科學合理的施肥水平成為了甘蔗高產(chǎn)高糖的重要保障。

目前廣西甘蔗基肥平均用量為：有機肥254kg·(667m2)-1，鈣鎂磷肥58.8kg·(667m2)-1，15-15-15三元復合肥73.4kg·(667m2)-1；追肥平均用量：15-15-15三元復合肥75kg·(667m2)-1，尿素50kg·(667m2)-1，氯化鉀35kg·(667m2)-1[29]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)甘蔗施肥量農(nóng)戶間差別很大，有將近1/4的農(nóng)戶不施基肥，即使施用了基肥，施用量也不足，肥料種類也不齊全[30]。蔗農(nóng)只注重施用氮磷鉀肥，而忽略了中量元素的補充，廣西蔗區(qū)土壤的硫、鎂、硅等養(yǎng)分含量普遍偏低，中量元素已淪為限制產(chǎn)量和蔗糖分進一步提高的“最小養(yǎng)分”。廣西甘蔗施肥存在有機肥、基肥的施用量少，施肥結(jié)構(gòu)不合理，偏施氮磷肥，鉀素比例偏低，氮鉀比1∶0.77，養(yǎng)分比例失調(diào)等問題。

由于長期缺少有機肥的投入，土壤有機質(zhì)得不到補充和更新，有機質(zhì)含量逐年減少，土壤理化性狀和生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，保水保肥及供水供肥能力也日趨減弱。偏施、遲施化學氮肥，過量施磷肥，不重視施鉀肥和中微量元素，嚴重影響甘蔗糖分形成和積累，導致糖分下降，養(yǎng)分比例不合理，尤其是鉀肥投入不足，成為限制甘蔗高產(chǎn)高糖的重要因素。氮多施使甘蔗成熟期延遲，薄壁細胞內(nèi)可溶性膠體氮化物增多，蔗糖分下降。過量施用磷肥，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，磷酸根大量存在，土壤變酸，土壤中鐵鋁活性提高，與活性磷結(jié)合生成磷酸鐵鋁鹽，嚴重降低了磷的利用率，同時磷肥過量使甘蔗糖分下降，制糖困難[31]。

4 甘蔗施肥研究的發(fā)展趨勢

針對廣西甘蔗施肥存在的不足，為了促進甘蔗高產(chǎn)高糖，提高甘蔗生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)蔗糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展，未來甘蔗施肥研究的發(fā)展趨勢將是：

4.1推行測土配方施肥

測土配方施肥是以肥料田間試驗和土壤測試為基礎，通過測土配方施肥以幫助蔗農(nóng)解決重施化肥、輕施有機肥、偏施氮肥等問題，避免肥料的過剩和不必要的浪費。根據(jù)甘蔗需肥規(guī)律、土壤供肥能力和肥料效應，提出合理的施肥方案，不斷改善蔗田土壤養(yǎng)分狀況，幫助蔗農(nóng)降低肥料投入成本，促使甘蔗增產(chǎn)增收。甘蔗沒有明顯的最大施肥量，施用過多的氮磷鉀沒有明顯增產(chǎn)，卻加大了成本；而施肥不足，又會降低甘蔗產(chǎn)量[32]。甘蔗測土配方施肥，不應局限于氮磷鉀養(yǎng)分，應延伸到中量元素，探討其應用條件、適宜用量以及與其它營養(yǎng)元素的平衡關系等，對癥施肥，提高效益。目前，由于不可能到各家各戶去制定施肥方案，所以測土配方施肥技術難以大面積推廣應用，也缺乏深入研究，需要各級技術指導部門共同配合，加強測土配方施肥技術的推廣。

4.2增施有機肥，培肥地力

有機肥中包含氨基酸、胡敏酸、糖類以及核酸的降解產(chǎn)物等無機化肥無法提供的元素。增施有機肥有利于培肥土壤，改善土壤理化性狀，增強旱地的保水保肥能力，提高化肥的利用率，以實現(xiàn)用地養(yǎng)地相結(jié)合的目的，促進原料蔗生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。糖廠濾泥、蔗渣、酒精廢液、禽畜糞便、城市污泥等都是很好的原材料，應運用現(xiàn)代生物技術，接種生物固氮菌、解磷鉀菌，將這些廢棄物轉(zhuǎn)化成甘蔗生物有機肥。但在實際生產(chǎn)中，由于有機肥費工費料，見效慢，并不利于推廣應用，農(nóng)民群眾更傾向于購買見效快、施用方便的化肥。如何解決有機肥不易推廣的難題，迫在眉睫。

