广西甘蔗全程机械化相适应种植行距及模式

谭裕模，邢 颖，蒙炎成，陈桂芬*，黎焕光，江泽普，杨绍锷

(1.广西农业科学院农业资源与环境研究所，广西 南宁 530007，2. 广西农业科学院甘蔗研究所，广西 南宁 530007)

【研究意义】目前全球最大产糖国前10位国家中，如巴西、澳大利亚、美国等国家已全部或基本实现甘蔗生产全程机械化[1]。国际主流的甘蔗机械化技术都是在宽行距(130 cm 以上)种植的基础上进行大马力复式作业，甘蔗宽行种植方便甘蔗机械作业，减少机械对甘蔗损伤和对蔗田土壤的破坏，从而提高工作效率和经济效益[2]。我国甘蔗生产全程机械化模式是甘蔗产业发展的必由之路，适当的行距是保证甘蔗机械田间正常作业基本要求和提高其生产效率最重要的农艺措施，但目前我国甘蔗种植行距多在70～100 cm，行距过窄，不适宜机械化收获[3]。因此，开展与全程机械化相适应种植行距及模式研究对提高我国甘蔗生产效率具有重要意义。【前人研究进展】由于全程机械化生产效率数倍甚至数十倍高于传统生产方式，甘蔗生产成本可大幅度降低[4]，而我国甘蔗生产全程机械化的研究和应用起步较晚，无论是机械还是农艺技术，在我国的蔗区条件下的机械化作业效率、质量，作物产量水平和耕作农艺要求都与国外先进国家技术设计的要求存在较大差距[5-7]。广西蔗区土地资源、气候条件与巴西、澳大利亚等国的条件相差较大[8]，大部分蔗区地形地貌复杂，地块规模较小，蔗田规划不规范，种植技术和品种不配套，加上春季期间光照时数严重不足等原因，导致作业效率不高，特别是机械化收割的效率远低于甚至不足机械设计标准的三分之一，机收后蔗地留宿根发株率低，大部分蔗地在机械收割后蔗地达不到留宿根蔗的要求，即使小部分留宿根的产量和宿根年限也受到严重的影响。由于春季光照严重不足和甘蔗品种宿根性原因，行距加宽后由于单位面积有效茎数少造成甘蔗产量的降低。【本研究切入点】甘蔗生产全程机械化应用的核心问题是机械化作业的效率[9]，而有关与机械化生产相配套种植行距研究，国内尚少见报道。【拟解决的关键问题】对广西目前生产上正在应用的10个品种在不同行距和种植模式的田间试验，结合生产实地调研分析，研究广西蔗区不同行距种模式不同品种对产量效应关系，探讨广西主要蔗区甘蔗生产全程机械化与之相适应的农机农艺融合配套技术，为提高广西乃至全国甘蔗机械化的作业效率和经济效益，加速甘蔗全程机化的推广进程提供理论和实用依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参试甘蔗品种为：ROC22；桂糖29号；桂糖31号；桂糖32号；桂糖35号；柳城05-136；福农39号；福农41号；粤00-236；粤糖55号，共10个。

1.2 试验方法

田间试验设10个甘蔗品种与7个种植行距水平或模式。10个品种见参试品种所述，6个种植行距：100、110 、120、130、140 和160 cm，1个宽窄行种植模式：130+50 cm。田间试验设计在各年份中基本一致。每小区5行，行长75 ～100 cm，重复3次。小区试验面积由于行距的差异而不同，为28.1～52.5 m2。2010-2014年试验采用人工种植，甘蔗种茎种植下种方式为双轨式，两行间相隔10～15 cm；2015-2016年采用机械联合种植机种植。人工种植和机械种植的种植密度约为105 000芽/hm2。新植下种时间在2月上旬至3月中旬。甘蔗收获和试验小区测产验收均采用人工方法。各年份试验测产时间均为每年的12月至翌年的1月中旬进行。

由于参试品种数量和行距的水平均较多，难以把全部参试品种进行与行距进行完全的试验。本研究对品种与行距的处理采用有针对性选择的试验方法，在不同年份进行不同的品种和不同行距的田间试验，分别于2010年在广西南宁市坛洛镇甘蔗试验基地、2011-2014年在广西南宁市隆安县南圩镇连安村试验基地、2015-2016年在广西农垦国有金光农场林油分场以及2015-2016年在广西柳州市雒容农场进行不同种植行距及宽窄行模式试验。

1.3 项目测定及数据统计方法

按照《糖料甘蔗试验方法》(GB/T 10499-2014)调查甘蔗出苗率、株高等农艺性状，收获时按原料蔗标准测产验收[10]。采用Excel 2007统计工具对数据进行统计分析

