于海杰黃 嚴陳超君梁 和李 朝陳昌君韋承坤

Yu Hai-jie1, Huang Yan3，Chen Chao-jun1, Liang He1,Li Chao1, Chen Chang-jun1, Wei Cheng-kun2（1. Guangxi Univercity, Nanning 530005, China; 2. Nanning Agricultural Mechanization Technology Extension Station，Nanning, 530001, China；3 .Guangxi Agricultural Mechanization Technology Extension Station）

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機械種植對甘蔗產(chǎn)量、蔗糖分及抗旱性的影響*

于海杰1黃 嚴3陳超君1梁 和1李 朝1陳昌君1韋承坤2

（1.廣西大學(xué)，廣西 南寧，530005；2.廣西南寧市農(nóng)機化技術(shù)推廣站，廣西 南寧，530001；3.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，廣西 南寧，530022）

［摘要］在田間試驗條件下，開展甘蔗機械化種植與人工種植對比試驗，探討機械化種植對甘蔗產(chǎn)量、蔗糖分及抗旱性的影響，評價機械化種植的甘蔗生長效應(yīng)。結(jié)果表明：機械種植具有促進甘蔗早萌芽、早生長、有利于蔗莖縱向生長而提高單莖重的生長效應(yīng)，蔗莖產(chǎn)量、畝含糖量分別較人工種植提高36.16%、38.06%，差異達1%極顯著水平。機械種植對分蘗、莖徑、有效莖數(shù)和甘蔗蔗糖分的生長效應(yīng)與人工種植差異不顯著。對10～12月份的切葉自然失水速度、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、葉綠素含量和單株綠葉數(shù)作抗旱性模糊綜合評價結(jié)果，機械種植的抗旱性不及人工種植。

［關(guān)鍵字］甘蔗；機械種植；蔗莖產(chǎn)量；甘蔗蔗糖分；抗旱性

引言

甘蔗 （Saccharum officinarum L.） 是我國最重要的糖料作物，全國90%以上的食糖為蔗糖［1］。近年來，由于勞動力的短缺，用工成本提高，傳統(tǒng)的甘蔗人工種植方式生產(chǎn)成本不斷增加，種蔗效益下降，嚴重挫傷蔗農(nóng)種蔗的積極性，同時還常因勞動力問題而延誤最佳播種期，從而影響甘蔗業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展。只有提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，才能提升我國蔗糖產(chǎn)業(yè)生命力，而發(fā)展甘蔗種植機械化是實現(xiàn)節(jié)本增效的有效措施［2-3］。甘蔗生產(chǎn)過程主要包括整地、種植、中耕管理、收獲4大作業(yè)環(huán)節(jié)，種植作業(yè)是其中勞動強度最大也是最重要的環(huán)節(jié)之一。種植質(zhì)量直接影響新植蔗和宿根蔗的產(chǎn)量［4］。因此，開展甘蔗種植的農(nóng)機、農(nóng)藝融合技術(shù)研究，加快甘蔗機械化種植技術(shù)的應(yīng)用推廣，已成為甘蔗生產(chǎn)機械化亟待解決的主要問題之一。甘蔗機械種植技術(shù)包括開溝、施肥、切種、擺種、淋水、噴藥、覆土、蓋膜和鎮(zhèn)壓等工序［5］，人均工效提高20多倍［6］，較傳統(tǒng)人工種植節(jié)約成本70%以上［7］。，較機械化整地和開溝后的人工種植節(jié)約成本61.8%［8］。張華等［9］研究顯示，人工種植的勞動量占田間作業(yè)的總勞動量的19.90%，而實行機械化種植則該比例下降至9.25%。然而，目前有關(guān)甘蔗對機械化種植技術(shù)生長響應(yīng)方面的研究報道尚為鮮見。本試驗開展機械化種植對甘蔗生長及其抗旱性影響的研究，旨在為甘蔗機械化種植技術(shù)的優(yōu)化和推廣提供理論參考。

