兩個甘蔗品種機械收獲后糖分轉化損失分析

2015-05-30 14:20:21蘇俊波孔冉羅煉芳張華陳由強陳如凱

熱帶作物學報 2015年8期

蘇俊波孔冉羅煉芳張華陳由強陳如凱

摘 ?要 ?探討切段式聯合收割機收獲的甘蔗莖段糖分變化情況，為今后糖廠合理安排機械砍收順序和入榨時間提供參考。分別對兩個甘蔗品種粵糖94-128和粵糖00-236采取人工收獲和機械化收獲，分析其放置過程中（5 d內，自然條件下）蔗糖分、還原糖、重力純度變化情況。結果表明：與人工收獲方式相對比，兩個品種在機械化切段式收獲方式下的蔗糖分、還原糖、重力純度在收獲當天轉化不顯著，而從收獲后第二天開始，糖分開始變化，具體為蔗糖分、重力純度下降，還原糖分升高，粵糖00-236的糖分轉化損失速度大于粵糖94-128。因此建議切段式收獲的甘蔗莖段應該安排當天入榨，而在同一天砍收這兩個品種的情況下應該優先安排粵糖00-236入榨。

關鍵詞 ?甘蔗;機械收獲;品種;糖分損失

中圖分類號 ?S566.1 ? ? ? ? ?文獻標識碼 ?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

甘蔗是中國主要的糖料作物，其種植面積占中國常年糖料種植面積的85%以上，產糖量占食糖總產的90%以上[1]。近年來，隨著中國勞動力成本的日益上升，甘蔗生產機械化是一個急需解決的問題，特別是甘蔗收獲的勞動強度十分大，很多時候未必能請到足夠的人手進行收獲[2]。近年來甘蔗的生產成本逐年上升[3-4]，調查顯示，在種植環節和收獲環節，人工費用分別從2005年的900元/hm2和30元/t增加到2014年的3 300元/hm2和140元/t。因此開展全程機械化生產尤其是收獲環節的機械化是必然的趨勢，在國際上，切段式的聯合收割機進行收獲是主流，但是切段式收獲與人工收獲的在甘蔗入榨方面的最大區別是糖分的轉化損失，因此很有必要研究機械化收獲后甘蔗的糖分轉化情況。

在甘蔗收獲后蔗糖分轉化損失研究方面，有一些研究人員對不同甘蔗品種收獲后糖分變化規律進行了研究[5-7]，段惠芬等[8]也對不同堆放時間對甘蔗蔗糖分和還原糖的影響進行了研究，但其均為人工收獲方式下進行研究，對于機械收獲方式下，切斷后甘蔗莖段糖分轉化損失研究，并未見相關報道。本研究通過對兩個甘蔗品種機械收獲及人工收獲條件下，糖分轉化損失情況進行測定分析對比，以期為機械化收獲推廣及制糖企業合理安排榨季砍、運、榨計劃提供科學依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

參試甘蔗品種為粵糖00-236和粵糖94-128，均為湛江蔗區的主栽品種。

1.2 ?方法

試驗于2013年1月10日于廣東省遂溪縣北坡國家甘蔗生產全程機械化試驗示范基地種植。種植試驗采用隨機區組排列，每個品種8行區，行距1.3 m，行長360 m，小區面積0.37 hm2。實驗區為砂壤土，前作為甘蔗，肥力中下，地勢均一，生產管理水平和大田種植相當。2014年1月13日采用CASE7000型切斷式甘蔗聯合收割機進行收獲。在機械收獲前，先以人工收獲方法隨機對每個品種砍取50條甘蔗，隨后以CASE7000切斷式聯合收割機收獲余下甘蔗，每個品種隨機選取收獲機切斷甘蔗莖段100 kg。將兩種方式收獲的甘蔗于自然條件下放置0、1、2、3、4 d后進行糖分檢測，每次隨機取10條人工收獲甘蔗及機械收獲甘蔗10 kg進行化驗。糖分檢測方法在GB 10499-89《糖料甘蔗檢測方法（經濟作物-糖料作物與產品）》的基礎上，結合譚芳等[9]的方法進行。

1.3 ?數據分析

所有試驗數據統計分析應用Microsofe Excel2007、SPSS 15.0軟件;糖分變化等數值采用單因素有重復值方差分析，多重比較采用Student-Newman-Keuls法。

2 ?結果與分析

2.1 ?蔗糖分變化

表1為兩個甘蔗品種在收獲后蔗糖分隨放置時間變化情況，從中可以看出，2個品種采取切斷式機械收獲和人工收獲方式收獲，在收獲當天（0 d），蔗糖分相差不大，表明切斷式機械化收獲并不會直接造成甘蔗莖段內蔗糖分下降。

人工收獲條件下，2個甘蔗品種從收獲當天（0 d）到放置1 d后，蔗糖分沒有顯著變化。機械化收獲下，品種粵糖00-236在放置1 d后，蔗糖分相比收獲當天（0 d）下降0.82%（絕對值），相對下降5.7%（相對值），達到極顯著水平，此后每天均有不同程度的下降;品種粵糖94-128在放置1 d后，蔗糖分相比收獲當天（0 d）下降0.42%（絕對值），相對下降3.2%（相對值），沒有達到顯著水平，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，達到極顯著水平。由此表明，品種粵糖00-236品種受機械破損后，糖分轉化比較迅速，而粵糖94-128受機械破損后的糖分轉化速度相對較慢。

