艾靜 刀靜梅 趙勇 楊紹林 羅志強(qiáng) 鄧軍

摘 要 以新臺糖25號為試驗(yàn)材料，在云南省鎮(zhèn)康縣和景谷縣蔗區(qū)設(shè)置施用有機(jī)硅水溶緩釋肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）∶m（Si） = 25∶15∶10∶3，總養(yǎng)分≥50%，含3%全量硅]975 kg·hm-2為處理T1，1 125 kg·hm-2為處理T2，施用“44%復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=26∶12∶6，總養(yǎng)分≥44%]”1 200 kg·hm-2為甘蔗宿根常規(guī)施肥對照組CK1，“28%復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶12∶6，總養(yǎng)分≥28%]”1 800 kg·hm-2為甘蔗新植常規(guī)施肥對照組（CK2），調(diào)查不同含硅復(fù)合肥施用處理對新臺糖25號不同植期的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)值的影響。結(jié)果表明，不同硅肥施用量在不同試驗(yàn)點(diǎn)對甘蔗株高、莖徑的影響趨勢不一致；施用硅肥對甘蔗有效莖數(shù)、蔗莖產(chǎn)量增加作用顯著；施用硅肥能顯著提高甘蔗蔗糖分和理論產(chǎn)糖量，與CK處理比較，蔗糖分增加范圍在5.29%～17.59%，且隨硅肥施用量的增加，理論含糖量隨之增加；施用硅肥處理的各組試驗(yàn)中，種植成本均高于對照組，但施用硅肥種植的甘蔗經(jīng)濟(jì)效益高于對照6 323.96～13 807.64 元·hm-2。

關(guān)鍵詞 甘蔗；硅肥；產(chǎn)量；糖分；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：S566.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.017

甘蔗是我國重要的糖料作物，目前在甘蔗生產(chǎn)中重視氮、磷、鉀肥的施用，對其他營養(yǎng)元素的施用關(guān)注相對較少。隨著氮、磷、鉀肥價(jià)格不斷上漲，尋找新的肥料產(chǎn)品來增加甘蔗產(chǎn)量、提高種蔗效益已迫在眉睫。硅作為地殼中第二大元素，近年來受到越來越多學(xué)者的關(guān)注，作物生產(chǎn)中施用硅肥大有裨益。硅元素約占土壤物質(zhì)組成的25%，主要分布在土壤液體和土體中，其儲備量大，但大多屬于難溶性的硅化物，難以被作物吸收利用[1-2]，只有少部分溶解在土壤中的單硅酸能被作物利用[3]。同時(shí)，硅肥能為作物提供硅營養(yǎng)，調(diào)節(jié)土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分供給，增加作物抗非生物脅迫及生物脅迫的能力[4-7]，被認(rèn)為是植物繼氮、磷、鉀之后的第四營養(yǎng)元素。我國硅肥資源豐富，土壤需施硅的面積大，硅肥的開發(fā)和應(yīng)用在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中有較大潛力[3，8]。

甘蔗是一種喜硅作物，一個(gè)生長季，甘蔗能從土壤獲取70～800 kg·hm-2 有效硅[9]。作物生產(chǎn)中施用硅肥能夠迅速補(bǔ)充土壤中硅含量，有效提升植株對其他營養(yǎng)元素的吸收，同時(shí)硅進(jìn)入植株后能形成機(jī)械屏障，沉積于細(xì)胞壁與角質(zhì)層之間，形成角質(zhì)雙硅層，提高作物抵抗逆境的能力，有效調(diào)節(jié)葉片氣孔運(yùn)動，減少蒸騰作用，促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)抗倒伏[10]、抗旱[11-13]、抗寒[11]、抗病蟲害能力[12-15]，促進(jìn)光合作用，促進(jìn)糖分合成，對甘蔗增產(chǎn)效果顯著[16]。林兆里等研究表明硅肥能顯著提升甘蔗植株硅含量，增強(qiáng)甘蔗植株對條螟的抗性，有效降低甘蔗條螟發(fā)生危害，促進(jìn)甘蔗增產(chǎn)增收，在甘蔗螟蟲防控中發(fā)揮重要作用[15]。瞿翔等研究表明施用硅肥能顯著改善玉米田土壤理化特性，提高玉米葉片葉綠素含量和光合作用，提高玉米產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。孫玉華研究表明硅肥能夠顯著提高水稻分蘗數(shù)，提高葉片葉綠素含量，增加水稻產(chǎn)量，明顯提高水稻生產(chǎn)的綜合效益[18]。顧躍等研究表明硅肥的施用可以降低鹽脅迫下狗牙根草葉中脯氨酸、電解質(zhì)滲出率和根中Na+含量，同時(shí)增加葉片中葉綠素、相對含水量及根干重、根中K+含量，施加硅肥能提高甘蔗對鹽脅迫的適應(yīng)能力[19]。目前，部分學(xué)者已經(jīng)開展了硅肥對甘蔗產(chǎn)量及糖分影響的研究，表明施加硅肥對甘蔗增產(chǎn)增糖有益，但硅肥對甘蔗其他農(nóng)藝性狀的影響規(guī)律尚無統(tǒng)一意見。因此，為探明施用硅肥對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響規(guī)律，為指導(dǎo)合理施用硅肥、促進(jìn)甘蔗增產(chǎn)增收、提高經(jīng)濟(jì)效益提供科學(xué)依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

