种茎直接补种宿根蔗延长年限新技术降本增效分析与展望

游建华，邓智年，黄全宝，黄日宏，梁 阗，樊保宁，谭宏伟，周世福，黄研章，贾兆雄

(1广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所，广西南宁530007；2广西壮族自治区糖业发展办公室，广西南宁530021；3广西糖业集团红河制糖有限公司，广西来宾546128；4广西壮族自治区农业科学院，广西南宁530007；5广西凤糖鹿寨制糖有限责任公司，广西柳州546500；6横县东糖糖业有限公司石塘分公司，广西南宁530300；7广西凤糖融水和睦制糖有限责任公司，广西柳州545302)

0 引言

宿根蔗种植面积约占甘蔗种植总面积的60%～70%，与新植蔗比较，利用好宿根蔗的发株来生产高产高糖的原料甘蔗是一项重要的栽培制度，可以省工省力，减少生产投入成本[1-2]，提高甘蔗种植业和制糖企业的经济效益，而且宿根年限越长，整个植蔗周期的种植成本就越低[3]，经济效益越显著，已成为了蔗糖行业的共识。甘蔗生长期难免会遭遇病虫、冰霜冻、干旱为害，加之收获期人畜践踏、机具碾压等因素的影响，地下宿根芽受到不同程度伤害，导致宿根蔗畦缺株断垄。如果缺株断垄严重的宿根蔗地不及时有效地采取补种措施，弥补有效茎的不足，会造成蔗茎产量减产。

目前宿根蔗补种方法有：本品种提前育苗移栽法、宿根老蔸移密补疏法、种茎直接补种法。但前2种方法能实施的前提条件必须要有充足的劳动力和水源作保障，且劳动强度大、工序繁琐，移栽苗成活率低等，因移栽定植后需要淋定根水直至蔗叶返青，一般小面积蔗地或试验地小范围采用。由于甘蔗大多种植于旱坡地，受到水源、劳动力的缺乏等方面因素的制约，这些方法在大面积生产已鲜有人采用。因此，如何研究出简单、高效、实用的宿根蔗补种方法成为目前甘蔗生产上亟待解决的问题之一。

种茎直接补种法从理论上说，无疑是解决宿根蔗缺株断垄最便捷、省工、高效的方法。但本品种的种茎直接补种其宿根蔗是难以获得成功的，因其补种的蔗种萌芽期较长，蔗芽出苗后因株龄较小、生长竞争力弱而难以成为有效茎，所以宿根蔗不能直接补种蔗种[4]。本文所述的种茎直接补种法是采用与宿根蔗不同的品种种茎，按照新植蔗的下种方法直接下种于宿根蔗畦缺株断垄处，待种茎芽萌发出土后以宿根蔗来进行系列田间农事活动，直至工艺成熟期蔗茎收获压榨制糖。

针对广西蔗区主要栽培品种 ROC22、桂糖 42号、桂柳05-136等宿根蔗缺株断垄问题进行种茎直接补种试验，通过多年的系统研究，并经过基本覆盖广西目前所推广甘蔗品种的示范表征，获得了具有完全自主知识产权的创新性技术成果[5]，经过完善与提炼，形成了栽培技术体系[6]。因此，加大种茎直接补种宿根蔗延长年限新技术的应用推广步伐，对蔗糖产业提质与降本增效及其持续稳定发展具有重要意义。

