糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化性質(zhì)的影響

韋紹龍 黃素梅 韋莉萍 韋弟 李朝生 覃柳燕 田丹丹 張進忠 周維 龍盛風(fēng)

摘要：【目的】在蕉園水肥一體化條件下，探討施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長、品質(zhì)和產(chǎn)量及蕉園土壤理化性質(zhì)的影響，為廣西蕉園推廣酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)提供依據(jù)。【方法】進行常規(guī)滴灌施肥（對照）及在此基礎(chǔ)上配施糖蜜酒精發(fā)酵液（120 t/ha，錘度7.8）的對比試驗，調(diào)查不同處理對不同代齡香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)性狀、葉片營養(yǎng)元素及土壤營養(yǎng)元素的影響。【結(jié)果】施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉株高、莖圍、青葉數(shù)、單果重、果指長度、抽蕾率和單株產(chǎn)量表現(xiàn)均優(yōu)于常規(guī)滴灌施肥，香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，香蕉收獲時間提前3～5 d，組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別為49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，分別比常規(guī)滴灌施肥增加5.62%、8.78%和6.82%，純收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。此外，糖蜜酒精發(fā)酵液對蕉園土壤具有較好的肥效，土壤全K、速效K、全N、有機質(zhì)等均有不同程度的增加，其中組培一代香蕉園的土壤全K含量比常規(guī)滴灌施肥高0.27%（絕對值），速效K含量是常規(guī)滴灌施肥的2.72倍。【結(jié)論】在蕉園水肥一體化條件下，施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長和產(chǎn)量具有明顯的促進作用，且有利于提高蕉園土壤肥力，即糖蜜酒精發(fā)酵液可作為香蕉水肥一體化的一種補充性肥源。

關(guān)鍵詞： 香蕉；糖蜜酒精發(fā)酵液；生長；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號： S668.1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）06-0895-06

