廣西甘蔗全程機械化相適應種植行距及模式

譚裕模，邢 穎，蒙炎成，陳桂芬*，黎煥光，江澤普，楊紹鍔

(1.廣西農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007，2. 廣西農業(yè)科學院甘蔗研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】目前全球最大產糖國前10位國家中，如巴西、澳大利亞、美國等國家已全部或基本實現(xiàn)甘蔗生產全程機械化[1]。國際主流的甘蔗機械化技術都是在寬行距(130 cm 以上)種植的基礎上進行大馬力復式作業(yè)，甘蔗寬行種植方便甘蔗機械作業(yè)，減少機械對甘蔗損傷和對蔗田土壤的破壞，從而提高工作效率和經(jīng)濟效益[2]。我國甘蔗生產全程機械化模式是甘蔗產業(yè)發(fā)展的必由之路，適當?shù)男芯嗍潜ＷC甘蔗機械田間正常作業(yè)基本要求和提高其生產效率最重要的農藝措施，但目前我國甘蔗種植行距多在70～100 cm，行距過窄，不適宜機械化收獲[3]。因此，開展與全程機械化相適應種植行距及模式研究對提高我國甘蔗生產效率具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】由于全程機械化生產效率數(shù)倍甚至數(shù)十倍高于傳統(tǒng)生產方式，甘蔗生產成本可大幅度降低[4]，而我國甘蔗生產全程機械化的研究和應用起步較晚，無論是機械還是農藝技術，在我國的蔗區(qū)條件下的機械化作業(yè)效率、質量，作物產量水平和耕作農藝要求都與國外先進國家技術設計的要求存在較大差距[5-7]。廣西蔗區(qū)土地資源、氣候條件與巴西、澳大利亞等國的條件相差較大[8]，大部分蔗區(qū)地形地貌復雜，地塊規(guī)模較小，蔗田規(guī)劃不規(guī)范，種植技術和品種不配套，加上春季期間光照時數(shù)嚴重不足等原因，導致作業(yè)效率不高，特別是機械化收割的效率遠低于甚至不足機械設計標準的三分之一，機收后蔗地留宿根發(fā)株率低，大部分蔗地在機械收割后蔗地達不到留宿根蔗的要求，即使小部分留宿根的產量和宿根年限也受到嚴重的影響。由于春季光照嚴重不足和甘蔗品種宿根性原因，行距加寬后由于單位面積有效莖數(shù)少造成甘蔗產量的降低?！颈狙芯壳腥朦c】甘蔗生產全程機械化應用的核心問題是機械化作業(yè)的效率[9]，而有關與機械化生產相配套種植行距研究，國內尚少見報道?！緮M解決的關鍵問題】對廣西目前生產上正在應用的10個品種在不同行距和種植模式的田間試驗，結合生產實地調研分析，研究廣西蔗區(qū)不同行距種模式不同品種對產量效應關系，探討廣西主要蔗區(qū)甘蔗生產全程機械化與之相適應的農機農藝融合配套技術，為提高廣西乃至全國甘蔗機械化的作業(yè)效率和經(jīng)濟效益，加速甘蔗全程機化的推廣進程提供理論和實用依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試甘蔗品種為：ROC22；桂糖29號；桂糖31號；桂糖32號；桂糖35號；柳城05-136；福農39號；福農41號；粵00-236；粵糖55號，共10個。

1.2 試驗方法

田間試驗設10個甘蔗品種與7個種植行距水平或模式。10個品種見參試品種所述，6個種植行距：100、110 、120、130、140 和160 cm，1個寬窄行種植模式：130+50 cm。田間試驗設計在各年份中基本一致。每小區(qū)5行，行長75 ～100 cm，重復3次。小區(qū)試驗面積由于行距的差異而不同，為28.1～52.5 m2。2010-2014年試驗采用人工種植，甘蔗種莖種植下種方式為雙軌式，兩行間相隔10～15 cm；2015-2016年采用機械聯(lián)合種植機種植。人工種植和機械種植的種植密度約為105 000芽/hm2。新植下種時間在2月上旬至3月中旬。甘蔗收獲和試驗小區(qū)測產驗收均采用人工方法。各年份試驗測產時間均為每年的12月至翌年的1月中旬進行。

由于參試品種數(shù)量和行距的水平均較多，難以把全部參試品種進行與行距進行完全的試驗。本研究對品種與行距的處理采用有針對性選擇的試驗方法，在不同年份進行不同的品種和不同行距的田間試驗，分別于2010年在廣西南寧市壇洛鎮(zhèn)甘蔗試驗基地、2011-2014年在廣西南寧市隆安縣南圩鎮(zhèn)連安村試驗基地、2015-2016年在廣西農墾國有金光農場林油分場以及2015-2016年在廣西柳州市雒容農場進行不同種植行距及寬窄行模式試驗。

