一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法
阅读说明：本技术 一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法 (Method for promoting root growth of perennial sugarcane after mechanical harvesting ) 是由 邓宇驰 吴建明 王伦旺 周忠凤 罗霆 周慧文 贤武 陈荣发 黄海荣 范业赓 王宇 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及甘蔗种植技术领域,具体公开了一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法,包括：将甘蔗叶与发酵剂混合后隔堆放腐熟得有机肥；对蔗蔸进行铲蔸留蔗桩6～8cm,喷施调理剂,所述调理剂按重量份计由以下组分组成：苦参碱1～3份、黄腐酸3～5份、木醋液2～3份、水500份,将调理剂用水稀释400～500倍进行喷施,每亩调理剂用量为100～120ml,喷施后晾晒3～5天；施肥,将腐熟有机肥和改良剂作为基肥施入蔗蔸两边,所述改良剂为负载吲哚丁酸的改性沸石。本发明的方法,能够促进宿根甘蔗根系生长,降低蔗蔸感染病害风险提高成活率,提高宿根甘蔗抗逆性,促进宿根甘蔗萌发,提高宿根蔗发株率和分蘖率,增加甘蔗的产量。能够改善机收后土壤通透性,提高土壤的保水保肥性能。(The invention relates to the technical field of sugarcane planting, and particularly discloses a method for promoting the growth of a perennial root sugarcane root system after harvesting by a machine, which comprises the following steps: mixing sugarcane leaves with a leaven, stacking at intervals, and decomposing to obtain an organic fertilizer; carrying out stump shoveling on the sugarcane stump to leave 6-8 cm of sugarcane piles, and spraying a conditioner, wherein the conditioner comprises the following components in parts by weight: 1-3 parts of matrine, 3-5 parts of fulvic acid, 2-3 parts of pyroligneous liquor and 500 parts of water, diluting a conditioner by 400-500 times with water, spraying, wherein the dosage of the conditioner per mu is 100-120 ml, and airing for 3-5 days after spraying; and (3) fertilizing, namely applying a decomposed organic fertilizer and a modifier as base fertilizers to two sides of the sugarcane root, wherein the modifier is modified zeolite loaded with indolebutyric acid. The method disclosed by the invention can promote the growth of the root system of the perennial root sugarcane, reduce the risk of sugarcane root infection diseases, improve the survival rate, improve the stress resistance of the perennial root sugarcane, promote the germination of the perennial root sugarcane, improve the plant growth rate and tillering rate of the perennial root sugarcane and increase the yield of the sugarcane. Can improve the permeability of the soil after mechanical harvesting and improve the water and fertilizer retention performance of the soil.)
