甘蔗机械收获对蔗蔸质量和宿根蔗生长影响初探

甘蔗机械收获对蔗蔸质量和宿根蔗生长影响初探
陈超君;梁和;何章飞;莫清贵;黄严;邝伟生;李天绍;陆国盈
【摘要】在坡地大田生产条件下,以传统的人工收获方法为对照,研究了机械收获对蔗篼质量和翌年宿根蔗生长的影响,结果表明:(1)机械收获处理的留茬高度、蔗蔸破头率明显高于人工收获处理,但不倒伏、脱叶性好的甘蔗品种的留茬高度增幅较小,纤维含量较高的品种有利于降低蔗篼破头率；(2)机械收获处理对翌年宿根蔗发株力的影响因品种不同而有较大差异,表现为对宿根性强的品种影响较小,而对宿根性差的品种影响甚大；(3)与人工砍收处理相比,机械收获处理的株高、单茎重均略优而有效茎数则较少,蔗茎产量差异不显著,但甘蔗蔗糖分提高了0.53个百分点；(4)机械收获配套碎叶还田技术,能减小机械收获对宿根蔗发株的影响,有利于提高单茎重和增加有效茎数.
【期刊名称】《广东农业科学》
【年(卷),期】2011(038)023
【总页数】5页(P26-30)
【关键词】机械收获;蔗蔸质量;宿根蔗;产量;蔗糖分
【作者】陈超君;梁和;何章飞;莫清贵;黄严;邝伟生;李天绍;陆国盈
【作者单位】广西大学农学院/国家现代农业甘蔗产业技术体系,广西南宁530005;广西大学农学院/国家现代农业甘蔗产业技术体系,广西南宁530005;广西大学农学院/国家现代农业甘蔗产业技术体系,广西南宁530005;武鸣县农机化技术推广服务站,广西武鸣532600;广西南宁市农机化技术推广站,广西南宁530001;广西南宁市
农业技术推广站,广西南宁530001;广西南宁市农业机械化管理局,广西南宁530001;广西大学农学院/国家现代农业甘蔗产业技术体系,广西南宁530005
【正文语种】中文
【中图分类】S566.191
甘蔗收获环节包括砍蔗、切梢、去叶、削根、捆扎和装运等作业工序，作业量约占甘蔗种植管理总作业量的55%[1]，是甘蔗种植管理中作业最繁杂、劳动强度最大、工作环境最艰苦的种植管理环节。

目前我国甘蔗收获还主要依靠人工作业完成，每人每天仅能收获0.6～1.0 t，工作效率低，需要劳动力多。

进入21世纪以来，随
着我国蔗糖产业快速发展，加上大量农村劳动力向城市转移，导致我国甘蔗种植业劳动力严重不足，劳动力负荷年均增长达14%，广西蔗区年均增长甚至高达
24%[2]。

劳动力的严重不足和繁重的劳动强度使甘蔗收获作业的请工难问题日益
显现。

据调查，广西2010/2011年榨季每吨甘蔗人工收获的费用为60～80元，
个别蔗区甚至高达100元/t以上，若以该榨季全区平均原料蔗收购价498元/t计，人工收获作业成本约占原料蔗价格的12%～16%。

日益增高的人工砍收费和日趋
严重的请工难问题已对我国蔗糖产业的可持续发展构成严重威胁。

因此，实现甘蔗收获机械化已迫在眉睫[3-4]，是蔗糖产业可持续发展的必然趋势。

近年来关于甘
蔗收获机械化方面的研究已受到越来越多的重视，梁兆新等[5]、陈超平等[6]、李
天绍等[7]分析了甘蔗收获机械的技术性能、收割效率，梁阗等[8]、王维赞等[9]分析了甘蔗机械收获农艺配套关键技术，刘文秀等[10]研究探讨了甘蔗机械收获切割质量对宿根蔗产量的影响，安玉兴等[11]探讨了机械收获对宿根甘蔗虫害发生及蔗苗生长的影响。

本试验从甘蔗机械收获的蔗蔸质量及翌年宿根蔗的农艺性状、一些生理指标、产量和品质等方面，研究了甘蔗机械收获对宿根蔗生长的影响，以期为
甘蔗机械收获的农艺配套技术提供参考。

