甘蔗氮磷钾化肥效应研究

李国良1,何兆桓1,王继华2,杨苞梅1,顾 艳2,胡伟芳1,杨少海2

(1.广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分循环利用与耕地保育重点实验室,广东 广州 510640;2.广东省农业科学院作物研究所,广东 广州 510640)

摘 要:【目的】在土壤有效磷和速效钾含量中上、碱解氮缺乏的甘蔗地,结合甘蔗养分吸收特性,探讨甘蔗氮磷钾化肥配施效应。【方法】设置不施肥、氮磷钾肥、不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,对甘蔗生长性状、养分含量、品质、产量和养分利用效率进行比较分析。【结果】不施肥、不施氮显著降低甘蔗的茎长、茎粗、单茎重、有效茎数、叶片及蔗茎氮磷钾养分含量和产量,不施磷显著降低单茎重、有效茎数、叶片及蔗茎磷含量和产量,不施钾显著降低甘蔗的茎长、茎粗、单茎重、有效茎数、叶片及蔗茎钾含量、蔗汁锤度和产量。氮磷钾配施甘蔗产量最高达150.1 t/hm2,氮磷钾肥农学效率分别为 N 117.8 kg/kg、P2O5 189.4 kg/kg、K2O 57.5 kg/kg,氮磷钾肥料利用率分别为27.1%、9.0%和35.6%。【结论】氮磷钾是甘蔗生长发育、体内养分累积、产量及品质形成的重要调控因素,在中低产田种植甘蔗时,更应重视氮磷钾肥的合理平衡施用。

关键词:甘蔗;养分含量;农学效率;肥料利用率;养分收获指数

【研究意义】甘蔗是甘蔗属(Saccharum)植物的总称,分布于热带亚热带地区,是我国南方最主要的糖料作物。作物养分需求规律是科学施肥的重要理论依据,随着作物产量的增加,作物对养分的需求随之增加[1-3]。氮磷钾是植物生长发育的必需大量营养元素。每生产1 t甘蔗需要获取 1.5~2 kg的 N、1~1.5 kg的P以及2~2.5 kg的K[4]。N、P、K的缺乏会严重抑制甘蔗生长、降低其生产力[5-6]。因此,氮磷钾的合理施用是保证甘蔗高产优质高效的关键技术措施之一。【前人研究进展】一直以来,我国有关甘蔗科学施肥等方面的系统研究少见报道,谢良商等[7]研究表明在氮磷钾三要素贡献率中,氮肥>钾肥>磷肥;林昌华等[8]研究表明磷和氮供应不足是高产甘蔗的主要养分限制因子。前人还在氮磷钾缺乏条件下甘蔗生长表现的研究中指出,缺氮能使甘蔗叶片黄化,叶尖叶缘未老而先枯,蔗茎细长[6];缺磷使甘蔗根系细而纤弱,分蘖减少,节间短,叶片窄而短,影响光合作用而蔗糖含量低[9];缺钾使甘蔗中脉变红,老叶显棕色具有小黑心斑块,蔗茎细弱,韧皮部硬化,分蘖少,长势减退,蔗糖含量下降[10]。【本研究切入点】为提高或维持甘蔗产量,提高甘蔗含糖量,解决甘蔗缺素导致的生长受阻问题,施肥是最直接、最快速的手段。然而,近年来甘蔗盲目施肥或不合理施肥问题十分突出,导致养分元素的比例失调,限制了产量和质量水平的进一步提高。【拟解决的关键问题】为此,我们结合甘蔗的养分吸收特性,开展甘蔗氮、磷、钾化肥配施效应田间试验,分析了氮、磷、钾对甘蔗农艺性状、品质、产量和肥料利用率的影响,旨在为甘蔗的合理施肥及提高甘蔗的施肥效益提供理论参考。

1 材料与方法

试验于2017年3月至2018年1月在广西壮族自治区南宁市武鸣区锣圩镇广西农业科学院试验基地(23.24275°N,108.0545°E)进行。

1.1 试验材料

供试土壤为广西典型的赤红壤红土,耕层0~25 cm土壤理化性状为:pH 6.2,有机质13.5 g/kg,碱解氮53.4 mg/kg,有效磷18.4 mg/kg,速效钾112 mg/kg。供试土壤为弱酸性,有效磷和速效钾含量中上,有机质中下,碱解氮含量缺乏。