0 引言

【研究意義】甘蔗制糖產(chǎn)生的糖蜜可用于進一步生產(chǎn)酒精，但在此過程中會產(chǎn)生大量的酒精發(fā)酵液，屬于“三廢”之一，隨意排放將造成環(huán)境污染。酒精發(fā)酵液的主要化學(xué)成分是甘蔗從土壤中吸收而來，富含各種有機和無機營養(yǎng)物質(zhì)且無毒，是一種安全有機肥料，但因其蛋白質(zhì)含量高極易氧化發(fā)臭，且可滲透性離子濃度高，如未經(jīng)處理直接還田會造成嚴(yán)重污染，甚至成為糖廠周邊環(huán)境的重要污染源（李楊瑞等，2014）。當(dāng)前，廣西香蕉主產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分狀況主要表現(xiàn)為土壤N、P、K等大量元素和Ca、Mn、B等微量元素含量低，且有機質(zhì)含量低（魏守興等，2012），若能將糖蜜酒精發(fā)酵液應(yīng)用于蕉園，不僅能有效解決環(huán)境污染問題，提高資源利用率，還可提高土壤肥力，降低香蕉生產(chǎn)成本，提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)，增加農(nóng)民收入。【前人研究進展】至今，有關(guān)酒精發(fā)酵液的應(yīng)用已有大量研究，探明了不同土壤類型、不同栽培條件下蔗田的適宜酒精發(fā)酵液施用量，以及不同來源、不同用量酒精發(fā)酵液對土壤理化性質(zhì)、作物和水域的影響，建立了一套對農(nóng)田環(huán)境友好的酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)體系，不僅有效解決了酒精發(fā)酵液的污染問題，還降低了甘蔗的生產(chǎn)成本，使甘蔗糖業(yè)成為真正的循環(huán)產(chǎn)業(yè)（李楊瑞等，2008，2014；Yang et al.，2013）。楊尚東等（2012）研究表明，糖蜜酒精發(fā)酵液定量還田能提高土壤中全C、全N、全K和全P等礦質(zhì)元素的含量，肥效與化肥處理一致，且不會對土壤微生物數(shù)量、生物量和酶活性等土壤生物學(xué)特性造成不良影響，可作為化肥的替代肥源。楊麗濤等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，噴施糖蜜酒精發(fā)酵液能提高甘蔗出苗率、分蘗率、葉綠素和田間錘度，甘蔗產(chǎn)量比常規(guī)施肥增加了30.2%。除糖蜜酒精發(fā)酵液可作為液肥還田施用外，大量研究還表明，木薯酒精廢液作為一種理想的有機多元復(fù)合肥料在香蕉生產(chǎn)中利用，既可改善土壤的理化性質(zhì)，基本滿足香蕉對營養(yǎng)元素的需求，又可促進香蕉植株的生長，增加香蕉產(chǎn)量，還能夠顯著提高香蕉品質(zhì)（魏守興等，2012；韋民政等，2013）。【本研究切入點】糖蜜酒精發(fā)酵液作為農(nóng)業(yè)肥料在甘蔗等作物上已得到廣泛應(yīng)用（李楊瑞等，2008，2014；楊麗濤等，2012；楊尚東等，2012），但在香蕉上的應(yīng)用鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】在采用以色列進口的耐特菲姆水肥全自動電腦控制水肥一體滴灌系統(tǒng)的香蕉園內(nèi)，通過定期定量施用糖蜜酒精發(fā)酵液，探討其對香蕉生長、品質(zhì)和產(chǎn)量及蕉園土壤理化性質(zhì)的影響，為廣西蕉園推廣酒精發(fā)酵液定量還田技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試香蕉材料為桂蕉6號組培一代（I，2012年3月種植）、宿根一代（II，2011年3月種植）、宿根二代（III，2010年3月種植）；供試糖蜜酒精發(fā)酵液由扶綏金光農(nóng)場酒精廠提供，其理化性質(zhì)及營養(yǎng)成分詳見表1。糖蜜酒精發(fā)酵液需經(jīng)120目篩網(wǎng)過濾2次，再進入滴灌系統(tǒng)進行施用。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試驗設(shè)計 試驗在廣西美泉新農(nóng)業(yè)科技有限公司里建香蕉園進行。土壤為發(fā)育于花崗巖母質(zhì)的赤紅壤，土壤理化性狀見表1。試驗大田全部采用以色列進口的耐特菲姆水肥全自動電腦控制水肥一體滴灌系統(tǒng)，壓力補償?shù)喂喙埽晤^間距0.4 m，滴灌壁厚0.38 mm，每個滴頭滴水量1.6 L/h。田間采用膜下雙滴管模式，以增加土溫和保持土壤濕度。每個香蕉材料設(shè)2個處理：常規(guī)滴灌肥（CK）和糖蜜酒精發(fā)酵液120 t/ha+常規(guī)滴灌施肥（MAFL），共6個處理，3次重復(fù)，每小區(qū)連片面積6.67 ha；種植密度1875株/ha，株行距2.2 m×2.5 m。為避免酒精發(fā)酵液濃度過高導(dǎo)致香蕉燒根，須用水稀釋后（水∶酒精發(fā)酵液=4∶1，錘度7.8）于不同時段（3月1日～5月30日）進行滴灌施用。

1. 2. 2 測定項目及方法 在香蕉抽蕾約50%時調(diào)查抽蕾率，收獲時按小區(qū)每處理隨機抽取成熟度一致的20株香蕉，調(diào)查香蕉株高、莖圍和青葉片數(shù)，記錄每株香蕉產(chǎn)量，并測定每梳果指數(shù)、單果重及果指長（分別取第2梳、中間梳及尾梳外排中間果的重量及長度的平均值）。香蕉采收后，分別在CK區(qū)和MAFL區(qū)按照五點取樣法，采集距地表10～20 cm的土壤及5株香蕉倒數(shù)第3片葉；采集的土壤混勻后風(fēng)干粉碎備用，將香蕉葉片殺青后于50 ℃下烘干粉碎混勻后備用，分別測定全N、全P、全K等營養(yǎng)元素含量，其中土壤加測速效N、速效P、速效K、交換性Ca、交換性Mg、有效B、pH及有機質(zhì)含量，植株葉片加測全Ca、全P、全Mg、全B等營養(yǎng)元素含量。

