蔗叶不同还田模式对土壤水分和甘蔗产量的影响

崔雄维，张跃彬，郭家文，刘少春，刀静梅

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661600）

蔗叶不同还田模式对土壤水分和甘蔗产量的影响

崔雄维1，2，张跃彬1，郭家文1，2，刘少春1，2，刀静梅1，2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661600）

田间试验研究了蔗叶不同还田模式对旱地蔗园土壤水分和甘蔗产量的影响。结果表明，蔗叶不同还田模式的甘蔗产量差异不显著，蔗叶全覆盖还田与蔗叶隔行覆盖还田处理的总苗数较焚烧处理差异达极显著性水平（P＜0.01），有效茎与焚烧处理差异达显著性水平（P＜0.05）。蔗叶全覆盖还田与蔗叶隔行覆盖还田对宿根蔗垄上前期与后期的土壤水分保持效果较好，不同蔗叶还田模式对甘蔗行间的土壤水分保持效果较好。

蔗叶还田；土壤水分；产量；农艺性状

甘蔗是重要的糖料作物，产糖量占全国食糖总产量的90%以上。云南省常年植蔗面积达30万hm2，蔗糖产量200余万吨，工农业总产值突破120亿元，植蔗面积和食糖产量稳居全国第二[1，2]。云南蔗区旱地甘蔗占70%，水田甘蔗占30%，旱地红壤由于受水分、土壤肥力等因素的影响，甘蔗产量较低，一般在52.5 t/hm2。提高旱地甘蔗单产的核心问题是改善土壤水分条件。大量研究表明[3-8]，蔗叶还田能够减少田间耕作，保持土壤水分，减少土壤侵蚀，提高土壤肥力，增加耕作层有机质含量和土壤微生物活性，抑制杂草生长，改善土壤结构，避免土壤退化，稳定甘蔗产量，是一项环境友好型的甘蔗生产技术。此外，甘蔗生长期长，长期连作会消耗大量土壤养分，蔗农的种植习惯是单一依赖化肥补偿土壤肥力，不施或少施农家肥，导致施肥成本居高不下，土壤板结，蔗区土壤质量逐年退化，成为甘蔗原料可持续性生产的关键制约因素，在全省范围内推行蔗叶还田来改善和提高蔗区土壤有机质含量，蔗叶覆盖保持土壤水分缓解旱地甘蔗苗期与成熟期的旱情就显得尤为重要。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验设计

甘蔗品种为赣蔗95/108，中大茎，属早熟、高产、高糖品种。种植时间为2008年1月19日，于2009年2月20日布置第一年宿根试验，收获时间为2010年1月30日。试验地土壤类型为山地红壤。田间试验设对照蔗叶焚烧（A），等行距蔗叶全覆盖还田（B）；等行距蔗叶隔行覆盖还田（C）；等行距蔗叶和地膜覆盖还田（D）；酒精废液75t/hm2+蔗叶隔行覆盖还田（E）。4行区，行长9m，行距1m，小区面积36m2。蔗叶还田量为7.5t/hm2（即27 kg/区）。

1.2 测定项目与方法

分别在甘蔗的生育关键期于早上9:00～11:00取样测定甘蔗种植垄上与行间的土壤含水量。土壤样品的采集使用土钻采取0～20cm耕层土样。土壤含水量的测定方法采用烘干称重法，将装有土样的铝盒称取湿重后放入105℃烘箱中烘6h后称干重。甘蔗成熟时调查田间总苗数、有效茎、株高、茎径，同时随机采样称取单茎重，收获时实测小区甘蔗产量。

1.3 数据分析

试验数据采用Excel2003和SPSS18.0进行统计分析。

2 结果与分析

图1 试验期间的气象数据资料统计（资料来源于云南省气候中心）

2.1 气象数据资料

试验期间的气象资料如图1所示，整个生育期总降水量为601mm，较开远市年均降雨量800mm减少了199mm，其中6、7、8三个月的平均月降水量总和为442mm，占全年总降水量的73.54%，与2009年云南省全省的气象数据一致，春旱持续时间长，且雨季结束早，伴随有严重的秋冬春连旱，宿根蔗的苗期、拔节期与成熟期均处于干旱缺水条件下，对宿根甘蔗出苗和后期糖分的影响较大。从月平均气温数据可以看出，宿根蔗整个生育期的气温持续偏高。