1.2 试验方法

试验设不施肥(CK)、氮磷钾(OPT)、不施氮肥(OPT-N)、不施磷肥(OPT-P)和不施钾肥(OPT-K)5个处理。每个处理3次重复,随机区组排列。各处理甘蔗全生育期养分用量见表1,全生育期共施肥3次,为基肥、分蘖肥(在基肥后100~110 d施用)和伸长肥(在分蘖肥后60 d左右施用)。试验用肥料为尿素、过磷酸钙和氯化钾。具体肥料分配为:基肥(25%尿素+33.3%过磷酸钙+5%氯化钾)、分蘖肥(40%尿素+33.3%过磷酸钙+65%氯化钾)、伸长肥(35%尿素+33.4%过磷酸钙+30%氯化钾)。

供试品种为桂柳05/136,于2017年3月6日种植,畦长5.5 m、畦宽5.0 m,小区面积27.5 m2。株距0.18 m,每行30段双芽苗,“品”字型排列,每小区150段双芽苗,即每小区300株芽苗,种植密度为54 555双芽段/hm2

表1 不同施肥处理养分及肥料用量
Table 1 Nutrients and fertilizer amounts under various treatments(kg/hm2

处理Treatment养分用量Amount of nutrient氯化钾Potassium chloride CK 0 0 0 0 0 0 OPT 375 112.5 375 815 937.5 625 OPT-N 0 112.5 375 0 937.5 625 OPT-P 375 0 375 815 0 625 OPT-K 375 112.5 0 815 937.5 0肥料用量Amount of fertilizer N P2O5 K2O 尿素Urea过磷酸钙Superphosphate

1.3 调查项目及方法

成熟期调查甘蔗商品茎长(按蔗农收获标准,将甘蔗叶片、顶部去除后,测定商品蔗茎长)、茎径(采用游标卡尺测定)、有效茎数(条/hm2)。

试验于2018年 1月6日收获。收获期间记录每小区甘蔗产量,并采集蔗茎样品分析品质,蔗汁锤度采用WYT(0~80%)手持糖量计测定。

甘蔗收获期间,调查每小区有效茎数,并随机选择6株调查甘蔗茎长和茎粗,采集地上部蔗茎和蔗尾(稍尾,包括部分落叶)测定N、P、K含量,并计算养分吸收情况。

方差分析应用SAS 9.0软件进行。根据相关文献[11-13]计算肥料利用效率:

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对甘蔗生长性状的影响

表2显示,CK甘蔗茎长、茎粗、单茎重和有效茎数均最低。与OPT处理相比,OPT-N处理茎长显著下降0.36 m,茎粗显著下降0.41 cm,单茎重显著下降0.34 kg,有效茎数显著下降5 700条/hm2;OPT-P处理茎长显著下降0.09 m,茎粗显著下降0.12 cm,单茎重显著下降0.14 kg,有效茎数显著下降3 639条/hm2;OPT-K处理茎长显著下降0.13 m,茎粗显著下降0.48 cm,单茎重显著下降0.15 kg,有效茎数显著下降3 396条/hm2。结果表明适宜的氮磷钾施肥水平可显著增加甘蔗茎长、茎粗、单茎重和有效茎数,为甘蔗高产奠定基础。

2.2 不同施肥处理对甘蔗叶片和蔗茎养分含量的影响

从不同施肥处理甘蔗叶片和蔗茎养分含量(表3)可知,CK甘蔗叶片和蔗茎N、P、K含量最低,叶片N、P、K含量显著低于OPT处理0.253、0.03、0.417个百分点,蔗茎N、P、K含量显著降低0.137、0.032、0.359个百分点,与OPT处理相比,OPT-N处理甘蔗叶片和蔗茎N含量显著下降0.213、0.107个百分点,OPT-P处理甘蔗叶片和蔗茎P含量显著下降0.025、0.023个百分点,OPT-K处理甘蔗叶片和蔗茎K含量显著下降0.376、0.322个百分点。

表2 不同施肥处理甘蔗生长性状
Table 2 Growth characters of sugarcane under various treatments

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters in the same column represent significant differences.

