機械收獲對宿根蔗發株生長及產量性狀的影響

摘要：糖料蔗生產全程機械化是提高甘蔗生產效率及降低生產成本的有效途徑，而糖料蔗機械收獲對宿根蔗發株生長及蔗莖產量產生不良影響是制約糖料蔗機收率提高的重要原因。本研究以在廣西來賓市興賓區較平整蔗地上種植的4個主栽甘蔗品種為對象，開展機械收獲對宿根蔗發株生長及產量性狀影響試驗，結果表明，機械收獲處理4個甘蔗品種蔗蔸的留茬高度和蔗蔸破頭率均明顯高于人工砍收處理；機械收獲會對蔗行土壤造成碾壓，導致各品種宿根蔗的發株率均低于人工砍收處理，其中，桂柳05136、桂糖42號和桂糖49號的宿根發株率明顯低于人工砍收處理，桂糖44號的宿根發株率與人工砍收處理較接近，說明發株率高低因甘蔗品種不同而異，宿根性很好的桂糖44號發株率受機械收獲影響很小；機械收獲對宿根蔗株高、莖徑、有效莖數、單莖重及產量的影響因品種不同而異，其中，機械收獲處理各品種宿根蔗生長前期的株高低于人工砍收處理，中后期的株高生長逐漸加快，至收獲時株高與人工砍收處理已無明顯差異；機械收獲桂糖44號的產量高于人工砍收處理5.4%，其他品種的產量均不同程度低于人工砍收處理，說明機械收獲有助于提高宿根性很好的桂糖44號產量。

關鍵詞：宿根蔗；機械收獲；蔗蔸質量；產量性狀

中圖分類號：S566.1" " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A 文章編號：2095-820X（2024）06-0435-05

0 引言

甘蔗收獲環節包括砍蔗、切梢、去葉、削根、捆扎和裝運等作業工序，作業量約占甘蔗種植管理總作業量的55%［1］。機械收獲能大幅度提高生產效率，是降低生產成本和解決甘蔗生產勞動力不足的有效途徑［2-3］。廣西來賓市興賓區是全國重要的糖料蔗生產基地，蔗糖產業是其支柱產業之一，近幾年來糖料蔗面積一直保持在80000 hm2左右。長期以來，廣西來賓市興賓區多數蔗區由于地塊分散、連片面積較小、道路坑洼狹小或沒有道路，其糖料蔗生產主要以農戶分散、粗放管理方式種植經營，集約化程度低，無法實施大規模機械化作業，因此，糖料蔗生產綜合機械化水平不高。自國家發展和改革委員會、農業部印發《糖料蔗主產區生產發展規劃（2015—2020）（發改農經〔2015〕1101號）及廣西區人民政府印發《關于促進我區糖業可持續發展的意見》（〔2013〕36號）后，廣西來賓市興賓區提出了以全區優質高產高糖糖料蔗基地建設為重點，加快提升糖料蔗經營規模化、種植良種化、生產機械化、水利現代化水平，降低糖料蔗生產成本，提高蔗農收入的構想及實施方案。截至2022年，廣西來賓市興賓區已基本建成“雙高”糖料蔗基地48000 hm2，為糖料蔗生產全程機械化加速發展創造了良好的先決條件，糖料蔗生產全程機械化發展速度明顯加快。據統計，2022年廣西來賓市興賓區糖料蔗生產的機耕率、機管率分別達99.3%和72.2%，而機收率僅6.6%；2022/2023年榨季進廠糖料蔗共334.3萬t，而機械收獲的糖料蔗僅21.9萬t，機收率低已成為廣西來賓市糖料蔗生產全程機械化的瓶頸問題。導致糖料蔗機收率低既有客觀原因也有主觀原因，其中，客觀原因為建成的“雙高”基地中大部分仍然是分戶經營，土地平整、水利建設、機耕道路建設、種植模式及管理模式未能圍繞機械收獲規劃安排，機械收獲設備少，不能滿足生產需求，多數糖廠未進行工藝改造解決機械收獲糖料蔗含雜率偏高問題，機械收獲受天氣影響大等；主觀原因是多數蔗農認為機械收獲雖可大幅度提高生產效率、減輕勞動強度、降低生產成本、增加種蔗收入及解決甘蔗生產勞動力嚴重不足問題，但收獲機械、運輸機械進入蔗地收割和運輸會壓實耕地，宿根蔗破頭率高，影響宿根蔗發芽，從而影響甘蔗產量。本研究以在廣西來賓市興賓區較平整蔗地上種植的主栽甘蔗品種為試驗對象，開展甘蔗機械收獲對宿根蔗發株生長及產量性狀影響研究，探索實施甘蔗生產機械化的農藝配套技術，特別是與收獲機械化匹配的農藝技術，為促進廣西來賓市蔗糖產業高質量發展提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2022—2023年在廣西來賓市興賓區橋鞏鎮文武村甘蔗“雙高”基地進行，該基地新植蔗較多，品種較齊全。在基地選擇4塊2022年新植蔗地（每塊地種植同一個甘蔗品種）開展試驗，試驗地坡度平緩整齊，肥力基本一致。甘蔗品種為2022年在來賓市興賓區種植面積排在前4位的桂柳05136（占比57.1%）、桂糖42號（占比19.1%）、桂糖49號（占比8.9%）和桂糖44號（占比7.9%）。桂柳05136（廣西柳州市柳城縣甘蔗研究中心選育）為具有強生長勢、早熟、高產、高糖及宿根性好、適應性廣的優良品種［4］；桂糖42號（廣西農業科學院甘蔗研究所選育）具有高產高糖、宿根性好、抗旱性強、脫葉性好及抗倒性強等諸多優良特性［5］；桂糖44號屬于分蘗力強、植株高大、有效莖數多、抗黑穗、抗旱性和抗倒能力強、宿根性很好及適合機械化生產的早熟、高產、高糖品種［6］；桂糖49號屬于出苗率高、分蘗力強、分蘗成莖率高、有效莖數多、抗倒伏、宿根發株率高及適應性廣的早熟、高糖、高產、穩產優良品種［7］。

