廣西甘蔗全程機(jī)械化相適應(yīng)種植行距及模式

譚裕模，邢 穎，蒙炎成，陳桂芬*，黎煥光，江澤普，楊紹鍔

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007，2. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】目前全球最大產(chǎn)糖國(guó)前10位國(guó)家中，如巴西、澳大利亞、美國(guó)等國(guó)家已全部或基本實(shí)現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化[1]。國(guó)際主流的甘蔗機(jī)械化技術(shù)都是在寬行距(130 cm 以上)種植的基礎(chǔ)上進(jìn)行大馬力復(fù)式作業(yè)，甘蔗寬行種植方便甘蔗機(jī)械作業(yè)，減少機(jī)械對(duì)甘蔗損傷和對(duì)蔗田土壤的破壞，從而提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益[2]。我國(guó)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化模式是甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路，適當(dāng)?shù)男芯嗍潜ＷC甘蔗機(jī)械田間正常作業(yè)基本要求和提高其生產(chǎn)效率最重要的農(nóng)藝措施，但目前我國(guó)甘蔗種植行距多在70～100 cm，行距過(guò)窄，不適宜機(jī)械化收獲[3]。因此，開(kāi)展與全程機(jī)械化相適應(yīng)種植行距及模式研究對(duì)提高我國(guó)甘蔗生產(chǎn)效率具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】由于全程機(jī)械化生產(chǎn)效率數(shù)倍甚至數(shù)十倍高于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，甘蔗生產(chǎn)成本可大幅度降低[4]，而我國(guó)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化的研究和應(yīng)用起步較晚，無(wú)論是機(jī)械還是農(nóng)藝技術(shù)，在我國(guó)的蔗區(qū)條件下的機(jī)械化作業(yè)效率、質(zhì)量，作物產(chǎn)量水平和耕作農(nóng)藝要求都與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家技術(shù)設(shè)計(jì)的要求存在較大差距[5-7]。廣西蔗區(qū)土地資源、氣候條件與巴西、澳大利亞等國(guó)的條件相差較大[8]，大部分蔗區(qū)地形地貌復(fù)雜，地塊規(guī)模較小，蔗田規(guī)劃不規(guī)范，種植技術(shù)和品種不配套，加上春季期間光照時(shí)數(shù)嚴(yán)重不足等原因，導(dǎo)致作業(yè)效率不高，特別是機(jī)械化收割的效率遠(yuǎn)低于甚至不足機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的三分之一，機(jī)收后蔗地留宿根發(fā)株率低，大部分蔗地在機(jī)械收割后蔗地達(dá)不到留宿根蔗的要求，即使小部分留宿根的產(chǎn)量和宿根年限也受到嚴(yán)重的影響。由于春季光照嚴(yán)重不足和甘蔗品種宿根性原因，行距加寬后由于單位面積有效莖數(shù)少造成甘蔗產(chǎn)量的降低?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化應(yīng)用的核心問(wèn)題是機(jī)械化作業(yè)的效率[9]，而有關(guān)與機(jī)械化生產(chǎn)相配套種植行距研究，國(guó)內(nèi)尚少見(jiàn)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】對(duì)廣西目前生產(chǎn)上正在應(yīng)用的10個(gè)品種在不同行距和種植模式的田間試驗(yàn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)地調(diào)研分析，研究廣西蔗區(qū)不同行距種模式不同品種對(duì)產(chǎn)量效應(yīng)關(guān)系，探討廣西主要蔗區(qū)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化與之相適應(yīng)的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合配套技術(shù)，為提高廣西乃至全國(guó)甘蔗機(jī)械化的作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益，加速甘蔗全程機(jī)化的推廣進(jìn)程提供理論和實(shí)用依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試甘蔗品種為：ROC22；桂糖29號(hào)；桂糖31號(hào)；桂糖32號(hào)；桂糖35號(hào)；柳城05-136；福農(nóng)39號(hào)；福農(nóng)41號(hào)；粵00-236；粵糖55號(hào)，共10個(gè)。