处理Treatment有效茎数Number of effective stems(twig/hm2)CK 2.81±0.11d 2.49±0.15d 0.93±0.02c 70096±1831c OPT 3.34±0.11a 3.15±0.09a 1.37±0.05a 86953±2978a OPT-N 2.98±0.04c 2.74±0.23c 1.03±0.04c 81253±1515b OPT-P 3.25±0.08ab 3.03±0.07ab 1.23±0.05b 83314±2747b OPT-K 3.21±0.14b 2.67±0.17cd 1.22±0.04bc 83557±2422b茎长Length(m)茎粗Girth(cm)单茎重Weight of single stem(kg)

表3 不同施肥处理甘蔗叶片和蔗茎养分含量(g/kg)
Table 3 Nutrient amount of leaves and stems of sugarcane under various treatments

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters in the same column represent significant differences.

处理Treatment蔗茎Stem N P K N P叶片Leave K CK 9.34±0.78b 0.85±0.10b 9.21±1.13b 5.86±0.53b 0.62±0.08b 6.89±0.52b OPT 11.87±1.36a 1.15±0.09a 13.38±0.79a 7.23±0.30a 0.94±0.05a 10.48±0.88a OPT-N 9.74±0.70b 1.16±0.07a 13.37±2.26a 6.16±0.31b 0.97±0.08a 10.17±0.34a OPT-P 11.99±1.30a 0.90±0.14b 12.79±0.45a 7.24±0.17a 0.71±0.10b 10.29±1.22a OPT-K 11.90±1.43a 1.16±0.10a 9.62±1.24b 7.21±0.15a 0.93±0.07a 7.26±0.74b

2.3 不同施肥处理对蔗汁锤度的影响

蔗汁锤度可以反映甘蔗糖分含量的大小。图1显示,与OPT处理相比,OPT-K处理甘蔗汁锤度显著下降1.4个百分点,OPT-N和OPT-P处理分别下降0.1、0.9个百分点,CK下降1.1个百分点。表明不施钾肥显著降低甘蔗糖分的累积。

图1 不同施肥处理甘蔗汁锤度
Fig.1 Brix in sugarcane of various treatments

2.4 不同施肥处理对甘蔗产量的影响

从不同施肥处理甘蔗产量结果(表4)可知,CK甘蔗产量最低,其次是OPT-N处理。与CK相比,OPT处理显著增产83.0%,其他缺素处理显著增产18.7%~36.9%。与OPT处理相比,OPT-N处理显著减产42.2%,OPT-P、OPT-K处理分别显著减产16.8%和17.2%。由此表明,不施肥严重降低甘蔗产量,不施氮、磷、钾肥显著降低甘蔗产量。

表4 不同施肥处理甘蔗产量
Table 4 Yield of sugarcane under various treatments

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters in the same column represent significant differences.

处理Treatment产量Yield(t/hm2)比CK增产Increased yield compared with CK(t/hm2)增产率Increase rate(%)比OPT增产Increased yield compared with OPT(t/hm2)增产率Increase rate(%)CK 65.2±3.0d OPT 119.3±5.7a 54.1 83.0 OPT-N 83.9±3.7c 18.7 28.7 -35.4 -42.2 OPT-P 102.1±1.9b 36.9 56.6 -17.2 -16.8 OPT-K 101.8±5.5b 36.6 56.1 -17.5 -17.2

2.5 不同施肥处理对肥料农学效率和利用率的影响

本试验用差减法计算试验点氮磷钾肥的农学效率和肥料利用率。钾肥利用率为35.6%,农学效率为46.5 kg/kg ,即在甘蔗生产中,每增施 K2O 1 kg可获得甘蔗46.5 kg。其次是氮肥,当磷、钾肥达到最佳施用量时,氮肥利用率为27.1%,农学效率为94.4 kg/kg,即在甘蔗生产中,每增施N 1 kg可获得甘蔗94.4 kg。再者是磷肥,当氮、钾肥达到最佳施用量时,磷肥利用率为9.0%,农学效率为153.0 kg/kg,即在甘蔗生产中,每增施P2O5 1 kg可获得甘蔗153.0 kg。配施氮磷钾肥与无肥区相比,氮、磷、钾总养分的农学效率为62.7 kg/kg,即在甘蔗生产中,氮、磷、钾肥配方达到最佳时,每增施肥料养分量1 kg,可生产甘蔗62.7 kg。

2.6 甘蔗养分收获指数

养分收获指数为甘蔗实际所得的蔗茎重量与其上部生物量的比例。由表5可知,OPT处理氮肥、磷肥和钾肥收获指数最高。施肥处理均不同程度增加了甘蔗的氮磷钾肥收获指数,氮肥收获指数增幅0.5%~1.1%,磷肥收获指数增幅4.3%~5.5%,钾肥收获指数增幅1.5%~3.6%。各处理氮磷钾收获指数均没有显著差异,即缺素处理和氮磷钾处理对收获指数的影响没有显著差异。

表5 不同施肥处理甘蔗养分收获指数
Table 5 Nutrient harvest index of sugarcane under various treatments

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters in the same column represent significant differences.