供試機械為4GQ-1C型140 kW切段式甘蔗收獲機（外形尺寸8090 mm×2610 mm×3700 mm，整機重10000 kg）和7YGZ-1A型58.8 kW自走式甘蔗田間收集搬運機（外形尺寸6792 mm×2250 mm×2815 mm，整機重5290 kg），均為廣西柳工農業機械股份有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗設機械收獲和人工砍收2個處理。試驗區采用對比法排列，行長20.0 m，行距1.2 m，4行區，小區面積96.0 m2，每個品種設機械收獲3個小區、人工砍收2個小區，共20個小區。小區間預留1行保護行，預防機械收獲設備碾壓到人工砍收處理小區。試驗地選定并劃好小區后，于2022年12月17日調查新植蔗的有效莖數，以人工砍收方式收獲、清理、裝運保護行和人工砍收處理小區的甘蔗，以機械收獲方式收獲、搬運機械收獲處理小區的甘蔗。2023年2月下旬宿根蔗破壟，其后的施肥、培土、除草及病蟲害防治等栽培管理措施與大田生產相同。2023年12月19日試驗小區全部采用人工砍收方式進行收獲、清理和驗收。

1.2.2 測定項目及方法

新植蔗收獲前（2022年12月17日）調查各小區的有效莖數，收獲后調查留茬高度（從地面至蔗樁頂部）和蔗蔸破頭率（破裂蔗樁數占蔗樁總數的百分比）等蔗蔸質量指標，每小區調查20個蔗蔸，取平均值；2023年5月調查各處理宿根蔗的發株數并計算發株率；2023年5—10月每月調查1次宿根蔗的株高。宿根蔗砍收前（2023年12月19日）在各處理小區中間行連續取20條有效莖進行考種，調查株高、莖徑和垂度，同時調查各小區的有效莖數，按原料蔗標準砍收稱重全部有效莖產量后折算為公頃產蔗量。

1.3 統計分析

試驗數據采用Excel 2007進行整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 機械收獲對蔗蔸質量的影響

2.1.1 對蔗蔸留茬高度的影響

由表1可知，在新植蔗收獲后，機械收獲處理4個甘蔗品種的留茬高度均明顯高于其對應的人工砍收處理；平均留茬高度為1.95 cm，明顯高于人工砍收處理的平均留茬高度（0.93 cm）。其中，由于在較平整的蔗地上實施機械收獲能適當壓低砍刀位置，因此，4個甘蔗品種的平均留茬高度（1.95 cm）已屬于較低的留茬高度；而人工砍收處理屬于小鋤低砍，基本為平地砍，因此，其留茬高度更低。由此可見，在較平整蔗地上開展甘蔗機械收獲作業，其甘蔗的留茬高度總體上雖較低，但仍明顯高于人工砍收的留茬高度。

2.1.2 對蔗蔸破頭率的影響

由表1可知，機械收獲處理4個甘蔗品種的蔗蔸破頭率為28.66%～44.52%，均明顯高于其對應的人工砍收處理，且品種間差異較明顯（蔗蔸破頭率差值為10.85%～24.40%），但桂糖44號的蔗蔸破頭率與其對應的人工砍收處理差異較小；機械收獲平均蔗蔸破頭率為34.24%，較人工砍收處理的平均蔗蔸破頭率高16.69%（絕對值）。由此可見，機械收獲甘蔗的蔗蔸切口容易破裂，蔗蔸的破頭率較高，容易導致病菌從切口侵入，加快蔗頭腐爛變質，影響宿根蔗蔗芽萌發。