1　材料與方法

1.1. 試驗材料

試驗地設(shè)在廣西南寧市隆安縣那桐鎮(zhèn)。供試甘蔗為甘蔗品種柳城05/136，種植機械為甘蔗聯(lián)合播種機（型號：多功能甘蔗種植機2CZ - 2型；生產(chǎn)廠家：南寧五菱桂花車輛有限公司）。試驗地為旱地，地勢平坦，粘壤土，無灌溉條件。前茬作物為木瓜。試驗地土壤主要理化性狀為：有機質(zhì)18g/kg，堿解氮159.60mg/kg，有效磷41.94 mg/ kg，速效鉀148.23 mg/kg，土壤PH值6.17。

1.2試驗設(shè)計與方法

試驗設(shè)機械種植（以下簡稱為機種）和人工種植（以下簡稱為人種）兩個處理。采用隨機試驗設(shè)計。小區(qū)的行長10m，行距1.2m，8行區(qū)，小區(qū)面積96㎡，3次重復(fù)。

試驗地經(jīng)拖拉機2犁2耙后，于2014年4月18日播種。機種處理采用甘蔗聯(lián)合播種機，從開種植溝，到施基肥、施農(nóng)藥、砍種、下種、覆土到蓋膜，一條龍完成播種作業(yè)；人種處理先采用機械開種植溝，再用人工方法完成其余各項播種作業(yè)。每667㎡播種量為8000芽。每667㎡總施肥量為15-15-15三元復(fù)合肥（商品名：撒可富；中國-阿拉伯化肥有限公司生產(chǎn)）72㎏、18%鈣鎂磷肥（云南省昆陽磷都鈣鎂磷肥廠生產(chǎn)）45㎏、46%尿素（廣西河池氮肥廠生產(chǎn)）20㎏、60%氯化鉀（加拿大生產(chǎn)）10㎏。鈣鎂磷肥作基肥，尿素和氯化鉀作追肥，復(fù)合肥于基肥和追肥分別施用22㎏和50㎏。追肥后大培土。甘蔗生長期間無灌溉。2015年1月24日采用人工方法收獲甘蔗，驗收小區(qū)產(chǎn)量。

1.3測定項目與方法

按照《中國甘蔗品種志》定義［10］調(diào)查各處理的萌芽率和分蘗率； 6月15日調(diào)查株高、假莖粗和單株綠葉面積（單株綠葉面積＝平均葉長*平均葉寬*0.78*單株綠葉數(shù)）、干物質(zhì)重量等幼苗質(zhì)量指標；7月～10月定株調(diào)查株高，計算蔗莖伸長速度。10月～12月份于甘蔗出現(xiàn)受旱表征時，參照譚裕模方法［11］測定切葉自然失水速度，參照張憲政方法［12］測定+1葉的相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、葉綠素含量。甘蔗砍收時調(diào)查小區(qū)有效莖數(shù)、莖長、莖徑、單莖重、單株綠葉數(shù)，測定田間錘度，稱取小區(qū)蔗莖重量。按照“甘蔗蔗糖分=1.0825×田間錘度-7.703”計算甘蔗蔗糖分，由蔗莖產(chǎn)量和甘蔗蔗糖分換算得畝含糖量。

1.4數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計方法

采用Microsoft Excel 2007和SPSS20.0統(tǒng)計分析。參照陳道德［13］、桂意云［14］方法,對各處理的切葉自然失水速度、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、葉綠素含量和單株綠葉數(shù)作抗旱性模糊綜合評價，參評性狀被定為抗旱性相對較強者得1分，反之，被定為抗旱性相對較弱者得0分，最后累加總得分，總分高的處理被評價為抗旱性相對較強，總分低的處理被評價為抗旱性相對較弱。

2　結(jié)果與分析

2.1機械種植對農(nóng)藝性狀的影響

由表1可見，6月15日機種處理的萌芽率比人種處理的高20.2個百分點，差異顯著；機種處理的分蘗率比人種處理提高4個百分點，但二者差異不顯著。與人種處理比較，機種處理伸長初期（6～7月份）的株高生長較快，伸長中后期（7～9月份）株高生長稍有下降，但伸長速度仍較人種處理有所增加，因而使整個伸長期的平均伸長速度較人種處理增大4.6cm/旬，二者差異達5%顯著水平。

