机械化生产对桂糖47号宿根能力的影响与分析

王伦旺，邓宇驰，谭 芳，唐仕云，黄海荣，经 艳，杨荣仲

(广西农业科学院甘蔗研究所/农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室，广西 南宁 530007)

【研究意义】以甘蔗(SaccharrumofficinarumL.)为原料的蔗糖业是广西的经济支柱产业，广西已经连续26年为中国最大的甘蔗主产区。但是甘蔗生产成本长期居高不下已经严重制约了广西蔗糖业的健康发展。其中甘蔗种植和砍收的人工成本占生产成本50 %以上，人工砍收原料蔗的成本已经由5年前的80～100元/t上升到目前120～150元/t，特殊情况下甚至达到180～200元/t。随着农村劳动力大量进城务工，导致榨季砍蔗工人日益短缺，更助推砍工价格的上涨，人工收获已成为甘蔗生产成本不断上升的重要原因之一，甘蔗生产机械化，特别是收获环节的机械化可大幅度提高劳动效率、降低生产成本[1-2]，是破解我国甘蔗生产困局的“瓶颈”[3]。因此，除了要研发和推广先进、适用的甘蔗生产机械外，选育和推广适合机械化生产的甘蔗新品种，对我国甘蔗产业的可持续健康发展显得尤为重要。【前人研究进展】张华等[4]、梁闻等[5]、雷崇华[6]、段维兴等[7]及苏俊波等[8]先后研究了机械收获对不同甘蔗品种宿根性能的影响，获得了一批适合机械化收获的甘蔗品种，但是大部分的研究仅关注机收后对第1年宿根的影响，很少有涉及连续机收对第2年及以后的宿根能力的影响。【本研究切入点】桂糖47号是以粤糖85-177为母本、CP81-1254为父本通过常规有性杂交育种技术，采用“五圃制”方法育成的优良甘蔗新品种。该品种早熟、高糖、高产，出苗好、分蘖力强、宿根性能力和抗倒能力强，高抗黑穗病和花叶病，植株直立、整齐，利于间套种其他作物，于2015年7月通过广西农作物品种审定委员会审定[9]，2018年6月完成国家非主要农作物品种审定。目前，关于桂糖47号在机械收获碾压条件下的宿根能力表现的研究未见报道，其是否适合全程机械化生产也尚未明确。【拟解决的关键问题】在采用机械化技术种植和管理新植蔗的基础上，进行机械收获和人工砍收对比试验，连续调查二年宿根蔗的发株、产蔗量、蔗糖分及相关农艺性状并进行分析，探讨机械化生产对甘蔗品种桂糖47号宿根能力的影响，为桂糖47号的全程机械化生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为桂糖47号。于2016年2月至2019年2月进行1年新植2年宿根试验，其中新植蔗种植于2016年2月9-12日采用大型拖拉机犁地耙地，并采用联合播种机一次性完成开行、施肥和播种；分别于2017年2月6日和2018年2月10日采用破垄施肥机对宿根蔗进行破垄施肥管理。

1.2 试验地概况

试验地位于广西南宁市隆安县丁当镇浪弯华侨农场德清分场，地势平坦，土壤类型为红壤，肥力中等，前作为甘蔗。新植蔗采用1.2 m等行距机械种植，试验区面积0.4 hm2。采用中耕施肥培土机进行中耕培土，利用无人机技术进行喷药以防虫除草，施肥用药量与常规生产的方法相同。

1.3 试验设计

试验设2个处理：机械收获(机收)，处理面积0.27 hm2，分别于2017年2月15日、2018年2月20日和2019年3月16日使用凯斯4000联合收割机和中型辅助装运车进行收获；人工砍收(人工)，处理面积0.13 hm2，在机收的同时进行人工砍收。2个处理都使用实用新型专利产品车载移动称重装置(专利号：ZL2017 20426392.7)测定甘蔗实际产量，且都是采用机械化方式进行破垄、施肥、喷药(无人机技术)、中耕培土，施肥用药量一致，与常规生产方法相同且同时进行。