2 结果与分析

2.1 不同种植行距对不同甘蔗品种的农艺性状及产量的影响

2010年新植试验结果表明(表1)，ROC22和桂糖35号2个品种在100、120 、 140和160 cm等4个行距下种植，均以行距100 cm 的产量最高，行距宽于100 cm以上时，2个品种均表现相似的变化趋势，行距越宽，减产的幅度就越大，特别是但当行距宽于120 cm以上时减产明显。

表2结果表明，粤糖55号、桂糖32号和粤糖00-236等3个品种在110 和130 cm 2种行距下种植，3个品种产量均随行距种植加宽呈减产趋势。不同品种间行距对产量的影响有较大的差异，粤糖00-236行距加宽到130 cm在新植和宿根的产量都表现出较大幅度的减产，而粤糖55行距加宽到130 cm时没有对产量产生明显差异。3个品种的宿根蔗产量也没有明显的下降。

表3表明，在3年间共进行了7个品种110 和140 cm 2种行距的4个试验。大部分品种在不同年份同样表现在140 cm行距种植比110 cm行距有不同程度减产的趋势。新植和宿根表现相似的趋势。不同品种加宽行距对产量的效应也有所较大差异。

表1 2010年2个品种4个不同行距种植农艺性状和产量

表2 2011-2012年度3个品种2个行距种植农艺性状及产量

表3 2012-2014年7个品种2个行距新植宿根农艺性状及产量

续表3 Continued table 3

年份植期Yearandplantingperiod品种Varieties行距(cm)Rowspacing小区面积(cm2)Plotarea株高(cm)Height茎径(cm)Stalkdiameter锤度(%)Brix有效茎(株/hm2)Millablestalks小区产量(kg)PlotyieldⅠⅡⅢ总产量(kg/hm2)Yield标准差(±kg)Standarddeviation较110cm(±%)Comparedwith110cm品种平均产量(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福农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粤糖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福农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年进行了2个品种120和140 cm 2种行距的试验。柳05-136在140行距条件下有小幅度增产，表7中该品种2014年新植从110 cm行距加宽至140行距表现为减产，这可能与对比行距不同且不同年份间降雨等条件差异有关。但福农39加宽行距至140后有一定的减产，这与表7中该品种新植与宿根均表现一致。表明不同品种加宽行距的效应有所差异。

综上结果表明，从整体上看，在广西蔗区自然条件下，种植行距100～140 cm之间单位面积有效茎数和蔗茎产量均表现出随行距的加宽而有降低的趋势(表5)。由于100 cm行距的试验次数只有1次，代表性不强。140 cm行距与110 cm行距的有效茎数相差4470株/hm2，差异率为7.6 %；产量相差9030 kg/hm2，差异率为11.3 %。以上数据经统计分析表明，本研究结果中单位面积有效茎数与产量的相关系数为r=0.5198**(r=0.3541,P<0.01)达到显著相关。

表4 2015年2个品种2个行距种植新植农艺性状及产量情况表(金光2016.1.17)

表5 2010-2015年田间试验种植行距与蔗茎数和蔗茎产量

表6 7个品种2个行距的蔗茎产量和单位面积有效茎数

表7 2015年不同品种宽窄行种植农艺性状及测产结果

注：没有灌溉设备。

Note: No irrigation equipment.

表8 2016年宽窄行距宿根不同品种农艺性及产量结果表(柳州雒容2016.12.6)

注：定期采用膜下滴灌

Note:Regular use of drip irrigation under membrane.

本研究中不同品种加宽行距后对单位面积有效茎数和蔗茎产量的影响有较大的差异。影响较大的品种有ROC22、福农39号、福农41号,而桂糖31号、粤糖55号2个品种对单位面积有效茎数和产量影响较小。

2.2 宽窄行距种植对不同品种单位面积有效茎数和产量的影响

2.2.1 无灌溉条件的宽窄行对不同品种农艺性状和产量的影响 表7表明，在无人工灌溉条件或管理水平较低的情况下，采用130+50 cm的种植行距，除桂糖31号为667 503株/hm2外，其他品种的单位面积有效茎数均不足60.0×103株/hm2，没有达到大田生产正常值的水平，可以认为在无灌溉条件或管理水平较低的情况下，宽窄行距没有达到高产所具备的为其有效茎数水平。

2.2.2 滴灌条件宿根宽窄行距对不同品种农艺性状和产量的影响 表8表明，在有良好灌溉条件下，130+50 cm 宽窄行距种植，桂糖31号和粤糖84-125宿根栽培多年有效茎数仍达到75.0×103株/hm2以上，远远高于大田生产约60.0×103～67.5×103株/hm2的正常值。蔗茎产量仍达到10.5×103kg/hm2以上。可以认为，蔗田的基础设施条件和水肥管理水平对单位面积有效茎数和蔗茎产量有较大影响。

