甘蔗新品種 ‘桂糖42號’對不同施氮水平的響應①

王倫旺 廖江雄 譚 芳 鄧宇馳 唐仕云 黃海榮 李 翔 經 艷 楊榮仲

(廣西農業科學院甘蔗研究所/農業農村部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室 廣西南寧 530007)

以甘蔗(Saccharrum officinarumL.)為原料的廣西蔗糖業在我國的食糖產業中具有舉足輕重的地位，廣西已經連續26年為我國甘蔗優勢產區。但是甘蔗原料生產成本長期居高不下已經嚴重制約了廣西蔗糖業的健康發展[1]。在巴西，由于氮肥成本高，甘蔗的選育都是在低氮或無氮的條件下進行。在巴西圣保羅州，氮肥的推薦用量新植蔗為80 kg/hm2左右，宿根蔗為120 kg/hm2。而我國甘蔗栽培上氮肥使用量普遍比巴西高，例如：廣西蔗區施尿素水平一般在500～700 kg/hm2，施氮量是巴西蔗區的6～8倍，蔗莖產量只有60 t/hm2左右；廣東、云南、福建等蔗區的氮肥使用量大多數也在600～750 kg尿素/hm2[1-2]。但產量沒有隨著施氮量的增加而持續增長，過量施氮肥不僅會增加種植成本，還會造成環境污染[3-8]。 ‘桂糖42號’是廣西農業科學院甘蔗研究所于2013年選育并通過品種審定的，于2018年在廣西首批完成并獲得國家非主要農作物登記的優異甘蔗品種，該品種具有高產、高糖，抗風抗倒抗旱能力強，既可人工砍收，又適合機械化砍收的優良性能[9-10]。但是關于該品種應施用多少的氮肥，如何施用才能達到既高產又高效的目的，還沒有相關報道。本文擬通過在磷鉀肥基本得到滿足的條件，以常規高氮水平即600 kg/hm2作對照，設置4種不同的施氮水平試驗，探討 ‘桂糖42號’對不同施氮水平的響應，同時篩選出 ‘桂糖42號’的最佳施氮量，為生產上提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

參試品種為 ‘桂糖42號’。試驗地位于廣西南寧市隆安縣丁當鎮浪彎華僑農場德清分場，土壤為紅壤土，地勢平坦，前作為甘蔗。試驗播種前的土壤養分含量如下：全氮含量1.32 g/kg；全磷含量0.40 g/kg；全鉀含量 4.9 g/kg；速效氮 82.63mg/kg；速效磷62 mg/kg；速效鉀96 mg/kg；有機質 20.7 g/kg； pH 6.2。

1.2 方法

1.2.1 試驗時間

2013年2月至2016年2月進行1年新植2年宿根。新植蔗種植時間2013年2月3～4日；宿根蔗破壟時間2014年3月6日和2015年3月10日。

1.2.2 試驗設計

試驗設5個處理。5種施氮(尿素)水平，處理A(CK)： 600 kg/hm2； 處理 B： 450 kg/hm2； 處理 C：300 kg/hm2； 處理 D： 150 kg/hm2； 處理 E： 0。 其中A處理為甘蔗生產上常用的施氮水平，作對照；新植各處理尿素按試驗設計的總量分別于基肥施20%，分蘗期結合大培土施80%；各處理鈣鎂磷肥統一施2 400 kg/hm2，全部作基肥；各處理硫酸鉀肥統一施562.5 kg/hm2，其中基肥施40%，分蘗期結合大培土施60%。3個重復，共15個小區，隨機區組排列。每小區5行，行長8 m，行距1.2 m；小區面積48 m2，試驗區面積共630 m2。邊排設1排保護排，田塊兩邊設2～3行保護行。

1.2.3 播種與田間管理

下種量12萬芽/hm2，砍成雙芽段，種莖以雙行品字形排列，施長效殺蟲劑5%毒死蜱或辛硫磷75 kg/hm2，蓋土3～5 cm。表面土壤要細碎，平滑。甘蔗蓋土后一周內噴施芽前除草劑，每公頃用2.25～3 kg阿特拉津加600 mL乙草胺乳劑，兌水750～1 125 kg，均勻噴于蔗地表面，趁地濕時蓋上地膜，大培土后及時噴施芽前除草劑一次進行雜草防除。新植砍收后及時清理宿根蔗地和破壟松蔸，各處理按新植的施用方法進行施肥。

