苗期機械損傷對甘蔗生長及產量的影響

熊 焰，王 輝，王 軍，王露露，周 霞，王健華，伍蘇然

（中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所，海南海口 571101）

甘蔗在我國農業經濟中占有舉足輕重的地位，是僅次于棉花和油料的大宗經濟作物[1]；也是我國南方傳統的經濟作物，其產量、產值相對較高，在整個南方經濟作物結構體系中具有重要作用[2]。甘蔗的產量與諸多因素相關，從甘蔗品種到植株栽培，從田間管理到病蟲害防治，甚至氣候變化均能影響甘蔗產量[3]。除自然災害外，其他影響甘蔗產量的因素均有人為因素的參與，而人為因素參與必將對甘蔗造成人為損傷。相較于生長起來的甘蔗，甘蔗苗顯得更加嬌嫩、更易受損傷；且甘蔗苗期時施肥培土、中耕除草、查苗補苗等管理措施均需要人為參與，且易造成甘蔗苗期機械損傷。因此，明確苗期機械損傷對甘蔗農藝性狀、產量及糖量的影響，對于甘蔗種植具有重要的意義。

增加甘蔗產量一直是甘蔗研究者的主要目標。徐林等在廣西蔗區對甘蔗新品種進行了試種和評價，結果顯示桂糖02-281 適宜在廣西不同蔗區推廣種植[4]。王梅霞等[5]、梁超等[6]也測試了甘蔗品種在蔗區的適應性。甘蔗種植深度[7-8]、耕作方式[9]、播種方式[10]、種植密度[11-12]、施肥[13-18]及機械種植[19-21]也都是增加甘蔗產量的研究方向。在增加甘蔗產量的道路上，除了上述的正向增加產量途徑外，還需要預防負向的減產，例如旱、澇、風等自然災害造成的甘蔗減產[22-25]；了解這些災害帶來的影響，再采取有效措施以減少災害帶來的損失。但是，人為機械損傷造成的減產總是容易被忽略。甘蔗苗期對于甘蔗的分蘗、成莖及產量有顯著的影響，因此需要人為進行查苗補苗、施肥培土、中耕除草、病蟲防控等，然而在人為操作過程中，總會不經意間對甘蔗苗造成不同程度的機械損傷。這些機械損傷對甘蔗生長及產量造成的影響，目前尚未見到相關報道。本文在田間對苗期甘蔗進行不同程度的機械損傷處理，旨在明確其對甘蔗農藝性狀、產量和錘度的影響，為探索新型種植方式和管理方法提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗甘蔗品種為臺糖22號。

1.2 試驗方法

本試驗在海南省臨高縣皇桐鎮蔗區進行。甘蔗于2020年3月種植，各處理區均種植1 235株，行距120 cm，株距45 cm，待蔗苗5 葉時進行試驗。設置處理1：每叢甘蔗正常雙芽種植；處理2：每叢甘蔗一芽正常、一芽機械損傷的輕微機械損傷；處理3：每叢甘蔗正常單芽種植；處理4：每叢甘蔗雙芽機械損傷的嚴重機械損傷。各處理隨機排列，水肥條件及管理模式一致。8月下旬調查每個處理的分蘗株數量；1月下旬在每個處理中隨機選擇10株無螟蟲為害的甘蔗，調查其有效莖數量、節間量、株高、莖粗、莖重及甘蔗上、中、下部的錘度。

1.3 數據處理

調查數據經統計后采用SPSS 軟件進行單因素ANOVA方差分析，LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 苗期機械損傷對甘蔗分蘗和有效莖的影響

調查不同處理的甘蔗分蘗株和有效莖，結果見圖1。甘蔗分蘗株數和有效莖數均按照處理1、處理2、處理3、處理4呈現遞減趨勢。在分蘗株數方面，處理1（7.5 ± 0.778 株）顯著多于處理2（4.6±0.542 株）、處理3（4.3±0.651株）和處理4（2.3±0.367株）（F=12.602，df=3，P＜0.05），處理2 和處理3 顯著多于處理4，但處理2 和處理3 之間無顯著性差異。在有效莖數方面，處理1（5.2±0.742株）顯著多于處理2（3.1±0.547株）、處理3（2.9±0.433 株）、處理4（1.2±0.200 株）（F=9.971，df=3，P＜0.05），處理2 和處理3 顯著多于處理4，但處理2和處理3之間無顯著性差異。