钾肥Potassium fertilizer CK 63.3±2.5a 66.7±4.9a 67.3±1.3a OPT 64.0±3.2a 70.4±1.0a 69.5±2.4a OPT-N 64.0±2.5a 70.1±2.2a 68.3±4.3a OPT-P 63.6±3.0a 69.6±3.2a 69.3±3.8a OPT-K 63.8±2.4a 69.7±3.4a 68.6±3.8a处理Treatment氮肥Nitrogen fertilizer磷肥Phosphorus fertilizer

3 讨论

众所周知,氮、磷、钾是植物生长发育所必需的大量营养元素。其中,氮是构成蛋白质的主要成分,是植物需求量最大的矿质养分;磷是细胞结构物质,是磷脂、核酸和核蛋白等的重要组分;钾参与植物生理生化代谢过程,维持某些代谢酶的活性。然而,土壤养分有效性低往往是限制甘蔗产量的主要因素之一,挖掘作物自身潜力、结合合理施肥措施是提高产量经济有效的策略。本研究设置不施肥、不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和配施氮磷钾肥5个处理,分析不同施肥处理甘蔗生长性状、养分含量、品质、产量和肥料利用效率的差异。试验结果表明,在不施肥和不施氮肥条件下,甘蔗农艺性状(包括茎长、茎粗、单茎重、有效茎数和氮磷钾养分含量)均显著下降,甘蔗产量仅为配施氮磷钾的55.0%和70.6%,而不施磷肥虽然茎长和茎粗均有下降,但未达显著差异,单茎重、有效茎数和叶片及蔗茎磷含量均显著下降,甘蔗产量为配施氮磷钾的85.8%。不施钾肥甘蔗农艺性状(包括茎长、茎粗、单茎重、有效茎数和叶片及蔗茎钾含量)均显著下降,蔗汁锤度显著下降,甘蔗产量为配施氮磷钾的85.7%。表明在土壤碱解氮缺乏,有效磷和有效钾中上水平条件下,氮是影响甘蔗生长特性和产量的主要限制因子,钾、磷次之;钾则是影响甘蔗品质构成尤其是糖分累积的主要限制因子,氮、磷次之;磷主要对甘蔗产量的形成因素(如单茎重和有效茎数)影响比较显著,对甘蔗茎长、茎粗和品质构成的影响较少。另外,广西甘蔗种植区土壤肥力总体属于较低水平[14],土壤的低钙、镁和缺硼限制了甘蔗产量的进一步提高和糖分含量的进一步提升。至于甘蔗配施中微量元素的效应有待日后进一步研究揭示。

肥料农学效率和肥料利用率分别是评价作物施肥增产效应和养分被作物吸收的百分数。本试验结果表明,甘蔗的磷肥农学效率>氮肥农学效率>钾肥农学效率,甘蔗的钾肥利用率>氮肥利用率>磷肥利用率。甘蔗磷肥农学效率最高,利用率最低,而钾肥农学效率最低,利用率最高,这与土壤养分供应水平、甘蔗养分吸收特性和养分在甘蔗体内的迁移等有关。我国主要甘蔗种植区土壤多数为酸性红壤,有效磷钾含量较低,无法满足甘蔗正常生长需求[15-17]。在甘蔗生产上,以大量养分平衡型复合肥投入为主,连续长期施用导致磷钾尤其是磷在土壤中不断累积,本试验土壤有效磷钾处于中上水平,然而,磷肥施入酸性土壤后,水溶性磷易被土壤中的铁、铝等固定而降低肥效,磷肥当季利用率处于较低水平,严重制约了甘蔗产业的进一步发展[18-20]。甘蔗是一种喜钾作物,它的整个生育期对主要营养元素的吸收累积总量从大到小依次为钾>氮>磷[21-24],因此,钾肥利用率比磷肥利用率高。在不施磷和不施钾甘蔗产量接近的情况下,磷肥施用量远远低于钾肥施用量,导致磷肥农学效率大于钾肥农学效率。

