桂糖品種新植蔗機械收獲質(zhì)量調(diào)查報告

李毅杰，劉曉燕，王維贊，龐 天，羅亞偉，梁 闐，梁 強，李楊瑞

（廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/中國農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究中心/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)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）

廣西是全國最大的蔗糖產(chǎn)區(qū)，蔗糖是廣西一個橫跨工農(nóng)、惠及城鄉(xiāng)的優(yōu)勢特色支柱產(chǎn)業(yè)［1］，但目前廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在著蔗糖生產(chǎn)成本高、國際競爭力乏力等突出問題。廣西甘蔗生產(chǎn)機械化水平較低，甘蔗收獲主要靠人工砍收，2017/2018年榨季耕、種、管、收綜合機械化率為46%，其中機收率僅4%左右，生產(chǎn)成本較高。勞動力數(shù)量的下降和勞動強度的劇增導致勞動力成本占甘蔗生產(chǎn)成本的比重不斷提高，平均超過40%，蔗農(nóng)效益降低［2-3］。雖然機械收獲可極大降低甘蔗生產(chǎn)的勞動力成本［1］，但機械化收獲后甘蔗宿根效果差已成為推廣機械化收獲作業(yè)的一大障礙之一，是我國甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸［4］。近年來，廣西蔗區(qū)頻繁遭受臺風侵襲，部分地區(qū)甘蔗倒伏率達30%～40%，嚴重影響收獲機性能的發(fā)揮和作業(yè)質(zhì)量；甘蔗品種脫葉性差導致機收后含雜率較高，也影響機械化收獲作業(yè)的推廣［5］。根據(jù)自治區(qū)糖辦的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年桂糖系列甘蔗品種種植面積為446.25萬畝，占全區(qū)種植面積的38.56%；其中桂糖42號全區(qū)種植面積最大，達到329.67萬畝。因此，研究機械收獲對桂糖系列甘蔗品種收獲質(zhì)量的影響，對廣西甘蔗機械化生產(chǎn)和發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗在南寧市隆安縣丁當鎮(zhèn)廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所科研基地進行。隆安縣位于廣西西南部、右江下游兩岸，地處東經(jīng)107°21′～108°6′，北緯22°51′～23°21′，屬南亞熱帶季風氣候，年平均溫度21.7℃，年均無霜期361天，年均降水量1227～1691 mm，雨量多集中在6～8月，土壤類型以沙頁巖赤紅壤為主。

1.2 試驗材料

參試甘蔗品種為桂糖42號（GT42）、桂糖44號（GT44）、桂糖46號（GT46）、桂糖47號（GT47）和桂糖49號（GT49），其中以廣西種植面積最大的GT42為對照。甘蔗收獲采用凱斯4000型切段式收割機，配套裝載柯力公司CWS-D系列車載稱重系統(tǒng)的自卸車。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

新植蔗于2018年4月8日使用甘蔗種植機進行機械播種，2019年3月21日進行機械收獲。試驗采用區(qū)組順序排列設(shè)計，每個品種種植5行區(qū)，行長20.0 m，行距1.2 m，小區(qū)面積120.0 m2，重復(fù)3次。采用常規(guī)田間管理，各品種的管理水平相同。

1.3.2 機械收獲質(zhì)量調(diào)查項目及方法

1.3.2.1 破碎蔗莖損失率及蔗汁損失率

機械收獲前，每個品種每個小區(qū)隨機采樣10條有效莖。在水泥地面鋪塑料布，甘蔗切段式收割機停在塑料布上原地不動，開機后保持刀片旋轉(zhuǎn)切割狀態(tài)，在收割機吹風口套上尼龍網(wǎng)袋收集細碎葉片及破碎蔗莖，如圖1所示。人工手動喂入采樣的帶葉甘蔗，每次喂入10條，每個品種共計30條。用精確至1.0 g的電子天平稱量喂入前甘蔗重量和喂入后的切段式收割蔗莖重量，用精確至0.01 g的電子天平稱量破碎蔗莖及碎葉的重量。按照以下公式計算破碎蔗莖損失率及蔗汁損失率。

破碎蔗莖損失率=（尼龍網(wǎng)袋中吹出的破碎蔗莖重量+塑料布上的破碎蔗莖重量）/喂入前甘蔗重量×100%。

蔗汁損失率=（喂入前甘蔗重量-喂入后切段式收割蔗莖重量-尼龍網(wǎng)袋和塑料布上的細碎蔗葉重量-尼龍網(wǎng)袋和塑料布上的破碎蔗莖重量）/喂入前甘蔗重量×100%。

圖1 模擬機械收獲測定甘蔗破碎蔗莖損失率及蔗汁損失率

1.3.2.2 機械收獲含雜率及總損失率

田間機械收獲的含雜率、總損失率均參照JB/T 6275—2007［6］進行調(diào)查。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS v18.10進行統(tǒng)計分析，以Duncan’s新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同桂糖品種的破碎蔗莖損失率及蔗汁損失率

