甘蔗是我国最重要的糖料作物，长期以来，我国甘蔗产量、糖分与巴西等甘蔗生产大国相比有一定的差距。影响我国甘蔗高产高效的限制因子有哪些？如何提高我国甘蔗产量和品质？广东省科学院南繁种业研究所敖俊华研究员带来甘蔗高产高效养分管理技术。
问：目前我国蔗区甘蔗产量和糖含量是什么样的水平？
敖俊华：目前我国甘蔗平均单产约5吨/亩，出糖率11%左右。与巴西等先进生产国（单产5.5-6吨/亩，出糖率12.5%以上）存在差距。我国三大甘蔗主产区广西、云南和广东平均单产和出糖率也存在差异，单产由高到低依次为广东、广西和云南，而出糖率则刚好相反。
问：我国甘蔗种植面积及分布如何？
敖俊华：我国是世界上第三大甘蔗生产国，位于巴西、印度之后，近五年年均种植面积约1800万亩，主要分布在北纬24°以南的热带、亚热带地区，包括广西、云南、广东、海南等南方省（区），其中广西占60%左右，云南占25%左右，广东占10%左右。
问：我国食糖能自给吗？
敖俊华：我国食糖产量大体稳定在1000万吨左右，包括甘蔗糖和甜菜糖，其中甘蔗糖占90%左右。每年我国食糖需求量约为1500万吨，自给率大约为70%，存在500万吨的缺口。
问：目前影响我国甘蔗产量和品质提高的限制因素有哪些？
敖俊华：主要有甘蔗良种、病虫草害及养分管理等因素。今天我们主要关注的是养分管理方面。根据我们的调研结果，我国大多数蔗区的施肥是不合理的，化肥多施、偏施现象十分严重。氮磷钾的投入量远远超过甘蔗需求量，其中氮肥施用量约为巴西的4倍，但产量只有巴西的80%。重大量元素，轻中微量元素，土壤养分失衡普遍，施肥侧重氮磷钾，中微肥镁、硼、硅等投入较少甚至不施，导致土壤中大量元素累积，而中微量元素亏缺。我们的数据也表明华南和西南地区土壤缺镁、缺硼等现象普遍。再者是土壤酸化严重，广东蔗区土壤pH平均只有4.6，属于强酸性土壤，广西和云南蔗区土壤pH虽然稍微高一些，介于5.0到5.5之间，但也属于偏酸性土壤。土壤酸化一方面造成肥料利用率低，另外一方面易引起离子的毒害作用，如铝毒、锰毒等。还有一个是季节性干旱。虽然蔗区年均降雨量可以达到1700mm，能满足甘蔗需求，但降雨分布极不均衡，冬春干旱及秋季干旱发生的频率高、持续时间长，一旦干旱，不但影响甘蔗的正常生长，而且制约了甘蔗对肥料的吸收利用。
问：营养元素镁对作物光合产物的也就是糖类物质形成及运输分配有直接的影响，那么我国蔗区土壤镁的状况是怎样的？
敖俊华：我国三大甘蔗主产区土壤主要为红壤和砖红壤，脱硅富铁铝化严重，呈酸性，含镁矿物易风化及淋洗，交换性镁含量较低，大部分处于缺乏的状态。其中广东蔗区土壤交换性镁含量最低，平均约为30mg/kg，而云南和广西的稍微高一些，平均在50-100mg/kg之间。
问：土壤缺镁对甘蔗的生长、产量和糖分有什么影响？
敖俊华：镁是除了氮磷钾外甘蔗吸收的第四大营养元素，对甘蔗的生长有非常大的影响。首先，镁是叶绿素重要构成因子，缺镁影响甘蔗叶片叶绿素的合成，进而影响光合作用，减少光合产物的形成，最终产量受到比较大的负面影响。其次，镁影响光合产物的分配。光合产物运输需要镁、ATP提供能量，甘蔗一旦缺镁，叶片中形成的光合产物运输不出去而累积在叶片中，导致光合效率大幅度降低，而在高光条件下，叶片还可能出现灼伤的情况。另外，缺镁影响甘蔗根系的生长，明显特征是甘蔗的根冠比降低，根系发育得的比较慢而小，进而影响其他养分的吸收利用。