4 结论

在土壤有效磷和速效钾含量中上、碱解氮缺乏的甘蔗地,配施N 375 kg/hm2、P2O5 112.5 kg/hm2和K2O 375 kg/hm2,甘蔗产量最高达150.1 t/hm2,甘蔗蔗茎最长最粗,单茎重最大,有效茎数最多,叶片和蔗茎氮磷钾养分含量最高,蔗汁锤度最高,氮磷钾农学效率、氮磷钾肥料利用率和收获指数均最高。

参考文献(References):

[1]PENG H, GAO Q, XIE R Z, LI S K, MENG Q F, ERNEST A, VOLKER R, TORSTEN M, ZHANG F S, CUI Z L, CHEN X P.Grain yields in relation to N requirement: Optimizing nitrogen management for spring maize grown in China[J].Field Crops Research, 2012, 129(1): 1-6.doi: 10.1016/j.fcr.2012.01.006.

[2]WU L Q, CUI Z L, CHEN X P, ZHAO R F, SI D X, SUN Y X, YUE S C.High-yield maize production in relation to potassium uptake requirements in China[J].Agronomy Journal, 2014, 106(4): 1153-1158.doi:10.2134/agronj13.0538.

[3]ZHANG Y, ZHANG C C, YAN P.Potassium requirement in relation to grain yield and genotypic improvement of irrigation lowland rice in China[J].Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2013, 176(3):400-406.doi: 10.1002/jpln.201200206.

[4]邓绍同.现代甘蔗生产与科技[M].广州:广东科技出版社,1991:228-229.DENG S T.Modern sugarcane production and technology[M].Guangzhou: Guangdong Science and Technology Press, 1991:228-229.

[5]ANDERSON D L, BOWEN J E.Sugarcane nutrition[M].Atlanta, GA:Potash and Phosphate Institute, 1990: 121-134.

[6]MCCRAY J M, RICE R W, EZENWA I V, TIMOTHY A L, BAUCUM L.Sugarcane plant nutrient diagnosis[M].UF IFAS: Extension University of Florida, 2006: 1-10.

[7]谢良商,曾建华,吴宇佳,张文,符传良.海南坡岗地甘蔗氮磷钾养分优化施用研究[J].广东农业科学,2010(6):61-62.doi:10.16768/j.issn.1004-874X.2010.06.059.XIE L S, ZENG J H, WU Y J, ZHANG W, FU C L.Study on optimal application of nitrogen, phosphorus and potassium in sugarcane in Hainan Province[J].Guangdong Agricultural Sciences, 2010(6):61-62.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.2010.06.059.

[8]林昌华,高志红,陈晓远,郭育东,张宇鹏,何永胜.不同施肥水平对粤北坡岗地宿根糖蔗干物质积累和产量的影响[J].广东农业科学,2010(6):63-65.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.2010.06.060.LIN C H, GAO Z H, CHEN X Y, GUO Y D, ZHANG Y P, HE Y S.Effect of different NPK level on ratoon sugarcane dry matter accumulation and yields in sloping soil[J].Guangdong Agricultural Sciences, 2010(6):63-65.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.2010.06.060.

[9]ZAMBROSI F C B, RIBEIRO R V, MARCHIORI P E R,CANTARELLA H, LANDELL M G A.Sugarcane performance under phosphorus deficiency: physiological responses and genotypic variation,[J].Plant and Soil, 2015,386(1): 273-283.doi:10.1007/s11104-014-2252-0.

[10]CAVALCANTE V S, PRADO R M, ALMEIDA H J D, CRUZ F J R,SANTOS D M M D.Gaseous exchanges, growth and foliar anatomy of sugarcane plants grown in potassium(K)deprived nutrient solution[J].Australian Journal of Crop Science, 2015, 9(7): 577-584.

[11]巨晓棠.氮肥有效率的概念及意义——兼论对传统氮肥利用率的理解误区[J].土壤学报,2014,51(5):921-933.doi:10.11766/trxb201405130230.JU X T.The concept and meanings of nitrogen fertilizer availability ratio——discussing misunderstanding of traditional nitrogen use efficiency[J].Acta Pedologica Sinica, 2014, 51(5):921-933.doi:10.11766/trxb201405130230.

