適應(yīng)機(jī)械收獲的宿根甘蔗不同種植行距研究

楊業(yè)彬，韋開軍，鄧 思，陽康春，周 頎，覃耀冠，張 燕

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院柳州分院/柳州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 柳州 545003）

【研究意義】廣西作為蔗糖主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國蔗糖產(chǎn)量約60%，全區(qū)有53個縣（市、區(qū)）種植甘蔗，其中21個縣財政收入50%來自糖業(yè)稅收［1］。2017—2018榨季，廣西區(qū)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化率達(dá)59.1%，高于上個榨季2個百分點。張華等指出，甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化可以顯著降低甘蔗種、收成本［2］。目前我國制糖企業(yè)、蔗農(nóng)及社會各界對于解決甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化滯后這一“瓶頸”問題的呼聲尤為迫切［3］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】1970年代，美國的Matherile等進(jìn)行12～84英寸行距的種植試驗，分析其對甘蔗產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明甘蔗產(chǎn)量有隨種植行距的增加而降低的趨勢，但其成本則增加了37%［4］。國外甘蔗主產(chǎn)國大部分都實現(xiàn)了甘蔗機(jī)械化，尤其是澳大利亞，該國的甘蔗種植行距達(dá)1.5 m，甚至有些品種的種植行距達(dá)到1.65 m［5］。研究表明，在寬行距下種植甘蔗可獲得更高經(jīng)濟(jì)效益［6-8］。

【本研究切入點】本試驗對參試甘蔗品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀和工藝品質(zhì)3個方面進(jìn)行分析比較?！緮M解決的關(guān)鍵】尋求適應(yīng)機(jī)械化的寬行距種植對甘蔗產(chǎn)量及品質(zhì)的影響效應(yīng)，為甘蔗機(jī)械管理、機(jī)械收獲的大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試甘蔗品種為桂糖29號、福農(nóng)39號和粵糖60號。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3種種植行距處理：A行距1.0 m，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)行距（CK）；B行距1.2 m，適應(yīng)中小型機(jī)具處理；C行距1.4 m，適應(yīng)中大型機(jī)具處理。每個處理3次重復(fù)，采用順序排列，在新植蔗各處理相同下種量的基礎(chǔ)上進(jìn)行，每處理小區(qū)行長8 m，5行區(qū)，A處理小區(qū)面積40 m2，B處理小區(qū)面積48 m2，C處理小區(qū)面積56 m2。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

按《中國甘蔗品種志》［9］對甘蔗品種農(nóng)藝性狀術(shù)語所定義的方法進(jìn)行調(diào)查。

1.3.1 發(fā)株數(shù)、發(fā)株率、分蘗率調(diào)查 從覆壟后至6月底，每月27日左右調(diào)查各小區(qū)活苗數(shù)，計算各處理每667 m2的發(fā)株數(shù)、發(fā)株率和分蘗率。

1.3.2 活苗消長動態(tài)調(diào)查 從覆壟后起至10月底，每月27日左右調(diào)查1次各處理的活苗數(shù)，根據(jù)各期活苗數(shù)，繪制各處理活苗消長動態(tài)圖（表）。

1.3.3 中后期調(diào)查項目 4月開始至10月底，每處理定株10株，于每月27日定期測定株高，計算各處理的平均株高、月生長量和生長速度。

1.3.4 考種 甘蔗砍收前調(diào)查各處理的有效莖數(shù)，計算667 m2有效莖數(shù)；每處理選擇在中間行連續(xù)測定20株有效莖的株高、莖徑、單莖重。收獲時按小區(qū)砍收測產(chǎn)，折算每667 m2原料蔗莖產(chǎn)量。

1.4 工藝品質(zhì)分析

每個處理取代表性植株6株分析其工藝品質(zhì)，測定蔗汁錘度、蔗汁重力純度、蔗汁還原糖分和甘蔗纖維分，同時計算667 m2甘蔗含糖量。具體方法參照陸國盈編著的《甘蔗糖品質(zhì)分析》［10］，其中甘蔗蔗糖分采用二次旋光法測定，蔗汁錘度采用比重法測定，蔗汁還原糖分用四鉀基藍(lán)法測定，甘蔗纖維分用常壓干燥法測定。

