機械化生產(chǎn)對桂糖47號宿根能力的影響與分析

王倫旺，鄧宇馳，譚 芳，唐仕云，黃海榮，經(jīng) 艷，楊榮仲

(廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室，廣西 南寧 530007)

【研究意義】以甘蔗(SaccharrumofficinarumL.)為原料的蔗糖業(yè)是廣西的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，廣西已經(jīng)連續(xù)26年為中國最大的甘蔗主產(chǎn)區(qū)。但是甘蔗生產(chǎn)成本長期居高不下已經(jīng)嚴重制約了廣西蔗糖業(yè)的健康發(fā)展。其中甘蔗種植和砍收的人工成本占生產(chǎn)成本50 %以上，人工砍收原料蔗的成本已經(jīng)由5年前的80～100元/t上升到目前120～150元/t，特殊情況下甚至達到180～200元/t。隨著農(nóng)村勞動力大量進城務工，導致榨季砍蔗工人日益短缺，更助推砍工價格的上漲，人工收獲已成為甘蔗生產(chǎn)成本不斷上升的重要原因之一，甘蔗生產(chǎn)機械化，特別是收獲環(huán)節(jié)的機械化可大幅度提高勞動效率、降低生產(chǎn)成本[1-2]，是破解我國甘蔗生產(chǎn)困局的“瓶頸”[3]。因此，除了要研發(fā)和推廣先進、適用的甘蔗生產(chǎn)機械外，選育和推廣適合機械化生產(chǎn)的甘蔗新品種，對我國甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展顯得尤為重要。【前人研究進展】張華等[4]、梁聞等[5]、雷崇華[6]、段維興等[7]及蘇俊波等[8]先后研究了機械收獲對不同甘蔗品種宿根性能的影響，獲得了一批適合機械化收獲的甘蔗品種，但是大部分的研究僅關注機收后對第1年宿根的影響，很少有涉及連續(xù)機收對第2年及以后的宿根能力的影響?！颈狙芯壳腥朦c】桂糖47號是以粵糖85-177為母本、CP81-1254為父本通過常規(guī)有性雜交育種技術，采用“五圃制”方法育成的優(yōu)良甘蔗新品種。該品種早熟、高糖、高產(chǎn)，出苗好、分蘗力強、宿根性能力和抗倒能力強，高抗黑穗病和花葉病，植株直立、整齊，利于間套種其他作物，于2015年7月通過廣西農(nóng)作物品種審定委員會審定[9]，2018年6月完成國家非主要農(nóng)作物品種審定。目前，關于桂糖47號在機械收獲碾壓條件下的宿根能力表現(xiàn)的研究未見報道，其是否適合全程機械化生產(chǎn)也尚未明確?！緮M解決的關鍵問題】在采用機械化技術種植和管理新植蔗的基礎上，進行機械收獲和人工砍收對比試驗，連續(xù)調(diào)查二年宿根蔗的發(fā)株、產(chǎn)蔗量、蔗糖分及相關農(nóng)藝性狀并進行分析，探討機械化生產(chǎn)對甘蔗品種桂糖47號宿根能力的影響，為桂糖47號的全程機械化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為桂糖47號。于2016年2月至2019年2月進行1年新植2年宿根試驗，其中新植蔗種植于2016年2月9-12日采用大型拖拉機犁地耙地，并采用聯(lián)合播種機一次性完成開行、施肥和播種；分別于2017年2月6日和2018年2月10日采用破壟施肥機對宿根蔗進行破壟施肥管理。

1.2 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市隆安縣丁當鎮(zhèn)浪彎華僑農(nóng)場德清分場，地勢平坦，土壤類型為紅壤，肥力中等，前作為甘蔗。新植蔗采用1.2 m等行距機械種植，試驗區(qū)面積0.4 hm2。采用中耕施肥培土機進行中耕培土，利用無人機技術進行噴藥以防蟲除草，施肥用藥量與常規(guī)生產(chǎn)的方法相同。

1.3 試驗設計

試驗設2個處理：機械收獲(機收)，處理面積0.27 hm2，分別于2017年2月15日、2018年2月20日和2019年3月16日使用凱斯4000聯(lián)合收割機和中型輔助裝運車進行收獲；人工砍收(人工)，處理面積0.13 hm2，在機收的同時進行人工砍收。2個處理都使用實用新型專利產(chǎn)品車載移動稱重裝置(專利號：ZL2017 20426392.7)測定甘蔗實際產(chǎn)量，且都是采用機械化方式進行破壟、施肥、噴藥(無人機技術)、中耕培土，施肥用藥量一致，與常規(guī)生產(chǎn)方法相同且同時進行。