表1　各處理萌芽率、分蘗率和伸長速度調(diào)查結(jié)果

6月15日調(diào)查幼苗生長質(zhì)量，結(jié)果見表2。除最大葉寬指標外，機種處理幼苗的各項地上部生長指標均顯著優(yōu)于人種處理，使得單株地上部干重較人種處理增加10.37g，差異達1%顯著水平。表明機種處理生長前期的幼苗綜合素質(zhì)優(yōu)于人種處理。

表2　各處理幼苗素質(zhì)調(diào)查結(jié)果

2.2機械種植對產(chǎn)量性狀和甘蔗蔗糖分的影響

從表3可見，機種處理的株高較人種處理增高40.9cm，差異達1%極顯著水平；單莖重較人種處理增重0.2kg/條，差異達5%顯著水平。表明機種處理的株高生長優(yōu)于人種處理，因而增大了單莖重。機種處理對有效莖數(shù)、莖徑、田間錘度和甘蔗蔗糖分的生長效應(yīng)與人種處理相若，處理間的差異不顯著。

表3　各處理產(chǎn)量性狀和甘蔗蔗糖分結(jié)果

2.3機械種植對甘蔗產(chǎn)量的影響

單位面積的蔗莖產(chǎn)量和含糖量是甘蔗生產(chǎn)的兩大經(jīng)濟性狀。在表4中，機種處理的平均蔗莖產(chǎn)量和平均畝含糖分別較人種處理提高36.16%和38.06%，差異均達到1%極顯著水平。

表4　各處理蔗莖產(chǎn)量和畝含糖量結(jié)果

2.2機械種植對抗旱性狀的影響

前人研究結(jié)果，甘蔗的切葉自然失水速度、細胞膜透性、丙二醛含量、葉綠素含量、單株綠葉數(shù)等性狀可作為鑒別甘蔗抗旱性的綜合評價指標［11,15-17］。10～12月份，當甘蔗出現(xiàn)受旱表征時測定各處理的這5項抗旱性性狀，結(jié)果（見圖1-圖5）顯示，機種處理的切葉自然失水速度、丙二醛含量、葉綠素含量呈低于人種處理的趨勢，平均值比人種處理分別降低5.89%（絕對值）、0.05μmol/ g.FW、0.02mg/g.FW，而相對電導(dǎo)率、單株綠葉數(shù)則呈高于人種處理的趨勢，平均值比人種處理分別提高0.85（絕對值）、0.9張/株。對切葉自然失水率、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、葉綠素含量、單株綠葉數(shù)作抗旱性模糊綜合評價結(jié)果（見表5），機種處理的抗旱性模糊綜合評價總分較人種處理少1分，表明甘蔗生長后期機種處理的抗旱性不及人種處理。

表5　各處理抗旱性狀的模糊綜合評價

3　結(jié)論與討論

3.1討論

采用甘蔗聯(lián)合播種機播種，能同時完成開溝、施肥、砍種、下種、淋水、噴藥、覆土、蓋膜和鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序［5］，減少了種莖水分損耗和土壤水分蒸發(fā)，同時能保持覆土疏松，滿足種苗萌發(fā)對水分和氧氣的需要，而人工種植則是在機械化開好種植溝和人工砍種以后，才進行施肥、下種、施藥、覆土、蓋膜等作業(yè)，種植過程耗時長，難以保持種莖水分和土壤濕度，同時各個種植作業(yè)工序中，人畜對土壤的踐踏也使土壤堅實度增大，而不利于種苗萌發(fā)［19］。因此，盡管甘蔗機械化種植的下種疏密、均勻施肥、覆土厚薄、蓋膜密封性等種植質(zhì)量略遜于人工種植［20］，但機械種植下甘蔗萌芽期的水分、氧氣條件較人工種植好，有利種苗萌發(fā)，同等播種量下萌芽率高，甘蔗早生早長，幼苗粗壯，為生長中后期打好物質(zhì)基礎(chǔ)［19］，而使收獲時的株高、莖徑、蔗莖產(chǎn)量優(yōu)于人工種植［8］。