1 研究背景与概况

1.1 基于ROC22宿根蔗缺株断垄严重而开展的探索性研究

ROC22自 1999年引种进入我国大陆蔗区，到了2005年后成为许多蔗区，特别是广西蔗区的主栽当家品种。据广西糖业协会2015年的统计，ROC22已占广西主要糖料蔗品种种植比例的 71.17%，ROC16占6.25%。另据中国糖业协会2016年的统计，我国蔗区的主要栽培品种为ROC22、ROC16等新台糖系列品种，种植面积约占植蔗面积的 64.8%。因此，新台糖系列品种尤其是ROC22当时不仅是广西蔗区的主栽当家品种，也是我国大陆其他省份蔗区的当家品种。据广西壮族自治区糖业发展办公室2016 年统计，ROC22、ROC16(台优)、桂柳 05-136、桂糖系列品种的种植面积已占广西蔗区植蔗面积的82.53%[7]。在生产上，甘蔗是利用蔗茎腋芽进行繁育的作物，像所有无性繁殖的作物，长期无性繁殖使病毒积累，危害加重，导致产量下降[8]，品质变劣，给生产造成重大经济损失。ROC22在蔗区已推广种植了十几年，为广西蔗糖产业稳定发展做出了重要贡献，但其品种退化的症状逐渐凸显，尤其是易感染黑穗病，不抗花叶病，抗旱性、耐寒性不强等弱点，直接造成了第 1、第 2年宿根蔗缺株断垄现象严重。如果不采取措施，进行有效的补种、补苗，宿根蔗发株率将逐年降低，单位面积有效茎数也逐年减少，导致单位面积蔗茎产量一年不如一年，一般到了第3年就被迫翻篼重种了，以至于整个广西蔗区每年因ROC22宿根蔗淘汰翻蔸重种约20万hm2以上。鉴于ROC22综合性状好，也暂无替代品种，尤其是其单位面积蔗茎产量和产糖量等指标尚可，制糖企业、种植者对该品种仍未放弃，继续种植。因此，解决ROC22宿根蔗缺株断垄问题，以达到单位面积目标产量所需要的有效茎数成为了生产上亟待解决的问题。

传统的提前育苗移栽法和宿根老蔸移密补疏法，经过长期的实践证明，因受到环境条件、成本、劳动力等制约因素的影响是无法大面积弥补甘蔗生产上宿根蔗有效茎数而达到目标单产。因此，既突破传统思维，又具有创新意识的高效、便捷的“种茎直接补种宿根蔗法”成为了新课题。

种茎直接补种宿根蔗法的关键是选择出适宜作为种茎直接补种的品种。首先从现有推广品种中进行筛选，且拟定品种与ROC22宿根蔗相比必须具备“高产高糖，萌芽出土快，分蘖早且快，前期生长快，整个生长期旺盛，宿根性好，补种后，在封行期补种的植株与宿根蔗植株长势基本齐平或略高，在工艺成熟期植株高度、蔗糖分等性状指标相当等”优势；尤其是注重其前期生长快，且全期长势旺盛的种性特点的苛刻要求[9-11]。经过查阅有关品比试验结果资料，反复权衡与比较，从广西“双高”糖料基地建设推广品种目录中挑选出了基本符合要求的桂辐98-296作为试供品种[12-16]。

2013年，在广西洋浦南华糖业集团股份有限公司那桐糖厂的支持下，在广西隆安县丁当镇进行了小面积的桂辐98-296种茎直接补种ROC22宿根蔗试种，蔗地封行后，补种蔗茎与宿根蔗茎长势基本一致，取得初步进展。

2014年，在广西合山市“双高”基地示范区进行了进一步的试验验证获得了成功，奠定了“种茎直接补种宿根蔗法”模式的雏形。

2015～2017 年，在广西农业重点科技计划项目的鼎力支持下，“桂辐 98-296种茎直接补种延长主栽品种宿根的研究”获得立项资助，对此开展系统研究。目的是探讨采用甘蔗新品种桂辐98-296种茎对主栽品种宿根蔗直接补种对各自产量和蔗糖品质的影响，以有效地解决宿根蔗缺株断垄问题，以延长宿根蔗年限，降低植蔗周期生产成本，为生产应用提供理论依据[17-18]。

2015～2016 年连续2年在广西象州县水晶乡雷安村采用桂辐 98-296种茎、ROC22种茎直接补种ROC22宿根蔗(对照)试验(见图1～2)，进行种茎直接补种后各个品种宿根蔗混合群体的长速、株高、茎径等性状及单位面积蔗茎产量、蔗糖品质表现及其差异的调查与分析，评判效果。通过连续2年的田间对比试验，“桂辐98-296种茎直接补种ROC22宿根蔗取得圆满成功”[19-20]，同时再次验证了“本品种(ROC22)的种茎直接补种其(ROC22)宿根蔗是难以获得成功的”的论断[4]。经过广西壮族自治区农业厅组织的专家组田间查定测产和广西博华食品有限公司采样进行蔗糖分化验分析[21]，结果达到或超过了预期目标。经过后续观察，宿根蔗年限延长了2年。