1.2 試驗(yàn)方法

田間試驗(yàn)設(shè)10個(gè)甘蔗品種與7個(gè)種植行距水平或模式。10個(gè)品種見(jiàn)參試品種所述，6個(gè)種植行距：100、110 、120、130、140 和160 cm，1個(gè)寬窄行種植模式：130+50 cm。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)在各年份中基本一致。每小區(qū)5行，行長(zhǎng)75 ～100 cm，重復(fù)3次。小區(qū)試驗(yàn)面積由于行距的差異而不同，為28.1～52.5 m2。2010-2014年試驗(yàn)采用人工種植，甘蔗種莖種植下種方式為雙軌式，兩行間相隔10～15 cm；2015-2016年采用機(jī)械聯(lián)合種植機(jī)種植。人工種植和機(jī)械種植的種植密度約為105 000芽/hm2。新植下種時(shí)間在2月上旬至3月中旬。甘蔗收獲和試驗(yàn)小區(qū)測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收均采用人工方法。各年份試驗(yàn)測(cè)產(chǎn)時(shí)間均為每年的12月至翌年的1月中旬進(jìn)行。

由于參試品種數(shù)量和行距的水平均較多，難以把全部參試品種進(jìn)行與行距進(jìn)行完全的試驗(yàn)。本研究對(duì)品種與行距的處理采用有針對(duì)性選擇的試驗(yàn)方法，在不同年份進(jìn)行不同的品種和不同行距的田間試驗(yàn)，分別于2010年在廣西南寧市壇洛鎮(zhèn)甘蔗試驗(yàn)基地、2011-2014年在廣西南寧市隆安縣南圩鎮(zhèn)連安村試驗(yàn)基地、2015-2016年在廣西農(nóng)墾國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)林油分場(chǎng)以及2015-2016年在廣西柳州市雒容農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行不同種植行距及寬窄行模式試驗(yàn)。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

按照《糖料甘蔗試驗(yàn)方法》(GB/T 10499-2014)調(diào)查甘蔗出苗率、株高等農(nóng)藝性狀，收獲時(shí)按原料蔗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收[10]。采用Excel 2007統(tǒng)計(jì)工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植行距對(duì)不同甘蔗品種的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

2010年新植試驗(yàn)結(jié)果表明(表1)，ROC22和桂糖35號(hào)2個(gè)品種在100、120 、 140和160 cm等4個(gè)行距下種植，均以行距100 cm 的產(chǎn)量最高，行距寬于100 cm以上時(shí)，2個(gè)品種均表現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)，行距越寬，減產(chǎn)的幅度就越大，特別是但當(dāng)行距寬于120 cm以上時(shí)減產(chǎn)明顯。

表2結(jié)果表明，粵糖55號(hào)、桂糖32號(hào)和粵糖00-236等3個(gè)品種在110 和130 cm 2種行距下種植，3個(gè)品種產(chǎn)量均隨行距種植加寬呈減產(chǎn)趨勢(shì)。不同品種間行距對(duì)產(chǎn)量的影響有較大的差異，粵糖00-236行距加寬到130 cm在新植和宿根的產(chǎn)量都表現(xiàn)出較大幅度的減產(chǎn)，而粵糖55行距加寬到130 cm時(shí)沒(méi)有對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生明顯差異。3個(gè)品種的宿根蔗產(chǎn)量也沒(méi)有明顯的下降。

表3表明，在3年間共進(jìn)行了7個(gè)品種110 和140 cm 2種行距的4個(gè)試驗(yàn)。大部分品種在不同年份同樣表現(xiàn)在140 cm行距種植比110 cm行距有不同程度減產(chǎn)的趨勢(shì)。新植和宿根表現(xiàn)相似的趨勢(shì)。不同品種加寬行距對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)也有所較大差異。