圖1 苗期機械損傷對甘蔗分蘗株數及有效莖數的影響

2.2 苗期機械損傷對甘蔗農藝性狀的影響

甘蔗苗期受不同程度的機械損傷后，其節間量、株高、莖粗、莖重等主要農藝性狀的變化見表1。甘蔗節間量、株高、莖粗和莖重等農藝性狀在不同處理中基本呈相同趨勢，即處理4 的各農藝性狀均顯著低于其他處理組的對應性狀。在節間量方面，處理1、處理2 和處理3 之間無顯著性差異，但三者都顯著大于處理4（P＜0.05）；在株高方面，處理1、處理2 和處理3 之間無顯著性差異，但均顯著高于處理4（P＜0.05）；在莖粗方面，處理3 顯著粗于處理1、處理4，但與處理2 之間無顯著性差異，三者顯著粗于處理4（P＜0.05）；在莖重方面，處理1、處理2、處理3 均顯著重于處理4，但三者之間無顯著性差異。

表1 苗期機械損傷對甘蔗主要農藝性狀的影響

2.3 苗期機械損傷對甘蔗產量指標的影響

甘蔗苗期受不同程度的機械損傷后，產量情況見表2。隨著機械損傷程度的加深，甘蔗產量呈遞減趨勢，處理1顯著高于處理2、處理3和處理4，處理3和處理2顯著高于處理4（P＜0.05），但處理3、處理2之間無顯著性差異。種植密度是造成甘蔗減產的一個原因，即當種植密度減少一半時（處理3），造成減產84.97 t·hm-2，減產率可達44.36%；甘蔗芽受到機械損傷是減產的另一個原因，即隨著機械損傷加深，減產量達77.16、158.8 t·hm-2，減產率40.28%、82.90%。

表2 苗期機械損傷對甘蔗產量的影響

2.4 苗期機械損傷對甘蔗錘度的影響

所有處理的甘蔗上、中、下部位錘度（含糖量）呈現遞增趨勢，即上部錘度最低，下部錘度最高（見表3）。在甘蔗中、下部錘度方面，處理1、處理2、處理3、處理4之間無顯著性差異；在上部錘度方面，處理3、處理1和處理2顯著高于處理4，但處理3、處理1和處理2之間無顯著性差異；在平均錘度方面，處理3顯著高于處理4，處理1、處理2 和處理3 之間無顯著性差異。

表3 成熟期甘蔗上、中、下部錘度及莖稈混合錘度

3 小結與討論

為了解苗期機械損傷對甘蔗造成的影響，本試驗測試了不同程度機械損傷對甘蔗生長的農藝性狀、產量及錘度的影響。本文測試了苗期無機械損傷的正常雙芽種植的處理1、輕微機械損傷的一芽正常一芽機械損傷的處理2、嚴重機械損傷的雙芽機械損傷處理4，探索苗期機械損傷對甘蔗生長、產量和錘度的影響。結果顯示：處理2 的節間量、株高、莖重及整體錘度（上部、中部、下部和平均錘度）與處理1 之間無顯著性差異，但處理2 的分蘗株數、有效莖數和產量顯著低于處理1。處理4 的平均錘度與處理2、處理1之間無顯著性差異，但其他指標均顯著低于處理2和處理1。分析表明，隨著甘蔗苗期機械損傷程度的加深，對甘蔗生長和產量的負面影響也隨之加深，此結果可為甘蔗機械化種植提供參考，未來在單芽段甘蔗種植機和雙芽段甘蔗種植機的設計和使用時，以減少其對甘蔗芽的機械損傷為目標。目前，甘蔗機械化蔗段式排種裝置中按排種方式主要有實時切種式排種裝置和預切種式排種裝置[26]。而這兩種切段裝置均有著嚴重的傷種情況：實時切種式的傷種率包括平切式的3.58%和斜切式排種裝置的1.5%，以及為解決斜切式排種裝置蔗段長度不均勻而設計滾切式排種裝置的4.14%；預切種式排種裝置的傷種率高達4%，且有著12%的漏植率[27]。因此，減少甘蔗機械化種植中機械對甘蔗種（芽）的損傷，是甘蔗機械化設計與使用的一個方向。

本文還測試了無機械損傷單芽種植（處理3）和雙芽種植（處理1）對甘蔗生長、產量和錘度的影響。結果顯示：處理3 的節間量、株高、莖重及整體錘度（上部、中部、下部和平均錘度）等與處理1無顯著性差異；但處理3 的分蘗株數、有效莖數和產量顯著低于處理1。結果表明，單芽種植比雙芽種植產量低，其主要原因是其分蘗株數和有效莖數顯著少于雙芽種植，證明雙芽種植效果優于單芽種植，此結論與羅亞偉等（2019）雙芽段、三芽段、四芽段或多芽段種莖種植有利于甘蔗萌芽和幼苗生長的結論[28]一致。

本文在田間對苗期甘蔗進行不同程度的機械損傷處理，結果表明苗期機械損傷對甘蔗生長性狀及產量均會造成負面影響，機械損傷程度越重，其性狀表現越差，產量越低；雙芽種植在生長性狀及產量上均優于單芽種植。研究結果有助于明確苗期機械損傷對甘蔗生長及產量的影響，為甘蔗機械化種植提供指導意見，加速甘蔗機械化生產進程。