机械收获对宿根蔗发株生长及产量性状的影响

摘要：糖料蔗生产全程机械化是提高甘蔗生产效率及降低生产成本的有效途径，而糖料蔗机械收获对宿根蔗发株生长及蔗茎产量产生不良影响是制约糖料蔗机收率提高的重要原因。本研究以在广西来宾市兴宾区较平整蔗地上种植的4个主栽甘蔗品种为对象，开展机械收获对宿根蔗发株生长及产量性状影响试验，结果表明，机械收获处理4个甘蔗品种蔗蔸的留茬高度和蔗蔸破头率均明显高于人工砍收处理；机械收获会对蔗行土壤造成碾压，导致各品种宿根蔗的发株率均低于人工砍收处理，其中，桂柳05136、桂糖42号和桂糖49号的宿根发株率明显低于人工砍收处理，桂糖44号的宿根发株率与人工砍收处理较接近，说明发株率高低因甘蔗品种不同而异，宿根性很好的桂糖44号发株率受机械收获影响很小；机械收获对宿根蔗株高、茎径、有效茎数、单茎重及产量的影响因品种不同而异，其中，机械收获处理各品种宿根蔗生长前期的株高低于人工砍收处理，中后期的株高生长逐渐加快，至收获时株高与人工砍收处理已无明显差异；机械收获桂糖44号的产量高于人工砍收处理5.4%，其他品种的产量均不同程度低于人工砍收处理，说明机械收获有助于提高宿根性很好的桂糖44号产量。

关键词：宿根蔗；机械收获；蔗蔸质量；产量性状

中图分类号：S566.1" " " " " " " " " " " 文献标志码：A 文章编号：2095-820X（2024）06-0435-05

0 引言

甘蔗收获环节包括砍蔗、切梢、去叶、削根、捆扎和装运等作业工序，作业量约占甘蔗种植管理总作业量的55%［1］。机械收获能大幅度提高生产效率，是降低生产成本和解决甘蔗生产劳动力不足的有效途径［2-3］。广西来宾市兴宾区是全国重要的糖料蔗生产基地，蔗糖产业是其支柱产业之一，近几年来糖料蔗面积一直保持在80000 hm2左右。长期以来，广西来宾市兴宾区多数蔗区由于地块分散、连片面积较小、道路坑洼狭小或没有道路，其糖料蔗生产主要以农户分散、粗放管理方式种植经营，集约化程度低，无法实施大规模机械化作业，因此，糖料蔗生产综合机械化水平不高。自国家发展和改革委员会、农业部印发《糖料蔗主产区生产发展规划（2015—2020）（发改农经〔2015〕1101号）及广西区人民政府印发《关于促进我区糖业可持续发展的意见》（〔2013〕36号）后，广西来宾市兴宾区提出了以全区优质高产高糖糖料蔗基地建设为重点，加快提升糖料蔗经营规模化、种植良种化、生产机械化、水利现代化水平，降低糖料蔗生产成本，提高蔗农收入的构想及实施方案。截至2022年，广西来宾市兴宾区已基本建成“双高”糖料蔗基地48000 hm2，为糖料蔗生产全程机械化加速发展创造了良好的先决条件，糖料蔗生产全程机械化发展速度明显加快。据统计，2022年广西来宾市兴宾区糖料蔗生产的机耕率、机管率分别达99.3%和72.2%，而机收率仅6.6%；2022/2023年榨季进厂糖料蔗共334.3万t，而机械收获的糖料蔗仅21.9万t，机收率低已成为广西来宾市糖料蔗生产全程机械化的瓶颈问题。导致糖料蔗机收率低既有客观原因也有主观原因，其中，客观原因为建成的“双高”基地中大部分仍然是分户经营，土地平整、水利建设、机耕道路建设、种植模式及管理模式未能围绕机械收获规划安排，机械收获设备少，不能满足生产需求，多数糖厂未进行工艺改造解决机械收获糖料蔗含杂率偏高问题，机械收获受天气影响大等；主观原因是多数蔗农认为机械收获虽可大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、降低生产成本、增加种蔗收入及解决甘蔗生产劳动力严重不足问题，但收获机械、运输机械进入蔗地收割和运输会压实耕地，宿根蔗破头率高，影响宿根蔗发芽，从而影响甘蔗产量。本研究以在广西来宾市兴宾区较平整蔗地上种植的主栽甘蔗品种为试验对象，开展甘蔗机械收获对宿根蔗发株生长及产量性状影响研究，探索实施甘蔗生产机械化的农艺配套技术，特别是与收获机械化匹配的农艺技术，为促进广西来宾市蔗糖产业高质量发展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2022—2023年在广西来宾市兴宾区桥巩镇文武村甘蔗“双高”基地进行，该基地新植蔗较多，品种较齐全。在基地选择4块2022年新植蔗地（每块地种植同一个甘蔗品种）开展试验，试验地坡度平缓整齐，肥力基本一致。甘蔗品种为2022年在来宾市兴宾区种植面积排在前4位的桂柳05136（占比57.1%）、桂糖42号（占比19.1%）、桂糖49号（占比8.9%）和桂糖44号（占比7.9%）。桂柳05136（广西柳州市柳城县甘蔗研究中心选育）为具有强生长势、早熟、高产、高糖及宿根性好、适应性广的优良品种［4］；桂糖42号（广西农业科学院甘蔗研究所选育）具有高产高糖、宿根性好、抗旱性强、脱叶性好及抗倒性强等诸多优良特性［5］；桂糖44号属于分蘖力强、植株高大、有效茎数多、抗黑穗、抗旱性和抗倒能力强、宿根性很好及适合机械化生产的早熟、高产、高糖品种［6］；桂糖49号属于出苗率高、分蘖力强、分蘖成茎率高、有效茎数多、抗倒伏、宿根发株率高及适应性广的早熟、高糖、高产、稳产优良品种［7］。