供試材料甘蔗品種為新臺糖25號。有機(jī)硅水溶緩釋肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）∶m（Si） = 25∶15∶10∶3，總養(yǎng)分≥50%，含3%全量硅]，以下簡稱“硅肥”；配方復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）= 26∶12∶6，總養(yǎng)分≥44%]，以下簡稱“44%復(fù)合肥”；配方復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶12∶6，總養(yǎng)分≥28%]，以下簡稱“28%復(fù)合肥”。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

每試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)3個(gè)處理：施用硅肥975 kg·hm-2為試驗(yàn)處理T1，施用硅肥1 125 kg·hm-2為試驗(yàn)處理T2，施用44%復(fù)合肥1 200 kg·hm-2為甘蔗宿根常規(guī)施肥試驗(yàn)對照組CK1，施用28%復(fù)合肥1 800 kg·hm-2為甘蔗新植常規(guī)施肥試驗(yàn)對照組CK2。硅肥由河北硅谷肥業(yè)有限公司提供，44%或28%配方復(fù)合肥由云南紫辰農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。甘蔗硅肥試驗(yàn)在云南省景谷傣族彝族自治縣永平鎮(zhèn)和鎮(zhèn)康縣南傘鎮(zhèn)實(shí)施，每個(gè)鎮(zhèn)均開展新植試驗(yàn)和宿根施肥試驗(yàn)。試驗(yàn)處理及供試地點(diǎn)地理信息見表1，供試蔗區(qū)土壤理化性質(zhì)見表2。

1.2.2 ?植株形態(tài)及產(chǎn)量調(diào)查

春植，常規(guī)栽培管理，按照不同施肥處理進(jìn)行施肥管理，甘蔗試驗(yàn)示范采取田間實(shí)收各施肥處理的甘蔗并現(xiàn)場稱重，計(jì)算實(shí)測產(chǎn)量。甘蔗株高、莖徑、有效莖、田間錘度測定參照《全國糖料高產(chǎn)創(chuàng)建示范片測產(chǎn)驗(yàn)收辦法》（農(nóng)業(yè)部農(nóng)辦發(fā)〔2010〕104號）進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，每個(gè)施肥處理收集3次重復(fù)數(shù)據(jù)，測定方法如下：

株高：選擇不靠邊行2～3行，用塔尺連續(xù)測量20株甘蔗株高，計(jì)算平均株高（cm）。

莖徑：選擇不靠邊行2～3行，選取甘蔗中間位置，采用游標(biāo)卡尺連續(xù)測量20株甘蔗莖徑，計(jì)算平均莖徑（cm）。

平均有效莖：選擇不靠邊行的2～3行，量行長10～30 m，數(shù)其有效莖數(shù)（條），計(jì)算出每行1 m內(nèi)的平均有效莖數(shù)（條·m-1）；在測產(chǎn)蔗田內(nèi)隨機(jī)測量4～6行行距，求出平均行距（m）。

按下列公式計(jì)算平均有效莖：平均有效莖（條）=每行1 m內(nèi)的平均有效莖數(shù)（條·m-1）×1 hm2/平均行距（m）。

田間錘度（測量理論糖分）：從測單莖重的甘蔗植株中選取20株，在每株中部鉆取蔗莖汁，采用手持錘度計(jì)觀察錘度，計(jì)算平均錘度（BX°），按以下公式計(jì)算蔗糖分。

