蠶沙生物有機肥在甘蔗栽培上的應用效果試驗

羅 平 韋春沙 唐茂榮 黎 莉

(1來賓市農業科學院，廣西來賓 546100； 2來賓市興賓區橋鞏鎮農業技術推廣站，廣西來賓 546100)

蠶沙，別名蠶矢，始載于《名醫別錄》[1]，為蠶蛾科(Bombycidae)昆蟲家蠶(BombyxmoriL)幼蟲的干燥糞便，含有多種化學成分，如葉綠素、果膠、葉酸、茄尼醇、生物堿等[2]，屬蟲類傳統中藥。中國是蠶桑主產國，而廣西壯族自治區是中國重要的蠶桑生產基地，養蠶的農戶多，蠶沙數量大，而且在養蠶過后許多蠶農往往會把蠶沙隨意丟棄，但蠶沙中含有很多病原微生物，如果處理不當、隨意丟棄，不僅會污染環境，還有讓蠶區蠶病大面積暴發的危險。本次試驗以廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所科研人員研究出的將廢棄蠶沙制成的肥料——“天蠶優地”有機無機復混肥[3]、從養蠶農戶收集的蠶沙添加有益微生物在有氧條件下堆漚發酵制成的蠶沙有機肥[4]和噻蟲嗪藥肥為供試肥料，應用在甘蔗生產上，旨在分析評價蠶沙對甘蔗主要農藝性狀的影響，為蠶沙生物肥的開發與利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試肥料 “天蠶優地”有機無機復混肥(以下簡稱“天蠶優地”)，廣東植物龍生物技術股份有限公司與廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所聯合研發，是以蠶沙生物有機肥為主的有機無機復混肥，總養分(N+P2O5+K2O)>30%(N∶P2O5∶K2O=15∶5∶10)，有機質≥20%；蠶沙生物有機肥，來賓市興賓區七洞鄉農戶的家蠶5齡上蔟后收集的蠶沙，經過添加有益微生物(EM)在有氧條件下堆漚發酵30 d后的肥料，總養分含量為有效活菌數≥0.2億個/g，有機質≥65%，水分≤30%，每公斤有機肥中N為31.2 g、P2O5為18.5 g、K2O為33.6 g、有機質為668.0 g；噻蟲嗪藥肥，成都科利隆生化有限公司生產，含0.08%噻蟲嗪有效成份的顆粒型普通復混肥，總養分(N+P2O5+K2O)≥12%(N∶P2O5∶K2O=3∶6∶3)。

1.1.2 供試甘蔗品種 桂糖42號，廣西壯族自治區農業科學院甘蔗研究所選育提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 種植時間及地點 試驗地為廣西來賓市興賓區橋鞏鎮橋鞏村委橋鞏村第五隊農戶盧洋的甘蔗地，旱地，面積2 333 m2，沙壤黃土，PH值為6.8，前茬亦為甘蔗。甘蔗種植時間為2018年4月4日，利用機械耕地，按“雙高”(高產高糖糖料蔗種植，簡稱“雙高”)技術標準種植，行距為100 cm，種植溝深犁50 cm。選用無蟲口無病原污染的健康甘蔗種苗種植。每667 m2下種量約為3 500個雙芽段，保證有效莖在500條以上。

1.2.2 試驗區的設置及試驗方法 2018年在農戶盧洋的甘蔗地開展試驗，試驗處理區按表1進行，肥料按等價原則施用，設置3個施肥處理區，每個施肥處理區150 m2，重復3次，共9個施肥試驗小區，各處理區隨機排列，各處理區間設2行保護行，所有處理區的面積合計為1 350 m2(不含保護行)。全年分基肥、追肥施肥2次，種植時開溝深施并且施肥后覆土沖溝(覆土蓋上溝行，沖積平整)。4月4日播種時，按照表1的施肥方法和施肥量在莖種邊施基肥，于6月19日進行大田培土施肥(追肥)。

表1 每667 m2甘蔗地的施肥情況

施肥形式基肥/kg追肥/kg總施肥量/kg有效養分/kgNP2O5K2O有機質金額/元A30.030.060.09.03.06.012.0300B30.01 000.01 030.035.720.036.6668.0300C(對照)40.040.080.02.44.82.40304

A—施用“天蠶優地”有機無機復混肥；B—施用蠶沙生物有機肥+“天蠶優地”有機無機復混肥；C—施用噻蟲嗪藥肥；“天蠶優地”有機無機復混肥價格為5.00元/kg，蠶沙生物有機肥價格為0.15元/kg，噻蟲嗪藥肥價格為3.80元/kg。處理A中，基肥、追肥均為“天蠶優地”有機無機復混肥；處理B中，基肥30.0 kg全部是“天蠶優地”有機無機復混肥，追肥1 000.0 kg全部是蠶沙生物有機肥；處理C中，基肥、追肥均為噻蟲嗪藥肥；基肥的施肥時間為2018年4月4日，追肥的施肥時間為2018年6月19日。表2-3相同。