在模擬機械收獲的條件下人工喂入甘蔗進行切段式收割，從圖2A可知，5個桂糖品種的破碎蔗莖損失率為1.76%～3.78%，從高到低依次為GT42＞GT47＞GT44＞GT49＞GT46。對照GT42的破碎蔗莖損失率顯著高于其他參試品種，說明對照GT42相比其他參試品種進入收割機被刀片切割后蔗莖更容易破碎。GT46的破碎蔗莖損失率最低，GT44、GT49與GT46相比，差異不顯著。

從圖2B可知，5個桂糖品種的蔗汁損失率為0.85%～1.86%，從高到低依次為GT46＞GT42＞GT49＞GT44＞GT47。GT46和GT49的蔗汁損失率與對照GT 42相比，差異不顯著。GT44和GT47的蔗汁損失率則顯著低于對照GT42，且GT44和GT47之間差異不顯著，說明GT44和GT47經(jīng)過收獲機械切段式收割后，相比其他參試品種蔗汁不易外滲，流失較少。

圖2 模擬機械收獲條件下不同桂糖品種的破碎蔗莖損失率和蔗汁損失率

2.2 不同桂糖品種的機收含雜率及總損失率

從圖3A可知，5個桂糖品種的機收含雜率為7.89%～15.96%，從高到低依次為GT46＞GT42＞GT49＞GT47＞GT44。GT46的機收含雜率最高，且顯著高于對照和其他參試品種。GT47和GT49的機收含雜率均低于對照GT42，但是與對照相比，差異都不顯著。GT44的機收含雜率最低，僅為7.89%，比對照GT42低2.72%（絕對值），顯著低于對照和其他參試品種。

圖3 不同桂糖品種的機收含雜率和總損失率

機收總損失是指機械收獲后的落地損失、蔗稍損失和留茬損失的總和。從圖3B可知，5個桂糖品種的機收總損失率為1.53%～4.66%，從高到低依次為GT49＞GT42＞GT46＞GT47＞GT44。GT49的機收總損失率最高，但是與對照GT42相比差異不顯著。GT44、GT46和GT47的機收總損失率均顯著低于對照GT42。GT44機收總損失率最低，僅為1.53%，比對照GT42低2.85%（絕對值）。

3 討論與結(jié)論

影響甘蔗機械收獲質(zhì)量的因素除了本試驗測定的破碎蔗莖損失率、蔗汁損失率、機收含雜率、機收總損失率4個指標外，還有宿根破頭率、留茬高度等指標。由于本次試驗采用的凱斯4000型收割機的刀片已老舊，機收后調(diào)查發(fā)現(xiàn)各品種宿根破頭率均在95%以上，因此機械收獲過程中應(yīng)注意及時更換刀片，以免導致宿根破頭率太高。本次試驗機械收獲時，刀片都是入土或平地面收割，因此留茬非常少，留茬高度基本為零。生產(chǎn)中有部分糖廠及種植戶表示機收甘蔗蔗汁損失率達到5%以上，本次試驗測定的5個桂糖品種蔗汁損失率均低于2%，對于切段式收獲機來說是完全可以接受的范圍。蔗糖破碎蔗莖損失率和蔗汁損失率可能與品種的表皮硬度及纖維分含量有關(guān)，這有待下一步的試驗研究。

國內(nèi)糖廠對原料蔗質(zhì)量要求嚴格，不太愿意接受含雜率較高的原料蔗，是影響甘蔗機械化收獲推廣應(yīng)用的重要因素之一。含雜率是反映甘蔗品種適宜機械收獲特性的一個重要指標，夾雜物主要為甘蔗嫩梢及原料蔗中夾帶的碎葉、葉鞘、腐敗莖段、根須和蔗蔸等。機械收獲后的含雜率與品種特性如成熟度、脫葉性和抗倒伏性密切相關(guān)，也與機手操作水平如行駛速度和切尾器高度的調(diào)節(jié)有關(guān)［7］。梁闐等［8］研究認為，甘蔗的抗倒伏能力和生長整齊度均會影響機械作業(yè)的質(zhì)量和效率，甘蔗倒伏后機械收獲困難，造成收獲損失率高，而生長參差不齊和彎曲的甘蔗，由于收獲機械切梢裝置難以調(diào)整到合理高度，會增加原料蔗的梢頭量或切割損失。

本次試驗結(jié)果表明：GT46雖然脫葉性非常好，但其機收含雜率最高，且顯著高于對照，其新植蔗并不適合進行機械收獲；GT49的機收總損失率最高，但是與對照相比差異不顯著，這可能與該品種的抗倒伏性有關(guān)，且在機收前出現(xiàn)了大量倒伏的情況；GT47雖然較難脫葉，但其機收含雜率和總損失率均顯著低于對照；GT44脫葉性中等，收獲前有效莖數(shù)多，整齊度高，機收后含雜率和總損失率均最低，這兩個指標均顯著低于對照。綜合考慮，桂糖44號新植蔗的機械收獲質(zhì)量最佳，桂糖47號次之，這兩個桂糖品種比較適宜機械收獲。