表1 2010年2個(gè)品種4個(gè)不同行距種植農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量

表2 2011-2012年度3個(gè)品種2個(gè)行距種植農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

表3 2012-2014年7個(gè)品種2個(gè)行距新植宿根農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

續(xù)表3 Continued table 3

年份植期Yearandplantingperiod品種Varieties行距(cm)Rowspacing小區(qū)面積(cm2)Plotarea株高(cm)Height莖徑(cm)Stalkdiameter錘度(%)Brix有效莖(株/hm2)Millablestalks小區(qū)產(chǎn)量(kg)PlotyieldⅠⅡⅢ總產(chǎn)量(kg/hm2)Yield標(biāo)準(zhǔn)差(±kg)Standarddeviation較110cm(±%)Comparedwith110cm品種平均產(chǎn)量(kg/hm2)AverageproductFunong3914052.52333.0119.54696537038534069600376-17.677059.52013年宿根In2013,perennialrootROC2211037.53072.6718.15532035140637291245448-14052.52822.7420.55245539846547084735652-7.1487996.0桂糖2911037.52902.5019.96805537044940198520647-Guitang2914052.52942.6120.77041048749153095835384-2.7297183.5福農(nóng)3911037.52732.7618.95143542744835098910828-Funong3914052.52722.6620.74959044648340384570640-14.591746.02013年新植In2013,newplantROC2211037.52802.5119.36727543037338295745499-14052.52802.5719.159805540520472972455641.5796498.0桂糖3111037.52472.7519.76390031228426569540375-Guitang3114052.52472.6517.560825361373448750607607.9572300.0粵糖5511037.52592.5719.96936036741339895145383-Yutang5514052.52782.4318.26979550848845792325409-2.9693739.52014年新植In2014,newplantROC2211037.52642.8919.66081031533330677100221-14052.52602.9720.05758532735837167125369-12.9472115.5桂糖3111037.52492.9218.97432533631034880355318-Guitang3114052.52512.9319.17143044338538076710563-4.5478528.0福農(nóng)4111037.52472.9319.05460031332026472495487-Funong4114052.52393.0518.25166038034333667290386-7.1869897.0柳05-13611037.52572.8419.95745025528528967035306-Liu05-13614052.52472.9019.95556031930832860690165-9.4663865.5

表4表明，在2015年進(jìn)行了2個(gè)品種120和140 cm 2種行距的試驗(yàn)。柳05-136在140行距條件下有小幅度增產(chǎn)，表7中該品種2014年新植從110 cm行距加寬至140行距表現(xiàn)為減產(chǎn)，這可能與對(duì)比行距不同且不同年份間降雨等條件差異有關(guān)。但福農(nóng)39加寬行距至140后有一定的減產(chǎn)，這與表7中該品種新植與宿根均表現(xiàn)一致。表明不同品種加寬行距的效應(yīng)有所差異。

綜上結(jié)果表明，從整體上看，在廣西蔗區(qū)自然條件下，種植行距100～140 cm之間單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量均表現(xiàn)出隨行距的加寬而有降低的趨勢(shì)(表5)。由于100 cm行距的試驗(yàn)次數(shù)只有1次，代表性不強(qiáng)。140 cm行距與110 cm行距的有效莖數(shù)相差4470株/hm2，差異率為7.6 %；產(chǎn)量相差9030 kg/hm2，差異率為11.3 %。以上數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析表明，本研究結(jié)果中單位面積有效莖數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為r=0.5198**(r=0.3541,P<0.01)達(dá)到顯著相關(guān)。

表4 2015年2個(gè)品種2個(gè)行距種植新植農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況表(金光2016.1.17)

表5 2010-2015年田間試驗(yàn)種植行距與蔗莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量

表6 7個(gè)品種2個(gè)行距的蔗莖產(chǎn)量和單位面積有效莖數(shù)

表7 2015年不同品種寬窄行種植農(nóng)藝性狀及測(cè)產(chǎn)結(jié)果

注：沒(méi)有灌溉設(shè)備。

Note: No irrigation equipment.