1.2 针对主推品种种植结构的变化进行拓展性试验研究与示范

2017年后，随着广西“双高”糖料蔗基地建设的稳步推进，蔗区生产面上的品种种植结构已发生明显变化，即桂糖42号、桂柳05-136等品种成为了主栽品种，近年又有桂糖44号、桂糖46号、桂糖49号、桂糖55号、桂糖58号等新品种在蔗区逐渐推广。因此，为了防止研究成果与产业脱节，结合已经发生品种变化的蔗区生产实际，对研究工作进行了相应的调整。基于上述试验成功模式已经积累的宝贵经验，分别在广西象州县水晶乡、融水苗族自治县融水镇(图3)“采用桂辐 98-296种茎和桂糖42号种茎直接补种桂糖42号宿根蔗试验”和“采用桂辐 98-296种茎和桂柳 05-136种茎直接补种桂柳 05-136宿根蔗试验”，经过专家组田间查定测产和广西博华食品有限公司、广西凤糖融水和睦制糖有限责任公司分别采样进行蔗糖分化验，结果达到或超过了预期。经过后续观察，宿根蔗年限也延长了2年。

图1 2016年象州县试验点专家组田间测产验收

图2 2017年象州县试验点专家组田间测产验收

2018年2 月，广西凤糖鹿寨制糖有限责任公司在鹿寨县鹿寨镇建立了约70 hm2的桂辐98-296种茎补种桂糖42号、桂柳05-136、桂糖29号等品种宿根蔗的示范片，补种处理均比对照(不补种，宿根蔗自然状态)增产28%以上，且宿根蔗年限延长了2年。

2019～2020 年，该公司还做了桂辐 98-296种茎补种桂糖44号、桂糖55号、桂柳系列品种宿根蔗的试验与示范，也获成功。此外，广西凤糖融水和睦制糖有限责任公司、广西凤糖罗城制糖有限责任公司、广西贵港市欣盛农业科技公司、广西横县东糖石塘糖业有限公司、柳州市柳江区糖业发展中心等进行了桂辐98-296种茎补种以桂糖32号、桂糖42号、桂柳05-136、桂糖44号、桂糖49号、桂糖55号、桂糖58号、桂柳系列等目前广西蔗区推广品种宿根蔗的试验与示范，均获得成功，为大面积应用推广奠定了坚实的基础和科学依据。

图3 2017年广西融水县融水镇三合村种茎直接补种桂柳05-136宿根蔗试验点9月初田间试验对比调查

1.3 种茎直接补种宿根蔗对蔗茎产量与蔗糖分的结果与分析

通过分析2015～2017年桂辐98-296种茎直接补种处理与对照蔗茎产量及蔗糖分结果比较，结果详见表1。

1.3.1 2015年试验结果与分析

桂辐 98-296种茎直接补种处理(简称“种茎补种”，下同)的平均产量为74.33 t/hm2，比对照CK(不补种，宿根蔗自然状态，下同)55.97 t/hm2增产18.36 t/hm2，差异达极显著水平，增幅为32.80%。种茎补种不影响ROC22宿根蔗的产量和蔗糖分，补种的桂辐98-296蔗株蔗糖分为15.64%，比ROC22宿根蔗蔗株15.53%高0.11%[19](绝对值，下同)。

1.3.2 2016年试验结果与分析

桂辐98-296种茎补种ROC22宿根蔗的处理平均产量77.32 t/hm2，对照区CK为57.20 t/hm2，因此，桂辐98-296种茎补种ROC22宿根蔗处理比对照增产20.12 t/hm2，差异达极显著水平，增幅35.17%。蔗糖分分析结果：桂辐98-296种茎补种蔗株14.60%，比ROC22宿根蔗蔗株14.38%高0.22%[22]。

表1 桂辐98-296种茎直接补种处理与对照蔗茎产量及蔗糖分结果比较

1.3.3 2017年试验结果与分析

⑴桂辐98-296种茎补种桂糖42号宿根蔗的处理平均产量77.93 t/hm2，比对照区CK 58.14 t/hm2增产19.79 t/hm2，差异达极显著水平，增幅34.04%。蔗糖分分析结果：桂辐98-296种茎补种蔗株15.30%，比桂糖42号宿根蔗蔗株14.90%高0.4%[23]。

