果蔗膜下水肥一体化微灌效益分析

贺尔奇，李向勇，李廷洋，张正学，卢加举

(贵州省亚热带作物研究所，贵州兴义562400)

0 引言

果蔗指的是其蔗茎可以直接鲜食的甘蔗，其不仅皮薄茎嫩、松脆易嚼、甘甜多汁、富含维生素及多种氨基酸(17～18种)，且有多种药用价值，《本草纲目》中记载果蔗可以助脾气、利大小肠，具有消炎止渴、解酒毒等功能[1]，一直以来备受人们喜爱。近年来，随着果蔗经济价值的提升，我国果蔗生产发展迅速，尤其是福建、广东、广西和贵州等地，其中，广西推广面积最大，仅百色隆林县就达 100多hm2，年收入2000多万元[2]，但仍不能满足人们日益增长的需求[3]。为此，我国科研工作者从果蔗育种、栽培技术、加工保鲜、抗逆性、病虫害防治等方面开展了大量工作，助推果蔗发展[4]。农业水肥一体化技术是根据农作物对水肥的需求规律，对其进行设施栽培管理的现代农业技术，主要目的在于提高水肥利用率、节约劳动成本，从而达到提高经济效益的目的，包括滴灌、喷灌、微灌等措施。水肥一体化技术已在蔬菜[5-6]、果树[7]、马铃薯[8]、玉米[9-11]、甜菜[12]、甜瓜[13]、棉花[14]、甘蔗[15-16]等作物上使用，并取得良好效果。在前人研究中，陈永等开展膜下微喷对甘蔗产量性状、工艺品质及经济效益的影响的研究[15]，但未开展水肥一体化研究，果蔗水肥一体化微灌方面亦鲜有报道，本试验对果蔗膜下水肥一体化微灌技术进行效益分析，通过数据来验证水肥一体化技术在果蔗生产上的应用价值，为指导蔗农改善果蔗栽培技术，提高经济效益提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试品种

果蔗品种：罗汉蔗(贵州省地方果蔗品种)，由贵州省农科院亚热带作物研究所提供蔗种。

1.1.2 地膜

地膜采用规格为宽60 cm的可降解除草地膜。

1.1.3 水肥一体化设施

增压泵：绿一牌全自动增压泵，型号： LY-JLM，功率：900 W。

微灌管：内镶式微灌管，主管直径50 mm，支管直径20 mm，支管空隙直径0.6 mm，空隙距离50 mm。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地点

试验地设在贵州省黔西南州兴义市南盘江镇达居村砂质壤土的田坝地，土壤肥力中下，海拔800 m，年均温19.2℃，年降雨量1200 mm左右，前作玉米。

1.2.2 试验设计

试验采用随机区组设计，试验设 3个处理，1个对照，每个处理 3次重复，每个重复 30 m2，共12个小区。

3个处理分别为：处理1：盖膜+水肥一体化微灌；处理2：盖膜+普通水肥灌溉；处理3：不盖膜+水肥一体化微灌；对照：不盖膜+普通水肥灌溉。

1.2.3 试验实施

1.2.3.1 整地、开沟及基肥

试验地块采用1犁1耙，去除杂物，整平土面，按行距120 cm，沟长500 cm，沟深30 cm，沟宽30 cm进行开沟，四周开挖排水沟；下种前以 15000 kg/hm2的腐熟有机肥加750 kg/hm2高效复合肥作为基肥，同时按75 kg/hm2土壤杀虫剂颗粒剂拌土均匀撒施于沟内，防止地下害虫。

1.2.3.2 选种、砍种及下种

选择蔗茎直立粗壮、生势旺盛、蔗芽健壮饱满、梢部粗大、青叶数多、无病虫危害的蔗茎做种，用干净的利刃快速按2～3个芽一段的规格斩成种段，用多菌灵800倍液浸种10 min完成蔗种处理；下种量为 75000芽/hm2，采取双行斜植的方式，种苗沿蔗沟按45°斜放，芽向两侧，压实种苗，使种苗与土壤固定，盖土厚度4～7 cm。

1.2.3.3 微灌设施安装

按照说明书及本试验的试验方案要求，将增压泵、主管、支管、控制阀(主阀及支管阀)连接好，增压泵一端接主管，另一端接水肥溶解池，将支管依次按甘蔗行宽排列接在主管上，并按照沟长铺设在沟内，支管空隙横向排放。

1.2.3.4 盖膜

按照本试验的试验方案进行盖膜，微灌设施安装完成后，将除草地膜覆盖在种植沟内，铺开拉紧，使地膜紧贴蔗行，膜两侧用细碎泥土压紧压实。

1.2.3.5 使用

使用时，处理1和处理3按照试验方案将高效可溶性复合肥按照500倍液的比例溶于溶解池中，每次用量在150 kg/hm2左右，按照甘蔗生长规律及气候条件适时灌水及施肥；处理2及对照组按照同等量的肥料及水分人工撒施。

1.2.4 测定项目和方法

按照《甘蔗育种学》[17]的方法调查各试验小区的出苗率、分蘖率、株高、茎径等性状，利用锥度计测量田间锥度，砍收时测量田间测产，并进行糖分检测。最后根据试验各处理投入产出情况，分析评价试验各处理间的经济效益。

1.2.5 数据处理

采用 WPS 2019系统进行数据处理，并通过 t检验分析各处理间差异显著性。

2 试验结果与分析

2.1 田间性状表现及显著差异性分析

2.1.1 出苗率

各处理间出苗率详见表1，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的平均出苗率为78.93%，为3个处理及对照中出苗率最高，处理 2(盖膜+普通水肥灌溉)的平均出苗率为 67.43%，处理 3(不盖膜+水肥一体化微灌)的平均出苗率为 68.40%，对照的出苗率为63.50%，各处理及对照之间在0.05统计水平上差异不显著。