1.4 调查项目及方法

调查各处理的宿根发株数、发株率、分蘖率；于甘蔗收获前在不同处理区分别随机抽取3个小区，每个小区面积66.7 m2，调查有效茎、株高和茎径，每个处理采集6条有效茎进行蔗糖分分析，收获时根据现场测定的甘蔗产量，折算成公顷产蔗量，单位面积的含糖量=产蔗量×甘蔗蔗糖分。

1.5 统计分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS v14.10进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 机械收获对桂糖47号宿根蔗发株和分蘖的影响

由表1可知，机械收获后的桂糖47号第1和2年宿根蔗发株数分别比人工收获的分别减少0.43和1.41千条/hm2，发株率分别比人工收获的减少3.5 %和3.6 %，最高苗数分别比人工收获的减少0.75和2.65千条/hm2，分蘖率分别比人工收获的减少0.1 %和0.4 %，但以上差异均不显著(P>0.05，下同)，说明桂糖47号具有较强的耐机械收割碾压能力。不论人工砍收还是机械收获，第2年宿根的发株数、发株率和最高苗数都略低于第1年的，但是分蘖率则表现相反，说明随着宿根年限的增加，宿根发株力会缓慢递减，但是分蘖力不受影响。

表1 机收获对桂糖47号宿根蔗发株和分蘖的影响

注：表中数据为平均值±标准误。同一指标不同小写字母和大写字母分别表示差异显著(P<0.05)和差异极显著(P<0.01)，下同。

Note: Values are mean ± SE. The same indicator with different lowercase letters and capital letters indicate significant difference (P<0.05) and extremely significant difference (P<0.01), respectively. The same as below.

表2 机械收获对桂糖47号宿根蔗主要农艺性状的影响

2.2 机械收获对桂糖47号宿根蔗主要农艺性状的影响

由表2可知，第1年宿根机收处理的甘蔗株高稍矮于人工收获处理的，第2年宿根表现则相反；第1年和第2年宿根机收处理的甘蔗茎径比人工收获处理的稍粗；第1年宿根机械收获处理的甘蔗公顷有效茎数的比人工收获的多0.87千条/hm2，第2年宿根机械收获处理的比人工收获的减少0.42千条/hm2，但以上差异均不显著，说明与人工砍收相比，机械收获对桂糖47号宿根蔗主要农艺性状的影响不大。机械收获的第2年宿根蔗公顷有效茎数比第1年的减少8.7 %，人工砍收的第2年宿根蔗公顷有效茎数比第1年的减少7.0 %，机械收获的减少幅度略大于人工砍收的；机械收获和人工砍收的第1年宿根蔗公顷有效茎数分别比上一年新植蔗减少8.6 %和7.7 %(表1)，机械收获的减少幅度也略大于人工砍收的，但是差异均不显著，进一步说明了机械收获对桂糖47号宿根蔗公顷有效茎的影响比人工砍收小。

2.3 机械收获对桂糖47号宿根蔗产蔗量和蔗糖分的影响

由表3可知，机械收获的第1年宿根蔗单位面积产量比人工收获处理的减少1.05 t/hm2，减幅1.0 %，机械收获的第2年宿根蔗单位面积产量则比人工收获的增加2.25 t/hm2，增幅2.3 %；机械收获的第1年宿根蔗糖分比人工收获处理的低0.08 %，机械收获的第2年宿根蔗糖分则比人工收获的高0.08 %；机械收获的第1年宿根蔗的单位面积含糖量比人工收获的低0.24 t/hm2，减幅1.4 %，机械收获的第2年宿根蔗的单位面积含糖量则比人工收获的高0.42 t/hm2，增幅2.8 %；以上差异均不显著，说明与人工砍收相比，机械收获对桂糖47号宿根蔗公顷产蔗量、蔗糖糖分和单位面积含糖量均无显著影响。机械收获和人工砍收的第2年宿根蔗产量分别比第1年宿根的减少5.3 %和8.3 %；机械收获和人工砍收的第2年宿根蔗单位面积含糖量分别比第1年宿根的减少3.9 %和7.9 %；可见，不论机械收获还是人工砍收，第2年宿根的产蔗量、含糖量都比第1年的低；但是蔗糖糖分则表现相反，说明随着宿根年限的增加，桂糖47号甘蔗单位面积产蔗量会递减，从而引起单位面积含糖量的减少，但是甘蔗蔗糖分不受宿根年限增加的影响。但以上差异均不显著，说明桂糖47号耐机械收获的综合能力比较突出。