⑵桂辐98-296种茎补种桂柳05-136宿根蔗的处理平均产量79.55 t/hm2，比对照区CK 60.26 t/hm2增产19.29 t/hm2，差异达极显著水平，增幅为32.01%。蔗糖分分析结果：桂辐98-296种茎补种蔗株15.38%，比桂柳05-136宿根蔗蔗株15.95%降低0.57%[24]。

综合上述3年的研究结果，从表1可知，桂辐98-296种茎补种ROC22、桂柳05-136、桂糖42号等品种宿根蔗，可以增加单位面积有效茎数，提高单位面积平均产量为19.39 t/hm2，平均增幅33.51%；种茎补种蔗株比宿根蔗蔗糖分平均高 0.04%，两者蔗糖分相当。

2 经济效益与存在优势

2.1 经济效益分析

2.1.1 宿根年限延长的年平均分摊种植成本效益

目前生产上种植的主栽品种一般是1年新植2年宿根就被迫翻篼重种了，即1个生长周期是3年。按照目前新植种植成本(指新植蔗从整地至出苗前费用)：3750元/hm2(拖拉机犁地或钩机翻地)+1800元/hm2(耙地开行)+7500元/hm2(基肥)+3750元/hm2(下种人工)+6750元/hm2(种茎)+750元/hm2(农药)＝24300元/hm2，则3年平均分摊种植成本8100元/hm2；根据试验示范结果，种茎补种一般延长宿根蔗年限2年以上，其年平均分摊种植成本也因此下降，种植者将间接受益。即1个生产周期由3年延长至了5年，除了增加补种种茎费用1162元/hm2和补种人工费8867元/hm2的成本外，年平均分摊种植成本为6865.8元/hm2。因此，明显地节约了年平均分摊种植成本约1234.2元/hm2。既提高了蔗地利用率，也降低了植蔗成本，增加了种植者的收入。

2.1.2 增产增糖的工、农业效益分析

2.1.2 .1 农业效益

从表2看出，综合2015～2017年的试验数据，种茎补种宿根蔗处理的增产结果，依据其补种当年榨季原料蔗收购价、补种成本(补种种茎费+补种人工费+补种蔗茎砍收人工费)计算，得出了种茎补种宿根蔗处理增加的农业收益，2015、2016、2017年分别是 3725.6、5292.0、5506.6和 5071.0元/hm2，平均为4898.8元/hm2，即种植者采用种茎补种宿根蔗处理而获得的纯收入。

2.1.2 .2 工业效益

表2 种茎直接补种宿根蔗增加农业收益结果比较

从表3看出，综合2015～2017年的试验数据，种茎补种宿根蔗处理新增工业产值(元/hm2)＝[补种处理蔗茎(补种蔗+宿根蔗)的产糖量-对照蔗茎(不补种，自然状态宿根蔗)产糖量]×蔗糖收回率×当年榨季广西白糖市场价，得出了2015、2016、2017年新增工业产值分别是 15876.0、13605.9、14297.0和15573.0元/hm2，平均为14838.0元/hm2，即种植者采用种茎补种宿根蔗处理而使制糖企业因产糖量的增产获得的新增工业产值，也因原料蔗的增产而提高了制糖企业的设备利用率，有利于节能降耗。

表3 种茎直接补种宿根蔗增加工业产值结果比较

2.2 种茎补种宿根蔗的优势

2.2.1 创新性

⑴突破传统模式。克服了利用宿根蔗本品种移密补疏、本品种的育苗移栽所致的工序烦杂且多、花费的劳动力多、成活率低、效益低、大面积规模化生产难以采用的弊端。利用桂辐98-296具有高产高糖、萌芽出土快、分蘖早且快、抗病、抗逆性强，宿根性好、前期生长快、整个生长期旺盛、适应性广等种性特点优势，而选择其作为种茎补种宿根蔗的首先种源，经过多年的试验与示范表征，获得了颠覆性的新技术，并已获得了国家授权发明专利[5]。

