两个甘蔗品种机械收获后糖分转化损失分析

苏俊波 孔冉 罗炼芳 张华 陈由强 陈如凯

摘  要  探讨切段式联合收割机收获的甘蔗茎段糖分变化情况，为今后糖厂合理安排机械砍收顺序和入榨时间提供参考。分别对两个甘蔗品种粤糖94-128和粤糖00-236采取人工收获和机械化收获，分析其放置过程中（5 d内，自然条件下）蔗糖分、还原糖、重力纯度变化情况。结果表明：与人工收获方式相对比，两个品种在机械化切段式收获方式下的蔗糖分、还原糖、重力纯度在收获当天转化不显著，而从收获后第二天开始，糖分开始变化，具体为蔗糖分、重力纯度下降，还原糖分升高，粤糖00-236的糖分转化损失速度大于粤糖94-128。因此建议切段式收获的甘蔗茎段应该安排当天入榨，而在同一天砍收这两个品种的情况下应该优先安排粤糖00-236入榨。

关键词  甘蔗;机械收获;品种;糖分损失

中图分类号  S566.1          文献标识码  A

Comparative Analysis of the Sugar Content Between Two Sugarcane Cultivars After Mechanized Harvesting

SU Junbo1，2，KONG Ran2，LUO Lianfang2，ZHANG Hua1，CHEN Youqiang3，CHEN Rukai1*

1 National R&D Centre of Sugarcane Industry Technology， Fujian Agriculture and

Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China

2 South Subtropical Crops Research Institute， Chinese Academy of Tropical

Agricultural Sciences， Zhanjiang， Guangdong 524091， China

3 College of Life Sciences，Fujian Normal University，Fuzhou， Fujian 350117，China

Abstract  To provide guidance for the harvesting and mill schedule of two main cultivar accessions in Zhanjiang， we harvested the two cultivars Yuetang00-236 and Yuetang94-128 by both artificial and mechanization， and surveyed the sucrose， reducing sugars and gravity purity 0-5 days after harvest. The results showed that， there were no significant difference for sugar content between the two cultivars after mechanized harvesting the first day compared with artificial harvesting， but significant variation of sugar content was observed between the two cultivars from 2 to 5 days after harvest. In addition， Yuetang 00-236 had a higher sugar reducing rate than Yuetang 94-128 from 2 days after harvest. Based on these results， we proposed that mechanized harvesting sugarcane be necessary to be milled in the harvesting day， and Yuetang 00-236 be milled preferentially if harvested in the same day with Yuetang 94-128.

Key words  Sugarcane;Mechanical harvesting;Cultivar;Sugar content

doi  10.3969/j.issn.1000-2561.2015.08.009

甘蔗是中国主要的糖料作物，其种植面积占中国常年糖料种植面积的85%以上，产糖量占食糖总产的90%以上[1]。近年来，随着中国劳动力成本的日益上升，甘蔗生产机械化是一个急需解决的问题，特别是甘蔗收获的劳动强度十分大，很多时候未必能请到足够的人手进行收获[2]。近年来甘蔗的生产成本逐年上升[3-4]，调查显示，在种植环节和收获环节，人工费用分别从2005年的900元/hm2和30元/t增加到2014年的3 300元/hm2和140元/t。因此开展全程机械化生产尤其是收获环节的机械化是必然的趋势，在国际上，切段式的联合收割机进行收获是主流，但是切段式收获与人工收获的在甘蔗入榨方面的最大区别是糖分的转化损失，因此很有必要研究机械化收获后甘蔗的糖分转化情况。

在甘蔗收获后蔗糖分转化损失研究方面，有一些研究人员对不同甘蔗品种收获后糖分变化规律进行了研究[5-7]，段惠芬等[8]也对不同堆放时间对甘蔗蔗糖分和还原糖的影响进行了研究，但其均为人工收获方式下进行研究，对于机械收获方式下，切断后甘蔗茎段糖分转化损失研究，并未见相关报道。本研究通过对两个甘蔗品种机械收获及人工收获条件下，糖分转化损失情况进行测定分析对比，以期为机械化收获推广及制糖企业合理安排榨季砍、运、榨计划提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  材料