供试机械为4GQ-1C型140 kW切段式甘蔗收获机（外形尺寸8090 mm×2610 mm×3700 mm，整机重10000 kg）和7YGZ-1A型58.8 kW自走式甘蔗田间收集搬运机（外形尺寸6792 mm×2250 mm×2815 mm，整机重5290 kg），均为广西柳工农业机械股份有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验设机械收获和人工砍收2个处理。试验区采用对比法排列，行长20.0 m，行距1.2 m，4行区，小区面积96.0 m2，每个品种设机械收获3个小区、人工砍收2个小区，共20个小区。小区间预留1行保护行，预防机械收获设备碾压到人工砍收处理小区。试验地选定并划好小区后，于2022年12月17日调查新植蔗的有效茎数，以人工砍收方式收获、清理、装运保护行和人工砍收处理小区的甘蔗，以机械收获方式收获、搬运机械收获处理小区的甘蔗。2023年2月下旬宿根蔗破垄，其后的施肥、培土、除草及病虫害防治等栽培管理措施与大田生产相同。2023年12月19日试验小区全部采用人工砍收方式进行收获、清理和验收。

1.2.2 测定项目及方法

新植蔗收获前（2022年12月17日）调查各小区的有效茎数，收获后调查留茬高度（从地面至蔗桩顶部）和蔗蔸破头率（破裂蔗桩数占蔗桩总数的百分比）等蔗蔸质量指标，每小区调查20个蔗蔸，取平均值；2023年5月调查各处理宿根蔗的发株数并计算发株率；2023年5—10月每月调查1次宿根蔗的株高。宿根蔗砍收前（2023年12月19日）在各处理小区中间行连续取20条有效茎进行考种，调查株高、茎径和垂度，同时调查各小区的有效茎数，按原料蔗标准砍收称重全部有效茎产量后折算为公顷产蔗量。

1.3 统计分析

试验数据采用Excel 2007进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 机械收获对蔗蔸质量的影响

2.1.1 对蔗蔸留茬高度的影响

由表1可知，在新植蔗收获后，机械收获处理4个甘蔗品种的留茬高度均明显高于其对应的人工砍收处理；平均留茬高度为1.95 cm，明显高于人工砍收处理的平均留茬高度（0.93 cm）。其中，由于在较平整的蔗地上实施机械收获能适当压低砍刀位置，因此，4个甘蔗品种的平均留茬高度（1.95 cm）已属于较低的留茬高度；而人工砍收处理属于小锄低砍，基本为平地砍，因此，其留茬高度更低。由此可见，在较平整蔗地上开展甘蔗机械收获作业，其甘蔗的留茬高度总体上虽较低，但仍明显高于人工砍收的留茬高度。

2.1.2 对蔗蔸破头率的影响

由表1可知，机械收获处理4个甘蔗品种的蔗蔸破头率为28.66%～44.52%，均明显高于其对应的人工砍收处理，且品种间差异较明显（蔗蔸破头率差值为10.85%～24.40%），但桂糖44号的蔗蔸破头率与其对应的人工砍收处理差异较小；机械收获平均蔗蔸破头率为34.24%，较人工砍收处理的平均蔗蔸破头率高16.69%（绝对值）。由此可见，机械收获甘蔗的蔗蔸切口容易破裂，蔗蔸的破头率较高，容易导致病菌从切口侵入，加快蔗头腐烂变质，影响宿根蔗蔗芽萌发。