⑵改进与完善了“甘蔗栽培学”的相关内容。蔗农群众对种植甘蔗的认识为“有蔸才有收”，即，一定数量的有效茎数是目标单产的保障。种茎补种宿根蔗改变了蔗农群众面对宿根蔗缺株断垄就束手无策、放任自流或翻蔸重种了之的传统观念，在没有增加植蔗面积的前提下提高糖料蔗单产从而提高总产量，因此，他们也将从中获得实惠；同时也将改变有关甘蔗教科书、甘蔗栽培技术书籍所阐述的“甘蔗种茎不能直接用于宿根蔗缺苗、缺株补种”的有关论述，对“甘蔗栽培学”相关内容的改进与完善提供理论与实践依据。

2.2.2 实用性

相比传统方法而言，一是补种时段易掌控。补种作业一般安排在宿根蔗出苗后至长出 2～4片叶前进行，蔗畦的缺株断垄状况一目了然，有针对性地进行补种，避免了以往补种的盲目性，有利于整片蔗地苗齐、苗足，确保有效茎数达到目标单产要求。二是补种工序简单高效。宿根蔗蔗畦缺株断垄处开植蔗沟后，按照新植蔗种植方法，种茎直接补种在原蔗畦，不打乱原来的田间管理工作走道或操作行间，对甘蔗生产全程机械化的操作没有任何影响。三是不受水源的控制。下种盖土后不用淋水定根，处于自然状态，春季的土壤湿度或降雨已经满足其补种种茎萌芽出土对水分的要求。四是补种苗成茎率高。由于是按照新植蔗的方法下种，且已定植，种根、苗根不因重新移栽受到伤害，补种苗成活率高，有效茎数有保障。五是宿根蔗田间管理活动基本不受影响。补种蔗芽出苗后的一切农事活动及田间管理以宿根蔗的要求为准，按当地的习惯进行，蔗农群众易接受与采用。因此，依据试验结果，加之整合部分企业多点及其它甘蔗品种的示范表征结果，完善与提炼成了“种茎直接补种宿根蔗延长年限栽培技术体系”，起草的广西地方标准《糖料甘蔗种茎直接补种宿根蔗地栽培技术规程》已颁布[6]。

3 应用前景展望与推广建议

3.1 应用前景展望

⑴大面积规模化生产应用，蔗糖产业提质和降本增效显著。根据试验研究结果及经济效益分析，种植者采用“种茎直接补种宿根蔗延长年限新技术”每年节约种植成本约1234.2元/hm2、提高单位面积产量平均为19.39 t/hm2、种植者获得的纯收入平均为 4898.8元/hm2、制糖企业新增工业产值平均为14838.0元/hm2。鉴于目前广西蔗区每年因宿根蔗缺株断翻蔸重种约20万～25万hm2，如果该技术的推广应用面积达10万hm2，则带动2个方面的提质增效：一是因延长宿根蔗年限 2年，蔗区每年也将减少相应的翻蔸重种面积10万hm2，能节约种植成本约12342万元；同时新增193.9万t原料蔗，相当于2家日榨1万t糖厂1个榨季的原料蔗进厂总压榨量；按照2019/20年榨季广西原料蔗平均单产约72 t/hm2，相当于扩种2.19万hm2的原料蔗种植面积。二是广大应用种植者将因此获得的纯收入达48988万元，制糖企业也因产糖量的增产获得的新增工业产值平均为148380万元。

⑵补种作业方法将得到提升，极大提高补种劳动生产率。种茎补种宿根蔗延长年限新技术目前主要还是采用人工操作进行补种，补种下种的芽段一般是双芽段，在预先砍好种茎的前提下，一个劳动力一天能补种0.2～0.4 hm2，快的可以补种0.5 hm2。而种茎补种宿根蔗的作业时段一般是在春植蔗阶段，即上茬甘蔗砍收后宿根蔗发株出苗的 2～4叶前进行，大约1个月左右的窗口期，时间紧，劳动量大，此阶段的劳动力可能难以满足需要，也是部分做了试验示范制糖企业所反馈的，因此，短时间内需要的大量劳动力而供给不足可能成为制约该技术推广应用的瓶颈。为了破解这个亟待解决的难题，从2019年开始，通过调整工作思路，进行多点单芽段补种试验，并获得了成功，为下一步应用机械化进行补种打下了基础。同时联合广西柳州市赛福数控机械制造有限公司研发“种茎直接补种宿根蔗种植机”，并研制出了样机，获得了国家知识产权局颁发的实用新型专利证书[25]。“种茎直接补种宿根蔗种植机”目前正处于试验、调试与完善阶段，2022年后将定型、鉴定并批量生产供应。按设计，单机每小时的种茎补种作业量将达到1～1.5 hm2，一天的作业量达10～15 hm2。届时有了机械化的介入，按时、按质、按量完成种茎补种宿根蔗工作将由期待变成现实，以保障苗齐、苗足、苗壮，达到目标单位面积产量所需要的有效茎数。