1.4 調(diào)查項目及方法

調(diào)查各處理的宿根發(fā)株數(shù)、發(fā)株率、分蘗率；于甘蔗收獲前在不同處理區(qū)分別隨機抽取3個小區(qū)，每個小區(qū)面積66.7 m2，調(diào)查有效莖、株高和莖徑，每個處理采集6條有效莖進行蔗糖分分析，收獲時根據(jù)現(xiàn)場測定的甘蔗產(chǎn)量，折算成公頃產(chǎn)蔗量，單位面積的含糖量=產(chǎn)蔗量×甘蔗蔗糖分。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS v14.10進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 機械收獲對桂糖47號宿根蔗發(fā)株和分蘗的影響

由表1可知，機械收獲后的桂糖47號第1和2年宿根蔗發(fā)株數(shù)分別比人工收獲的分別減少0.43和1.41千條/hm2，發(fā)株率分別比人工收獲的減少3.5 %和3.6 %，最高苗數(shù)分別比人工收獲的減少0.75和2.65千條/hm2，分蘗率分別比人工收獲的減少0.1 %和0.4 %，但以上差異均不顯著(P>0.05，下同)，說明桂糖47號具有較強的耐機械收割碾壓能力。不論人工砍收還是機械收獲，第2年宿根的發(fā)株數(shù)、發(fā)株率和最高苗數(shù)都略低于第1年的，但是分蘗率則表現(xiàn)相反，說明隨著宿根年限的增加，宿根發(fā)株力會緩慢遞減，但是分蘗力不受影響。

表1 機收獲對桂糖47號宿根蔗發(fā)株和分蘗的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。同一指標不同小寫字母和大寫字母分別表示差異顯著(P<0.05)和差異極顯著(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 機械收獲對桂糖47號宿根蔗主要農(nóng)藝性狀的影響

2.2 機械收獲對桂糖47號宿根蔗主要農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，第1年宿根機收處理的甘蔗株高稍矮于人工收獲處理的，第2年宿根表現(xiàn)則相反；第1年和第2年宿根機收處理的甘蔗莖徑比人工收獲處理的稍粗；第1年宿根機械收獲處理的甘蔗公頃有效莖數(shù)的比人工收獲的多0.87千條/hm2，第2年宿根機械收獲處理的比人工收獲的減少0.42千條/hm2，但以上差異均不顯著，說明與人工砍收相比，機械收獲對桂糖47號宿根蔗主要農(nóng)藝性狀的影響不大。機械收獲的第2年宿根蔗公頃有效莖數(shù)比第1年的減少8.7 %，人工砍收的第2年宿根蔗公頃有效莖數(shù)比第1年的減少7.0 %，機械收獲的減少幅度略大于人工砍收的；機械收獲和人工砍收的第1年宿根蔗公頃有效莖數(shù)分別比上一年新植蔗減少8.6 %和7.7 %(表1)，機械收獲的減少幅度也略大于人工砍收的，但是差異均不顯著，進一步說明了機械收獲對桂糖47號宿根蔗公頃有效莖的影響比人工砍收小。

2.3 機械收獲對桂糖47號宿根蔗產(chǎn)蔗量和蔗糖分的影響

由表3可知，機械收獲的第1年宿根蔗單位面積產(chǎn)量比人工收獲處理的減少1.05 t/hm2，減幅1.0 %，機械收獲的第2年宿根蔗單位面積產(chǎn)量則比人工收獲的增加2.25 t/hm2，增幅2.3 %；機械收獲的第1年宿根蔗糖分比人工收獲處理的低0.08 %，機械收獲的第2年宿根蔗糖分則比人工收獲的高0.08 %；機械收獲的第1年宿根蔗的單位面積含糖量比人工收獲的低0.24 t/hm2，減幅1.4 %，機械收獲的第2年宿根蔗的單位面積含糖量則比人工收獲的高0.42 t/hm2，增幅2.8 %；以上差異均不顯著，說明與人工砍收相比，機械收獲對桂糖47號宿根蔗公頃產(chǎn)蔗量、蔗糖糖分和單位面積含糖量均無顯著影響。機械收獲和人工砍收的第2年宿根蔗產(chǎn)量分別比第1年宿根的減少5.3 %和8.3 %；機械收獲和人工砍收的第2年宿根蔗單位面積含糖量分別比第1年宿根的減少3.9 %和7.9 %；可見，不論機械收獲還是人工砍收，第2年宿根的產(chǎn)蔗量、含糖量都比第1年的低；但是蔗糖糖分則表現(xiàn)相反，說明隨著宿根年限的增加，桂糖47號甘蔗單位面積產(chǎn)蔗量會遞減，從而引起單位面積含糖量的減少，但是甘蔗蔗糖分不受宿根年限增加的影響。但以上差異均不顯著，說明桂糖47號耐機械收獲的綜合能力比較突出。