1.2.4 數據分析與處理

調查各處理的發芽率、宿根發株數、分蘗率、株高、莖徑、有效莖，砍收時測定各處理小區中間3行的產蔗量，折算成每公頃的產蔗量，同時采樣6條有效莖作甘蔗蔗糖分分析，計算各處理的單位面積的含糖產量＝產蔗量×甘蔗蔗糖分。將1年新植2年宿根的數據匯總，并使用DPS統計分析軟件[11]進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’主要農藝性狀的影響

從表1可以看出，各處理的發芽率、發株數、分蘗率、株高和有效莖等均無顯著性差異。E處理的莖徑最粗，與其他處理間差異達5%顯著水平，其發芽率、發株數、分蘗率、有效莖數則均略低于其它處理，但差異不顯著，可能是有效莖減少后，生長空間大，莖徑變粗，是一種自我調節的作用。

2.2 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’產蔗量和蔗糖分的影響

從表2可以看出，平均產蔗量：D處理最高，其次為C處理，B處理最低。C、D、E處理均比A處理(CK)高，D、C處理分別比B處理增產11.13 t/hm2和10.09 t/hm2，達5%的顯著水平，其他處理間無顯著性差異。

蔗糖分方面：各處理的平均蔗糖分為14.78%～15.56%，隨著施氮量的增加無明顯的變化規律。其中，D處理最高，其次為A處理(CK)，E處理最低。

含糖量方面：最高為D處理，其次為C處理，D處理比B處理增產2.17 t/hm2，差異達1%的極顯著水平，比A、E處理分別增產1.41 t/hm2、1.83 t/hm2，差異達到5%的顯著水平，其他處理間無顯著性差異。

表1 不同施氮水平對 ‘桂糖42號’主要農藝性狀的影響(2013～2015年1年新植2年宿根匯總)

表2 不同施氮水平對桂糖42號產量和蔗糖分的影響(2013～2015年1年新植2年宿根平均)

3 討論與結論

在1年新植2年宿根不同施氮水平的試驗中，‘桂糖42號’的農藝性狀、產量、蔗糖分等隨著施氮量的增減無明顯的變化規律，各處理產蔗量均較高，不施氮肥的E處理產量達89.42 t/hm2，遠遠超過了土壤本身的供氮水平(速效氮含量82.63 mg/kg)所能支撐的產蔗能力(60 t/hm2)[12]，這說明 ‘桂糖42號’具有較強的生物固氮能力，通過各種內生固氮菌的聯合固氮作用[13]，利用大氣中的氮素，在施氮量較少的條件下也可達到較高的產量。

張艷梅等[14]的研究結果指出，在一定范圍內(尿素施用水平150～300 kg/hm2)隨施氮量增加，甘蔗的氮代謝顯著增強；刀靜梅等[15]也認為，甘蔗產量在一定施氮量范圍內隨施氮量的增加而增加，當氮肥施用增加到一定水平就會出現產量不再上升，反而呈下降趨勢。本研究中，D處理(150 kg/hm2)的產蔗量、蔗糖分、產糖量均為最高，在C處理(300 kg/hm2)時也表現尚可，施氮量最高的A處理(CK)則表現中等，這與前人的研究結果接近，但 ‘桂糖42號’在150 kg/hm2條件下即表現最好，說明其所需的施氮量比常規水平低，也驗證了其具有較強的生物固氮能力。

本研究中，不施氮肥的條件下， ‘桂糖42號’的發芽率、有效莖數等農藝性狀均為最低，說明雖然 ‘桂糖42號’的生物固氮能力比較強，但也不能完全不施氮肥，否則會影響其正常生長，如可能會抑制宿根蔗的發株、分蘗和有效莖的形成，從而影響產量的形成，這與其它固氮品種的低氮或者無氮脅迫試驗結果一致[14-18]。

因此， ‘桂糖42號’是一個具有較強生物固氮能力的品種，對環境中的氮素含量具有較強的調節適應能力，在少施氮肥的情況下，也可獲得較高產量。其最佳施氮量為：在磷、鉀肥得到滿足的條件下，每公頃施150～300 kg的尿素或者等氮量的復合肥、復混肥或者其它類型的肥料。這樣即可獲得與常規高氮施肥條件相當甚至更高的產量，可以節約300～450 kg/hm2的尿素，節省肥料投資600～900元/hm2，節約成本，提高效益，達到提質增效的目的。