1 材料与方法
1.1 试验材料
供试甘蔗品种为新台糖22号、柳城03/182、赣蔗18号、粤糖00/236、湛选
05/18。

收获机械为广西云马汉升机械制造股份有限公司生产的HS180型整秆式
甘蔗联合收割机。

1.2 试验方法
试验在位于广西武鸣县罗圩镇树合村的南宁市农机试验基地进行。

试验地为坡地，土壤基本理化性质为：有机质29.3 g/kg、碱解氮含量75.85 mg/kg、速效磷含
量27.44 mg/kg、速效钾含量 127.8 mg/kg、pH 4.24。

机械收获处理（以下简称为“机收处理”）是在用联合收割机收割甘蔗后，再用人工方法将蔗茎捆扎、搬出蔗地、装车、运送糖厂；人工收获处理（以下简称为“人工处理”）则是按照传统的人工砍收方法砍收和装运甘蔗。

试验设机械收获和人工收获两个处理，采用对比法排列试验设计，试验小区行长10 m、行距1.1 m，5
行区，小区面积55 m2，3次重复。

各品种均为2009年新植蔗，于2010年1月30日收获，2010年2月中旬宿根蔗清园破垄，其后的施肥、培土、除草、防治
病虫害等栽培管理与大田生产相同。

新台糖22号、柳城03/182、赣蔗18号和湛选05/18除收获方法差异外，两个处理的栽培管理水平相同，同时蔗叶也不还田。

粤糖00/236机收处理收获时同时进行机械碎叶还田覆盖蔗垄；人工处理收获时的蔗叶不碎叶，直接覆盖蔗垄。

2010年12月21日采用人工砍收方法收获宿根蔗。

1.3 调查测定项目及方法
新植蔗收获处理后，即调查留茬高度（从地面至蔗桩顶部）和蔗蔸破头率（破裂蔗桩数占蔗桩总数的百分率）等蔗蔸质量指标；5月份当蔗田苗数达高峰期时调查各处理的发株数并计算发株率；5～10月每月调查株高1次，计算蔗茎伸长速度；
7～8月于宿根蔗伸长盛期测定根系活力和+1叶片硝酸还原酶活性；收获时每小区调查20条、每个品种共60条有效茎的株高、茎径和田间锤度，调查小区有效茎数；按原料蔗收购标准砍收并称取小区产量；用小区产量除以小区有效茎数得单茎重；每品种取6条有效茎送糖厂分析甘蔗蔗糖分、还原糖分、纤维分含量和蔗汁锤度、重力纯度等品质指标。

2 结果与分析
2.1 机械收获对蔗蔸质量的影响
2.1.1 对蔗蔸留茬高度的影响从不同处理的蔗蔸留茬高度调查结果（表1）可以看出，虽然不同品种的留茬高度不同，但均表现为机收处理的留茬高度大于人工砍收获处理。

5个供试品种机收处理平均留茬高度为6.1 cm，比人工处理高2.6 cm。

其中湛选05/18是砍收时唯一有半倒伏现象的品种，其机收处理的留茬高度比人工处理高9.1 cm；收获时不倒伏的其他4个品种中，易脱叶品种福农15号、柳城03-182、粤糖00-236机收处理的留茬高度平均为0.7 cm，较难脱叶品种赣蔗18号机收处理的留茬高度则比人工处理高1.6 cm。

表1 不同处理蔗蔸留茬高度调查结果注：湛选05/18收获时为半倒伏甘蔗；粤糖00/236因收获时碎叶还田覆盖蔗蔸而不调查蔗兜破头率。

品种福农15号柳城03-182赣蔗18号粤糖00-236湛选05/18平均机收处理3.7 5.3 4.9 4.6 12.0 6.1留茬高度（cm）蔗兜破头率（%）人工处理3.1 4.6 3.2 3.9 3.0 3.6机收比人工增加0.7 0.7 1.6 0.7 9.1 2.6机收处理93.20 44.02 46.56人工处理14.45 28.65 15.00机收比人工增加（百分点）78.75 15.37 31.56 88.33 68.03 66.67 31.19 21.66 36.84
2.1.2 对蔗兜破头率的影响从表1可以看出，4个品种机收处理的蔗兜破头率均比人工处理明显增高，其平均值比人工处理提高了36.84个百分点，表明机械收获对宿根蔗兜的破头率影响较大。