2.2 蔗叶不同还田处理对土壤水分的影响

耕作层土壤水分的有效保持利于作物的萌芽与出苗，种植垄上的有效土壤水分利于主根系向深层土壤下扎，能够增加水分吸收利用率，防止作物倒伏。行间土壤水分的有效保持能够促进作物系根的横向生长，使作物的养分吸收面积半径增大，促使作物能够快速形成庞大的根系结构，利于提高作物的抗逆性。宿根蔗生育期0～20cm土层土壤水分变化情况如表1所示，为了更有效监测田间土壤含水量的变化情况，试验分别测定了宿根蔗种植垄上与行间的土壤含水量。从表1可以看出，2009年3月B、C、D、E处理的垄上土壤含水量与对照比较分别增加1.03%、1.38%、2.65%和5.17%，E处理的土壤含水量较对照增加幅度较大，可能是因为试验小区施用过酒精废液后立即覆盖蔗叶，对宿根蔗垄上额外增加了水分所致。4月正是宿根蔗出苗的关键需水期，与对照A比较，C、D处理的土壤含水量均较对照增加0.08%，起到了较好的保墒作用。8月为开远的主要降雨期，B、C、D处理的土壤含水量较对照分别增加2.20%、2.74%、2.76%，此时正值甘蔗拔节的关键生育期，雨热同季利于甘蔗的快速生长。12月B、C、D、E处理的土壤含水量较对照分别增加0.62%、2.65%、1.46%和6.45%，2010年1月B、C、E处理的土壤含水量较对照分别增加0.57%、3.03%和5.77%，此时甘蔗处于成熟期，如果受到干旱胁迫将导致还原糖含量升高，引起“回糖”现象，将显著降低甘蔗原料的出糖率。

表1 宿根蔗生育期0~20cm土层垄上与行间土壤水分变化情况

2009年3月B、C、D、E处理的土层行间土壤含水量与对照比较分别增加6.12%、5.55%、2.79%和3.27%；4月B、C、D、E处理的土壤含水量与对照比较分别增加9.78%、5.67%、3.81%和5.25%，前期均表明蔗叶全覆盖还田处理的土壤含水量显著高于其他处理。8月B、C、D、E处理的土壤含水量与对照比较分别增加5.23%、5.32%、4.89%和0.69%；9月B、C、D、E处理的土壤含水量与对照比较分别增加3.51%、7.17%、2.97%和3.70%。比较拔节期宿根蔗行间的土壤含水量可知，蔗叶隔行覆盖还田处理C的土壤含水量显著高于其他处理。12月B、C、D、E处理的土壤含水量与对照比较分别增加0.19%、2.42%、2.85%和0.32%；2010年1月B、C、D、E处理的土壤含水量与对照比较分别增加2.89%、3.32%、0.95%和0.95%，宿根蔗成熟期总体来说行间土壤含水量略高于对照处理，且C处理的土壤含水量相比其他处理略有优势。

2.3 蔗叶不同还田处理对甘蔗产量及农艺性状的影响

蔗叶不同还田处理对甘蔗产量及农艺性状的影响如表2所示，处理间产量经方差分析差异不显著，但对照处理A的产量低于处理C、D和E。产量较高的D处理和E处理，分别达到265.33 kg/小区和300.33 kg/小区，E处理较对照高31.91%，D处理较对照高16.54%，C处理较对照高10.54%。处理间小区总苗数经方差分析差异达极显著水平（P＜0.01），对照的蔗叶焚烧处理总苗数极显著低于B、C、D、E处理。农艺性状指标甘蔗茎径和株高经方差分析差异均不显著，甘蔗茎径高低顺序为对照A处理＞B处理＞D处理＞C处理＞E处理；株高的高低顺序为D处理＞E处理＞B处理＞A处理＞C处理。处理间有效茎达到显著差异，其中，E处理与B处理显著高于对照A处理。处理间单茎重无显著差异，C处理单茎重略显偏低。