3 討 論

3.1 桂糖47號耐機收碾壓能力強，適合采用全程機械化生產(chǎn)技術

我國的甘蔗生產(chǎn)多數(shù)要求保留2年以上宿根，但前人的相關研究大多針對機收對第1年甘蔗宿根性能的影響[5, 7-8, 10-12]，關于機械收獲對甘蔗第2年宿根影響的研究較少。本研究中，在連續(xù)2年使用CASE4000聯(lián)合收割機和中型輔助裝運車進行機收碾壓的條件下，桂糖47號宿根發(fā)株數(shù)、株高、莖徑、有效莖數(shù)、產(chǎn)蔗量及蔗糖含量與人工收獲的相比差異并不顯著，第2年宿根產(chǎn)蔗量尚能達到101.70 t/hm2，含糖量為15.32 t/hm2，與人工砍收的相當，說明該品種耐機收碾壓能力很強，在機收條件下依然可以保留2年以上的宿根。周忠鳳等[9]的研究結果表明，桂糖47號高抗黑穗病，早熟高糖，高產(chǎn)，中莖、分蘗力和宿根能力強，株型直立，抗風抗倒能力強，本研究發(fā)現(xiàn)桂糖47號脫葉性中等，腋芽不突出，且不易萌動，氣根無或者很少，機收和機播時傷芽率低，有利于進行機械化播種和收獲，并通過試驗進一步證明了桂糖47號強的宿根能力和耐機收碾壓能力。機收后桂糖47號的破頭率大小有待后續(xù)試驗調(diào)查，但是從機收后的2年宿根發(fā)株能力和產(chǎn)蔗量表現(xiàn)上看，桂糖47號仍具有較強的耐機械收獲能力。

圖1 桂糖47號宿根能力和抗倒能力強、適合機種機收

本研究從新植蔗整地、播種、基肥施用、蓋膜、宿根蔗破壟，到中耕、施肥、噴農(nóng)藥(無人機技術)和收獲等環(huán)節(jié)都采用了機械化的技術和方法，實現(xiàn)了真正意義上的全程機械化生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中可作為參考，同時建議盡量避免在雨季土壤過濕時進行機械化收獲(圖1)。

3.2 我國甘蔗機械化收獲率長期偏低的主要因素及其應對措施

梁小軍[3]的研究結果表明，雖然早在2008年廣西就先后引進了凱斯7000型、凱斯4000型等甘蔗聯(lián)合收割機，但是，即使在近幾年“雙高”甘蔗糖料基地建設的推動下，廣西每年甘蔗機收的比例依然偏低，不到總面積的5 %；全國范圍內(nèi)甘蔗機械化收獲的進展也非常緩慢，2011/2012 和2017/2018 榨季甘蔗收獲機械化水平分別僅為0.07 % 和1.42 %[13]；這主要與甘蔗地地形與地塊大小、收割機和輔助裝運車性能、機手素質(zhì)和水平、機收質(zhì)量、制糖企業(yè)認可度、蔗農(nóng)接受程度、農(nóng)藝與農(nóng)機協(xié)調(diào)程度、榨季雨天的多寡和地濕程度等諸多因素有關[13-16]。而良種則是甘蔗實現(xiàn)機械化生產(chǎn)的核心，品種的耐機械碾壓能力和抗倒能力是機收成敗的核心。改變我國甘蔗機械化收獲率長期偏低現(xiàn)狀的主要應對措施包括：①繼續(xù)花大力氣培育出真正適合機收的高產(chǎn)高糖品種，研發(fā)出適合我國南方蔗區(qū)使用的收獲機械，從根本上解決良種和機收設備的問題；②研究解決我國甘蔗糖業(yè)生產(chǎn)體系中長期存在的“蔗”與“糖”對立，即糖廠與甘蔗生產(chǎn)者之間利益沖突問題，這是制約我國甘蔗糖業(yè)實現(xiàn)機械化生產(chǎn)，特別是解決機收率偏低的關鍵因素。只有真正意義上實現(xiàn)了“蔗”與“糖”是一家，是統(tǒng)一的整體，我國甘蔗機械化生產(chǎn)之路才會變得順暢和寬廣。

4 結 論

桂糖47號高產(chǎn)高糖，宿根能力強，抗倒能力強，耐機收碾壓能力強，適合采用全程機械化生產(chǎn)技術，在勞動力缺乏的蔗區(qū)應加速推廣應用，以降低成本，提高效益。