土壤指標(biāo)測定：全N按GB 7173-1987進行測定；全P按GB 9837-1988進行測定；全K按GB 9836-1988進行測定；速效N按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》的堿解擴散法進行測定；速效P按NY/T 148-1990進行測定；速效K按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》的乙酸銨提取—火焰光度法進行測定；有機質(zhì)按NY/T 1121.6-2006進行測定；pH按NY/T 1121.6-2006進行測定；交換性Ca、交換性Mg按《土壤分析技術(shù)規(guī)范》中的乙酸銨提取—原子吸收光譜法進行測定；有效B按GB 12298-1990進行測定。植株葉片：全N采用H2SO4-H2O2消煮—蒸餾法測定；全P采用H2SO4-H2O2消煮—鉬銻抗比色法測定；全K采用H2SO4-H2O2消煮—火焰光度計法測定；全Ca、全Mg采用灰化—鹽酸溶解—原子吸收光譜法測定；全B采用姜黃素比色法測定。

1. 3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，以SPSS 19.0進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長的影響

施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉植株更健壯，長勢旺，莖稈青綠，葉片厚實且濃綠，果穗粗大。由表2可知，不同代齡蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液的香蕉株高、莖圍、青葉數(shù)、單果重、果指長度和單株產(chǎn)量均比CK有所增加，但差異不顯著（P>0.05，下同）。此外，不同代齡蕉園在抽蕾高峰期時施用糖蜜酒精發(fā)酵液的抽蕾率比CK增加0.5%～2.0%，香蕉收獲期比CK提前3～5 d。說明施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉抽蕾、提前收獲具有一定的促進作用。

2. 2 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

施用糖蜜酒精發(fā)酵液可有效提高不同代齡香蕉的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。由表3可以看出，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別為49312.5、53437.5和52875.0 kg/ha，比CK增加5.62%、8.78%和6.82%；按香蕉市場銷售價2.2元/kg計，扣除生產(chǎn)成本后，純收益分別增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha。可見，蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液可明顯提高香蕉產(chǎn)量，增加蕉農(nóng)收入。

2. 3 糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉品質(zhì)的影響

由表4可知，施用糖蜜酒精發(fā)酵液對不同代齡香蕉的品質(zhì)也有一定影響。與CK相比，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的不同代齡香蕉果皮厚度增加2.4%～5.2%，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，總糖含量提高3.3%，但差異均未達顯著水平。此外，施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉其他品質(zhì)特征的影響差異也不顯著。

2. 4 糖蜜酒精發(fā)酵液對土壤肥力及植株營養(yǎng)成分的影響

K元素對香蕉生長極其重要，可提高香蕉的抗性，使莖稈更粗壯而提高抗倒伏能力，同時影響香蕉的抽蕾、果實成熟及品質(zhì)。由表5可知，施用糖蜜酒精發(fā)酵液的土壤K含量及pH明顯高于CK，其中組培一代香蕉園的土壤全K比CK高0.27%（絕對值），速效K含量是CK的2.72倍，差異均達顯著水平（P<0.05，下同）。可見，施用酒精發(fā)酵液可明顯提高土壤中的K含量，保證香蕉對K元素的需求量。

從表6可看出，不同處理成熟期的香蕉葉片各營養(yǎng)元素間存在一定差異，除組培一代蕉外，施用酒精發(fā)酵液的香蕉葉片主要營養(yǎng)元素含量均高于CK，其中以K含量的變化最明顯，施用糖蜜酒精發(fā)酵液后宿根一代、宿根二代的香蕉葉片K含量顯著高于CK。