本試驗結(jié)果，機種處理較人種處理萌芽快，萌芽率顯著提高，幼苗粗壯，生長質(zhì)量好，而促進了伸長期（6～9月份）的甘蔗縱向生長（株高），蔗莖伸長速度較人種處理增加4.6cm/旬，至收獲期，株高較人種處理增高40.9cm，單莖重增大0.2㎏/條，最終獲得蔗莖產(chǎn)量、畝含糖量分別較人種處理提高36.16%、38.06%的生長效應(yīng)。機種處理對分蘗、莖徑和有效莖數(shù)的生長效應(yīng)與人種處理相若，可能與機種處理的種植質(zhì)量有關(guān)［20］。

甘蔗根系傷流量與切葉自然失水速度有顯著正相關(guān)關(guān)系，切葉自然失水速度越大，根系吸收能力越強，其抗旱性也就越強［11］。相對電導(dǎo)率的大小反映質(zhì)膜透性的強弱，相對電導(dǎo)率越大，細胞膜脂過氧化越強，膜透性越大，甘蔗的抗旱性越弱［18］。丙二醛含量是植物逆境條件下膜脂過氧化作用的產(chǎn)物，它能間接反映植物的生物膜受損傷的程度，在相同水分脅迫下，丙二醛含量越低，膜損傷越小，植物對干旱的忍耐性越強［14］。葉綠素是植物進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接影響葉片的光合速率，同時反映植物衰老狀況，葉綠素越含量多，植物抵抗逆境的能力越強［16］。甘蔗受旱時其表征首先表現(xiàn)出綠葉數(shù)減少，干旱條件下甘蔗抗旱能力越強，其綠葉數(shù)越多。

本試驗機種處理甘蔗生長后期的切葉自然失水速度、丙二醛含量、葉綠素含量低于人種處理，而相對電導(dǎo)率、單株綠葉數(shù)則高于人種處理，對這5項性狀作抗旱性模糊綜合評價結(jié)果，其抗旱性不及人種處理。分析原因，是否由于機種處理的種植深淺、覆土厚薄不均［20］，部分蔗株根系分布淺，至生長中后期吸收能力較弱［19］而影響其抗旱性，尚待進一步研究。

3.2結(jié)論

綜上所述，甘蔗機械化種植不僅能提高工效，大大降低勞動強度和種植成本，而且具有促進甘蔗早萌芽、早生長、有利于蔗莖縱向生長而提高單莖重的生長效應(yīng)，蔗莖產(chǎn)量和畝含糖量極顯著地高于機械開溝后的人工種植處理。采用甘蔗聯(lián)合播種機種植，能滿足甘蔗抗旱播種對水分和氧氣的需求。但機械化種植甘蔗生長后期的抗旱性不及人工種植，應(yīng)該通過機械調(diào)節(jié)達到合理的種植深度和提高覆土均勻度，以利于甘蔗根系吸收水分，增加生長中后期的抗旱性。

參考文獻：

［1］李楊端.現(xiàn)代甘蔗學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社, 2010．

［2］劉慶庭,莫建霖,李廷化,等. 我國甘蔗種植機技術(shù)現(xiàn)狀及存在的關(guān)鍵技術(shù)問題［J］．甘蔗糖業(yè),2011（5）: 52-58．

［3］梁闐等.廣西甘蔗機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及對策探討［J］. 中國糖料, 2011（1）: 71-74.

［4］澳大利亞甘蔗種植技術(shù)及品種應(yīng)用概況［J］．廣西蔗糖, 1999（1）: 59-62．

［5］曾志強等.甘蔗生產(chǎn)機械化發(fā)展現(xiàn)狀分析與對策研究［J］．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012（19）: 196-199.

［6］梁兆新，李慧超.廣西甘蔗機械化發(fā)展戰(zhàn)略［J］.農(nóng)機化研究，2011（12）: 241-244.

