苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

熊 焰，王 輝，王 軍，王露露，周 霞，王健華，伍蘇然

（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，海南海口 571101）

甘蔗在我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，是僅次于棉花和油料的大宗經(jīng)濟(jì)作物[1]；也是我國(guó)南方傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量、產(chǎn)值相對(duì)較高，在整個(gè)南方經(jīng)濟(jì)作物結(jié)構(gòu)體系中具有重要作用[2]。甘蔗的產(chǎn)量與諸多因素相關(guān)，從甘蔗品種到植株栽培，從田間管理到病蟲(chóng)害防治，甚至氣候變化均能影響甘蔗產(chǎn)量[3]。除自然災(zāi)害外，其他影響甘蔗產(chǎn)量的因素均有人為因素的參與，而人為因素參與必將對(duì)甘蔗造成人為損傷。相較于生長(zhǎng)起來(lái)的甘蔗，甘蔗苗顯得更加?jì)赡邸⒏资軗p傷；且甘蔗苗期時(shí)施肥培土、中耕除草、查苗補(bǔ)苗等管理措施均需要人為參與，且易造成甘蔗苗期機(jī)械損傷。因此，明確苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及糖量的影響，對(duì)于甘蔗種植具有重要的意義。

增加甘蔗產(chǎn)量一直是甘蔗研究者的主要目標(biāo)。徐林等在廣西蔗區(qū)對(duì)甘蔗新品種進(jìn)行了試種和評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示桂糖02-281 適宜在廣西不同蔗區(qū)推廣種植[4]。王梅霞等[5]、梁超等[6]也測(cè)試了甘蔗品種在蔗區(qū)的適應(yīng)性。甘蔗種植深度[7-8]、耕作方式[9]、播種方式[10]、種植密度[11-12]、施肥[13-18]及機(jī)械種植[19-21]也都是增加甘蔗產(chǎn)量的研究方向。在增加甘蔗產(chǎn)量的道路上，除了上述的正向增加產(chǎn)量途徑外，還需要預(yù)防負(fù)向的減產(chǎn)，例如旱、澇、風(fēng)等自然災(zāi)害造成的甘蔗減產(chǎn)[22-25]；了解這些災(zāi)害帶來(lái)的影響，再采取有效措施以減少災(zāi)害帶來(lái)的損失。但是，人為機(jī)械損傷造成的減產(chǎn)總是容易被忽略。甘蔗苗期對(duì)于甘蔗的分蘗、成莖及產(chǎn)量有顯著的影響，因此需要人為進(jìn)行查苗補(bǔ)苗、施肥培土、中耕除草、病蟲(chóng)防控等，然而在人為操作過(guò)程中，總會(huì)不經(jīng)意間對(duì)甘蔗苗造成不同程度的機(jī)械損傷。這些機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)及產(chǎn)量造成的影響，目前尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道。本文在田間對(duì)苗期甘蔗進(jìn)行不同程度的機(jī)械損傷處理，旨在明確其對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和錘度的影響，為探索新型種植方式和管理方法提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)甘蔗品種為臺(tái)糖22號(hào)。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)在海南省臨高縣皇桐鎮(zhèn)蔗區(qū)進(jìn)行。甘蔗于2020年3月種植，各處理區(qū)均種植1 235株，行距120 cm，株距45 cm，待蔗苗5 葉時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。設(shè)置處理1：每叢甘蔗正常雙芽種植；處理2：每叢甘蔗一芽正常、一芽機(jī)械損傷的輕微機(jī)械損傷；處理3：每叢甘蔗正常單芽種植；處理4：每叢甘蔗雙芽機(jī)械損傷的嚴(yán)重機(jī)械損傷。各處理隨機(jī)排列，水肥條件及管理模式一致。8月下旬調(diào)查每個(gè)處理的分蘗株數(shù)量；1月下旬在每個(gè)處理中隨機(jī)選擇10株無(wú)螟蟲(chóng)為害的甘蔗，調(diào)查其有效莖數(shù)量、節(jié)間量、株高、莖粗、莖重及甘蔗上、中、下部的錘度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)后采用SPSS 軟件進(jìn)行單因素ANOVA方差分析，LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗分蘗和有效莖的影響

調(diào)查不同處理的甘蔗分蘗株和有效莖，結(jié)果見(jiàn)圖1。甘蔗分蘗株數(shù)和有效莖數(shù)均按照處理1、處理2、處理3、處理4呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。在分蘗株數(shù)方面，處理1（7.5 ± 0.778 株）顯著多于處理2（4.6±0.542 株）、處理3（4.3±0.651株）和處理4（2.3±0.367株）（F=12.602，df=3，P＜0.05），處理2 和處理3 顯著多于處理4，但處理2 和處理3 之間無(wú)顯著性差異。在有效莖數(shù)方面，處理1（5.2±0.742株）顯著多于處理2（3.1±0.547株）、處理3（2.9±0.433 株）、處理4（1.2±0.200 株）（F=9.971，df=3，P＜0.05），處理2 和處理3 顯著多于處理4，但處理2和處理3之間無(wú)顯著性差異。

圖1 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗分蘗株數(shù)及有效莖數(shù)的影響

2.2 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

甘蔗苗期受不同程度的機(jī)械損傷后，其節(jié)間量、株高、莖粗、莖重等主要農(nóng)藝性狀的變化見(jiàn)表1。甘蔗節(jié)間量、株高、莖粗和莖重等農(nóng)藝性狀在不同處理中基本呈相同趨勢(shì)，即處理4 的各農(nóng)藝性狀均顯著低于其他處理組的對(duì)應(yīng)性狀。在節(jié)間量方面，處理1、處理2 和處理3 之間無(wú)顯著性差異，但三者都顯著大于處理4（P＜0.05）；在株高方面，處理1、處理2 和處理3 之間無(wú)顯著性差異，但均顯著高于處理4（P＜0.05）；在莖粗方面，處理3 顯著粗于處理1、處理4，但與處理2 之間無(wú)顯著性差異，三者顯著粗于處理4（P＜0.05）；在莖重方面，處理1、處理2、處理3 均顯著重于處理4，但三者之間無(wú)顯著性差異。