2.1.2 分蘖率

表1中，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的平均分蘖率为38.39%，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的平均分蘖率为 38.66%，处理 3(不盖膜+水肥一体化微灌)的平均分蘖率为 38.87%，对照的分蘖率为33.77%，处理1、处理 2及处理3之间不存在显著性差异，其中，处理1比对照高13.68%，差异显著，处理3比对照高15.11%，差异显著。

2.1.3 株高

表2中，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的平均株高为240.3 cm，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的平均株高为197.2 cm，处理3(不盖膜+水肥一体化微灌)的平均株高为 170.2 cm，对照的平均株高为 164.2 cm。处理1分别比处理2、处理3和对照高出53.16、70.16和86.13 cm，表现出显著差异；处理2分别比处理3和对照高出27.0 cm和32.83 cm，表现出显著差异；处理3比对照高出5.87 cm，不存在差异显著性。

2.1.4 茎径

表1 出苗率及分蘖率田间表现统计表

表2 株高及茎径田间表现统计表

在表2结果中，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的平均茎径为3.59 cm，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的平均茎径为3.54 cm，处理3(不盖膜+水肥一体化微灌)的平均茎径为3.38 cm，对照的平均茎径为3.56 cm，处理1和处理3的差异最大，为0.21 cm，但差异不显著；结果表明，本试验中各处理之间，各处理与对照组之间的茎径不存在差异显著性。

2.1.5 含糖量

表3结果中，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的平均含糖量为9.8%，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的平均含糖量为10.0%，处理3(不盖膜+水肥一体化微灌)的平均含糖量为 8.9%，对照的平均含糖量为9.5%。从结果来看，本次使用的果蔗品种总体含糖量不高，其中，处理1比处理3高0.93%，表现出显著差异；处理2比处理3高1.1%，表现出显著差异；其他各处理及对照间不存在差异显著性。

2.1.6 有效茎数及产量

有效茎数统计数据见表 3，通过田间测产发现(见表4)，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的有效茎数为775350条/hm2，平均产量为105128.85 kg/hm2，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的有效茎数为737775条/hm2，平均产量为86204.91 kg/hm2，处理3(不盖膜+水肥一体化微灌)的有效茎数为700200条/hm2，平均产量为 71980.56 kg/hm2，对照的有效茎数为600300条/hm2，平均产量为54740.69 kg/hm2。处理1的产量分别比处理2、处理3和对照高出18923.94、33148.29和50388.16 kg/hm2，处理1同处理2和处理3表现出显著差异，和对照表现出显著差异；处理 2的产量分别比处理 3和对照高 14224.35、31464.22 kg/hm2，处理2和处理3表现出显著差异，和对照表现出显著差异；处理3比对照高17239.87 kg/hm2，表现出显著差异。

2.2 经济效益分析

通过总产值减去投入的成本计算出纯收入来分析经济效益，由表5可知，处理1(盖膜+水肥一体化微灌)的经济效益为259646.54元/hm2，处理2(盖膜+普通水肥灌溉)的经济效益为 215114.73元/hm2，处理 3(不盖膜+水肥一体化微灌)的经济效益为158401.68元/hm2，对照的经济效益为117422.07元/hm2。处理 1分别比处理 2、处理 3和对照高出20.70%、63.92%和121.12%，处理1和处理2在统计学上无显著差异性，和处理3及对照表现出显著差异；处理 2分别比处理 3和对照高出 35.80%和83.20%，处理2和处理3表现出显著差异，与对照表现出显著差异；处理3比对照高出34.90%，在统计学上未表现出显著差异性。

表3 含糖量及有效茎田间表现统计表

表4 田间产量统计表

表5 经济效益分析

3 讨论

甘蔗产量主要由单位面积有效茎数和单茎重量决定，而株高又决定了甘蔗的单茎重，因此株高和有效茎数是甘蔗产量的基础，对甘蔗产量的形成起决定性的作用[18]，本试验中，株高和有效茎数均为处理1＞处理2＞处理3＞对照，尤其是株高差异明显，最终表现为总体经济效益上也是处理1＞处理2＞处理 3＞对照，这与陈永等在膜下微喷对甘蔗产量性状、工艺品质及经济效益的影响研究中盖膜能提高产量的结果一致[15]，其中处理 1比对照高121.12%，处理2比对照高83.20%，处理3比对照高34.90%，各田间性状表现及经济效益存在相应的对应关系。本试验通过田间性状表现、产量、经济效益等方面进行了分析，对于果蔗水肥一体化的相关土壤生理生化及水肥螯合效益方面有待开展后续研究。水肥一体化在农业推广也存在一定的制约因素，例如对地形的要求高、设施成本高、技术培训薄弱、日常维护难、农膜残留等因素[14]，这些制约因素在果蔗上使用水肥一体化技术同样存在，果蔗为大水大肥的作物，且一般为一年一种，管理起来比较费工费力。因此，在相对平坦的田坝地，水电方便的情况下可以通过加大培训推广使用水肥一体化技术，不仅能大幅度提高经济效益，助农增收，而且省工省力，符合现代化农业发展要求。

4 结论

试验结果表明，通过膜下水肥一体化栽培技术可以明显提高果蔗种植的株高和有效茎，从而表现在总经济效益上为处理1＞处理2＞处理3＞对照，其中处理 1比对照高出 121.12%，表现出极显著差异；处理2比对照高出83.2%，表现出极显著差异；处理 3比对照高出 34.9%，在统计学上未表现出显著差异性。综合评价，果蔗的最佳种植方案为处理1(盖膜+水肥一体化微灌)。