4.3研發(fā)新型甘蔗專用肥

有機肥料中添加無機肥和微生物菌劑，研發(fā)新型生物有機肥有利于解決有機肥見效慢，不易被蔗農(nóng)接受的問題。新型生物有機肥中的無機成分可以快速提供甘蔗生長所需養(yǎng)分，效果明顯；生物有機成分可以增加土壤微生物數(shù)量，改良土壤，保證后期的養(yǎng)分供應，實現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。因此，根據(jù)甘蔗營養(yǎng)特性和需肥特點添加無機養(yǎng)分，糖廠蔗渣、濾泥等廢棄有機物料，接種生物菌劑，研發(fā)新型甘蔗生物有機肥前景廣闊。另外，考慮甘蔗在整個生長周期的需肥規(guī)律，結(jié)合廣西的氣候條件、土壤結(jié)構(gòu)、蔗田土壤肥力水平、土壤微量元素的差異研發(fā)甘蔗專用緩控釋肥，可以有效提高控釋肥的利用率，降低種植甘蔗勞動力成本，保護環(huán)境。針對廣西蔗地灌溉條件差、春秋干旱和肥料利用率低、施肥浪費的問題，可以通過添加中微量元素，開發(fā)配比合理的甘蔗專用水溶性肥料，結(jié)合滴灌技術減量施肥來解決。雖然滴灌設備投入昂貴，但已有報道指出[33]，土層施肥結(jié)合滴灌施肥產(chǎn)生的純收益顯著高于無灌溉的常規(guī)施肥處理，證實開發(fā)甘蔗專用水溶肥可行。

另一方面，目前甘蔗專用藥肥品種較少，且成分單一，營養(yǎng)不全面，除草殺蟲譜較窄，藥肥成本高，綜合應用效果并不是很理想。根據(jù)甘蔗的需肥特點、生長規(guī)律，不同土壤供肥水平，不同地區(qū)病蟲害的發(fā)生與為害情況，不斷修改甘蔗專用藥肥配方，開發(fā)系列化多品種藥肥也將是今后甘蔗肥料工業(yè)發(fā)展的一大分支。

4.4改良施肥方法

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是綜合集成應用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術，在保障可持續(xù)發(fā)展的前提下，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效，省工、省力、省本的目標[34]。然而傳統(tǒng)的甘蔗“三攻一補”施肥方式，追肥次數(shù)多，勞動強度大。應該重視省工高產(chǎn)的栽培方法，緊跟時代步伐，應用科研部門開發(fā)的甘蔗專用肥，減少施肥次數(shù)，節(jié)省勞力。施肥效應與土壤水熱狀況密切相關，應根據(jù)土壤水熱狀況進行施肥。干旱季節(jié)或土壤缺水時，肥料兌水施用，或灌水后施用或施肥后灌水。土壤水分過多或下雨后田間積水時，應排水或開溝后挖穴施肥，防止養(yǎng)分流失。土壤溫度過高時，肥料分解快，應深施，以延長肥效。土壤溫度低時，甘蔗代謝慢，根系吸收慢，一次施肥量不宜過多。只有配套的施肥技術與科學的栽培管理相結(jié)合，才能實現(xiàn)甘蔗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益最大化。

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Nutrition Physiology of Sugarcane and Fertilizer Application Research Status

YI Fen-yuan, LAI Kai-ping, YE Yi-qiang, WEI Mao-chun, MA Jiu-qing
(Guangxi Research Institute of Chemical Industry, Nanning 530001, China)

In recent years, the sugarcane yield of Guangxi was increased, but the sugar rate was declining. In the case of ensuring the sugarcane yield and how to improve the sucrose content was one of the important subjects. This article aimed to summarize the sugarcane nutrition physiology, fertilization research status and the problems of sugarcane fertilization in Guangxi, then provided theoretical guidance for the measures of increasing productivity and sucrose content in Guangxi.

sugarcane；nutrition physiology；fertilization

S 566.1

A

1671-9905(2014)02-0025-04

廣西科學基金項目（2011GXNSFA018055）

易芬遠（1988-），女，廣西合浦人，碩士，助理工程師，Tel：0771-3326036，E-mail：xiaoyi56611@163.com。

葉一強（1978-），男，廣西北海人，碩士，工程師，Tel：0771-3326036，E-mail：yyqyyq98@126.com

2013-11-20