同时，不同品种的机收处理蔗兜破头率差异较大，
这可能与品种间的纤维分含量差异有关（表7），其中柳城03/182的纤维分含量最高，其机收处理的蔗兜破头率最小；其次是赣蔗18号，其机收处理的蔗兜破头率也较小；福农15号的纤维分含量较低，其机收处理的蔗兜破头率最大。

2.2 机械收获对宿根蔗农艺性状的影响
2.2.1 对宿根蔗发株数的影响对宿根蔗发株数的调查结果（表2）表明，柳城
03/182和粤糖00/236机收处理与人工处理的发株数相等或相若，而福农15号、赣蔗18号机收处理的发株数则分别比人工处理减少了12.12%、30.20%。

这4个品种机收处理的每公顷发株数比人工处理平均少3 090株，减幅为10.75%，表明机收处理对宿根蔗发株能力有较明显影响，但其影响因品种不同而异，其中柳城
03/182的宿根性较好，其发株力基本不受影响；赣蔗18号的宿根性较差，受影
响较大；粤糖00/236的发株力受影响较小，可能也与其碎叶还田有关。

表2 不同处理对4个品种的5月份发株数调查结果发株数（株/hm2）品种福农
15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均机收处理21105 26925 21465 32925 25650人工处理21105 26925 21465 32925 25650对比±-2910 0-
9285-360-3090对比±（%）-12.12 0.00-30.20-1.08-10.75
2.2.2 对株高的影响从各处理株高调查结果（表3）可以看出，机械收获对不同甘蔗品种株高生长速度的影响不同。

其中柳城03/182机收处理的株高在5～10月
始终较人工处理稍矮，11月后才较人工收获处理快，最终的株高略高于人工处理；其他3个品种各月份机收与人工处理的差异虽然不一致，但均呈5月株高生长较
人工处理稍慢、6月始生长逐渐加快、至12月（收获前）株高稍大于人工处理的
生长趋势。

4个品种机收处理的平均株高除5月比人工处理矮1.4 cm外，从6月开始，株高逐渐超过人工砍收处理，12月比人工处理高13.5 cm，表明甘蔗机械
收获对甘蔗生长前期的株高生长有一定的影响，但由于生长中后期较人工处理快，因此，至收获时株高并不因为前期生长慢而受影响，甚至还稍高于人工处理。

表3 不同处理株高调查结果品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均处理机收人工机收人工机收人工机收人工机收人工差异5月14.7 14.1 34.6 37.6 35.4 36.6 38.3 40.1 30.8 32.1-1.4 6月36.4 32.9 72.5 81.0 67.6 65.3 65.4 61.2 60.5 60.1 0.4 7月101.6 94.3 149.3 159.0 149.3 144.2 132.5 120.9 133.2 129.6 3.6株高（cm）8月172.9 162.2 205.7 223.8 212.8 208.1 177.0 155.9 192.1 187.5 4.6 9月208.7 200.7 248.0 258.3 255.3 248.8 208.1 198.9 230.0 226.7 3.3 10月234.0 225.9 273.6 274.7 289.3 282.4 232.1 218.2 257.3 250.3 7.0 12月248.7 230.8 271.1 261.3 316.7 305.3 234.4 219.5 267.7 254.2 13.5 2.3 机械收获对宿根蔗生理生化指标的影响
2.3.1 对根系活力的影响测定不同处理的宿根蔗根系活力结果（表4）发现，7月除福农15号机收处理的根系活力较人工处理稍弱外，其他3个品种的根系活力与人工处理相若或明显高于人工处理，但8月除粤糖00/236继续较人工处理强外，其余3个品种的根系活力均弱于人工处理。