3 討論

甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵液返施于甘蔗田間，既可避免環(huán)境污染，解決液態(tài)肥來源，降低生產(chǎn)成本，又能提高土壤肥力、抗旱能力和土壤微生物數(shù)量，防止土壤板結(jié)，獲得良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益（蘇天明等，2009a，2009b；朱秋珍等，2009），近年來在廣西、云南、廣東蔗區(qū)得到大面積推廣應(yīng)用，累計推廣應(yīng)用面積達51.46萬ha（李楊瑞等，2014）。此外，有研究表明木薯淀粉厭氧發(fā)酵液或甘蔗與木薯酒精廢液配施化肥等均可促進香蕉的生長發(fā)育，提高香蕉產(chǎn)量和果實品質(zhì)，且能有效改善土壤肥力（鄧英毅等，2013；韋民政等，2013；吳代東等，2014）。唐秀樺等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，香蕉園施用稀釋的木薯酒精好氧發(fā)酵液3年后，香蕉園土壤和地下水均未受到污染，園區(qū)內(nèi)的飲用井水符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。本研究結(jié)果表明，在常規(guī)滴灌施肥的基礎(chǔ)上配施120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液，不僅具有促進香蕉植株生長、增加產(chǎn)量的效果，還可提高土壤K元素含量及土壤pH，防止土壤酸化。于3～5月對不同代齡蕉園施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液后，香蕉株高、莖粗、青葉數(shù)、單果重、果指長度、果皮厚度、抽蕾率和單株產(chǎn)量均高于CK（常規(guī)滴灌施肥）。其中，宿根一代香蕉果肉可溶性固形物含量提高8.1%，總糖含量提高3.3%；香蕉收獲時間比CK提前3～5 d；組培一代、宿根一代、宿根二代香蕉產(chǎn)量分別比CK增加5.62%、8.78%和6.82%，純收益增加5100.0、8137.5和6750.0元/ha，說明施用糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長、抽蕾、提前收獲、產(chǎn)量提高均具有一定的促進作用，進而提高種蕉效益及增加蕉農(nóng)收入。

K元素能促進植株莖稈健壯，改善果實品質(zhì)，增強植株抗寒能力，提高果實糖分和維生素C含量（后猛等，2015；周澤弘等，2015；齊鶴鵬等，2016）。本研究在常規(guī)滴灌施肥的基礎(chǔ)上配施糖蜜酒精發(fā)酵液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成熟期宿根一代蕉、宿根二代蕉的葉片K元素含量顯著高于CK，且果實中維生素C含量也明顯高于CK，說明配施糖蜜酒精發(fā)酵液有利于提高香蕉植株K元素含量，從而改善果實品質(zhì)；葉片的其他營養(yǎng)元素與CK無明顯差異，可能是為了保證果實的生長與成熟，香蕉葉片各種營養(yǎng)元素向果實轉(zhuǎn)移以滿足其發(fā)育需求，致使葉片中主要營養(yǎng)元素含量與CK差異不明顯。本研究結(jié)果表明，在蕉園施用糖蜜酒精發(fā)酵液能明顯提高土壤中的K含量，保證香蕉K元素的供給，從而減少化學(xué)K肥的施用量，降低生產(chǎn)成本。韋民政等（2013）研究表明，施用木薯酒精發(fā)酵液能顯著改善土壤的肥力狀況，且可溶性狀態(tài)存在的養(yǎng)分更有利于植株吸收。本研究施用的糖蜜酒精發(fā)酵液中大部分養(yǎng)分以可溶性狀態(tài)存在，在等量有效養(yǎng)分條件下施用糖蜜酒精發(fā)酵液，更有利于植株對各種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，以提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，將糖蜜酒精發(fā)酵液長期施用于香蕉園，可有效改善廣西蕉園土壤有效養(yǎng)分普遍缺乏的問題，在提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)的同時節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

酒精發(fā)酵液中含有大量纖維素、脂類、有機酸、氨基酸、維生素和糖類等，施入后可為土壤微生物提供大量養(yǎng)分，而微生物又能將這些有機物分解，為香蕉植株提供養(yǎng)分，同時可促進團粒結(jié)構(gòu)的形成，具有改良土壤、提高地力的作用。本研究結(jié)果表明，甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長及產(chǎn)量增加具有促進效果，但因使用時間短，在糖蜜酒精發(fā)酵液的施用量、使用方法及對植株抗逆性、土壤理化性狀、微生物群落的影響等方面尚未涉及，今后有待進一步探究。

4 結(jié)論

在香蕉園水肥一體化條件下，施用120 t/ha糖蜜酒精發(fā)酵液對香蕉生長和產(chǎn)量具有明顯的促進作用，且有利于提高蕉園土壤肥力，即糖蜜酒精發(fā)酵液可作為香蕉水肥一體化的一種補充性肥源。

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（責(zé)任編輯 蘭宗寶）