［7］張華,羅俊,廖平偉,等．我國甘蔗機械化成本分析及機收效益評價模型的建立［J］.熱帶作物學(xué)報,2010,31（10）: 1672．

［8］李建茂，何波濤，申天兵，等.廣西甘蔗機械聯(lián)合種植實施效果分析［J］.廣西農(nóng)業(yè)機械化，2015（1）：12-14.

［9］張華,羅俊等.我國甘蔗機械化成本分析及機收效益評價模型的建立［J］.熱帶作物學(xué)報,2010,31（10）:1669-1673.

［10］輕工業(yè)部甘蔗糖業(yè)科學(xué)研究所，輕工業(yè)部甘蔗品種審定委員會，廣西壯族自治區(qū)甘蔗研究所.中國甘蔗品種志［M］.廣州:廣東科技出版社,1991:116-118.

［11］譚裕模.甘蔗切葉自然失水速度、傷流率與品種抗旱性關(guān)系初探［J］.甘蔗糖業(yè).1987（8）：25-27.

［12］張憲政主編．作物生理研究法［M］．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992．

［13］陳道德，譚顯平，呂達.引進甘蔗品種的模糊綜合評判［J］.甘蔗糖業(yè), 2002（5）: 12-15.

［14］桂意云，楊榮促，周會.干旱及復(fù)水條件下甘蔗的生理響應(yīng)與抗旱性簡易鑒定［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（9）：19-21.

［15］高三基，羅俊，張華，等.甘蔗抗旱性生理生化鑒定指標［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2006，17（6）：1051-1054.

［16］金偉，楊麗濤，英潘，等.不同甘蔗品種對干旱和復(fù)水的生理響應(yīng)［J］.南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，43（12）：1945-1951.

［17］陸國盈，勞麗萍，韓世健，等.5個甘蔗新品種（系）的抗旱性研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（3）：1341-1345.

［18］羅明珠，劉子凡，梁計南，等.甘蔗抗旱性與葉片某些生理、生化性狀的關(guān)系［J］.亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2015，1（1）：14-16.

［19］徐建云,陳超君.甘蔗栽培學(xué)［M］. 南寧：廣西科學(xué)技術(shù)出版社, 2009.

［20］曾志強，區(qū)穎剛，劉慶庭，等.2CZY-2型甘蔗種植機試驗和分析［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2015（3）：30-32.

Yu Hai-jie1, Huang Yan3，Chen Chao-jun1, Liang He1,Li Chao1, Chen Chang-jun1, Wei Cheng-kun2
（1. Guangxi Univercity, Nanning 530005, China; 2. Nanning Agricultural Mechanization Technology Extension Station，Nanning, 530001, China；3 .Guangxi Agricultural Mechanization Technology Extension Station）

Influence of mechanical planting on sugarcane yield, sugar content and drought resistance

Key words:sugarcane ; mechanical planning ; sugarcane yield ; sugar content ; drought resistance

Abstract:An experiment was conducted with the mechanical planning and traditional manual planning , attempting to find out the effects of different planting methods on the sugarcane yield, sugar content and drought resistance,and analyzing the growth effect of sugarcane in the condition of mechanical planting. The results showed that the mechanical planting could promote the sugarcane seedling emergence and growth. It also increased about 36.16% of sugarcane yield, 38.06% of sugar content, reaching distinct difference level. The traditional manual planting and mechanical planting produced similar effect on tillering, stem diameter, effective stem number and sugar content, but traditional manual planting showed better than mechanical planting on drought resistance, according to the results of drought resistance fuzzy comprehensive which include the speed of leafcutter natural filtration , relative conductivity , malondialdehyde content , chlorophyll content and the number of green leaves for a single sugarcane between October to December .

中圖分類號：S566.103

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3083（2016）02-0006-06

收稿日期：2016-01-16

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項基金項目（CARS-20-3-2）。

作者簡介：于海杰（1990—），女，農(nóng)業(yè)推廣專業(yè)學(xué)位作物專業(yè)領(lǐng)域碩士研究生，研究方向：作物栽培技術(shù)研究與推廣。通訊作者：韋承坤 （1973—），男，高級工程師，廣西大學(xué)專業(yè)碩士生（校外）導(dǎo)師，研究方向：農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)研究與推廣。