8月机收处理根系活力减弱，可能与表土耕作层坚实、氧气不足，促使宿根蔗老根系加速死亡、新根系不能深扎导致吸收能力较弱有关。

由此可见，机械收获对宿根蔗的根系活力存在一定影响。

另外，粤糖00/236机收处理收获时粉碎蔗叶还田可能是其根系活力始终比人工处理强的原因。

表4 不同处理的根系活力测定结果根系活力（TTC 还原速率，mg/g·h）品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均机收394.26 540.77 482.07 510.96 482.01人工446.32 464.22 467.95 333.37 427.96 7月8月对比±-
52.06＋76.55＋14.12＋177.59＋54.05对比±（%）-11.66＋16.49＋3.02＋
53.27＋12.63机收423.19 284.57 299.85 409.13 354.19人工433.54 326.20 380.53 335.62 368.97对比±-10.35-41.63-80.68+73.51-14.78对比±（%）-2.39-12.76-21.20+21.90-4.01
2.3.2 对叶片硝酸还原酶活性的影响硝酸还原酶（NR）是植物硝态氮同化体系中的第一个酶[12]，其活性的高低反映氮素同化能力的强弱[13]。

从表5可以看出，机械收获对叶片硝酸还原酶活性的影响，与其对根系活力影响相似。

粤糖00/236机收处理的硝酸还原酶活性7、9月比人工处理强，10月稍低于人工处理，其余3个品种基本呈机收处理稍低于人工处理趋势。

粤糖00/236机收处理的叶片硝酸还原酶活性平均比人工处理高0.37 μg NO2/g·hr（FW），福农15号、柳城
03/182、赣蔗18号则分别比人工处理低3.03、0.53、2.17 μg NO2/g·hr （FW），表明机收处理对叶片硝酸还原酶活性存在一定影响，但收获时配合蔗叶还田技术可得到改善。

表5 不同处理的硝酸还原酶活性结果品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均硝酸还原酶活性（μgNO2/g·hr,FW）7月 9月 10月各月平均机收17.54 20.96 14.24 17.79 17.63人工20.09 20.01 15.23 17.45 18.19机收7.75
7.58 6.63 11.54 8.37人工12.73 9.80 11.81 10.68 11.25机收7.14 11.23 8.10
8.13 8.65人工8.69 11.56 8.43 8.32 9.25机收10.81 13.26 9.66 12.49 11.55人工13.84 13.79 11.82 12.15 12.90对比±-3.03-0.53-2.17 0.37-1.35
2.4 机械收获对宿根蔗产量性状的影响
将株高、茎径、单茎重、有效茎数等产量性状汇总于表6。

与人工收获处理相比，4个品种机收处理的株高、茎径、单茎重均有不同程度的增加，但福农15号、柳城03-182的有效茎数明显少于人工砍收处理，赣蔗18号和粤糖00/236的有效茎数则与人工砍收差异不明显。

2.5 机械收获对宿根蔗品质的影响
从田间锤度和品质指标测定结果（表7）可以看出，各品种间的田间锤度和甘蔗蔗糖分差异较大，但基本呈机收处理相若或稍大于人工处理的趋势，从4个品种的平均值看，机收处理的田间锤度、甘蔗蔗糖分分别比人工收获处理提高了0.47、
0.53个百分点，蔗汁重力纯度降低0.48个百分点，甘蔗还原糖分、甘蔗纤维分差异不明显。

表6 不同处理的产量性状结果品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均比较±株高（cm）茎径（cm）单茎重（kg）有效茎数/（条/hm2）机收228.7 251.1 296.7 214.4 247.7+16.7人工210.8 241.3 285.3 186.5 231.0机收3.29 2.83 3.12 3.10 3.09+0.08人工3.27 2.77 3.00 3.01 3.01机收1.16 1.25 1.84 1.13 1.34+0.09人工1.14 1.10 1.72 1.05 1.25机收44370 42540 32805 46395 41535-1485人工48360 45885 31500 46335 43020
表7 不同处理甘蔗品质指标测定结果品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均比较±田间锤度（%）甘蔗蔗糖分（%）甘蔗还原糖分（%）甘蔗纤维分（%）蔗汁重力纯度（%）机收20.28 21.55 20.82 21.33 20.75+0.47人工19.63 21.36 20.12 21.01 20.53机收16.02 14.37 15.24 16.49 15.53+0.53人工14.69 14.54 15.04 15.74 15.00机收0.16 0.20 0.19 0.07 0.16-0.02人工0.27 0.14 0.2 0.09 0.18机收9.50 12.14 10.81 9.46 10.48-0.03人工9.82 12.09 10.39 9.73 10.51机收89.94 89.98 88.23 91.72 90.00-0.48人工89.24 89.94 89.26 93.48 90.48
2.6 机械收获对宿根蔗蔗茎产量及含糖量的影响
2010年12月21日验收蔗茎产量，并根据蔗糖分折算公顷含糖量，结果见表8。

