适应机械收获的宿根甘蔗不同种植行距研究

杨业彬，韦开军，邓 思，阳康春，周 颀，覃耀冠，张 燕

（广西农业科学院柳州分院/柳州市农业科学研究所，广西 柳州 545003）

【研究意义】广西作为蔗糖主产区，产量占全国蔗糖产量约60%，全区有53个县（市、区）种植甘蔗，其中21个县财政收入50%来自糖业税收［1］。2017—2018榨季，广西区甘蔗生产机械化率达59.1%，高于上个榨季2个百分点。张华等指出，甘蔗生产机械化可以显著降低甘蔗种、收成本［2］。目前我国制糖企业、蔗农及社会各界对于解决甘蔗生产机械化滞后这一“瓶颈”问题的呼声尤为迫切［3］。【前人研究进展】1970年代，美国的Matherile等进行12～84英寸行距的种植试验，分析其对甘蔗产量的影响，结果表明甘蔗产量有随种植行距的增加而降低的趋势，但其成本则增加了37%［4］。国外甘蔗主产国大部分都实现了甘蔗机械化，尤其是澳大利亚，该国的甘蔗种植行距达1.5 m，甚至有些品种的种植行距达到1.65 m［5］。研究表明，在宽行距下种植甘蔗可获得更高经济效益［6-8］。

【本研究切入点】本试验对参试甘蔗品种的农艺性状、产量性状和工艺品质3个方面进行分析比较。【拟解决的关键】寻求适应机械化的宽行距种植对甘蔗产量及品质的影响效应，为甘蔗机械管理、机械收获的大面积推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试甘蔗品种为桂糖29号、福农39号和粤糖60号。

1.2 试验设计

试验设3种种植行距处理：A行距1.0 m，当地常规行距（CK）；B行距1.2 m，适应中小型机具处理；C行距1.4 m，适应中大型机具处理。每个处理3次重复，采用顺序排列，在新植蔗各处理相同下种量的基础上进行，每处理小区行长8 m，5行区，A处理小区面积40 m2，B处理小区面积48 m2，C处理小区面积56 m2。

1.3 农艺性状调查

按《中国甘蔗品种志》［9］对甘蔗品种农艺性状术语所定义的方法进行调查。

1.3.1 发株数、发株率、分蘖率调查 从覆垄后至6月底，每月27日左右调查各小区活苗数，计算各处理每667 m2的发株数、发株率和分蘖率。

1.3.2 活苗消长动态调查 从覆垄后起至10月底，每月27日左右调查1次各处理的活苗数，根据各期活苗数，绘制各处理活苗消长动态图（表）。

1.3.3 中后期调查项目 4月开始至10月底，每处理定株10株，于每月27日定期测定株高，计算各处理的平均株高、月生长量和生长速度。

1.3.4 考种 甘蔗砍收前调查各处理的有效茎数，计算667 m2有效茎数；每处理选择在中间行连续测定20株有效茎的株高、茎径、单茎重。收获时按小区砍收测产，折算每667 m2原料蔗茎产量。

1.4 工艺品质分析

每个处理取代表性植株6株分析其工艺品质，测定蔗汁锤度、蔗汁重力纯度、蔗汁还原糖分和甘蔗纤维分，同时计算667 m2甘蔗含糖量。具体方法参照陆国盈编著的《甘蔗糖品质分析》［10］，其中甘蔗蔗糖分采用二次旋光法测定，蔗汁锤度采用比重法测定，蔗汁还原糖分用四钾基蓝法测定，甘蔗纤维分用常压干燥法测定。

1.5 数据整理及统计分析

试验数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0 for Windows软件进行整理，采用Microsoft Excel 2003制表。通过比较各个处理的农艺性状指标、生理指标、产量性状和工艺品质性状方面的指标判定甘蔗的合理种植行距。

2 结果与分析

2.1 不同种植行距处理对甘蔗农艺性状的影响

2.1.1 对发株率的影响 萌芽快慢对甘蔗具有重要意义［11］。本试验于4月调查各处理的发株苗数，计算发株率，结果（表1）显示，粤糖60号发株率高低依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理发株率比A处理低24.82个百分点，差异不显著，C处理发株率比A处理低0.46个百分点，差异不显著；福农39号发株率高低依次为C处理＞A处理＞B处理，其中C处理发株率比A处理高46.74个百分点、差异显著，B处理发株率比A处理低13.17个百分点、差异不显著。由于该试验小区新植蔗的成茎率不高，导致宿根蔗蔗桩数少，影响其发株数。桂糖29号发株率高低依次为B处理＞C处理＞A处理，其中C处理发株率比A处理高22.36个百分点、差异不显著，B处理发株率比A处理高91.44个百分点，差异显著。