表2 不同处理对甘蔗产量及农艺性状的影响

3 讨论与结论

本试验结果表明，相对对照焚烧处理而言，宿根蔗前期萌芽、出苗与后期成熟等农艺关键需水期间，不同蔗叶还田处理的土壤含水量均高于对照处理。宿根蔗整个生育期土壤含水量相对较高的为蔗叶隔行覆盖还田处理，如果采用此种蔗叶还田模式，需要在甘蔗收获后投入工时用量将散放在田间的蔗叶归拢并隔行放置。蔗叶全覆盖还田处理中宿根蔗整个生育期土壤含水量与对照处理比起伏不大，蔗叶全覆盖能够保持一定的土壤水分，但对宿根蔗萌芽出苗有一定的抑制作用，这主要是因为蔗叶中含有大量的酚酸和黄酮类物质[9]，此类化感物质和自毒物质对宿根蔗芽的萌发具有强烈的抑制作用。由此，实施蔗叶全覆盖还田时需要把蔗蔸附近的蔗叶稍微拨开一点距离，让蔗蔸透光来最大程度地避免还田蔗叶中的酚酸和黄酮类物质的影响。试验中等行距蔗叶和地膜覆盖还田处理前期保水效果较好，中后期土壤水分相对反而有降低的趋势，可能是因为试验中采用了可降解地膜，到中后期地膜已部分降解，从而导致土壤水分蒸发加剧。另一方面，宿根蔗整个生育期甘蔗行间的土壤含水量相对均高于对照的焚烧处理，说明甘蔗行间在还田蔗叶覆盖下，锁住相当的土壤水分，利于甘蔗根系的横向生长，扩大甘蔗的营养吸收面积，同时能够有效促进甘蔗根系的新老更替。

蔗叶还田对甘蔗产量与农艺性状的影响方面，试验小区产量最高的为E处理，达到300.33 kg/小区，较对照高31.91%，可能是因为在宿根蔗萌芽出苗的关键需水期灌溉酒精废液，一定程度上缓解了蔗蔸的干旱胁迫程度，同时又相当于给蔗蔸补施了一次基肥，其中更多的因素还有待于进一步的试验研究加以论证。相对蔗叶焚烧处理，蔗叶还田处理的总苗数极显著高于对照处理，小区有效茎数显著高于对照处理，各处理间的甘蔗茎径、株高和单茎重无显著差异。

[1]云南省农业科学院甘蔗研究所.云南甘蔗糖业[M].昆明：云南科技出版社，2008:1-5.

[2]张跃彬，吴正焜，刘少春.云南双高甘蔗标准化综合技术[M].昆明：云南科技出版社，2004:1-5.

[3]STEWART G.A.An estimate of the production of sugarcane tops and trash in queensland[J].Resource Recovery and Conservation，1979，4:239-246.

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[5]DAHIYA.R and MALIK.R.S.Trash and green mulch effects on soil N and P availability[J].Journal of Indian Society of Soil Science，2003,46:574-581.

[6]Barzegar,A.R.,Asoodar M.A.and Ansari M.Effectiveness of sugarcane residue incorporation at different water contents and the Proctor compaction loads in reducing soil compactibility[J].Soil&tillage research，2000,57:167-172.

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[9]Viator,R.P.,Johnson R.M.and Grimm C.C.,et al.Allelopathic,Autotoxic,and Hormetic Effects of Postharvest Sugarcane Residue[J].Agron.J.，2006,98:1526-1531.

Effects of Different Patterns of Sugarcane Leaf Returning Field on Soil Moisture and Sugarcane Yield

CUI Xiong-wei1,2，ZHANG Yue-bin1，GUO Jia-wen1,2，LIU Shao-chun1,2，Dao jing-mei1,2
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan 661600,China; 2.Yunnan Province Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661600,China)

The experiment of different patterns of sugarcane leaf returning field was conducted to test effect on soil moisture and sugarcane yield of dry land.The results showed that the sugarcane yield under different patterns of sugarcane leaf returning field was not reached significant different.There was a significant difference（P＜0.01）between the sugarcane trash burning and the total seedling of sugarcane leaf returning to whole field（SLRW）as well as to alternative row（SLRA）,and there was a significant difference（P＜0.05）between the sugarcane trash burning and the millable stalks.There were better effects of the both ratoon SLRW and SLRA in the period of seedling and mature on maintaining soil moisture.There were better effects of different sugarcane leaf returning field patterns on maintaining soil moisture of inter-row in sugarcane growing season.

Sugarcane leaf returning to field;Soil moisture;Yield;Agronomic traits

S566.1

A

1007-2624（2010）04-0021-03

2010-06-23

国家甘蔗产业技术体系建设项目“营养与栽培研究”（nycytx-024-01-14）；云南省科技计划项目“甘蔗糖业循环经济产业化关键技术研究与示范”（2008AB005）。

崔雄维（1981-），男，云南省沾益县人，研究实习员，主要从事甘蔗营养与栽培方面的研究。E-mail:cuixiongwei2008@yahoo.cn