2.2 機械收獲對宿根蔗發株率的影響

由表2可知，機械收獲處理4個甘蔗品種的宿根發株率均低于其對應的人工砍收處理，其中，桂糖49號的發株率為96.79%，較其對應的人工砍收處理降低8.41%（絕對值），桂糖42號的發株率為105.92%，較其對應的人工砍收處理降低7.47%（絕對值），桂柳05136的宿根發株率為90.99%，較其對應的人工砍收處理降低3.23%（絕對值），而桂糖44號的宿根發株率為110.40%，僅低于其對應的人工砍收處理0.31%（絕對值）；4個品種甘蔗的平均宿根發株率為100.91%，較人工砍收處理的平均宿根發株率低4.72%（絕對值）。說明機械收獲過程中由于機械對蔗地的碾壓對宿根蔗發株具有不良影響，導致甘蔗發株率降低，但降低程度因品種不同而異，其中宿根性很好的桂糖44號的發株率降幅較小。

2.3 機械收獲對宿根蔗生長的影響

由表3可知，在5—10月，機械收獲處理桂柳05136和桂糖42號的株高生長總體上低于其對應的人工砍收處理；在5—8月，桂糖49號的株高低于其對應的人工砍收處理，在9月后趕上并超過其對應的人工砍收處理；在5—10月，桂糖44號的株高始終高于其對應的人工砍收處理，但差異不明顯。說明甘蔗機械收獲對其前期生長具有一定影響，但影響程度因品種不同而異，隨著受機械收獲壓實的土壤因破壟、中耕及雨水浸潤得到恢復，各甘蔗品種的株高能恢復到與其對應的人工砍收處理同樣的正常生長狀態。

2.4 機械收獲對宿根蔗產量性狀的影響

由表4可知，驗收時機械收獲處理各品種宿根蔗的株高為291.80～328.67 cm，其中，桂柳05136和桂糖42號均稍低于其對應的人工砍收處理，桂糖49號和桂糖44號均稍高于其對應的人工砍收處理，4個品種的平均株高高于人工砍收處理的平均株高1.28 cm，說明機械收獲對宿根蔗株高的影響雖因品種不同而異，但影響程度較小。在對莖徑影響方面，機械收獲處理各品種宿根蔗的莖徑為2.48～2.71 cm，其中，桂柳05136小于其對應的人工砍收處理，另3個品種均大于其對應的人工砍收處理，但4個品種的平均莖徑僅高于人工砍收處理平均莖徑0.01 cm，說明機械收獲對宿根蔗莖徑生長的影響因品種不同而異，但差異較小。在對單莖重影響方面，機械收獲處理各品種宿根蔗的單莖重為1.538～1.896 kg，其中，桂柳05136低于其對應的人工砍收處理，另3個品種均高于其對應的人工砍收處理，但4個品種的平均單莖重僅高于人工砍收處理的平均單莖重0.020 kg，說明機械收獲對宿根蔗單莖重形成雖因品種不同而異，但差異較小。在對有效莖數影響方面，機械收獲處理各品種宿根蔗的有效莖數為53010～62148條/hm2，其中，桂柳05136和桂糖44號均大于其對應的人工砍收處理，桂糖42號和桂糖49號均小于其對應的人工砍收處理，但4個品種的平均有效莖數僅低于人工砍收處理的平均有效莖數1796條/hm2，說明機械收獲對宿根蔗有效莖數形成雖因品種不同而異，但差異較小。在對蔗莖產量影響方面，機械收獲處理桂柳05136、桂糖42號和桂糖49號宿根蔗的蔗莖產量均低于其對應的人工砍收處理，桂糖44號宿根蔗的蔗莖產量高于其對應的人工砍收處理，其中，桂柳05136為90186 kg/hm2，低于其對應的人工砍收處理1.9%，差異較小；桂糖42號為87341 kg/hm2，低于其對應的人工砍收處理5.4%，差異較小；桂糖49號為94820 kg/hm2，低于其對應的人工砍收處理5.0%，差異較小；桂糖44號為91622 kg/hm2，高于其對應的人工砍收處理5.4%，差異較小；4個品種的平均蔗莖產量低于人工砍收處理的平均蔗莖產量1727 kg/hm2，差異不明顯。由此可見，機械收獲對宿根蔗產量性狀的影響因品種不同而異，其中，對宿根性很好的桂糖44號無負面影響，對宿根性差品種的影響較小。因此，最終產量以宿根性好的桂柳05136及宿根性很好的桂糖44號表現較佳，即機械收獲對宿根性好的桂柳05136和宿根性很好的桂糖44號宿根蔗產量無明顯影響。