表1 不同种植行距处理发株率比较Table1 Comparison of strain rate among different plant spacing treatments

2.1.2 对分蘖率的影响 分蘖是甘蔗重要特征之一［12］。由表2可知，粤糖60号各处理分蘖率高低依次为B处理＞ A处理＞C处理，其中C处理分蘖率比A处理低4.21个百分点，差异不显著，B处理分蘖率比A处理高3.86个百分点，差异不显著；福农39号各处理分蘖率高低依次为A处理＞B处理＞C处理，各处理差异均不显著，其中B处理分蘖率比A处理低0.41个百分点，C处理分蘖率比A处理低1.58个百分点；桂糖29号各处理分蘖率高低依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理分蘖率比A处理低66.67个百分点、差异显著，C处理分蘖率比A处理低36.59个百分点、差异显著。

2.1.3 对活苗消长动态的影响 从4月20日到6月15日，粤糖60号各处理活苗数处于增长状态，其中以C处理增长最快，5月份达到最大值，然后逐月下降，A、B处理下降较平稳，C处理降速较快；从4月20日到6月15日，福农39各处理活苗数处于增长状态，其中以C处理增长最快，5月份达到最大值，然后逐月下降，A、B处理下降较平稳，C处理降速较快；从4月20日到5月20日，桂糖29号各处理活苗数处于增长状态，其中以A处理增长最快，5月20日达到最大值，然后逐月下降，A处理下降较快，但A处理在8月份有小幅增长。5月份后A、B、C处理的波动幅度都较小。

表2 不同种植行距处理分蘖率比较Table2 Comparison of tillering rate among different plant spacing treatments

表3 不同种植行距处理活苗消长情况比较Table3 Comparison of live seedling growth and decline among different plant spacing treatments spacing in each month

2.1.4 对株高及伸长速度的影响 分别于6月15日、8月27日调查不同处理的定株株高，计算蔗株总伸长量及伸长速度，结果见表4，从表4可以看出，粤糖60号C处理在伸长前期、后期的株高高于A处理，而B处理株高低于A处理，各处理伸长速度快慢表现为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理伸长速度比A处理低0.11 cm/d，C处理伸长速度比A处理高0.09 cm/d；福农39号C处理在各个时期的株高始终高于对照（A处理），B处理的株高在伸长前期略高于A处理，但在中后期则低于A处理。各处理伸长速度表现为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理伸长速度比A处理低0.2 cm/d，C处理伸长速度为比A处理高0.05 cm/d；桂糖29号C处理在各个时期的株高始终高于A处理，B处理的株高前期高于A处理，但在中后期则低于A处理，各处理株高的表现为C处理＞A处理＞B处理。试验结果总体表现行距较宽的群体光照条件比较好，对蔗茎的伸长生长更为有利，其中C处理表现更优。

表4 不同种植行距处理蔗株高度及伸长速度比较Table4 Comparison of the height and elongation rate of sugarcane plants among different plant spacing treatments

2.1.5 对成茎率的影响 由表5可知，由于粤糖60号和福农39号的分蘖率较低，其成茎率相对较高，粤糖60号成茎率总体低于福农39号。粤糖60号各处理成茎率大小依次为B处理＞A处理＞C处理，其中C处理比A处理低9.0个百分点，显著不差异，B处理比A处理高19.8%，差异显著；福农39号各处理的成茎率大小依次为B处理＞A处理＞C处理，其中C处理比A处理低12.27个百分点，差异不显著，B处理比A处理高5.11个百分点、差异不显著；由于桂糖29号分蘖率较高，其成茎率相对比较低，各处理成茎率大小依次为B处理＞C处理＞ A处理，其中C处理比A处理高9.2个百分点，B处理比 A处理高10.35个百分点，差异均不显著。

表5 不同种植行距处理甘蔗成茎率比较Table5 Comparison of stem rate of sugarcane among different plant spacing treatments