表1 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀的影響

2.3 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗產(chǎn)量指標(biāo)的影響

甘蔗苗期受不同程度的機(jī)械損傷后，產(chǎn)量情況見(jiàn)表2。隨著機(jī)械損傷程度的加深，甘蔗產(chǎn)量呈遞減趨勢(shì)，處理1顯著高于處理2、處理3和處理4，處理3和處理2顯著高于處理4（P＜0.05），但處理3、處理2之間無(wú)顯著性差異。種植密度是造成甘蔗減產(chǎn)的一個(gè)原因，即當(dāng)種植密度減少一半時(shí)（處理3），造成減產(chǎn)84.97 t·hm-2，減產(chǎn)率可達(dá)44.36%；甘蔗芽受到機(jī)械損傷是減產(chǎn)的另一個(gè)原因，即隨著機(jī)械損傷加深，減產(chǎn)量達(dá)77.16、158.8 t·hm-2，減產(chǎn)率40.28%、82.90%。

表2 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響

2.4 苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗錘度的影響

所有處理的甘蔗上、中、下部位錘度（含糖量）呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，即上部錘度最低，下部錘度最高（見(jiàn)表3）。在甘蔗中、下部錘度方面，處理1、處理2、處理3、處理4之間無(wú)顯著性差異；在上部錘度方面，處理3、處理1和處理2顯著高于處理4，但處理3、處理1和處理2之間無(wú)顯著性差異；在平均錘度方面，處理3顯著高于處理4，處理1、處理2 和處理3 之間無(wú)顯著性差異。

表3 成熟期甘蔗上、中、下部錘度及莖稈混合錘度

3 小結(jié)與討論

為了解苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗造成的影響，本試驗(yàn)測(cè)試了不同程度機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及錘度的影響。本文測(cè)試了苗期無(wú)機(jī)械損傷的正常雙芽種植的處理1、輕微機(jī)械損傷的一芽正常一芽機(jī)械損傷的處理2、嚴(yán)重機(jī)械損傷的雙芽機(jī)械損傷處理4，探索苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)、產(chǎn)量和錘度的影響。結(jié)果顯示：處理2 的節(jié)間量、株高、莖重及整體錘度（上部、中部、下部和平均錘度）與處理1 之間無(wú)顯著性差異，但處理2 的分蘗株數(shù)、有效莖數(shù)和產(chǎn)量顯著低于處理1。處理4 的平均錘度與處理2、處理1之間無(wú)顯著性差異，但其他指標(biāo)均顯著低于處理2和處理1。分析表明，隨著甘蔗苗期機(jī)械損傷程度的加深，對(duì)甘蔗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的負(fù)面影響也隨之加深，此結(jié)果可為甘蔗機(jī)械化種植提供參考，未來(lái)在單芽段甘蔗種植機(jī)和雙芽段甘蔗種植機(jī)的設(shè)計(jì)和使用時(shí)，以減少其對(duì)甘蔗芽的機(jī)械損傷為目標(biāo)。目前，甘蔗機(jī)械化蔗段式排種裝置中按排種方式主要有實(shí)時(shí)切種式排種裝置和預(yù)切種式排種裝置[26]。而這兩種切段裝置均有著嚴(yán)重的傷種情況：實(shí)時(shí)切種式的傷種率包括平切式的3.58%和斜切式排種裝置的1.5%，以及為解決斜切式排種裝置蔗段長(zhǎng)度不均勻而設(shè)計(jì)滾切式排種裝置的4.14%；預(yù)切種式排種裝置的傷種率高達(dá)4%，且有著12%的漏植率[27]。因此，減少甘蔗機(jī)械化種植中機(jī)械對(duì)甘蔗種（芽）的損傷，是甘蔗機(jī)械化設(shè)計(jì)與使用的一個(gè)方向。

本文還測(cè)試了無(wú)機(jī)械損傷單芽種植（處理3）和雙芽種植（處理1）對(duì)甘蔗生長(zhǎng)、產(chǎn)量和錘度的影響。結(jié)果顯示：處理3 的節(jié)間量、株高、莖重及整體錘度（上部、中部、下部和平均錘度）等與處理1無(wú)顯著性差異；但處理3 的分蘗株數(shù)、有效莖數(shù)和產(chǎn)量顯著低于處理1。結(jié)果表明，單芽種植比雙芽種植產(chǎn)量低，其主要原因是其分蘗株數(shù)和有效莖數(shù)顯著少于雙芽種植，證明雙芽種植效果優(yōu)于單芽種植，此結(jié)論與羅亞偉等（2019）雙芽段、三芽段、四芽段或多芽段種莖種植有利于甘蔗萌芽和幼苗生長(zhǎng)的結(jié)論[28]一致。

本文在田間對(duì)苗期甘蔗進(jìn)行不同程度的機(jī)械損傷處理，結(jié)果表明苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量均會(huì)造成負(fù)面影響，機(jī)械損傷程度越重，其性狀表現(xiàn)越差，產(chǎn)量越低；雙芽種植在生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量上均優(yōu)于單芽種植。研究結(jié)果有助于明確苗期機(jī)械損傷對(duì)甘蔗生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，為甘蔗機(jī)械化種植提供指導(dǎo)意見(jiàn)，加速甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)程。