3 讨 论

3.1 桂糖47号耐机收碾压能力强，适合采用全程机械化生产技术

我国的甘蔗生产多数要求保留2年以上宿根，但前人的相关研究大多针对机收对第1年甘蔗宿根性能的影响[5, 7-8, 10-12]，关于机械收获对甘蔗第2年宿根影响的研究较少。本研究中，在连续2年使用CASE4000联合收割机和中型辅助装运车进行机收碾压的条件下，桂糖47号宿根发株数、株高、茎径、有效茎数、产蔗量及蔗糖含量与人工收获的相比差异并不显著，第2年宿根产蔗量尚能达到101.70 t/hm2，含糖量为15.32 t/hm2，与人工砍收的相当，说明该品种耐机收碾压能力很强，在机收条件下依然可以保留2年以上的宿根。周忠凤等[9]的研究结果表明，桂糖47号高抗黑穗病，早熟高糖，高产，中茎、分蘖力和宿根能力强，株型直立，抗风抗倒能力强，本研究发现桂糖47号脱叶性中等，腋芽不突出，且不易萌动，气根无或者很少，机收和机播时伤芽率低，有利于进行机械化播种和收获，并通过试验进一步证明了桂糖47号强的宿根能力和耐机收碾压能力。机收后桂糖47号的破头率大小有待后续试验调查，但是从机收后的2年宿根发株能力和产蔗量表现上看，桂糖47号仍具有较强的耐机械收获能力。

图1 桂糖47号宿根能力和抗倒能力强、适合机种机收

本研究从新植蔗整地、播种、基肥施用、盖膜、宿根蔗破垄，到中耕、施肥、喷农药(无人机技术)和收获等环节都采用了机械化的技术和方法，实现了真正意义上的全程机械化生产，在实际生产中可作为参考，同时建议尽量避免在雨季土壤过湿时进行机械化收获(图1)。

3.2 我国甘蔗机械化收获率长期偏低的主要因素及其应对措施

梁小军[3]的研究结果表明，虽然早在2008年广西就先后引进了凯斯7000型、凯斯4000型等甘蔗联合收割机，但是，即使在近几年“双高”甘蔗糖料基地建设的推动下，广西每年甘蔗机收的比例依然偏低，不到总面积的5 %；全国范围内甘蔗机械化收获的进展也非常缓慢，2011/2012 和2017/2018 榨季甘蔗收获机械化水平分别仅为0.07 % 和1.42 %[13]；这主要与甘蔗地地形与地块大小、收割机和辅助装运车性能、机手素质和水平、机收质量、制糖企业认可度、蔗农接受程度、农艺与农机协调程度、榨季雨天的多寡和地湿程度等诸多因素有关[13-16]。而良种则是甘蔗实现机械化生产的核心，品种的耐机械碾压能力和抗倒能力是机收成败的核心。改变我国甘蔗机械化收获率长期偏低现状的主要应对措施包括：①继续花大力气培育出真正适合机收的高产高糖品种，研发出适合我国南方蔗区使用的收获机械，从根本上解决良种和机收设备的问题；②研究解决我国甘蔗糖业生产体系中长期存在的“蔗”与“糖”对立，即糖厂与甘蔗生产者之间利益冲突问题，这是制约我国甘蔗糖业实现机械化生产，特别是解决机收率偏低的关键因素。只有真正意义上实现了“蔗”与“糖”是一家，是统一的整体，我国甘蔗机械化生产之路才会变得顺畅和宽广。

4 结 论

桂糖47号高产高糖，宿根能力强，抗倒能力强，耐机收碾压能力强，适合采用全程机械化生产技术，在劳动力缺乏的蔗区应加速推广应用，以降低成本，提高效益。