1.3 項目測定及數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

按照《糖料甘蔗試驗方法》(GB/T 10499-2014)調查甘蔗出苗率、株高等農藝性狀，收獲時按原料蔗標準測產驗收[10]。采用Excel 2007統(tǒng)計工具對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析

2 結果與分析

2.1 不同種植行距對不同甘蔗品種的農藝性狀及產量的影響

2010年新植試驗結果表明(表1)，ROC22和桂糖35號2個品種在100、120 、 140和160 cm等4個行距下種植，均以行距100 cm 的產量最高，行距寬于100 cm以上時，2個品種均表現(xiàn)相似的變化趨勢，行距越寬，減產的幅度就越大，特別是但當行距寬于120 cm以上時減產明顯。

表2結果表明，粵糖55號、桂糖32號和粵糖00-236等3個品種在110 和130 cm 2種行距下種植，3個品種產量均隨行距種植加寬呈減產趨勢。不同品種間行距對產量的影響有較大的差異，粵糖00-236行距加寬到130 cm在新植和宿根的產量都表現(xiàn)出較大幅度的減產，而粵糖55行距加寬到130 cm時沒有對產量產生明顯差異。3個品種的宿根蔗產量也沒有明顯的下降。

表3表明，在3年間共進行了7個品種110 和140 cm 2種行距的4個試驗。大部分品種在不同年份同樣表現(xiàn)在140 cm行距種植比110 cm行距有不同程度減產的趨勢。新植和宿根表現(xiàn)相似的趨勢。不同品種加寬行距對產量的效應也有所較大差異。

表1 2010年2個品種4個不同行距種植農藝性狀和產量

表2 2011-2012年度3個品種2個行距種植農藝性狀及產量

表3 2012-2014年7個品種2個行距新植宿根農藝性狀及產量

續(xù)表3 Continued table 3

年份植期Yearandplantingperiod品種Varieties行距(cm)Rowspacing小區(qū)面積(cm2)Plotarea株高(cm)Height莖徑(cm)Stalkdiameter錘度(%)Brix有效莖(株/hm2)Millablestalks小區(qū)產量(kg)PlotyieldⅠⅡⅢ總產量(kg/hm2)Yield標準差(±kg)Standarddeviation較110cm(±%)Comparedwith110cm品種平均產量(kg/hm2)AverageproductFunong3914052.52333.0119.54696537038534069600376-17.677059.52013年宿根In2013,perennialrootROC2211037.53072.6718.15532035140637291245448-14052.52822.7420.55245539846547084735652-7.1487996.0桂糖2911037.52902.5019.96805537044940198520647-Guitang2914052.52942.6120.77041048749153095835384-2.7297183.5福農3911037.52732.7618.95143542744835098910828-Funong3914052.52722.6620.74959044648340384570640-14.591746.02013年新植In2013,newplantROC2211037.52802.5119.36727543037338295745499-14052.52802.5719.159805540520472972455641.5796498.0桂糖3111037.52472.7519.76390031228426569540375-Guitang3114052.52472.6517.560825361373448750607607.9572300.0粵糖5511037.52592.5719.96936036741339895145383-Yutang5514052.52782.4318.26979550848845792325409-2.9693739.52014年新植In2014,newplantROC2211037.52642.8919.66081031533330677100221-14052.52602.9720.05758532735837167125369-12.9472115.5桂糖3111037.52492.9218.97432533631034880355318-Guitang3114052.52512.9319.17143044338538076710563-4.5478528.0福農4111037.52472.9319.05460031332026472495487-Funong4114052.52393.0518.25166038034333667290386-7.1869897.0柳05-13611037.52572.8419.95745025528528967035306-Liu05-13614052.52472.9019.95556031930832860690165-9.4663865.5

表4表明，在2015年進行了2個品種120和140 cm 2種行距的試驗。柳05-136在140行距條件下有小幅度增產，表7中該品種2014年新植從110 cm行距加寬至140行距表現(xiàn)為減產，這可能與對比行距不同且不同年份間降雨等條件差異有關。但福農39加寬行距至140后有一定的減產，這與表7中該品種新植與宿根均表現(xiàn)一致。表明不同品種加寬行距的效應有所差異。

綜上結果表明，從整體上看，在廣西蔗區(qū)自然條件下，種植行距100～140 cm之間單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產量均表現(xiàn)出隨行距的加寬而有降低的趨勢(表5)。由于100 cm行距的試驗次數(shù)只有1次，代表性不強。140 cm行距與110 cm行距的有效莖數(shù)相差4470株/hm2，差異率為7.6 %；產量相差9030 kg/hm2，差異率為11.3 %。以上數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析表明，本研究結果中單位面積有效莖數(shù)與產量的相關系數(shù)為r=0.5198**(r=0.3541,P<0.01)達到顯著相關。

表4 2015年2個品種2個行距種植新植農藝性狀及產量情況表(金光2016.1.17)

表5 2010-2015年田間試驗種植行距與蔗莖數(shù)和蔗莖產量

表6 7個品種2個行距的蔗莖產量和單位面積有效莖數(shù)

表7 2015年不同品種寬窄行種植農藝性狀及測產結果

注：沒有灌溉設備。

Note: No irrigation equipment.