1.5 數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0 for Windows軟件進(jìn)行整理，采用Microsoft Excel 2003制表。通過比較各個處理的農(nóng)藝性狀指標(biāo)、生理指標(biāo)、產(chǎn)量性狀和工藝品質(zhì)性狀方面的指標(biāo)判定甘蔗的合理種植行距。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植行距處理對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 對發(fā)株率的影響 萌芽快慢對甘蔗具有重要意義［11］。本試驗于4月調(diào)查各處理的發(fā)株苗數(shù)，計算發(fā)株率，結(jié)果（表1）顯示，粵糖60號發(fā)株率高低依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理發(fā)株率比A處理低24.82個百分點，差異不顯著，C處理發(fā)株率比A處理低0.46個百分點，差異不顯著；福農(nóng)39號發(fā)株率高低依次為C處理＞A處理＞B處理，其中C處理發(fā)株率比A處理高46.74個百分點、差異顯著，B處理發(fā)株率比A處理低13.17個百分點、差異不顯著。由于該試驗小區(qū)新植蔗的成莖率不高，導(dǎo)致宿根蔗蔗樁數(shù)少，影響其發(fā)株數(shù)。桂糖29號發(fā)株率高低依次為B處理＞C處理＞A處理，其中C處理發(fā)株率比A處理高22.36個百分點、差異不顯著，B處理發(fā)株率比A處理高91.44個百分點，差異顯著。

表1 不同種植行距處理發(fā)株率比較Table1 Comparison of strain rate among different plant spacing treatments

2.1.2 對分蘗率的影響 分蘗是甘蔗重要特征之一［12］。由表2可知，粵糖60號各處理分蘗率高低依次為B處理＞ A處理＞C處理，其中C處理分蘗率比A處理低4.21個百分點，差異不顯著，B處理分蘗率比A處理高3.86個百分點，差異不顯著；福農(nóng)39號各處理分蘗率高低依次為A處理＞B處理＞C處理，各處理差異均不顯著，其中B處理分蘗率比A處理低0.41個百分點，C處理分蘗率比A處理低1.58個百分點；桂糖29號各處理分蘗率高低依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理分蘗率比A處理低66.67個百分點、差異顯著，C處理分蘗率比A處理低36.59個百分點、差異顯著。

2.1.3 對活苗消長動態(tài)的影響 從4月20日到6月15日，粵糖60號各處理活苗數(shù)處于增長狀態(tài)，其中以C處理增長最快，5月份達(dá)到最大值，然后逐月下降，A、B處理下降較平穩(wěn)，C處理降速較快；從4月20日到6月15日，福農(nóng)39各處理活苗數(shù)處于增長狀態(tài)，其中以C處理增長最快，5月份達(dá)到最大值，然后逐月下降，A、B處理下降較平穩(wěn)，C處理降速較快；從4月20日到5月20日，桂糖29號各處理活苗數(shù)處于增長狀態(tài)，其中以A處理增長最快，5月20日達(dá)到最大值，然后逐月下降，A處理下降較快，但A處理在8月份有小幅增長。5月份后A、B、C處理的波動幅度都較小。

表2 不同種植行距處理分蘗率比較Table2 Comparison of tillering rate among different plant spacing treatments

表3 不同種植行距處理活苗消長情況比較Table3 Comparison of live seedling growth and decline among different plant spacing treatments spacing in each month