技术领域
本发明属于甘蔗种植技术领域，特别涉及一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法。
背景技术
宿根甘蔗是指上季甘蔗收获后，遗留在地里的蔗兜基部的蔗芽，在适当水、气和热条件下萌发出土长成的新植株。宿根甘蔗具有明显的省种、省工、早熟，利于劳动力安排和降低生产成本等优点，宿根甘蔗种植作为甘蔗生产发展的重要栽培制度，被国内外广泛应用。
蔗糖业是广西重要经济支柱产业之一，蔗糖业中最重要的环节为甘蔗的生产，甘蔗整个的生产过程包括整地、种植、破垄、施肥、培土、收获等，而其中的甘蔗收获是甘蔗生产过程中工序最繁琐的一个环节，目前大部分依靠人工收获，具有生产效率低、劳动成本高、产业效益低等缺陷，严重阻碍蔗糖业的发展。实现甘蔗机械化收获是广西蔗糖业可持续发展的根本出路，但是由于机收碾压会造成蔗蔸破损，导致蔗蔸容易感染病害、降低成活率；蔗地土壤压实导致土壤容重增加，引起蔗田土壤环境的恶化，主要表现为土壤孔隙度减小、容积密度增加，土壤透气性、水分渗透性减小，土壤中动物数量及微生物活性改变，N、P、K等元素的分布和扩散受到限制，土壤肥料利用效率降低，影响宿根蔗生长发育；抑制根系活力，导致甘蔗早期地上部和根系生长较弱，影响宿根蔗出苗萌发及正常生长发育，对后期甘蔗产量产生负效应等，已成为生产机械化推进的瓶颈之一。提高机械化收获后宿根甘蔗根系生长、促进宿根蔗发株生长对于推进我国甘蔗机械化生产具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法，降低机械化收获后蔗蔸感染病害风险，改善土壤通透性和保肥性，促进机收后宿根蔗根系生长，提高甘蔗产量。
为实现上述目的，本发明提供了一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法，包括以下步骤：
(1)清理和收集机收后残留的甘蔗叶，将甘蔗叶与发酵菌剂混合，堆放腐熟20～40天得有机肥；
(2)对蔗蔸进行平地铲蔸，并疏松蔗兜表层土，喷施调理剂，所述调理剂按重量份计由以下组分组成：苦参碱1～3份、黄腐酸3～5份、木醋液2～4份、水500份，将调理剂用水稀释400～500倍进行喷施，每亩调理剂用量为100～120ml，喷施后晾晒2～3天；通过对蔗蔸进行平地铲蔸，去除机收碾压对蔗蔸的破损、减少蔗蔸感染病害，促进低位芽萌发，调理剂具有杀菌作用和促进宿根蔗芽萌发和甘蔗生长，提高宿根甘蔗抗逆性和土壤适应性；
(3)施肥，将步骤(1)的有机肥和改良剂作为基肥施入蔗蔸两边，所述改良剂为负载吲哚丁酸的改性沸石。负载吲哚丁酸的改性沸石的改良剂，具有促进宿根蔗根系生长，调节土壤通透性和保水保肥性，将吲哚丁酸负载在沸石具有缓释作用，具有长效性。施用有机肥将甘蔗叶还田，提供宿根蔗所需养分，能够减少化肥施用，还能够改善土壤。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述发酵菌剂按重量份计由以下组分组成：胶质芽孢杆菌3～6份、枯草芽孢杆菌2～4份、黑曲霉1～3份、康氏木霉2～5份。发酵菌剂为多菌种复配，能够分泌蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等多种酶，加快甘蔗叶发酵腐熟成有机肥，此外，还能够抑制病原菌的生长，增强宿根甘蔗对病害的抵抗力，改善土壤，减少养分流失。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述发酵菌剂的添加量为甘蔗叶重量的0.2～0.4％。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述有机肥施用量为500～600kg/亩。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述改良剂的制备方法包括以下步骤：
①将100～200目沸石加入浓度为0.2～0.3mol/L盐酸溶液中，在60～80℃搅拌0.5～1h，过滤、洗涤、干燥，然后高温焙烧，得到活化沸石；
②将无患子皂苷、十六烷基二甲基甜菜碱和去离子水进行混合，调节PH为3～5，然后高速分散得到改性乳液，改性乳液中无患子皂苷的质量分数2～3％，十六烷基二甲基甜菜碱为3～5％，在步骤①得到的活化沸石中加入活化沸石重量的20～25％的改性乳液，然后在速率为800～1000r/min条件下研磨1～2h，干燥得到改性沸石；用盐酸溶液处理沸石，在一定程度上可以腐蚀沸石表面，溶解孔道中的杂质，从而疏通孔道，沸石上生半径大的阳离子被氢离子置换出，提高吸附能力，然后高温焙烧进一步提高沸石的孔容，进而增加比表面积；然后在机械力的作用下，将十六烷基二甲基甜菜碱的阳离子端进入沸石的孔道内替换沸石的无机阳离子，扩大单元层间距，另一游离长链段使沸石表面具有一定的亲油性，提高对吲哚丁酸的吸附性；