表8 2016年寬窄行距宿根不同品種農(nóng)藝性及產(chǎn)量結(jié)果表(柳州雒容2016.12.6)

注：定期采用膜下滴灌

Note:Regular use of drip irrigation under membrane.

本研究中不同品種加寬行距后對(duì)單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量的影響有較大的差異。影響較大的品種有ROC22、福農(nóng)39號(hào)、福農(nóng)41號(hào),而桂糖31號(hào)、粵糖55號(hào)2個(gè)品種對(duì)單位面積有效莖數(shù)和產(chǎn)量影響較小。

2.2 寬窄行距種植對(duì)不同品種單位面積有效莖數(shù)和產(chǎn)量的影響

2.2.1 無(wú)灌溉條件的寬窄行對(duì)不同品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響 表7表明，在無(wú)人工灌溉條件或管理水平較低的情況下，采用130+50 cm的種植行距，除桂糖31號(hào)為667 503株/hm2外，其他品種的單位面積有效莖數(shù)均不足60.0×103株/hm2，沒(méi)有達(dá)到大田生產(chǎn)正常值的水平，可以認(rèn)為在無(wú)灌溉條件或管理水平較低的情況下，寬窄行距沒(méi)有達(dá)到高產(chǎn)所具備的為其有效莖數(shù)水平。

2.2.2 滴灌條件宿根寬窄行距對(duì)不同品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響 表8表明，在有良好灌溉條件下，130+50 cm 寬窄行距種植，桂糖31號(hào)和粵糖84-125宿根栽培多年有效莖數(shù)仍達(dá)到75.0×103株/hm2以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大田生產(chǎn)約60.0×103～67.5×103株/hm2的正常值。蔗莖產(chǎn)量仍達(dá)到10.5×103kg/hm2以上。可以認(rèn)為，蔗田的基礎(chǔ)設(shè)施條件和水肥管理水平對(duì)單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量有較大影響。

3 討 論

3.1 甘蔗寬行種植對(duì)產(chǎn)量的影響

本研究采用10個(gè)品種和7個(gè)行距模式開(kāi)展多年多點(diǎn)田間試驗(yàn)，結(jié)果表明，在廣西主產(chǎn)蔗區(qū)自然條件下，種植行距從100 cm 增大至160 cm時(shí)，甘蔗有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量均表現(xiàn)出隨行距的加寬呈降低趨勢(shì)。140 cm種植行距相比110 cm，甘蔗有效莖數(shù)減少4470株/hm2，減少7.6 %；蔗莖產(chǎn)量減產(chǎn)9030 kg/hm2，減少11.3 %。這一結(jié)果與多個(gè)前人研究結(jié)果基本一致[11-14]，與少部分的研究有結(jié)果相反[15]。

我國(guó)南方糖料甘蔗傳統(tǒng)種植以約100 cm為主的行距，是在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)中形成的，是與當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件和選用的品種類型相聯(lián)系的。本研究中的多數(shù)品種特別是目前生產(chǎn)上采用的是適宜人工砍收的中大莖品種，在種植行距寬于100 cm以上的就會(huì)隨行距加寬變化而減產(chǎn)的結(jié)果較符合廣西甘蔗生產(chǎn)的客觀實(shí)際，如ROC22過(guò)寬的行距種植造成減產(chǎn)的趨勢(shì)較為明顯。本研究中也有部分品種如桂糖31號(hào)、粵糖94-128等品種在行距加寬到140 cm情況下不會(huì)造成明顯的減產(chǎn)，甚至表現(xiàn)增產(chǎn)，這種不同品種特性的差異可為解決機(jī)械化寬行距種植提供參考。