表8 2016年寬窄行距宿根不同品種農藝性及產量結果表(柳州雒容2016.12.6)

注：定期采用膜下滴灌

Note:Regular use of drip irrigation under membrane.

本研究中不同品種加寬行距后對單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產量的影響有較大的差異。影響較大的品種有ROC22、福農39號、福農41號,而桂糖31號、粵糖55號2個品種對單位面積有效莖數(shù)和產量影響較小。

2.2 寬窄行距種植對不同品種單位面積有效莖數(shù)和產量的影響

2.2.1 無灌溉條件的寬窄行對不同品種農藝性狀和產量的影響 表7表明，在無人工灌溉條件或管理水平較低的情況下，采用130+50 cm的種植行距，除桂糖31號為667 503株/hm2外，其他品種的單位面積有效莖數(shù)均不足60.0×103株/hm2，沒有達到大田生產正常值的水平，可以認為在無灌溉條件或管理水平較低的情況下，寬窄行距沒有達到高產所具備的為其有效莖數(shù)水平。

2.2.2 滴灌條件宿根寬窄行距對不同品種農藝性狀和產量的影響 表8表明，在有良好灌溉條件下，130+50 cm 寬窄行距種植，桂糖31號和粵糖84-125宿根栽培多年有效莖數(shù)仍達到75.0×103株/hm2以上，遠遠高于大田生產約60.0×103～67.5×103株/hm2的正常值。蔗莖產量仍達到10.5×103kg/hm2以上?？梢哉J為，蔗田的基礎設施條件和水肥管理水平對單位面積有效莖數(shù)和蔗莖產量有較大影響。

3 討 論

3.1 甘蔗寬行種植對產量的影響

本研究采用10個品種和7個行距模式開展多年多點田間試驗，結果表明，在廣西主產蔗區(qū)自然條件下，種植行距從100 cm 增大至160 cm時，甘蔗有效莖數(shù)和蔗莖產量均表現(xiàn)出隨行距的加寬呈降低趨勢。140 cm種植行距相比110 cm，甘蔗有效莖數(shù)減少4470株/hm2，減少7.6 %；蔗莖產量減產9030 kg/hm2，減少11.3 %。這一結果與多個前人研究結果基本一致[11-14]，與少部分的研究有結果相反[15]。

我國南方糖料甘蔗傳統(tǒng)種植以約100 cm為主的行距，是在長期的生產實踐和試驗中形成的，是與當?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件和選用的品種類型相聯(lián)系的。本研究中的多數(shù)品種特別是目前生產上采用的是適宜人工砍收的中大莖品種，在種植行距寬于100 cm以上的就會隨行距加寬變化而減產的結果較符合廣西甘蔗生產的客觀實際，如ROC22過寬的行距種植造成減產的趨勢較為明顯。本研究中也有部分品種如桂糖31號、粵糖94-128等品種在行距加寬到140 cm情況下不會造成明顯的減產，甚至表現(xiàn)增產，這種不同品種特性的差異可為解決機械化寬行距種植提供參考。

3.2 甘蔗單位面積有效莖數(shù)與產量的相關性

本研究結果表明，甘蔗有效莖數(shù)與產量呈極顯著相關，而有效莖數(shù)是某一特定環(huán)境條件下甘蔗植株群體數(shù)量自我協(xié)調和平衡的結果，在廣西氣候的氣候條件下過寬的行距種植造成減產最的主要原因為有效莖數(shù)的減少。前期研究結果表明，廣西蔗區(qū)有效莖數(shù)平均不足60 000株/hm2，與國外的結果有較大差距[4]，廣西的公頃有效蔗莖數(shù)明顯少于西、巴澳大利亞及我國的云南等蔗區(qū)，原因可能為廣西的年日照時數(shù)比這些蔗區(qū)明顯偏少。本研究中出現(xiàn)相同品種、相同行距在不同年份的田間試驗結果也有較大的差異，與廣西不同年份的光、溫、水的資源變化差異有關，需有待進一步研究。