甘蔗蔗糖分（%）=平均錘度（BX°）×1.082 5-7.703

實(shí)測產(chǎn)量：按進(jìn)廠原料蔗砍收標(biāo)準(zhǔn)砍收甘蔗，砍收后實(shí)測其重量。

按下列公式計(jì)算產(chǎn)量：產(chǎn)量（t·hm-2）=實(shí)測小區(qū)甘蔗產(chǎn)量/實(shí)測小區(qū)面積×667×15÷1 000。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVA單因素方差分析的Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，Pearson相關(guān)分析法進(jìn)行指標(biāo)間的相關(guān)性分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同硅肥施用處理對甘蔗株高、莖徑和有效莖的影響

由表3可見，不同硅肥施用處理對甘蔗株高的影響規(guī)律不一致，但在不同試驗(yàn)點(diǎn)中施硅肥對宿根甘蔗的株高有正向影響。其中，永平新植甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2高9.34%、8.51%；南傘新植甘蔗平均株高表現(xiàn)為CK2＞T1＞T2，T2、T1分別比CK2低8.64%、3.75%；永平宿根甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1高21.45%、5.30%；南傘宿根甘蔗平均株高表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1與CK1無顯著差異。

由表3可見，不同硅肥施用處理對甘蔗莖徑的影響規(guī)律不一致，表明施硅肥對不同蔗區(qū)甘蔗莖徑的影響較大。其中，永平新植甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2，T2、T1與CK2無顯著性差異；南傘新植甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為CK2＞T2＞T1，T1比CK2低2.78%；永平宿根甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T2＞CK1＞T1，T2比CK1顯著高7.65%，T1與CK1無顯著差異；南傘宿根甘蔗平均莖徑表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1，不同處理間無顯著性差異。

由表3可見，不同硅肥施用處理對甘蔗有效莖的影響影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加有效莖數(shù)。其中，永平新植甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2=T1＞CK2，T2、T1均比CK2顯著高13.17%；南傘新植甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1處理分別比CK2顯著高32.97%、29.19%；永平宿根甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1 ，T2、T1分別比CK1顯著高11.89%、14.55%；南傘宿根甘蔗平均有效莖表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高39.41%、6.67%。

2.2 ?不同硅肥施用處理對實(shí)測蔗莖產(chǎn)量的影響

由圖1可知不同硅肥施肥處理對實(shí)測甘蔗產(chǎn)量的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加甘蔗產(chǎn)量。其中，永平新植甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高25.73%、31.66%；南傘新植甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高22.79%、17.22%；永平宿根甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞CK1＞T1，T2、T1分別比CK1顯著高57.39%、18.43%；南傘宿根甘蔗平均蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高71.16%、29.15%。

2.3 ?不同硅肥施用處理對蔗糖分和理論含糖量的影響

單位面積理論含糖量由單位面積蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分決定[20]。由圖1可見不同硅肥施用處理對甘蔗蔗糖分的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加蔗糖分。其中，永平新植蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高17.59%、6.43%；南傘新植蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高10.17%、5.29%；永平宿根蔗糖分表現(xiàn)為T1＞T2＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高4.93%、8.64%；南傘宿根蔗糖分表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，T2、T1分別比CK1顯著高8.58%、6.80%。

由圖1可見，不同硅肥施肥處理對甘蔗理論含糖量的影響規(guī)律一致，施硅肥能顯著增加甘蔗理論含糖量。其中，永平新植理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高47.85%、40.12%；南傘新植理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高35.28%、23.42%；永平宿根理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高65.15%、28.66%；南傘宿根理論含糖量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK2，T2、T1分別比CK2顯著高85.85%、37.93%。

2.4 ?施硅肥后新植和宿根甘蔗經(jīng)濟(jì)效益比較

由表4可見，不同硅肥施用處理能夠增加宿根甘蔗的種植經(jīng)濟(jì)效益。新植甘蔗T1、T2的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值均比CK2高，施硅肥能夠增加新植甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，其中T1處理最高，達(dá)42 531元·hm-2；宿根甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值T2＞T1＞CK2，T2的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值最高，為47 244元·hm-2，施硅肥能夠增加宿根甘蔗農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，且隨硅肥施用量的增加，宿根甘蔗的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值隨之增多。不同試驗(yàn)點(diǎn)中種植成本，新植和宿根甘蔗均表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1或CK2，一定程度上施硅肥增加了甘蔗種植成本，同時(shí)硅肥施用量越大，種植成本越高。種植經(jīng)濟(jì)效益是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)投入成本之差，種植經(jīng)濟(jì)效益是體現(xiàn)蔗農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的重要指標(biāo)，各處理組經(jīng)濟(jì)效益中，常規(guī)施肥新植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益均為負(fù)值，但施用硅肥后新植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益為正值，施硅肥能增加種植甘蔗的經(jīng)濟(jì)效益，扭虧為盈讓蔗農(nóng)獲得盈利，不同試驗(yàn)處理中的新植甘蔗種植效益表現(xiàn)為T1＞T2＞CK2；不同試驗(yàn)處理的宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益均為正值，說明種植宿根甘蔗有盈利，效益表現(xiàn)為T2＞T1＞CK1，施用硅肥能夠增加宿根甘蔗的種植經(jīng)濟(jì)效益，T2的宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益最好，達(dá)28 196元·hm-2，較CK 高13 808元·hm-2。綜合分析，施加硅肥后能增加新植和宿根甘蔗種植經(jīng)濟(jì)效益，增加蔗農(nóng)的收入。