③按重量份计，将吲哚丁酸0.03～0.05份加乙醇15～18份配制成溶液，将沸石15～20份加入溶液中搅拌3～5h，然后干燥去除乙醇，得到负载吲哚丁酸的改性沸石。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述步骤①中，高温焙烧为：从室温以8～10℃/min的速率升至500～600℃，保温焙烧2～3h，自然冷却。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述步骤③中，干燥为：鼓风干燥，干燥温度为45～55℃。
优选的，上述促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，所述改良剂的施加量为5～7kg/亩。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的促进机收后宿根蔗根系生长的方法，能够促进宿根甘蔗根系生长，降低蔗蔸感染病害风险，提高成活率，提高宿根甘蔗抗逆性，促进宿根甘蔗萌发，提高宿根蔗发株率和分蘖率，增加甘蔗的产量。同时能够改善机收后土壤通透性，提高土壤的保水保肥性能，增强养分有效性和肥料的利用效率。
2.本发明的促进机收后宿根蔗根系生长的方法中，通过对蔗蔸进行平地铲蔸和喷施调理剂、配施有机肥和改良剂等措施，去除机收碾压对蔗蔸的破损、减少蔗蔸感染病害，促进宿根蔗芽萌发、提高甘蔗芽活力和甘蔗生长，促进宿根蔗新根系生长，提高宿根甘蔗抗逆性和土壤适应性，同时改善机收后土壤的通透性和保水保肥性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法，包括以下步骤：
(1)清理和收集机收后残留的甘蔗叶，将甘蔗叶与甘蔗叶重量的0.3％发酵菌剂混合后堆放腐熟15天得有机肥；发酵菌剂按重量份计由以下组分组成：胶质芽孢杆菌5份、枯草芽孢杆菌3份、黑曲霉2.5份、康氏木霉4份；
(2)对蔗蔸进行平地铲蔸，对蔗蔸喷施调理剂，调理剂按重量份计由以下组分组成：苦参碱2.5份、黄腐酸4份、木醋液3份、水500份，将调理剂用水稀释500倍进行喷施，每亩调理剂用量为120ml，用量喷施后晾晒2天；
(3)对蔗蔸3～4cm外松土、开垄、施肥，将步骤(1)的有机肥和改良剂混合作为基肥施入蔗蔸两边，每亩施用有机肥为500kg，改良剂6kg。
改良剂的制备方法包括以下步骤：
①将100～200目天然沸石加入浓度0.3mol/L盐酸溶液中，在70℃搅拌0.5h，过滤、洗涤、干燥，然后放入马弗炉中，从室温以10℃/min的速率升至550℃焙烧2.5h，自然冷却得到活化沸石；
②质量分数为2.5％将无患子皂苷、4％十六烷基二甲基甜菜碱和93.5％去离子水进行混合，调节PH为3.5，然后高速分散得到改性乳液，在步骤①得到的活化沸石中加入活化沸石重量的22％改性乳液，然后在速率为1000r/min条件下研磨1h，100℃干燥得到改性沸石；
③按重量份计，将吲哚丁酸0.04份加乙醇15份配制成溶液，将沸石18份加入溶液中搅拌4h，然后在50℃下鼓风干燥去除乙醇，得到负载吲哚丁酸的改性沸石，即为改良剂。
实施例2
一种促进机收后宿根蔗根系生长的方法，包括以下步骤：
(1)清理和收集机收后残留的甘蔗叶，将甘蔗叶与甘蔗叶重量的0.3％发酵菌剂混合后堆放腐熟15天得有机肥；发酵菌剂按重量份计由以下组分组成：胶质芽孢杆菌3.5份、枯草芽孢杆菌4份、黑曲霉3份、康氏木霉3份；
(2)对蔗蔸进行铲蔸留蔗蔸高度5cm，喷施调理剂，调理剂按重量份计由以下组分组成：苦参碱3份、黄腐酸3份、木醋液2份、水500份，将调理剂用水稀释500倍进行喷施，每亩调理剂用量为120ml，用量喷施后晾晒2天；
(3)对蔗蔸3～4cm外松土、开垄、施肥，将步骤(1)的有机肥和改良剂作为基肥施入蔗蔸两边，每亩施用有机肥为500kg，改良剂5.5kg。
改良剂的制备方法包括以下步骤：
①将100～200目天然沸石加入浓度0.25mol/L盐酸溶液中，在60℃搅拌1h，过滤、洗涤、干燥，然后放入马弗炉中，从室温以10℃/min的速率升至500℃焙烧3h，自然冷却得到活化沸石；
②质量分数为2％将无患子皂苷、4.5％十六烷基二甲基甜菜碱和93.5％去离子水进行混合，调节PH为4，然后高速分散得到改性乳液，在步骤①得到的活化沸石中加入活化沸石重量的24％改性乳液，然后在速率为1000r/min条件下研磨1h，100℃干燥得到改性沸石；