2.1.4 對株高及伸長速度的影響 分別于6月15日、8月27日調(diào)查不同處理的定株株高，計算蔗株總伸長量及伸長速度，結(jié)果見表4，從表4可以看出，粵糖60號C處理在伸長前期、后期的株高高于A處理，而B處理株高低于A處理，各處理伸長速度快慢表現(xiàn)為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理伸長速度比A處理低0.11 cm/d，C處理伸長速度比A處理高0.09 cm/d；福農(nóng)39號C處理在各個時期的株高始終高于對照（A處理），B處理的株高在伸長前期略高于A處理，但在中后期則低于A處理。各處理伸長速度表現(xiàn)為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理伸長速度比A處理低0.2 cm/d，C處理伸長速度為比A處理高0.05 cm/d；桂糖29號C處理在各個時期的株高始終高于A處理，B處理的株高前期高于A處理，但在中后期則低于A處理，各處理株高的表現(xiàn)為C處理＞A處理＞B處理。試驗結(jié)果總體表現(xiàn)行距較寬的群體光照條件比較好，對蔗莖的伸長生長更為有利，其中C處理表現(xiàn)更優(yōu)。

表4 不同種植行距處理蔗株高度及伸長速度比較Table4 Comparison of the height and elongation rate of sugarcane plants among different plant spacing treatments

2.1.5 對成莖率的影響 由表5可知，由于粵糖60號和福農(nóng)39號的分蘗率較低，其成莖率相對較高，粵糖60號成莖率總體低于福農(nóng)39號?；浱?0號各處理成莖率大小依次為B處理＞A處理＞C處理，其中C處理比A處理低9.0個百分點，顯著不差異，B處理比A處理高19.8%，差異顯著；福農(nóng)39號各處理的成莖率大小依次為B處理＞A處理＞C處理，其中C處理比A處理低12.27個百分點，差異不顯著，B處理比A處理高5.11個百分點、差異不顯著；由于桂糖29號分蘗率較高，其成莖率相對比較低，各處理成莖率大小依次為B處理＞C處理＞ A處理，其中C處理比A處理高9.2個百分點，B處理比 A處理高10.35個百分點，差異均不顯著。

表5 不同種植行距處理甘蔗成莖率比較Table5 Comparison of stem rate of sugarcane among different plant spacing treatments

2.2 不同種植行距處理對產(chǎn)量性狀的影響

2.2.1 對蔗莖產(chǎn)量的影響 （1）莖長。由表6可知，粵糖60號莖長依次為C處理＞A處理＞B處理，其中C處理莖長比A處理高34.1 cm，B處理莖長比A處理低1.0 cm，差異均不顯著；福農(nóng)39號莖長依次為C處理＞A處理＞B處理，其中 B處理莖長比A處理低55.1 cm，差異顯著，C處理的莖長比A處理低2.1 cm，差異不顯著；桂糖29號的莖長依次為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理莖長比A處理低9.7 cm，C處理莖長比A處理高13.9 cm，差異均不顯著。

（2）莖徑。莖徑是反映甘蔗蔗莖大小的指標(biāo)。由表6可知，粵糖60號莖徑依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理莖徑比A處理低0.04 cm，C處理莖徑比A處理低0.36 cm，差異顯著；福農(nóng)39號莖徑依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理的莖徑比A處理低0.15cm，C處理的莖徑比A處理低0.29 cm，差異均不顯著；桂糖29號莖徑依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理莖徑比A處理低0.13 cm，C處理莖徑比A處理低0.1 cm，差異均不顯著。

（3）單莖重。由表6可知，粵糖60號單莖重依次為C處理＞B處理＞A處理，其中C處理單莖重比A處理大0.31 kg，B處理單莖重比A處理大0.04 kg；福農(nóng)39號單莖重依次為C處理＞A處理＞B處理，其中 B處理單莖重比A處理小0.02 kg，C處理單莖重比A處理大0.22 kg；桂糖29號單莖重依次為B處理＞A處理＞C處理，其中B處理單莖重比A處理大0.06 kg，C處理單莖重比A處理小0.05 kg。3個處理間差異均不顯著。

表6 不同種植行距處理莖長、莖徑、單莖重比較Table6 Comparison of stem length, stem diameter and single stem weight among different plant spacing treatments