3 讨 论

3.1 甘蔗宽行种植对产量的影响

本研究采用10个品种和7个行距模式开展多年多点田间试验，结果表明，在广西主产蔗区自然条件下，种植行距从100 cm 增大至160 cm时，甘蔗有效茎数和蔗茎产量均表现出随行距的加宽呈降低趋势。140 cm种植行距相比110 cm，甘蔗有效茎数减少4470株/hm2，减少7.6 %；蔗茎产量减产9030 kg/hm2，减少11.3 %。这一结果与多个前人研究结果基本一致[11-14]，与少部分的研究有结果相反[15]。

我国南方糖料甘蔗传统种植以约100 cm为主的行距，是在长期的生产实践和试验中形成的，是与当地的土壤和气候条件和选用的品种类型相联系的。本研究中的多数品种特别是目前生产上采用的是适宜人工砍收的中大茎品种，在种植行距宽于100 cm以上的就会随行距加宽变化而减产的结果较符合广西甘蔗生产的客观实际，如ROC22过宽的行距种植造成减产的趋势较为明显。本研究中也有部分品种如桂糖31号、粤糖94-128等品种在行距加宽到140 cm情况下不会造成明显的减产，甚至表现增产，这种不同品种特性的差异可为解决机械化宽行距种植提供参考。

3.2 甘蔗单位面积有效茎数与产量的相关性

本研究结果表明，甘蔗有效茎数与产量呈极显著相关，而有效茎数是某一特定环境条件下甘蔗植株群体数量自我协调和平衡的结果，在广西气候的气候条件下过宽的行距种植造成减产最的主要原因为有效茎数的减少。前期研究结果表明，广西蔗区有效茎数平均不足60 000株/hm2，与国外的结果有较大差距[4]，广西的公顷有效蔗茎数明显少于西、巴澳大利亚及我国的云南等蔗区，原因可能为广西的年日照时数比这些蔗区明显偏少。本研究中出现相同品种、相同行距在不同年份的田间试验结果也有较大的差异，与广西不同年份的光、温、水的资源变化差异有关，需有待进一步研究。

3.3 不同品种对不同行距的农艺性状和产量效应

本研究结果同样表明，不同品种加宽行距种植后对产量的影响有不同的反应,本研究中桂糖31号、粤糖55号等品种，在宽行种植下的产量变化差异较小，即表明当品种加宽行距种植后产量不容易造成明显的减产，表明这些品种的分蘖率?成茎率和有效茎数较高有关,有较高的群体茎数自我调节能力?而ROC 22的差异系数较大，不同年份之间的差异也较大。陈华金等[14]的研究中采用粤糖94-128同样表现出在140 cm行距条件下获得最高的产量的结果，同样暗示不同品种具有不同的植株群体自我调节能力[15]。通过有针对性的目标选育，筛选出适宜宽行种植的品种，具有耐低光照，中生快发，早分蘖，分蘖整齐，成茎率高等特性，可以获得在较宽行距条件下具有较植株群体协调平衡能力特性的中茎品种，既可以解决广西宽行距种植减产问题，并有利于机械化作业后延长宿根蔗的栽培年限，达到高产、高效率、高效益、低成本、低消耗的目的。

3.4 甘蔗的宽行距种植对栽培管理水平的要求

130+50 cm宽窄行种植模式实际上平均行距相当于接近100 cm的简单行距的种植密度，种植密度本来就较大。既可以解决机械化作业拖拉机轮子在田间正常行走，又可增加蔗种的种植密度。如本研究结果所示，在管理水平较高的条件下，宽窄行种植的单位面积有效茎数可比简单行距种植的高约10 %左右，甚至更高。桂糖31号的第4年宿根栽培仍可达到105 t/hm2以上的产量水平。尽管宽窄行种植行距有较高的种植密度，但是同样存在着甘蔗生长前中期的植株群体自我平衡的问题，前期田间管理水平，对前期生长特别是早分蘖、快速封行，充分利用光能，促进合理的植株群体的形成同样是重要的因素[15]。

4 结 论

本研究结果表明种植行距从100～160 cm的有效茎数和蔗茎产量均表现出随行距的加宽而有降低的趋势，在配套相适应的现代田间设施和管理技术的条件下，广西的甘蔗生产全程机械化可通过选择相适应的良种进行140 cm 的宽行种植或者130+50 cm宽窄行的种植模式。

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