[12]闫恒辉,温樱,王东.底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响[J].中国农业科学,2019,52(5):813-821.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.004.YAN H H, WEN Y, WANG D.Effects of basal fertilization in strips at different soil depths on flag leaf Senescence and photos[J].Scientia Agricultura Sinica, 2019,52(5):813-821.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.004.

[13]王劲松,董二伟,武爱莲,白文斌,王媛,焦晓燕.不同肥力条件下施肥对粒用高粱产量、品质及养分吸收利用的影响[J].中国农业科学,2019,52(22):4166-4176.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.22.020.WANG J S, DONG E W, WU A L, BAI W B, WANG Y, JIAO X Y.Responses of fertilization on sorghum grain yield, quality and nutrient utilization to soil fertility[J].Scientia Agricultura Sincia, 2019,52(22):4166-4176.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.22.020.

[14]ZENG Y, ZHOU L Q, HUANG J S, OU H P, ZHU X H, TAN H W, XIE R L.Characteristics and evaluation of soil fertility in sugarcane-production areas in Guangxi[J].Agricultural Science and Technology, 2017, 18(3):443-448,451.doi: 10.16175/j.cnki.1009-4229.2017.03.013.

[15]张娜,张天财.不同施肥处理对果蔗商品性及经济效益的影响[J].福建农林科技,2010(1):71-72.doi: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2010.01.019.ZHANG N, ZHANG T C.Effect of different fertilization treatment on commercial and economic benefits of fruit sugarcane[J].Fujian Agricultural Science and Technology, 2010,(1):71-72.doi:10.13651/j.cnki.fjnykj.2010.01.019.

[16]韦欣海.甘蔗种植的高产技术及实施要点[J].南方农业,2018,12(12):29-30.doi: 10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.12.015.WEI X H.High-yielding techniques and implementation points for sugarcane planting[J].South China Agriculture, 2018, 12(12): 29-30.doi: 10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.12.015.

[17]曾艳,黄金生,周柳强,谢如林,刘永贤,谭裕模,谭宏伟.广西桂南蔗区土壤养分状况调查分析[J].南方农业学报,2014,45(12):2198-2202.doi:10.3969/j:issn.2095-1191.2014.12.2198.ZENG Y, HUANG J S, ZHOU L Q, XIE R L,LIU Y X, TAN Y M,TAN H W.Investigation of soil nutrient status in sugarcane-growing area of south Guangxi[J].Journal of Southern Agriculture, 2014,45(12):2198-2202.doi:10.3969/j:issn.2095-1191.2014.12.2198.

[18]张福锁,王激清,张卫峰,崔振岭,马文奇,陈新平,江荣风.中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J].土壤学报,2008,45(5):915-924.doi: 10.3321/j.issn:0564-3929.2008.05.018.ZHANG F S, WANG J Q, ZAHNG W F, CUI Z L, MA W Q, CHEN X P,JIANG R F.Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J].Acta Pedologica Sinica, 2008, 45(5):915-924.doi: 10.3321/j.issn:0564-3929.2008.05.018.

[19]WANG X R, SHEN J B, LIAO H.Acquisition or utilization, which is more critical for enhancing phosphorus efficiency in modern crops[J].Plant Science, 2010, 179:302-306.doi:10.1016/j.plantsci.2010.06.007.

[20]敖俊华,江永,劳方业,邓海华,刘睿,黄振瑞,李奇伟.甘蔗常用亲本遗传多样性和磷效率研究[J].分子植物育种,2010,8(5):925-932.doi:10.3969/mpb.008.000925.AO J H, JIANG Y, LAO F Y, DENG H H, LIU R, HUANG Z R, LI Q W.Study on genetic diversity and P efficiency of commonly-used sugarcane parents[J].Molecular Plant Breeding, 2010, 8(5): 925-932.doi:10.3969/mpb.008.000925.

[21]苏广达.甘蔗的钾素营养[J].广东农业科学,1981(4):12-13.doi:10.16768/j.issn.1004-874X.1981.04.005.SU G D.Potassium nutrition in sugarcane[J].Guangdong Agricultural Sciences, 1981(4):12-13.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.1981.04.005.