2.2 机械收获对宿根蔗发株率的影响

由表2可知，机械收获处理4个甘蔗品种的宿根发株率均低于其对应的人工砍收处理，其中，桂糖49号的发株率为96.79%，较其对应的人工砍收处理降低8.41%（绝对值），桂糖42号的发株率为105.92%，较其对应的人工砍收处理降低7.47%（绝对值），桂柳05136的宿根发株率为90.99%，较其对应的人工砍收处理降低3.23%（绝对值），而桂糖44号的宿根发株率为110.40%，仅低于其对应的人工砍收处理0.31%（绝对值）；4个品种甘蔗的平均宿根发株率为100.91%，较人工砍收处理的平均宿根发株率低4.72%（绝对值）。说明机械收获过程中由于机械对蔗地的碾压对宿根蔗发株具有不良影响，导致甘蔗发株率降低，但降低程度因品种不同而异，其中宿根性很好的桂糖44号的发株率降幅较小。

2.3 机械收获对宿根蔗生长的影响

由表3可知，在5—10月，机械收获处理桂柳05136和桂糖42号的株高生长总体上低于其对应的人工砍收处理；在5—8月，桂糖49号的株高低于其对应的人工砍收处理，在9月后赶上并超过其对应的人工砍收处理；在5—10月，桂糖44号的株高始终高于其对应的人工砍收处理，但差异不明显。说明甘蔗机械收获对其前期生长具有一定影响，但影响程度因品种不同而异，随着受机械收获压实的土壤因破垄、中耕及雨水浸润得到恢复，各甘蔗品种的株高能恢复到与其对应的人工砍收处理同样的正常生长状态。

2.4 机械收获对宿根蔗产量性状的影响

由表4可知，验收时机械收获处理各品种宿根蔗的株高为291.80～328.67 cm，其中，桂柳05136和桂糖42号均稍低于其对应的人工砍收处理，桂糖49号和桂糖44号均稍高于其对应的人工砍收处理，4个品种的平均株高高于人工砍收处理的平均株高1.28 cm，说明机械收获对宿根蔗株高的影响虽因品种不同而异，但影响程度较小。在对茎径影响方面，机械收获处理各品种宿根蔗的茎径为2.48～2.71 cm，其中，桂柳05136小于其对应的人工砍收处理，另3个品种均大于其对应的人工砍收处理，但4个品种的平均茎径仅高于人工砍收处理平均茎径0.01 cm，说明机械收获对宿根蔗茎径生长的影响因品种不同而异，但差异较小。在对单茎重影响方面，机械收获处理各品种宿根蔗的单茎重为1.538～1.896 kg，其中，桂柳05136低于其对应的人工砍收处理，另3个品种均高于其对应的人工砍收处理，但4个品种的平均单茎重仅高于人工砍收处理的平均单茎重0.020 kg，说明机械收获对宿根蔗单茎重形成虽因品种不同而异，但差异较小。在对有效茎数影响方面，机械收获处理各品种宿根蔗的有效茎数为53010～62148条/hm2，其中，桂柳05136和桂糖44号均大于其对应的人工砍收处理，桂糖42号和桂糖49号均小于其对应的人工砍收处理，但4个品种的平均有效茎数仅低于人工砍收处理的平均有效茎数1796条/hm2，说明机械收获对宿根蔗有效茎数形成虽因品种不同而异，但差异较小。在对蔗茎产量影响方面，机械收获处理桂柳05136、桂糖42号和桂糖49号宿根蔗的蔗茎产量均低于其对应的人工砍收处理，桂糖44号宿根蔗的蔗茎产量高于其对应的人工砍收处理，其中，桂柳05136为90186 kg/hm2，低于其对应的人工砍收处理1.9%，差异较小；桂糖42号为87341 kg/hm2，低于其对应的人工砍收处理5.4%，差异较小；桂糖49号为94820 kg/hm2，低于其对应的人工砍收处理5.0%，差异较小；桂糖44号为91622 kg/hm2，高于其对应的人工砍收处理5.4%，差异较小；4个品种的平均蔗茎产量低于人工砍收处理的平均蔗茎产量1727 kg/hm2，差异不明显。由此可见，机械收获对宿根蔗产量性状的影响因品种不同而异，其中，对宿根性很好的桂糖44号无负面影响，对宿根性差品种的影响较小。因此，最终产量以宿根性好的桂柳05136及宿根性很好的桂糖44号表现较佳，即机械收获对宿根性好的桂柳05136和宿根性很好的桂糖44号宿根蔗产量无明显影响。