1.2.3 調查項目及計算方法 統計各小區的總苗數、萌芽率和枯心苗數，并計算枯心率；甘蔗收獲期，隨機抽樣調查莖徑、莖長、有效莖數和蟲節率，以及壓榨汁的與蔗比、錘度、簡純度、蔗糖分、重力純度和還原糖分等指標，壓榨汁的相關檢測指標均由廣西來賓東糖桂寶有限公司檢驗科負責檢測，2018年12月24日收獲甘蔗全莖送檢(每處理區隨機抽取6根送至廣西來賓東糖桂寶有限公司檢測分析)。其中，壓榨汁的錘度是指蔗汁中固溶物質的質量占蔗汁質量的百分比；萌芽率(%)=萌芽總數(含死苗數)÷下種總芽數×100；分蘗率(%)=分蘗苗數(含死苗數)÷主苗數×100[其中主苗數，也叫母苗數，指由種苗長出地面的苗數，包括死苗數在內，分蘗苗數指主苗(莖)分生出來的苗數]；枯心率(%)=蟲害枯心死苗數÷總苗數×100(蟲害枯心苗數指單位面積的蟲害枯心苗數)；蟲節率(%)=蟲害節數÷調查總節數×100。

1.3 數據處理與分析

采用SPSS20.0統計軟件對數據進行方差分析。利用最小顯著差數法(LSD法)比較不同肥料處理間的甘蔗產量和產糖量。

2 結果與分析2.1 不同肥料處理的甘蔗萌芽率、分蘗率、枯心率、蟲節率

從表2可以看出，施用“天蠶優地”有機無機復混肥(處理A)和施用蠶沙生物有機肥+“天蠶優地”有機無機復混肥(處理B)的甘蔗農藝性狀表現得均較好，平均萌芽率分別為60.3%、61.2%，分別比對照施用含有噻蟲嗪農藥的普通復混肥(處理C)高1.5、2.4個百分點；分蘗率分別為128.9%、123.3%，分別比處理C高22.2、16.6個百分點；枯心率分別為3.6%、3.2%，分別比處理C低1.7、2.1個百分點。同時發現，處理A及處理B的前期生長情況均優于處理C，2種處理的蟲節率均為0，均比處理C減少了10.45個百分點。

表2 不同肥料處理的甘蔗生長情況

施肥形式萌芽率/%分蘗率/%枯心率/%平均蟲節率/%A60.3128.93.60B61.2123.33.20C58.8106.75.310.45

2.2 不同肥料處理的甘蔗壓榨汁錘度及蔗糖分

從每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測產情況(表3)可以看出，各處理區甘蔗田間測產的壓榨汁錘度由高到低依次為處理C>處理B>處理A，處理A和處理B的壓榨汁錘度比處理C分別低1.01、1.00個百分點；各處理區甘蔗田間測產的壓榨汁蔗糖分由高到低依次為處理C>處理A>處理B，處理A和處理B的壓榨汁蔗糖分比處理C分別低1.15、1.16個百分點。

表3 每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測產情況

施肥形式平均莖徑/cm平均莖長/cm有效莖數/株甘蔗產量/t產糖量/t壓榨汁與蔗比/%錘度/%簡純度/%蔗糖分/%重力純度/%還原糖分/%A3.00201.34 5187.001.0571.6417.3685.6214.9685.860.40B3.01192.24 6117.691.1571.6717.3785.5514.9586.070.40C3.03219.54 4156.511.0570.1418.3787.2116.1187.700.38

2.3 不同肥料處理的甘蔗實際產量及產糖量

從桂糖42號每667 m2甘蔗地不同肥料處理的田間測產情況(表3)可以看出，平均每667 m2甘蔗產量由高到低依次為處理B>處理A>處理C；甘蔗產量方面表現比較突出的是處理B(平均每667 m2產量為7.69 t)和處理A(平均每667 m2產量為7.00 t)，處理B和處理A分別比處理C(平均每667 m2產量為6.51 t)增產1.18 t、0.49 t，分別增加18.13%、7.53%。從不同肥料處理對甘蔗產量的方差分析情況(表4)可以看出，顯著性=0.000<0.01，說明不同肥料處理間的甘蔗產量差異極顯著。從最小顯著差數法(LSD法)進行不同肥料處理間甘蔗產量的多重比較(表5)可以看出，不同肥料處理間的甘蔗產量差異均極顯著。

表4 不同肥料處理對甘蔗產量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值顯著性組間2.09721.04983.5280.000組內0.07560.013合計2.1728

表5 不同肥料處理間甘蔗產量的多重比較(LSD法)

處理間比較均值差標準誤顯著性95%置信區間下限上限A與B-0.690 00??0.091 490.000-0.913 9-0.466 1A與C0.486 67 ??0.091 490.0020.262 80.710 5B與A0.690 00 ??0.091 490.0000.466 10.913 9B與C1.176 67 ??0.091 490.0000.952 81.400 5C與A-0.486 67 ??0.091 490.002-0.710 5-0.262 8C與B-1.176 67 ??0.091 490.000-1.400 5-0.952 8