（4）有效莖數(shù)。有效莖數(shù)是指收獲時長達(dá)1.0 m以上的蔗莖。由表7可知，粵糖60號有效莖數(shù)依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理比A處理低3.43%，C處理比A處理低11.56%，差異均不顯著；福農(nóng)39號有效莖數(shù)依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理比A處理低44.01%，差異顯著，C處理比A處理低15.02%，差異不顯著；桂糖29號的有效莖依次為C處理＞B處理＞A處理，其中B處理比A處理高3.15%、差異不顯著，C處理比A處理低17.19%，差異顯著。在8月份，桂糖29號苗數(shù)仍是3個品種中最多的，但有效莖數(shù)卻沒有達(dá)到理論值，這是由于桂糖29號的品種特點就是宿根分蘗多但成莖少。

（5）蔗莖產(chǎn)量。收獲時每處理小區(qū)5行甘蔗的蔗莖產(chǎn)量折算各處理667 m2蔗莖產(chǎn)量。由表7可知，粵糖60號蔗莖產(chǎn)量依次為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理蔗莖產(chǎn)量比A處理低0.65%，C處理比A處理高2.56%，差異均不顯著；福農(nóng)39號蔗莖產(chǎn)量依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理比A處理低40.95%，差異顯著，C處理比A處理低2.71%；桂糖29號蔗莖產(chǎn)量依次為C處理＞B處理＞A處理，其中B處理比A處理高10.4%，C處理比A處理低17.19%，差異均不顯著。

2.3 不同種植行距處理對甘蔗品質(zhì)的影響

表7 不同種植行距處理有效莖和蔗莖產(chǎn)量比較Table7 Comparison of effective stem and sugarcane yield among different plant spacing treatments

2.3.1 甘蔗蔗糖分 由表8可知，粵糖60號蔗糖分依次為A處理＞B處理＞C，其中C處理比A處理低0.47%，B處理比A處理低0.02%；福農(nóng)39號蔗糖分依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理比A處理低0.22%，C處理比A處理低1.08%；桂糖29蔗糖分依次為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理比A處理低1.28%，C處理比A處理高1.22%。

2.3.2 甘蔗纖維分 由表8可知，粵糖60號的纖維分依次為B處理＞A處理＞C處理，其中B處理比A處理高1.99%，C處理比A處理低0.22%；福農(nóng)39號纖維分依次為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理比A處理低1.19%，C處理比A處理高0.91%；桂糖29號纖維分依次為C處理＞B處理＞A處理，其中B處理比A處理高0.05%，C處理比A處理高0.62%。

表8 不同種植行距處理甘蔗蔗糖分和纖維分比較Table8 Comparison of sucrose and fibre fraction among different planting spacing treatments

2.3.3 蔗汁還原糖分 由表9可知，粵糖60號的蔗汁還原糖分依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理比A處理低0.12%，C處理比A處理低0.22 %；福農(nóng)39號蔗汁還原糖分依次為C處理＞B處理＞A處理，其中C處理比A處理高0.09%，B處理比A處理高0.05%；桂糖29號蔗汁還原糖分依次為B處理＞C處理＞A處理，其中C處理為比A處理高0.09%，B處理比A處理高0.12%。

2.3.4 蔗汁重力純度 由表9可知，粵糖60號各處理蔗汁重力純度均達(dá)87%以上，其蔗汁重力純度大小依次為C處理＞A處理＞B處理，其中B處理比A處理低0.53%，C處理比A處理高3.73%；福農(nóng)39號各處理的蔗汁重力純度均達(dá)89%以上，依次為A處理＞B處理＞C處理，其中B處理比A處理低1.99%，C處理比A處理低2.02%；桂糖29號各處理的蔗汁重力純度均達(dá)87%以上，依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理比A處理低2.30%，C處理比A處理低0.02%。

表9 不同種植行距處理甘蔗還原糖分和重力純度比較Table9 Comprison of reducing sugar and gravity purity among different planting spacing treatments