参试甘蔗品种为粤糖00-236和粤糖94-128，均为湛江蔗区的主栽品种。

1.2  方法

试验于2013年1月10日于广东省遂溪县北坡国家甘蔗生产全程机械化试验示范基地种植。种植试验采用随机区组排列，每个品种8行区，行距1.3 m，行长360 m，小区面积0.37 hm2。实验区为砂壤土，前作为甘蔗，肥力中下，地势均一，生产管理水平和大田种植相当。2014年1月13日采用CASE7000型切断式甘蔗联合收割机进行收获。在机械收获前，先以人工收获方法随机对每个品种砍取50条甘蔗，随后以CASE7000切断式联合收割机收获余下甘蔗，每个品种随机选取收获机切断甘蔗茎段100 kg。将两种方式收获的甘蔗于自然条件下放置0、1、2、3、4 d后进行糖分检测，每次随机取10条人工收获甘蔗及机械收获甘蔗10 kg进行化验。糖分检测方法在GB 10499-89《糖料甘蔗检测方法（经济作物-糖料作物与产品）》的基础上，结合谭芳等[9]的方法进行。

1.3  数据分析

所有试验数据统计分析应用Microsofe Excel2007、SPSS 15.0软件;糖分变化等数值采用单因素有重复值方差分析，多重比较采用Student-Newman-Keuls法。

2  结果与分析

2.1  蔗糖分变化

表1为两个甘蔗品种在收获后蔗糖分随放置时间变化情况，从中可以看出，2个品种采取切断式机械收获和人工收获方式收获，在收获当天（0 d），蔗糖分相差不大，表明切断式机械化收获并不会直接造成甘蔗茎段内蔗糖分下降。

人工收获条件下，2个甘蔗品种从收获当天（0 d）到放置1 d后，蔗糖分没有显著变化。机械化收获下，品种粤糖00-236在放置1 d后，蔗糖分相比收获当天（0 d）下降0.82%（绝对值），相对下降5.7%（相对值），达到极显著水平，此后每天均有不同程度的下降;品种粤糖94-128在放置1 d后，蔗糖分相比收获当天（0 d）下降0.42%（绝对值），相对下降3.2%（相对值），没有达到显著水平，此后每天均有不同程度的下降，至放置4 d后，糖分大幅下降，达到极显著水平。由此表明，品种粤糖00-236品种受机械破损后，糖分转化比较迅速，而粤糖94-128受机械破损后的糖分转化速度相对较慢。

糖分变化结果说明，今后在开展机械化收获的过程中，糖厂应做统筹合理安排，当天砍收的甘蔗应尽量安排当天入榨，第2天入榨的甘蔗将会造成一定程度的糖分损失。另外，品种之间的转化速度也有差异，转化快的品种宜先入榨，如同时采用机械化收获粤糖00-236和粤糖94-128时，若收获当天不能入榨的，应优先入榨粤糖00-236蔗茎，粤糖94-128的蔗茎可相对推迟入榨，减少糖分损失。

2.2  还原糖变化

在甘蔗的成熟过程中，还原糖转化成蔗糖;而在甘蔗组织受损或者过了成熟期，蔗糖又转化为还原性糖。表2为2个甘蔗品种在收获后还原糖随放置时间变化情况，从中可以看出，在收获当天（0 d），2个品种采取机械收获方式和人工收获方式，还原糖分相差不大，表明在收获当天，机械化收获方式并不会影响甘蔗茎段内的还原糖分。放置1 d后，2个品种还原糖均显著升高，其中粤糖00-236为极显著地升高;直至放置4 d后，2个品种的还原糖分均有不同程度升高，而人工收获的甘蔗茎段没有显著变化。由此表明两个甘蔗品种收获后，经过1 d的放置时间，机械化收获的茎段由于经受机械切割，造成组织破损，甘蔗组织内的蔗糖迅速转换成还原糖，糖分降低，还原糖升高。