3 讨论

留茬高度和蔗蔸破头率是衡量甘蔗砍收质量的重要指标。留茬过高会损失蔗茎产量，且易诱发高位芽萌发，导致宿根蔗培土困难和倒伏增多［8］，砍收甘蔗应尽量避免或减少蔗蔸切口破裂，防止蔗头感染病害、保持蔗蔸较高生活力［9］。留茬高低除受人为因素影响外，还受甘蔗倒伏情况及生长整齐度影响，倒伏严重、生长混乱的甘蔗，不管是机械收获还是人工砍收，其留茬高度均明显高于不倒伏和生长整齐的甘蔗。本研究中，4个甘蔗品种机械收获的留茬高度均明显高于其对应的人工砍收处理，与陈超君等［10］的研究结果相近。蔗蔸破头率是评价甘蔗收割质量的重要指标，甘蔗品种间破头率的差异应与品种纤维分含量不同有关，破头率低可减少病菌侵入，保持蔗蔸较强生存力，促进出苗、全苗和齐苗，增加有效茎数，最终提高甘蔗产量，而破头率过高会严重影响次年甘蔗产量及甘蔗收割机的广泛推广［11-12］。本研究中，4个甘蔗品种的平均蔗蔸破头率为34.24%，明显高于人工砍收处理的平均蔗蔸破头率，最终导致其平均有效茎数和平均产量均低于人工砍收处理。但也有研究表明，随着适宜机械化高效作业新机具及适合丘陵山区作业环境小型糖料蔗作业机具的推广应用，机械收获甘蔗的留茬高度和破头率较人工砍收更低［13-14］。

陈超君等［10］研究认为，机械收获处理对甘蔗宿根发株能力的影响明显，但影响程度因品种不同而异。莫清贵［15］研究发现，机械收获的宿根蔗发株率在品种间存在明显差异。本研究结果表明，机械收获处理甘蔗品种的发株率均低于其对应的人工砍收处理，说明机械收获过程中由于机械对蔗地的碾压对宿根蔗发株造成了不良影响，但其影响程度因品种而异，可能与品种的宿根性不同有关，其中，对宿根性很好的桂糖44号无负面影响。本研究还发现，机械收获处理的宿根蔗前期生长慢于其对应的人工砍收处理，随着机械压实土壤因破垄、中耕及雨水的浸润，中后期生长逐渐加快，至收获时株高已赶上甚至高于其对应的人工砍收处理，由此可见，机械碾压对宿根蔗生长的负面影响可通过及时破垄、灌溉及改良土壤通透性得到恢复。因此，生产上要求甘蔗的行距需与收获及运输机械相匹配，以减轻机械收获过程中机械对蔗行的碾压程度，减少机械化收获碾压土壤对宿根蔗带来的不良影响。

株高、茎径和有效茎数是构成甘蔗产量的主要性状，机械收获与人工砍收方式对宿根蔗的产量性状具有不同影响，因而最终产量表现不同。何章飞等［16］、张华等［17］、王维赞等［18］研究认为，适应机械收获的甘蔗品种应具有丰产、高糖、抗逆性强及适应性广等特点，特别强调宿根蔗应具有宿根发株好、抗倒伏、生长均匀及高度整齐等优势。在本研究条件下，机械收获对宿根蔗产量的影响因品种不同而异，其中，宿根性很好的桂糖44号的产量高于其对应的人工砍收处理，而机械收获处理另外3个品种的产量不同程度低于其对应的人工砍收处理。

4 结论

机械收获对在广西来宾市兴宾区较平整蔗地上种植甘蔗品种的宿根蔗发株生长和产量性状具有不同程度的负面影响，但影响程度因品种不同而异，其中，对宿根性很好的桂糖44号影响较小，通过及时破垄、灌溉及改良土壤通透性可改善其部分产量性状，进而提高其产量。

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（责任编辑 罗 丽）

韦思庚，韦志英，覃晓远，等. 机械收获对宿根蔗发株生长及产量性状的影响［J］. 广西糖业，2024，44（6）：435-439.

DOI：10.3969/j.issn.2095-820X.2024.06.004

收稿日期：2024-11-04

基金项目：广西来宾市兴宾区甘蔗试验站建设项目（TS202105）

通讯作者：黄家训（1972-），男，高级农艺师，主要从事甘蔗新品种引进试验、示范与推广工作，E-mail：740068328@qq.com

第一作者：韦思庚（1968-），男，高级农艺师，主要从事甘蔗栽培技术推广研究工作，E-mail：3047970560@qq.com