从表8可以看出，除福农15号机收处理比人工砍收处理减产6.16%外，其余3个品种均比人工处理略有提高，增幅为4.69%～11.02%，4个品种平均增幅为
4.13%；4个品种机收处理的公顷含糖量均比人工处理略有提高，增幅为2.34%～12.61%，平均为7.77%。

差异显著性测验结果显示，上述差异均不显著。

3 结论与讨论
留茬高度和蔗兜破头率是甘蔗砍收质量的重要指标之一。

入土低砍（一般入土2～
5 cm）或平地低砍，有利于促进翌年宿根蔗低位芽发株，增加有效茎数和单茎重；砍收甘蔗时能尽量避免或减少蔗头破裂，对防止蔗头感染病害、保持蔗蔸较高生活力有显著的促进作用[14]。

刘文秀等[10]研究认为，人工砍收在人为不低砍和砍收下刀不快、刀具不锋利等情况下，机械收获的留茬高度低于人工收获而宿根蔗蔸破头率则高于人工收获，认为只要中耕培土到位，两侧垄高一致，将刀盘调至垄面或入土2 cm左右，可大大减少机械收获的宿根蔗蔸破头率。

本试验研究结果则表明，不同甘蔗品种机收处理的留茬高度均较人工收获处理高，平均增幅为2.
6 cm；同时，留茬高度因砍收时甘蔗的倒伏与否及品种的脱叶性不同而有较大差异，表现为甘蔗不倒伏、易脱叶品种有利于降低留茬高度，而甘蔗倒伏和难脱叶品种的留茬高度则明显增高；机收处理对蔗蔸的破损较严重，其蔗兜破头率比人工处理提高36.84个百分点，但对纤维分含量较高的甘蔗品种的蔗蔸破损较小。

表8 各处理蔗茎产量及含糖量结果蔗茎产量（kg/hm2）含糖量（kg/hm2）品种福农15号柳城03/182赣蔗18号粤糖00/236平均机收51667.5 53049.0 60259.5 52489.5 54366.4人工55062.0 50671.5 54276.0 48828.0 52209.4比较±（%）-6.16+4.69+11.02+7.50+4.13机收8277.0 7623.0 9183.0 8655.0 8434.5人工8088.0 7368.0 8163.0 7686.0 7826.3比较±（%）
+2.34+3.46+12.50+12.61+7.77
机械收获对宿根蔗发株能力的影响因品种不同而有较大差异，表现为对宿根性强的品种影响很小甚至无影响，对宿根性差的品种则影响较大，但均无促进发株的表现。

这一结果与安玉兴等[11]的机械收获对提高宿根蔗出苗率有良好效果的研究结论不相吻合，其原因还有待于进一步试验研究。

机收处理对株高生长的影响呈前期稍慢、中后期生长逐渐加快、至收获时株高稍大于人工砍收处理的生长趋势。

前期生长稍慢可能与土壤通透性较差影响根系生长有关；中后期生长稍快可能与其发株数相对少于人工处理，进入伸长期后死苗也较少、
养分能集中供应有效株生长有关。

因此，对采用机械收获的宿根蔗地应及时破垄松蔸管理，改良土壤通透性，促进发株和前期生长，以增加有效茎数和提高单茎重。

本试验机收处理的甘蔗株高、茎径、单茎重均略优于人工砍收处理，弥补了有效茎数较少的影响，因此，蔗茎产量与人工砍收处理差异不显著。

机收处理能明显提高甘蔗蔗糖分，可能与其群体密度较小、生长中后期叶片硝酸还原酶活性明显降低有关。

机械收获结合碎叶还田覆盖蔗垄，蔗叶的保温、保湿等护蔸作用减小了机械收获对宿根蔗蔸的影响，因此发株数多，根系活力和叶片硝酸还原酶活性较强，表现为株高、茎径、单茎重、甘蔗蔗糖分等产量性状和品质指标均明显优于人工处理，有效茎数与人工处理持平，从而提高蔗茎产量和蔗糖含量。

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