镁对甘蔗品质的形成也是非常重要的。甘蔗的主要品质评价指标是蔗茎中的蔗糖分，要提高蔗糖分就需要将蔗糖源源不断地的从蔗叶（源）运输到蔗茎（库）储存起来，这个过程需要镁的参与，一旦缺镁，蔗糖的运输就会受阻，导致蔗茎蔗糖分下降，因此施用镁肥可以提高甘蔗蔗糖从源到库的转运效率，从而提高甘蔗糖分。但生产中也有一个现象，施镁后甘蔗产量得到了很大的提升，而甘蔗糖分实际上是没有增加的，甚至有可能会下降一点。这种现象可能是由于产量增加产生的一个稀释效应。从另一个指标单位面积产糖量（产量乘以蔗糖分）来衡量的话，施镁单位面积糖产量也是大幅度提高的。因此，施用镁肥能较好提高甘蔗产量和品质。
问：解决甘蔗缺镁的问题，一个是什么时候用镁肥，用多少，以及用什么样的镁肥？
敖俊华：甘蔗整个生育期可分为四个时期，分别为苗期、分蘖期、伸长期和成熟期。不同时期对镁的吸收表现出不均衡性，总体与干物质累积规律相似，呈现“两头少、中间多”特征。苗期和分蘖早期对镁吸收量较少，吸收量占整个生长期的15%～25%，但需求程度相当迫切，对镁缺乏敏感，一旦缺镁，根系发育受限，生长缓慢，甘蔗苗弱小，容易出现缺镁症状，主要表现为下部老叶叶缘呈现明显的红褐色斑点，中后期老叶和中部叶片脉间失绿，红褐色斑点变大，呈黄色的花斑叶，严重时叶片枯萎。分蘖盛期及伸长期对镁的吸收量大，吸收量占整个生长期的60%以上。进入成熟期后，甘蔗对镁的吸收量下降。可见，甘蔗对镁的需求敏感期为苗期，最大效率期为分蘖盛期和伸长期。因此，生产上耕作方式允许的话建议40%-50%作为基肥施用，50%-60%作为追肥施用。根据我国蔗区土壤和气候特性，宜选用速效与缓效相结合的镁肥类型，比如：硫酸镁与氧化镁相结合。
问：补镁之后对甘蔗生产有哪些影响呢？
敖俊华：根据我们在粤西蔗区开展的多年多点镁肥试验结果表明，增施镁肥后，可以提高中老叶叶绿素含量，保持较多的功能叶片，从而为合成更多的光合产物奠定基础。产量和糖分结果显示，增施镁肥甘蔗增产效果明显，增产幅度在3%~20%间，平均增产11%左右；对糖分的提升也有一定的促进作用，但没有产量明显，增糖幅度介于-2%~10%之间，平均增糖2 %左右。由于增产和增糖作用，单位面积产糖量显著增加，平均增幅达到14 %左右。
问：镁的贡献这么突出，蔗区补镁的话，您认为每年需要补充多少镁才能满足甘蔗生产的需求？如何科学补镁？
敖俊华：甘蔗是C4作物，生物量大，对镁需求量高。按照我国单产平均水平，甘蔗每年吸收带走量约1.5~2.0 kg MgO/亩。同时，我国甘蔗主产区主要分布于华南、西南地区，降雨量充沛，土壤淋溶作用强烈，镁元素淋失量大。根据我们长期定位试验对镁的淋洗监测，平均每亩淋洗量约1.5~2.5 kg MgO/亩。加上降水迁移等，甘蔗种植系统每年镁的输出量大约为4 kg MgO/亩。因此，根据土壤镁养分状况和产量目标，建议补充4~6 kg MgO/亩。对于南方酸性土壤，镁肥品种建议采用缓效、偏碱性的氧化镁和速效的硫酸镁相结合，即可延长肥效又有利于调理土壤酸性。
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