3.2 甘蔗單位面積有效莖數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性

本研究結(jié)果表明，甘蔗有效莖數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)，而有效莖數(shù)是某一特定環(huán)境條件下甘蔗植株群體數(shù)量自我協(xié)調(diào)和平衡的結(jié)果，在廣西氣候的氣候條件下過(guò)寬的行距種植造成減產(chǎn)最的主要原因?yàn)橛行o數(shù)的減少。前期研究結(jié)果表明，廣西蔗區(qū)有效莖數(shù)平均不足60 000株/hm2，與國(guó)外的結(jié)果有較大差距[4]，廣西的公頃有效蔗莖數(shù)明顯少于西、巴澳大利亞及我國(guó)的云南等蔗區(qū)，原因可能為廣西的年日照時(shí)數(shù)比這些蔗區(qū)明顯偏少。本研究中出現(xiàn)相同品種、相同行距在不同年份的田間試驗(yàn)結(jié)果也有較大的差異，與廣西不同年份的光、溫、水的資源變化差異有關(guān)，需有待進(jìn)一步研究。

3.3 不同品種對(duì)不同行距的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量效應(yīng)

本研究結(jié)果同樣表明，不同品種加寬行距種植后對(duì)產(chǎn)量的影響有不同的反應(yīng),本研究中桂糖31號(hào)、粵糖55號(hào)等品種，在寬行種植下的產(chǎn)量變化差異較小，即表明當(dāng)品種加寬行距種植后產(chǎn)量不容易造成明顯的減產(chǎn)，表明這些品種的分蘗率?成莖率和有效莖數(shù)較高有關(guān),有較高的群體莖數(shù)自我調(diào)節(jié)能力?而ROC 22的差異系數(shù)較大，不同年份之間的差異也較大。陳華金等[14]的研究中采用粵糖94-128同樣表現(xiàn)出在140 cm行距條件下獲得最高的產(chǎn)量的結(jié)果，同樣暗示不同品種具有不同的植株群體自我調(diào)節(jié)能力[15]。通過(guò)有針對(duì)性的目標(biāo)選育，篩選出適宜寬行種植的品種，具有耐低光照，中生快發(fā)，早分蘗，分蘗整齊，成莖率高等特性，可以獲得在較寬行距條件下具有較植株群體協(xié)調(diào)平衡能力特性的中莖品種，既可以解決廣西寬行距種植減產(chǎn)問(wèn)題，并有利于機(jī)械化作業(yè)后延長(zhǎng)宿根蔗的栽培年限，達(dá)到高產(chǎn)、高效率、高效益、低成本、低消耗的目的。

3.4 甘蔗的寬行距種植對(duì)栽培管理水平的要求

130+50 cm寬窄行種植模式實(shí)際上平均行距相當(dāng)于接近100 cm的簡(jiǎn)單行距的種植密度，種植密度本來(lái)就較大。既可以解決機(jī)械化作業(yè)拖拉機(jī)輪子在田間正常行走，又可增加蔗種的種植密度。如本研究結(jié)果所示，在管理水平較高的條件下，寬窄行種植的單位面積有效莖數(shù)可比簡(jiǎn)單行距種植的高約10 %左右，甚至更高。桂糖31號(hào)的第4年宿根栽培仍可達(dá)到105 t/hm2以上的產(chǎn)量水平。盡管寬窄行種植行距有較高的種植密度，但是同樣存在著甘蔗生長(zhǎng)前中期的植株群體自我平衡的問(wèn)題，前期田間管理水平，對(duì)前期生長(zhǎng)特別是早分蘗、快速封行，充分利用光能，促進(jìn)合理的植株群體的形成同樣是重要的因素[15]。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明種植行距從100～160 cm的有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量均表現(xiàn)出隨行距的加寬而有降低的趨勢(shì)，在配套相適應(yīng)的現(xiàn)代田間設(shè)施和管理技術(shù)的條件下，廣西的甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化可通過(guò)選擇相適應(yīng)的良種進(jìn)行140 cm 的寬行種植或者130+50 cm寬窄行的種植模式。

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