[22]陈迪文,卢颖琳,敖俊华,周文灵,黄莹,黄振瑞,江永,李奇伟.不同基因型甘蔗氮磷钾养分累积与分配特征研究//中国作物学会甘蔗专业委员会第15次学术讨论会论文集[C].海口,2013.CHEN D W, LU Y L, AO J H, ZHOU W L, HUANG Y, HUANG Z R,JIANG Y, LI Q W.The research on characteristics of accumulation and distribution of nitrogen, phosphorous and potassium in different sugarcane genotypes//Proceeding of the 15th academic symposium of the sugarcane professional committee of Chinese crop society[C].Haikou, 2013.

[23]敖俊华,江永,黄振瑞,卢颖林,黄莹,周文灵,陈迪文,李奇伟.加强甘蔗养分管理,降低甘蔗生产成本[J].广东农业科学,2011,38(23):31-34.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.2011.23.049.AO J H, JIANG Y, HUANG Z R, LU Y L, HUANG Y, ZHOU W L,CHEN D W.Strengthen the sugarcane nutrient management and reduce the sugarcane production cost[J].Guangdong Agricultural Sciences,2011,38(23):31-34.doi: 10.16768/j.issn.1004-874X.2011.23.049.

[24]谢如林,谭宏伟,周柳强,黄金生,黄美福,黄献华,董文斌,王磊.不同氮磷施用量对甘蔗产量及氮肥、磷肥利用率的影响[J].西南农业学报,2012,25(1):198-202.doi: 10.16213/j.cnki.scjas.2012.01.048.XIE R L, TAN H W, ZHOU L Q, HUANG J S, HUANG M F, HUANG X H, DONG W B, WANG L.Effect of N fertilizer and P fertilizer amount on fertilizer use efficiency in sugarcane yield[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2012,25(1):198-202.doi:10.16213/j.cnki.scjas.2012.01.048.

Effects of Application of N, P and K Chemical Fertilizers on Sugarcane

LI Guoliang1, HE Zhaohuan1, WANG Jihua2, YANG Baomei1, GU Yan2, HU Weifang1, YANG Shaohai2
(1.Institute of Agricultural Resources and Environment, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer in South Region,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland Conservation, Guangzhou 510640,China;2.Crops Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640,China)

Abstract:【Objective】Combined with the nutrient absorption characteristics of sugarcane, the effects of application of N, P and K chemical fertilizers on sugarcane were studied while soil contained deficient N, above the medium level of P and K.【Method】Four treatments were designed, including treatment with N-P-K fertilizers, treatments without N, P or K fertilizer, respectively, and a control treatment was conducted with no fertilizer.The growth characters of sugarcane, nutrient contents, quality, yield, and nutrient use efficiency were compared and analyzed.【Result】The control and treatment without N fertilizer significantly reduced the stem length, stem girth, weight of single stem, the number of effective stems, the contents of N, P, and K in leaves and stems and the yield.And treatment without P fertilizer significantly reduced the weight of single stem, the number of effective stems, the content of P in leaves and stems and the yield, while treatment without K fertilizer considerably decreased the stem length, stem girth, and weight of single stem, the number of effective stems,the content of K in leaves and stems, sugarcane-juice brix, and the yield.The highest yield of sugarcane was 150.1 t/hm2, the agronomic efficiency was 117.8 kg plant/kg N, 189.4 kg plant/kg P2O5, 57.5 kg plant/kg K2O that founded in OPT treatment.Meanwhile, the use efficiency of N, P, and K fertilizers were 27.1%, 9.0%, and 35.6%, respectively.【Conclusion】The N, P,and K are important regulating factors for sugarcane growth, nutrient accumulation, yield and quality formation.More attention should be paid to the rational and balanced application of N, P and K fertilizers in medium and low yield fields.

Key words:sugarcane; nutrient amount; agronomic efficiency; fertilizer utilization; nutrient harvest index

中图分类号:S147.2;S566.1

文献标志码:A

文章编号:1004-874X(2020)03-0075-06

李国良,何兆桓,王继华,杨苞梅,顾艳,胡伟芳,杨少海.甘蔗氮磷钾化肥效应研究[J].广东农业科学,2020,47(3):75-80.

收稿日期:2020-01-03

基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0200102);广东省农业科学院“十三五”学科团队建设项目(201632TD)

作者简介:李国良(1980—),男,硕士,副研究员,研究方向为作物高效施肥技术,E-mail:guoliang8006@sina.com.cn

通信作者:杨少海(1965—),男,硕士,研究员,研究方向为土壤与植物营养,E-mail:yshaoh@21cn.com

(责任编辑 杨贤智)