2.4 不同種植行距處理對含糖量的影響

不同處理含糖量差異見表10，粵糖60號每667 m2含糖量依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理比A處理低0.69%，C處理比A處理低0.46%，差異均不顯著；福農(nóng)39號每667 m2含糖量依次為A處理＞C處理＞B處理，其中B處理比A處理低41.90%，差異顯著，C處理比A處理低9.81%；桂糖29號每667 m2含糖量依次為C處理＞B處理＞A處理，其中B處理比A處理高0.87%、差異未達(dá)到顯著水平，C處理比A處理高26.99%、差異顯著。

表10 不同種植處理甘蔗含糖量比較Table10 Comparison of sugar contentper unit area among different plant spacing treatments

3 討論

目前我國甘蔗種植仍以人工種植為主要方式，傳統(tǒng)種植方式下農(nóng)民仍以窄行距種植為主要方式，而種植行距過窄機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)活動時對蔗蔸進(jìn)行碾壓破壞導(dǎo)致宿植甘蔗產(chǎn)量受到影響［12］本研究在保證下種量的前提下，設(shè)置適宜中小型機(jī)械（1.2 m）或中大型機(jī)械生產(chǎn)（1.4 m）行距，探尋農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝在實際生產(chǎn)過程中相配套的有效措施，并且通過改善甘蔗群體結(jié)構(gòu)，提高甘蔗光合效率、產(chǎn)量等。裴鐵雄等研究表明，在人工種植條件下，寬行種植有利于甘蔗出苗、分蘗和伸長［13］。許多研究表明，甘蔗個體光合性狀對產(chǎn)量的影響程度要低于甘蔗群體冠層性狀［14-16］。

甘蔗優(yōu)良基因和配套的栽種良法與甘蔗高產(chǎn)高糖有極密切聯(lián)系，所以甘蔗高產(chǎn)高糖栽培不僅需要優(yōu)良基因也需要與之配套的栽種良法。通過總結(jié)廣大甘蔗科研工作者的經(jīng)驗得出的“噸糖田”栽培技術(shù)，是降低甘蔗種植成本，提高甘蔗產(chǎn)量的栽培良法［17-20］，在此基礎(chǔ)上我國任然面臨農(nóng)村勞動力日趨減少，導(dǎo)致甘蔗種植與收割成本過高的問題，因此必須加快開發(fā)機(jī)械化種植的配套栽培良法的進(jìn)程。韋日輝等通過對不同種植規(guī)格的試驗觀察，結(jié)果表明不同種植規(guī)格由于甘蔗葉片受光照的程度不同，對甘蔗的田間錘度、蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量均有一定影響［21］。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，在適應(yīng)中小型機(jī)械耕作的1.2 m行距下，粵糖60、福農(nóng)39號、桂糖29號的莖長、伸長速度均低于對照；適應(yīng)大中型機(jī)械耕作的1.4 m行距下，粵糖60號、福農(nóng)39號和桂糖29號的分蘗率低于對照，而莖長、生長速度均高于對照。.2 m和1.4 m種植行距下粵糖60號、福農(nóng)39號、桂糖29號的莖徑均低于對照，且粵糖60號、福農(nóng)39號的有效莖數(shù)低于對照，1.4 m和1.2 m種植行距下桂糖29號有效莖數(shù)大于對照，1.2 m和1.4 m行距下粵糖60號單莖重均高于對照，1.4 m行距下福農(nóng)39號單莖重高于對照，說明寬行種植對蔗莖伸長雖有所助益，但并非擴(kuò)寬行距就能提高有效莖數(shù)和產(chǎn)量，還需考慮品種的特性。因此，根據(jù)品種的生長特性，選擇與之相適應(yīng)的種植行距，是推廣甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)的有效措施。本試驗中，福農(nóng)39號甘蔗在寬行距種植上不具有優(yōu)勢，其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀綜合表現(xiàn)均低于對照，不適宜進(jìn)行中大型機(jī)器種植管理；桂糖29號和粵糖60號在寬行距種植下其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀綜合表現(xiàn)均優(yōu)于對照，說明該品種對寬行種植具有良好的適應(yīng)性，有進(jìn)一步進(jìn)行試驗、示范、推廣的價值。