3.2 推广建议

“种茎直接补种宿根蔗延长年限新技术”课题经过多年的试验与示范表征，获得了国家发明专利和颁布了广西地方标准等研究成果[5-6]，为做好该实用、高效新技术的推广工作，使广大甘蔗种植者掌握而受益，同时制糖企业因此而提高效益，特提出以下建议。

3.2.1 纳入广西糖业生产降本增效主推技术

2020年3 月广西壮族自治区人民政府办公厅印发《广西糖业降本增效三年行动计划工作方案》，作为广西糖业未来持续稳定发展方向的行动指南，建议广西壮族自治区糖业发展办公室在糖料蔗生产方面把“种茎直接补种宿根蔗延长年限新技术”列入主推技术之一，纳入有关实施细则，在政策层面予以支持。

3.2.2 多方宣传引导，以制糖企业为技术推广实施主体

⑴做好示范片，开好现场会，以点带面，辐射推广。拟推广的制糖企业依据蔗区的面积范围设定1～3个示范片，若干个样板点，做好从补种下种至原料蔗成熟各个生长期情况的田间调查，拔节伸长期后尤其要做好补种(苗)和宿根蔗(苗)有效茎数及其株高、茎径的调查、统计、分析、汇总等工作，并做好影像资料拍摄保存，工艺成熟期后即可进行田间实产验收。在伸长期后的9～12月就可以邀请县、乡镇政府蔗糖管理部门人员、村委干部、种植公司或大户、蔗管员、蔗农代表、蔗糖企业农务技术人员等莅临示范片召开现场观摩会。现场会既有各个生长时期长势的图文并茂的文字说明、比较照片宣传展板等，更有现场看得见、摸得着的实实在在的种茎补种后成长的有效茎和宿根蔗有效茎的效果对照，更具直观说服力，使与会者印象深刻，推广效果会更好。同时，蔗糖企业农务技术人员深入田间地头进行技术指导，动员村委干部、蔗管员及种植公司或大户积极率先垂范做好若干个样板点，通过以点带面在整个蔗区的辐射推广。

⑵发挥当地融媒体宣传作用。县(区)、乡镇人民政府蔗糖管理部门积极引导，制糖企业主动配合当地融媒体(广播电视台站、报纸)做好有关专题片或专版，加之村屯板报、横幅等舆论手段，加大宣传力度，使广大种植者家喻户晓。

⑶制糖企业统筹协调，做好补种种源的贮备与繁殖、供应工作。制糖企业农务部门根据上年度对宿根蔗苗情监测，梳理出本蔗区缺株断垄有关片区、地块情况，做好相应指导和建议工作。补种一般遵循“继续留宿根可能没有预期单产，翻蔸又可惜”原则，需要告知种植者的是“补种大约能弥补 1/3的产量”。如果种植者同意利用种茎补种其宿根蔗，并且愿意接受制糖企业有偿提供补种种源，那么制糖企业就应根据本蔗区所需种量预先做好补种种源的贮备与繁殖、供应工作，也可以委托具有种源繁殖资质的专业种植公司按时、按质、按量提供，以保障需求，确保补种工作能稳步推进。

⑷制定推广激励机制。制糖企业可以结合年度农务扶助计划工作，与政府有关部门密切配合，量力而行，因地制宜地制定相应的推广补贴办法。如广西凤糖鹿寨制糖有限责任公司自2020年开始，凡其蔗区种植者利用种茎补种宿根蔗经过其农务科验收后补助3000元/hm2，目的就是要鼓励广大种植者采用种茎补种宿根蔗延长年限新技术提高宿根蔗单产，使种植者增收和制糖企业增效，已取得了良好的经济和社会效果。