3 討論

留茬高度和蔗蔸破頭率是衡量甘蔗砍收質量的重要指標。留茬過高會損失蔗莖產量，且易誘發高位芽萌發，導致宿根蔗培土困難和倒伏增多［8］，砍收甘蔗應盡量避免或減少蔗蔸切口破裂，防止蔗頭感染病害、保持蔗蔸較高生活力［9］。留茬高低除受人為因素影響外，還受甘蔗倒伏情況及生長整齊度影響，倒伏嚴重、生長混亂的甘蔗，不管是機械收獲還是人工砍收，其留茬高度均明顯高于不倒伏和生長整齊的甘蔗。本研究中，4個甘蔗品種機械收獲的留茬高度均明顯高于其對應的人工砍收處理，與陳超君等［10］的研究結果相近。蔗蔸破頭率是評價甘蔗收割質量的重要指標，甘蔗品種間破頭率的差異應與品種纖維分含量不同有關，破頭率低可減少病菌侵入，保持蔗蔸較強生存力，促進出苗、全苗和齊苗，增加有效莖數，最終提高甘蔗產量，而破頭率過高會嚴重影響次年甘蔗產量及甘蔗收割機的廣泛推廣［11-12］。本研究中，4個甘蔗品種的平均蔗蔸破頭率為34.24%，明顯高于人工砍收處理的平均蔗蔸破頭率，最終導致其平均有效莖數和平均產量均低于人工砍收處理。但也有研究表明，隨著適宜機械化高效作業新機具及適合丘陵山區作業環境小型糖料蔗作業機具的推廣應用，機械收獲甘蔗的留茬高度和破頭率較人工砍收更低［13-14］。

陳超君等［10］研究認為，機械收獲處理對甘蔗宿根發株能力的影響明顯，但影響程度因品種不同而異。莫清貴［15］研究發現，機械收獲的宿根蔗發株率在品種間存在明顯差異。本研究結果表明，機械收獲處理甘蔗品種的發株率均低于其對應的人工砍收處理，說明機械收獲過程中由于機械對蔗地的碾壓對宿根蔗發株造成了不良影響，但其影響程度因品種而異，可能與品種的宿根性不同有關，其中，對宿根性很好的桂糖44號無負面影響。本研究還發現，機械收獲處理的宿根蔗前期生長慢于其對應的人工砍收處理，隨著機械壓實土壤因破壟、中耕及雨水的浸潤，中后期生長逐漸加快，至收獲時株高已趕上甚至高于其對應的人工砍收處理，由此可見，機械碾壓對宿根蔗生長的負面影響可通過及時破壟、灌溉及改良土壤通透性得到恢復。因此，生產上要求甘蔗的行距需與收獲及運輸機械相匹配，以減輕機械收獲過程中機械對蔗行的碾壓程度，減少機械化收獲碾壓土壤對宿根蔗帶來的不良影響。

株高、莖徑和有效莖數是構成甘蔗產量的主要性狀，機械收獲與人工砍收方式對宿根蔗的產量性狀具有不同影響，因而最終產量表現不同。何章飛等［16］、張華等［17］、王維贊等［18］研究認為，適應機械收獲的甘蔗品種應具有豐產、高糖、抗逆性強及適應性廣等特點，特別強調宿根蔗應具有宿根發株好、抗倒伏、生長均勻及高度整齊等優勢。在本研究條件下，機械收獲對宿根蔗產量的影響因品種不同而異，其中，宿根性很好的桂糖44號的產量高于其對應的人工砍收處理，而機械收獲處理另外3個品種的產量不同程度低于其對應的人工砍收處理。

4 結論

機械收獲對在廣西來賓市興賓區較平整蔗地上種植甘蔗品種的宿根蔗發株生長和產量性狀具有不同程度的負面影響，但影響程度因品種不同而異，其中，對宿根性很好的桂糖44號影響較小，通過及時破壟、灌溉及改良土壤通透性可改善其部分產量性狀，進而提高其產量。

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（責任編輯 羅 麗）

韋思庚，韋志英，覃曉遠，等. 機械收獲對宿根蔗發株生長及產量性狀的影響［J］. 廣西糖業，2024，44（6）：435-439.

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

收稿日期：2024-11-04

基金項目：廣西來賓市興賓區甘蔗試驗站建設項目（TS202105）

通訊作者：黃家訓（1972-），男，高級農藝師，主要從事甘蔗新品種引進試驗、示范與推廣工作，E-mail：740068328@qq.com

第一作者：韋思庚（1968-），男，高級農藝師，主要從事甘蔗栽培技術推廣研究工作，E-mail：3047970560@qq.com