③按重量份计，将吲哚丁酸0.035份加乙醇15份配制成溶液，将沸石15份加入溶液中搅拌4h，然后在50℃下鼓风干燥去除乙醇，得到负载吲哚丁酸的改性沸石，即为改良剂。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处在于：步骤(2)中不喷施调理剂，其他步骤和参数与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1不同之处在于：步骤(3)中施肥过程中没有施入改良剂，其他步骤和参数与实施例1相同。
大田试验
试验对象：甘蔗桂糖42号
试验时间和地点：2017年3月～2019年3月，广西农科院甘蔗所甘蔗试验田。
试验方法：2017年3月15日进行第一年新植，新植蔗采用1.2m等行距机械种植，试验区面积5亩，采用中耕施肥培土机进行中耕培土，利用无人机技术进行喷药以防虫除草，施肥用药量与常规生产的方法相同。在2018年2月进行机械收获(机收)，采用凯斯4000联合收割机和中型辅助装运车进行收获。收割后将试验区分为5个处理组，分别为实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对照组，实施例1～2组和对比例1～2组分别按照实施例1～2和对比例1～2提供的方法对宿根蔗进行处理，额外再施入部分化肥，具体为尿素12kg/亩，钙镁磷肥30kg，氯化钾肥为14kg，钙镁磷肥和氯化钾肥一次作基肥施入，尿素按照基肥：攻蘖肥＝4:6施用；对照组只需要进行松土、开垄和施用化肥，化肥用量与常规种植方法相同，具体为尿素20kg、钙镁磷肥60kg、氯化钾25kg，钙镁磷肥和氯化钾肥一次作基肥施入，尿素按基肥：攻蘖肥＝4:6施用，其他管理措施按照常规甘蔗种植管理进行。采用甘蔗铲蔸机进行铲蔸处理，采用破垄施肥机对宿根蔗进行破垄施肥，利用无人机技术进行喷施调理剂，全部机械化处理。
调查项目：苗期调查宿根蔗发株率和分蘖率；伸长期调查生理生化指标：可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸，生理生化指标测试参照张宪政《作物生理研究法》(1992)提供的方法进行；成熟期取样进行根系干重、根系长度和根系表面积测试，参照文献(李毅杰等，土壤压实对宿根甘蔗出苗及根系形成的影响，西南农业学报，2017，)根系性状测试方法；成熟期测试蔗汁纯度、蔗汁锤度和蔗糖分(参照《甘蔗制糖工业分析》(1994))，收获后调查产量。
试验结果：
表1为宿根甘蔗的发株率和分蘖率，从表中可知，实施例的甘蔗发株率和分蘖率明显高于对比例和对照组，相比对照组，实施例的发株率提高13％以上，实施例1和实施例2的分蘖率高19.0％和17.9％，实施例与CK间差异极其显著，说明本发明的方法能够提高宿根甘蔗的发株率和分蘖率。
甘蔗的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸是重要的渗透调节物质，丙二醛含量是反映细胞膜脂过氧化作用强弱和质膜破坏程度的重要指标，可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的增加会提高细胞液的浓度，增强细胞的持水能力，丙二醛含量低会降低细胞膜过氧化程度，使得甘蔗叶片细胞膜结构稳定，说明提高甘蔗的抗逆能力好。由表2可知，与对照组相比，实施例1和实施例2的可溶性蛋白含量分别提高7.7％和6.2％，可溶性糖含量分别提高23.7％和19.2％，甘蔗脯氨酸含量高于对照组，丙二醛含量低于对照组。结果显示本发明的方法在一定程度上能够提高宿根甘蔗的抗逆能力。
表3为宿根甘蔗的根系性状，从表中可知，相比对照组，实施例1和实施例2根系干重分别提高了26.1％和23.7％，根系表面积经过本发明的方法处理的宿根甘蔗的根系干重增加，根系长度伸长，根系的表面积增大，说明本发明的方法能够促进根系生长，有利于宿根甘蔗对养分的吸收，有利于延长宿根甘蔗年限。
蔗汁纯度、蔗汁锤度和蔗糖分是考核甘蔗质量标准的主要依据，由表4可知，实施例组的蔗汁纯度在91％以上，蔗汁锤度在22以上，蔗糖分含量在15.3％以上，较对照组均有不同程度的提高，说明本发明有利于宿根甘蔗品质的提高。实施例组产量明显高于对照组，相较于对照组，实施例1和实施例2产量分别提高了27.4％和25.1％，差异性极显著，甘蔗增产效果明显。
表1不同处理宿根甘蔗的发株率和分蘖率
表2不同处理甘蔗的生理生化指标
表3不同处理甘蔗根系性状
组别
根系干重(g)
根系长度(cm)
根系表面积(cm<sup>2</sup>)
实施例1
9.14
184.6
68.54
实施例2
8.97
179.3
67.81
对比例1
7.71
172.1
58.37
对比例2
7.75
168.8
57.12
对照组
7.25
160.2
50.13
表4不同处理甘蔗蔗糖分和产量
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
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