2.2 不同种植行距处理对产量性状的影响

2.2.1 对蔗茎产量的影响 （1）茎长。由表6可知，粤糖60号茎长依次为C处理＞A处理＞B处理，其中C处理茎长比A处理高34.1 cm，B处理茎长比A处理低1.0 cm，差异均不显著；福农39号茎长依次为C处理＞A处理＞B处理，其中 B处理茎长比A处理低55.1 cm，差异显著，C处理的茎长比A处理低2.1 cm，差异不显著；桂糖29号的茎长依次为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理茎长比A处理低9.7 cm，C处理茎长比A处理高13.9 cm，差异均不显著。

（2）茎径。茎径是反映甘蔗蔗茎大小的指标。由表6可知，粤糖60号茎径依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理茎径比A处理低0.04 cm，C处理茎径比A处理低0.36 cm，差异显著；福农39号茎径依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理的茎径比A处理低0.15cm，C处理的茎径比A处理低0.29 cm，差异均不显著；桂糖29号茎径依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理茎径比A处理低0.13 cm，C处理茎径比A处理低0.1 cm，差异均不显著。

（3）单茎重。由表6可知，粤糖60号单茎重依次为C处理＞B处理＞A处理，其中C处理单茎重比A处理大0.31 kg，B处理单茎重比A处理大0.04 kg；福农39号单茎重依次为C处理＞A处理＞B处理，其中 B处理单茎重比A处理小0.02 kg，C处理单茎重比A处理大0.22 kg；桂糖29号单茎重依次为B处理＞A处理＞C处理，其中B处理单茎重比A处理大0.06 kg，C处理单茎重比A处理小0.05 kg。3个处理间差异均不显著。

表6 不同种植行距处理茎长、茎径、单茎重比较Table6 Comparison of stem length, stem diameter and single stem weight among different plant spacing treatments

（4）有效茎数。有效茎数是指收获时长达1.0 m以上的蔗茎。由表7可知，粤糖60号有效茎数依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理比A处理低3.43%，C处理比A处理低11.56%，差异均不显著；福农39号有效茎数依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理比A处理低44.01%，差异显著，C处理比A处理低15.02%，差异不显著；桂糖29号的有效茎依次为C处理＞B处理＞A处理，其中B处理比A处理高3.15%、差异不显著，C处理比A处理低17.19%，差异显著。在8月份，桂糖29号苗数仍是3个品种中最多的，但有效茎数却没有达到理论值，这是由于桂糖29号的品种特点就是宿根分蘖多但成茎少。

（5）蔗茎产量。收获时每处理小区5行甘蔗的蔗茎产量折算各处理667 m2蔗茎产量。由表7可知，粤糖60号蔗茎产量依次为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理蔗茎产量比A处理低0.65%，C处理比A处理高2.56%，差异均不显著；福农39号蔗茎产量依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理比A处理低40.95%，差异显著，C处理比A处理低2.71%；桂糖29号蔗茎产量依次为C处理＞B处理＞A处理，其中B处理比A处理高10.4%，C处理比A处理低17.19%，差异均不显著。

2.3 不同种植行距处理对甘蔗品质的影响

表7 不同种植行距处理有效茎和蔗茎产量比较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，粤糖60号蔗糖分依次为A处理＞B处理＞C，其中C处理比A处理低0.47%，B处理比A处理低0.02%；福农39号蔗糖分依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理比A处理低0.22%，C处理比A处理低1.08%；桂糖29蔗糖分依次为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理比A处理低1.28%，C处理比A处理高1.22%。

2.3.2 甘蔗纤维分 由表8可知，粤糖60号的纤维分依次为B处理＞A处理＞C处理，其中B处理比A处理高1.99%，C处理比A处理低0.22%；福农39号纤维分依次为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理比A处理低1.19%，C处理比A处理高0.91%；桂糖29号纤维分依次为C处理＞B处理＞A处理，其中B处理比A处理高0.05%，C处理比A处理高0.62%。

表8 不同种植行距处理甘蔗蔗糖分和纤维分比较Table8 Comparison of sucrose and fibre fraction among different planting spacing treatments

2.3.3 蔗汁还原糖分 由表9可知，粤糖60号的蔗汁还原糖分依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理比A处理低0.12%，C处理比A处理低0.22 %；福农39号蔗汁还原糖分依次为C处理＞B处理＞A处理，其中C处理比A处理高0.09%，B处理比A处理高0.05%；桂糖29号蔗汁还原糖分依次为B处理＞C处理＞A处理，其中C处理为比A处理高0.09%，B处理比A处理高0.12%。