3 ?小結(jié)與討論

施用硅肥后能顯著提高甘蔗有效莖數(shù)、提高甘蔗含糖量，并能增加甘蔗理論產(chǎn)糖量，提高甘蔗種植的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

3.1 ?施硅肥對甘蔗產(chǎn)量的影響

甘蔗產(chǎn)量的主要限制因素包括：株高、莖徑和單位面積內(nèi)有效莖數(shù)，施硅肥后對甘蔗蔗莖和株高的產(chǎn)量影響規(guī)律不一致，但能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)。對甘蔗施用硅肥的部分研究表明，硅肥能提高甘蔗的株高和莖徑，莖徑與硅的施用量成線性相關(guān)，而株高與硅施用量成二次方程相關(guān)[21]；韋業(yè)建的研究中，不同梯度硅肥處理對株高和莖徑的影響表明硅肥在一定的施用量范圍內(nèi)能顯著增加甘蔗莖徑和株高[22]；本研究中僅在永平宿根試驗(yàn)點(diǎn)表現(xiàn)出隨硅肥施用量的增加，莖徑和株高均增加。施硅肥對甘蔗有效莖數(shù)的影響研究中，蔣英雄[23]、林兆里[6]等認(rèn)為施用硅肥復(fù)合肥能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)，與本文研究結(jié)果一致。影響甘蔗產(chǎn)量的主要因素是單位面積上的株高、莖徑和有效莖數(shù)，本研究中，施硅肥對甘蔗株高和莖徑的影響規(guī)律不一致，但施硅肥能顯著增加甘蔗有效莖數(shù)，株高、蔗莖和有效莖共同影響產(chǎn)量。

3.2 ?施硅肥對蔗糖分的影響

現(xiàn)有資料表明，施用硅肥能夠有效補(bǔ)充土壤中的硅，在一定程度上改善土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，能明顯增加土壤動物和微生物數(shù)量[17，28]，對作物產(chǎn)量及品質(zhì)有較好的促進(jìn)作用。肖尚華等的研究表明，合理施用硅肥能顯著提高甘蔗含糖量，使甘蔗中轉(zhuǎn)化酶在生長后期能維持較高的活性，以增強(qiáng)糖分在蔗莖中的積累，從而提高蔗糖產(chǎn)量[24]；葉衛(wèi)研究表明適度施用硅肥能提高甘蔗的還原糖含量，而硅能將甘蔗的還原糖轉(zhuǎn)成蔗糖，起到催熟甘蔗的作用，從而能夠提前收獲，有助于霜凍區(qū)的蔗區(qū)實(shí)現(xiàn)甘蔗增產(chǎn)增糖[25]；硅肥能提升甘蔗對其他營養(yǎng)元素（K、P、Ca、Mg等）的吸收，促進(jìn)蔗葉光合作用的增強(qiáng)與增加合成蔗糖相關(guān)酶的活性，有助于蔗糖的累積，最終提高甘蔗蔗糖產(chǎn)量[26]。在其他作物的研究中，郭彬等研究表明，氮肥和硅肥配施顯著提高了水稻有效穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量[27]；瞿翔等的研究表明，施用硅肥后能增加玉米的產(chǎn)量，使玉米籽粒中脂肪和蛋白質(zhì)含量升高，淀粉含量降低，說明施用硅肥能夠改善玉米品質(zhì)[17]。總之，施硅肥后，處理組甘蔗蔗糖分含量顯著高于對照組，同時(shí)理論產(chǎn)糖量也顯著高于對照，且隨硅肥施用量的增多甘蔗理論產(chǎn)糖量隨之增多，提高蔗糖分、理論蔗莖產(chǎn)量和理論產(chǎn)糖量。

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（責(zé)任編輯：易 ?婧）