糖分變化結果說明，今后在開展機械化收獲的過程中，糖廠應做統籌合理安排，當天砍收的甘蔗應盡量安排當天入榨，第2天入榨的甘蔗將會造成一定程度的糖分損失。另外，品種之間的轉化速度也有差異，轉化快的品種宜先入榨，如同時采用機械化收獲粵糖00-236和粵糖94-128時，若收獲當天不能入榨的，應優先入榨粵糖00-236蔗莖，粵糖94-128的蔗莖可相對推遲入榨，減少糖分損失。

2.2 ?還原糖變化

在甘蔗的成熟過程中，還原糖轉化成蔗糖;而在甘蔗組織受損或者過了成熟期，蔗糖又轉化為還原性糖。表2為2個甘蔗品種在收獲后還原糖隨放置時間變化情況，從中可以看出，在收獲當天（0 d），2個品種采取機械收獲方式和人工收獲方式，還原糖分相差不大，表明在收獲當天，機械化收獲方式并不會影響甘蔗莖段內的還原糖分。放置1 d后，2個品種還原糖均顯著升高，其中粵糖00-236為極顯著地升高;直至放置4 d后，2個品種的還原糖分均有不同程度升高，而人工收獲的甘蔗莖段沒有顯著變化。由此表明兩個甘蔗品種收獲后，經過1 d的放置時間，機械化收獲的莖段由于經受機械切割，造成組織破損，甘蔗組織內的蔗糖迅速轉換成還原糖，糖分降低，還原糖升高。

2.3 ?蔗汁重力純度變化

表3反映了不同收獲方式下2個甘蔗品種重力純度變化情況，從結果來看，重力純度也是隨著放置時間的增加而下降，粵糖00-236機械化收獲情況下，放置1 d后，重力純度出此極顯著下降，而人工收獲情況下，重力純度并沒有顯著變化。粵糖94-128在機械化收獲下，放置1 d后，重力純度略有下降，但未達到顯著水平，放置2 d后才達到顯著水平，至放置4 d時達極顯著水平。

3 ?討論與結論

甘蔗機械化收獲是涉及蔗農、機收、運輸和制糖加工各環節有機銜接的系統工程。在傳統的甘蔗生產規劃基礎上，亟需針對機械化的特點和要求，從種植布局上要因地制宜地進行品種產能類型區分、熟期安排和機械作業面一致性布局，從而實現集約化生產經營[9]。機械化收獲是整個甘蔗生產全程機械化的關鍵環節，即便是在寬行距的情況下，機械化的收獲仍然面臨一些難題，國內因農機和農藝技術不配套、收獲過程中機手不配合等原因造成一定程度的損失，這些都為制糖企業發展機械化收獲的顧慮。目前國內甘蔗機械化收獲已經可以實現低成本砍收、切斷、剝葉和運送等一次性完成聯合作業的甘蔗輕簡收獲[2]。本研究中采用CASE7000型切斷式甘蔗聯合收割機進行收獲，有研究表明，采用此機械收獲，每噸甘蔗的收獲及運輸成本為40元左右，遠低于人工收獲成本[10]。本研究的結果表明，兩個甘蔗品種經機械化收獲后，雖然莖段被機械切斷，但收獲當天（0 d），機械化收獲甘蔗莖段與人工收獲相比，蔗糖分、還原糖和重力純度差異不顯著，甘蔗糖分損失差異不明顯。人工收獲情況下，自然條件下放置4 d內，幾個指標變化較小，這與江永的研究結果一致[11]。而采取機械化收獲放置1 d后，蔗糖分和重力純度隨放置時間逐漸下降，還原糖分逐漸升高，這可能是由于機械化收獲對甘蔗造成大量的切割破口，造成蔗糖分轉化，使糖分損失速度加快，這也是機械化收獲的弊端之一，但是機械化收獲效率與人工作業相比，在砍收和裝載上面，優勢相當明顯，其能從收獲源頭上加快入榨時間，在24 h內入榨，對蔗糖幾無影響，可充分保證制糖企業利益，只是對農務安排提出更高的要求。

甘蔗還原糖含量是甘蔗成熟度和蔗汁純度的主要指標之一[12]，一般含量在1%以下即達到工藝成熟期，它與制糖工藝過程有著密切的關系，還原糖含量過高，蔗汁純度下降，影響蔗糖的結晶，從而降低出糖率[13]。本研究的2個供試品種中，粵糖94-128還原糖分明顯高于粵糖00-236，這與兩個品種種性有關，粵糖00-236是一個特早熟高糖的品種，而粵糖94-128是中晚熟品種[14-15]，粵糖00-236的蔗汁重力純度顯著高于粵糖94-128，說明在1月份收獲時，粵糖00-236已經達到成熟高峰期，而粵糖94-128仍未達到成熟高峰期[16]。

不同甘蔗品種在收獲后，糖分轉化損失速度不同，在選擇甘蔗品種時，除考慮基本性狀外，有條件的還應增加收獲后品質變化檢測。研究中的兩個品種，在機械化收獲后蔗莖糖分轉化速度上，粵糖00-236糖分轉化速度顯著高于粵糖94-128，因此糖廠在統籌安排收獲甘蔗時，應優先安排收獲粵糖00-236，然后再安排收獲粵糖94-128。在同時采用機械化收獲這兩個品種時，若當天蔗量過多，無法當天入榨時，應優先安排粵糖00-236于收獲當天入榨，而粵糖94-128的入榨時間可作適當推遲。

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