*表示均值差的顯著水平為0.05，**表示均值差的極顯著水平為0.01；表7相同。

從不同肥料處理對產糖量的方差分析情況(表6)可以看出，顯著性=0.273>0.05，說明不同肥料處理間差異不顯著，即處理A、B、C之間的產糖量差異不顯著。從最小顯著差數法進行不同肥料處理間產糖量的多重比較(表7)可以看出，不同肥料處理間差異不顯著，即處理A、處理B與處理C之間的產糖量差異不顯著。

表6 不同肥料處理對產糖量的方差分析

平方和(SS)自由度(DF)均方(MS)F值顯著性組間0.00620.0031.6220.273組內0.01260.002合計0.0188

表7 不同肥料處理間產糖量的多重比較(LSD法)

處理間比較均值差標準誤顯著性95%置信區間下限上限A與B-0.060 000.036 510.151-0.149 30.029 3A與C-0.006 670.036 510.861-0.096 00.082 7B與A0.060 000.036 510.151-0.029 30.149 3B與C0.053 330.036 510.194-0.036 00.142 7C與A0.006 670.036 510.861-0.082 70.096 0C與B-0.053 330.036 510.194-0.142 70.036 0

3 小結與討論

試驗結果表明，單獨施用“天蠶優地”有機無機復混肥(處理A)的處理區與施用蠶沙生物有機肥+“天蠶優地”有機無機復混肥(處理B)的處理區，甘蔗的分蘗率高，單位面積產量高。處理A、處理B每667 m2甘蔗產量分別比對照施用含有噻蟲嗪農藥的普通復混肥(處理C)增產0.49 t、1.18 t。而處理A和處理B的壓榨汁平均錘度分別比處理C低1.01、1.00個百分點，處理A和處理B的壓榨汁平均蔗糖分分別比處理C低1.15、1.16個百分點，不同肥料處理間每667 m2產糖量差異不顯著。使用蠶沙生物有機肥的甘蔗的其他農藝性狀表現較好，且蟲節率均為0，表明施用蠶沙生物有機肥對減輕甘蔗病蟲害有明顯的作用，這為甘蔗病蟲害的綠色防控提供了科學參考依據。

有研究表明，蠶沙中含有N、P、K及銅、鐵、鋅等元素，并富含葉綠素、果膠、生物堿、酚類、黃酮類、多肽蛋白質等成分[5]。所以，蠶沙非常適用于研究開發生物肥料。目前，有許多學者已經探索研究了將蠶沙作為肥料施用在不同作物上的效果，比如：將蠶沙施用在豆角上[6]，測產結果表明豆角產量增加了125.99%；用70%的桑枝屑、12%的蠶沙和15.8%的麥麩作為主要基料配方栽培的平菇菌絲體和子實體生長良好，平菇產量高[7]；每公傾土地施用750～1 500 kg的蠶沙發酵有機肥可顯著提高云煙85煙葉的產量和質量以及中上等煙的比例，且煙葉的內在化學成分協調[8]；將蠶沙有機肥施用在小白菜和番茄上，研究發現蠶沙有機肥不僅能夠提高小白菜和番茄種子的發芽率，而且還能夠促進幼苗根系生長和增加幼苗株高；將蠶沙有機肥施用在葡萄上，發現葡萄果實甜度和口感都有所提高[9]。本次試驗結果表明，在甘蔗上施用蠶沙生物有機肥料，甘蔗苗期長勢較好，萌芽率、分蘗率高，單位面積有效莖多，甘蔗產量增加。施用蠶沙肥料的甘蔗壓榨汁蔗糖分會有所降低，但是與施用常規肥料相比單位面積總產糖量相差不大。

另有研究表明，桑葉中的生物堿類化合物——1-脫氧野尻霉素(DNJ)對二糖類分解酶活性具有抑制作用，所以可以有效抑制α-葡萄糖苷酶的活性[10]。而蠶沙是蠶排出的糞便和食剩的殘桑及蠶座中的墊料的統稱，所以蠶沙中也含有生物堿DNJ，有較強的α-葡萄糖苷酶抑制活性。陳曉萍[9]曾對蠶沙提取物進行試驗研究，結果表明蠶沙提取物確實能夠明顯降低蔗糖、淀粉及葡萄糖引起的血糖升高的癥狀，并能夠有效地降低空腹血糖、非禁食血糖、血清果糖胺、血脂及尿糖濃度。本次試驗結果表明，施用蠶沙生物有機肥減少了甘蔗壓榨汁的錘度和蔗糖分，說明生物堿DNJ對甘蔗等植物也具有阻止糖分代謝的作用。甘蔗的蟲害減少，蟲節率降低，說明蠶沙中的生物堿DNJ對甘蔗害蟲的發育也具有一定的抑制作用。上述只是1次試驗的結果，至于蠶沙對甘蔗糖分合成機理和對害蟲生理機制的影響還需要進一步研究。