2.3.4 蔗汁重力纯度 由表9可知，粤糖60号各处理蔗汁重力纯度均达87%以上，其蔗汁重力纯度大小依次为C处理＞A处理＞B处理，其中B处理比A处理低0.53%，C处理比A处理高3.73%；福农39号各处理的蔗汁重力纯度均达89%以上，依次为A处理＞B处理＞C处理，其中B处理比A处理低1.99%，C处理比A处理低2.02%；桂糖29号各处理的蔗汁重力纯度均达87%以上，依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理比A处理低2.30%，C处理比A处理低0.02%。

表9 不同种植行距处理甘蔗还原糖分和重力纯度比较Table9 Comprison of reducing sugar and gravity purity among different planting spacing treatments

2.4 不同种植行距处理对含糖量的影响

不同处理含糖量差异见表10，粤糖60号每667 m2含糖量依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理比A处理低0.69%，C处理比A处理低0.46%，差异均不显著；福农39号每667 m2含糖量依次为A处理＞C处理＞B处理，其中B处理比A处理低41.90%，差异显著，C处理比A处理低9.81%；桂糖29号每667 m2含糖量依次为C处理＞B处理＞A处理，其中B处理比A处理高0.87%、差异未达到显著水平，C处理比A处理高26.99%、差异显著。

表10 不同种植处理甘蔗含糖量比较Table10 Comparison of sugar contentper unit area among different plant spacing treatments

3 讨论

目前我国甘蔗种植仍以人工种植为主要方式，传统种植方式下农民仍以窄行距种植为主要方式，而种植行距过窄机械进行生产活动时对蔗蔸进行碾压破坏导致宿植甘蔗产量受到影响［12］本研究在保证下种量的前提下，设置适宜中小型机械（1.2 m）或中大型机械生产（1.4 m）行距，探寻农机和农艺在实际生产过程中相配套的有效措施，并且通过改善甘蔗群体结构，提高甘蔗光合效率、产量等。裴铁雄等研究表明，在人工种植条件下，宽行种植有利于甘蔗出苗、分蘖和伸长［13］。许多研究表明，甘蔗个体光合性状对产量的影响程度要低于甘蔗群体冠层性状［14-16］。

甘蔗优良基因和配套的栽种良法与甘蔗高产高糖有极密切联系，所以甘蔗高产高糖栽培不仅需要优良基因也需要与之配套的栽种良法。通过总结广大甘蔗科研工作者的经验得出的“吨糖田”栽培技术，是降低甘蔗种植成本，提高甘蔗产量的栽培良法［17-20］，在此基础上我国任然面临农村劳动力日趋减少，导致甘蔗种植与收割成本过高的问题，因此必须加快开发机械化种植的配套栽培良法的进程。韦日辉等通过对不同种植规格的试验观察，结果表明不同种植规格由于甘蔗叶片受光照的程度不同，对甘蔗的田间锤度、蔗糖分、蔗茎产量均有一定影响［21］。

4 结论

本试验结果表明，在适应中小型机械耕作的1.2 m行距下，粤糖60、福农39号、桂糖29号的茎长、伸长速度均低于对照；适应大中型机械耕作的1.4 m行距下，粤糖60号、福农39号和桂糖29号的分蘖率低于对照，而茎长、生长速度均高于对照。.2 m和1.4 m种植行距下粤糖60号、福农39号、桂糖29号的茎径均低于对照，且粤糖60号、福农39号的有效茎数低于对照，1.4 m和1.2 m种植行距下桂糖29号有效茎数大于对照，1.2 m和1.4 m行距下粤糖60号单茎重均高于对照，1.4 m行距下福农39号单茎重高于对照，说明宽行种植对蔗茎伸长虽有所助益，但并非扩宽行距就能提高有效茎数和产量，还需考虑品种的特性。因此，根据品种的生长特性，选择与之相适应的种植行距，是推广甘蔗机械化生产的有效措施。本试验中，福农39号甘蔗在宽行距种植上不具有优势，其农艺性状、产量性状综合表现均低于对照，不适宜进行中大型机器种植管理；桂糖29号和粤糖60号在宽行距种植下其农艺性状、产量性状综合表现均优于对照，说明该品种对宽行种植具有良好的适应性，有进一步进行试验、示范、推广的价值。