2.3  蔗汁重力纯度变化

表3反映了不同收获方式下2个甘蔗品种重力纯度变化情况，从结果来看，重力纯度也是随着放置时间的增加而下降，粤糖00-236机械化收获情况下，放置1 d后，重力纯度出此极显著下降，而人工收获情况下，重力纯度并没有显著变化。粤糖94-128在机械化收获下，放置1 d后，重力纯度略有下降，但未达到显著水平，放置2 d后才达到显著水平，至放置4 d时达极显著水平。

3  讨论与结论

甘蔗机械化收获是涉及蔗农、机收、运输和制糖加工各环节有机衔接的系统工程。在传统的甘蔗生产规划基础上，亟需针对机械化的特点和要求，从种植布局上要因地制宜地进行品种产能类型区分、熟期安排和机械作业面一致性布局，从而实现集约化生产经营[9]。机械化收获是整个甘蔗生产全程机械化的关键环节，即便是在宽行距的情况下，机械化的收获仍然面临一些难题，国内因农机和农艺技术不配套、收获过程中机手不配合等原因造成一定程度的损失，这些都为制糖企业发展机械化收获的顾虑。目前国内甘蔗机械化收获已经可以实现低成本砍收、切断、剥叶和运送等一次性完成联合作业的甘蔗轻简收获[2]。本研究中采用CASE7000型切断式甘蔗联合收割机进行收获，有研究表明，采用此机械收获，每吨甘蔗的收获及运输成本为40元左右，远低于人工收获成本[10]。本研究的结果表明，两个甘蔗品种经机械化收获后，虽然茎段被机械切断，但收获当天（0 d），机械化收获甘蔗茎段与人工收获相比，蔗糖分、还原糖和重力纯度差异不显著，甘蔗糖分损失差异不明显。人工收获情况下，自然条件下放置4 d内，几个指标变化较小，这与江永的研究结果一致[11]。而采取机械化收获放置1 d后，蔗糖分和重力纯度随放置时间逐渐下降，还原糖分逐渐升高，这可能是由于机械化收获对甘蔗造成大量的切割破口，造成蔗糖分转化，使糖分损失速度加快，这也是机械化收获的弊端之一，但是机械化收获效率与人工作业相比，在砍收和装载上面，优势相当明显，其能从收获源头上加快入榨时间，在24 h内入榨，对蔗糖几无影响，可充分保证制糖企业利益，只是对农务安排提出更高的要求。

甘蔗还原糖含量是甘蔗成熟度和蔗汁纯度的主要指标之一[12]，一般含量在1%以下即达到工艺成熟期，它与制糖工艺过程有着密切的关系，还原糖含量过高，蔗汁纯度下降，影响蔗糖的结晶，从而降低出糖率[13]。本研究的2个供试品种中，粤糖94-128还原糖分明显高于粤糖00-236，这与两个品种种性有关，粤糖00-236是一个特早熟高糖的品种，而粤糖94-128是中晚熟品种[14-15]，粤糖00-236的蔗汁重力纯度显著高于粤糖94-128，说明在1月份收获时，粤糖00-236已经达到成熟高峰期，而粤糖94-128仍未达到成熟高峰期[16]。

不同甘蔗品种在收获后，糖分转化损失速度不同，在选择甘蔗品种时，除考虑基本性状外，有条件的还应增加收获后品质变化检测。研究中的两个品种，在机械化收获后蔗茎糖分转化速度上，粤糖00-236糖分转化速度显著高于粤糖94-128，因此糖厂在统筹安排收获甘蔗时，应优先安排收获粤糖00-236，然后再安排收获粤糖94-128。在同时采用机械化收获这两个品种时，若当天蔗量过多，无法当天入榨时，应优先安排粤糖00-236于收获当天入榨，而粤糖94-128的入榨时间可作适当推迟。

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