3.3 不同品種對不同行距的農藝性狀和產量效應

本研究結果同樣表明，不同品種加寬行距種植后對產量的影響有不同的反應,本研究中桂糖31號、粵糖55號等品種，在寬行種植下的產量變化差異較小，即表明當品種加寬行距種植后產量不容易造成明顯的減產，表明這些品種的分蘗率?成莖率和有效莖數(shù)較高有關,有較高的群體莖數(shù)自我調節(jié)能力?而ROC 22的差異系數(shù)較大，不同年份之間的差異也較大。陳華金等[14]的研究中采用粵糖94-128同樣表現(xiàn)出在140 cm行距條件下獲得最高的產量的結果，同樣暗示不同品種具有不同的植株群體自我調節(jié)能力[15]。通過有針對性的目標選育，篩選出適宜寬行種植的品種，具有耐低光照，中生快發(fā)，早分蘗，分蘗整齊，成莖率高等特性，可以獲得在較寬行距條件下具有較植株群體協(xié)調平衡能力特性的中莖品種，既可以解決廣西寬行距種植減產問題，并有利于機械化作業(yè)后延長宿根蔗的栽培年限，達到高產、高效率、高效益、低成本、低消耗的目的。

3.4 甘蔗的寬行距種植對栽培管理水平的要求

130+50 cm寬窄行種植模式實際上平均行距相當于接近100 cm的簡單行距的種植密度，種植密度本來就較大。既可以解決機械化作業(yè)拖拉機輪子在田間正常行走，又可增加蔗種的種植密度。如本研究結果所示，在管理水平較高的條件下，寬窄行種植的單位面積有效莖數(shù)可比簡單行距種植的高約10 %左右，甚至更高。桂糖31號的第4年宿根栽培仍可達到105 t/hm2以上的產量水平。盡管寬窄行種植行距有較高的種植密度，但是同樣存在著甘蔗生長前中期的植株群體自我平衡的問題，前期田間管理水平，對前期生長特別是早分蘗、快速封行，充分利用光能，促進合理的植株群體的形成同樣是重要的因素[15]。

4 結 論

本研究結果表明種植行距從100～160 cm的有效莖數(shù)和蔗莖產量均表現(xiàn)出隨行距的加寬而有降低的趨勢，在配套相適應的現(xiàn)代田間設施和管理技術的條件下，廣西的甘蔗生產全程機械化可通過選擇相適應的良種進行140 cm 的寬行種植或者130+50 cm寬窄行的種植模式。

參考文獻：

[1]陳超平.美國、巴西甘蔗生產機械化考察報告[J]. 熱帶農業(yè)工程，2004(2)：1-6.

[2]陳桂芬，譚裕模，邢 穎，等.適應甘蔗機械收獲的不同種植行距和品種試驗[J].甘蔗糖業(yè)，2014(4)：11-15.

[3]裴鐵雄，羅維鋼，劉要鑫，等. 適應甘蔗機械化收獲的不同種植行距研究[J]. 廣東農業(yè)科學，2013，40(9)：18-21.

[4]王倫旺，何 紅，譚裕模，等.赴澳大利亞甘蔗糖業(yè)科技學習考察報告[J].中國糖料，2009(2)：75-80.

[5]滿維忠. 淺論我國甘蔗生產全過程機械化的可行性[J].熱帶農業(yè)工程，2000(1)：29-32.

[6]韋日輝，佘錦偉，韋 堅，等.適宜機械化作業(yè)的甘蔗種植規(guī)格試驗報告[J]. 廣西蔗糖，2009(4)：6-8.

[7]張 華，羅 俊，陳偉績，等. 適宜機械化作業(yè)寬行種植的甘蔗肥料效應[J]. 中國糖料，2009(4)：12-14.

[8]國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒-資源與環(huán)境[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2016，

[9]王曉鳴，莫建霖. 甘蔗生產機械化現(xiàn)狀及相關問題的思考[J]. 農機化研究，2012，34(10)：6-11.

[10]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 10499-2014.糖料甘蔗試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2014.

[11]裴鐵雄，羅維鋼，劉要鑫，等.適應甘蔗機械化收獲的不同種植行距研究[J].廣東農業(yè)科學，2013，40(9)：18-22.

[12]李紀潮，董永威，韋杰權，等.機械種植不同行距對甘蔗農藝與經(jīng)濟性狀的影響[J].農業(yè)研究與應用， 2017(3)：18-23.

[13]晏祥玉，郭兆建，康 寧，等. 甘蔗機械化收獲條件下 1.3m 行距試驗表現(xiàn)[J].中國糖料，2014(2)：21-22，25.

[14]陳華金，周紹鵬，楊丹彤，等. 適合中小型機械化收獲的寬行距甘蔗種植研究[J].甘蔗糖業(yè)，2014(6)：24-27.

[15]劉子凡，林 電，仲 緯，等. 氮肥與種植行距對甘蔗產量的影響[J]. 中國糖料，2006(1)：39-40，46.