苗期机械损伤对甘蔗生长及产量的影响

熊 焰，王 辉，王 军，王露露，周 霞，王健华，伍苏然

（中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南海口 571101）

甘蔗在我国农业经济中占有举足轻重的地位，是仅次于棉花和油料的大宗经济作物[1]；也是我国南方传统的经济作物，其产量、产值相对较高，在整个南方经济作物结构体系中具有重要作用[2]。甘蔗的产量与诸多因素相关，从甘蔗品种到植株栽培，从田间管理到病虫害防治，甚至气候变化均能影响甘蔗产量[3]。除自然灾害外，其他影响甘蔗产量的因素均有人为因素的参与，而人为因素参与必将对甘蔗造成人为损伤。相较于生长起来的甘蔗，甘蔗苗显得更加娇嫩、更易受损伤；且甘蔗苗期时施肥培土、中耕除草、查苗补苗等管理措施均需要人为参与，且易造成甘蔗苗期机械损伤。因此，明确苗期机械损伤对甘蔗农艺性状、产量及糖量的影响，对于甘蔗种植具有重要的意义。

增加甘蔗产量一直是甘蔗研究者的主要目标。徐林等在广西蔗区对甘蔗新品种进行了试种和评价，结果显示桂糖02-281 适宜在广西不同蔗区推广种植[4]。王梅霞等[5]、梁超等[6]也测试了甘蔗品种在蔗区的适应性。甘蔗种植深度[7-8]、耕作方式[9]、播种方式[10]、种植密度[11-12]、施肥[13-18]及机械种植[19-21]也都是增加甘蔗产量的研究方向。在增加甘蔗产量的道路上，除了上述的正向增加产量途径外，还需要预防负向的减产，例如旱、涝、风等自然灾害造成的甘蔗减产[22-25]；了解这些灾害带来的影响，再采取有效措施以减少灾害带来的损失。但是，人为机械损伤造成的减产总是容易被忽略。甘蔗苗期对于甘蔗的分蘖、成茎及产量有显著的影响，因此需要人为进行查苗补苗、施肥培土、中耕除草、病虫防控等，然而在人为操作过程中，总会不经意间对甘蔗苗造成不同程度的机械损伤。这些机械损伤对甘蔗生长及产量造成的影响，目前尚未见到相关报道。本文在田间对苗期甘蔗进行不同程度的机械损伤处理，旨在明确其对甘蔗农艺性状、产量和锤度的影响，为探索新型种植方式和管理方法提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验甘蔗品种为台糖22号。

1.2 试验方法

本试验在海南省临高县皇桐镇蔗区进行。甘蔗于2020年3月种植，各处理区均种植1 235株，行距120 cm，株距45 cm，待蔗苗5 叶时进行试验。设置处理1：每丛甘蔗正常双芽种植；处理2：每丛甘蔗一芽正常、一芽机械损伤的轻微机械损伤；处理3：每丛甘蔗正常单芽种植；处理4：每丛甘蔗双芽机械损伤的严重机械损伤。各处理随机排列，水肥条件及管理模式一致。8月下旬调查每个处理的分蘖株数量；1月下旬在每个处理中随机选择10株无螟虫为害的甘蔗，调查其有效茎数量、节间量、株高、茎粗、茎重及甘蔗上、中、下部的锤度。

1.3 数据处理

调查数据经统计后采用SPSS 软件进行单因素ANOVA方差分析，LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 苗期机械损伤对甘蔗分蘖和有效茎的影响

调查不同处理的甘蔗分蘖株和有效茎，结果见图1。甘蔗分蘖株数和有效茎数均按照处理1、处理2、处理3、处理4呈现递减趋势。在分蘖株数方面，处理1（7.5 ± 0.778 株）显著多于处理2（4.6±0.542 株）、处理3（4.3±0.651株）和处理4（2.3±0.367株）（F=12.602，df=3，P＜0.05），处理2 和处理3 显著多于处理4，但处理2 和处理3 之间无显著性差异。在有效茎数方面，处理1（5.2±0.742株）显著多于处理2（3.1±0.547株）、处理3（2.9±0.433 株）、处理4（1.2±0.200 株）（F=9.971，df=3，P＜0.05），处理2 和处理3 显著多于处理4，但处理2和处理3之间无显著性差异。

图1 苗期机械损伤对甘蔗分蘖株数及有效茎数的影响

2.2 苗期机械损伤对甘蔗农艺性状的影响

甘蔗苗期受不同程度的机械损伤后，其节间量、株高、茎粗、茎重等主要农艺性状的变化见表1。甘蔗节间量、株高、茎粗和茎重等农艺性状在不同处理中基本呈相同趋势，即处理4 的各农艺性状均显著低于其他处理组的对应性状。在节间量方面，处理1、处理2 和处理3 之间无显著性差异，但三者都显著大于处理4（P＜0.05）；在株高方面，处理1、处理2 和处理3 之间无显著性差异，但均显著高于处理4（P＜0.05）；在茎粗方面，处理3 显著粗于处理1、处理4，但与处理2 之间无显著性差异，三者显著粗于处理4（P＜0.05）；在茎重方面，处理1、处理2、处理3 均显著重于处理4，但三者之间无显著性差异。

表1 苗期机械损伤对甘蔗主要农艺性状的影响

2.3 苗期机械损伤对甘蔗产量指标的影响

甘蔗苗期受不同程度的机械损伤后，产量情况见表2。随着机械损伤程度的加深，甘蔗产量呈递减趋势，处理1显著高于处理2、处理3和处理4，处理3和处理2显著高于处理4（P＜0.05），但处理3、处理2之间无显著性差异。种植密度是造成甘蔗减产的一个原因，即当种植密度减少一半时（处理3），造成减产84.97 t·hm-2，减产率可达44.36%；甘蔗芽受到机械损伤是减产的另一个原因，即随着机械损伤加深，减产量达77.16、158.8 t·hm-2，减产率40.28%、82.90%。

表2 苗期机械损伤对甘蔗产量的影响

2.4 苗期机械损伤对甘蔗锤度的影响

所有处理的甘蔗上、中、下部位锤度（含糖量）呈现递增趋势，即上部锤度最低，下部锤度最高（见表3）。在甘蔗中、下部锤度方面，处理1、处理2、处理3、处理4之间无显著性差异；在上部锤度方面，处理3、处理1和处理2显著高于处理4，但处理3、处理1和处理2之间无显著性差异；在平均锤度方面，处理3显著高于处理4，处理1、处理2 和处理3 之间无显著性差异。

表3 成熟期甘蔗上、中、下部锤度及茎秆混合锤度

3 小结与讨论

为了解苗期机械损伤对甘蔗造成的影响，本试验测试了不同程度机械损伤对甘蔗生长的农艺性状、产量及锤度的影响。本文测试了苗期无机械损伤的正常双芽种植的处理1、轻微机械损伤的一芽正常一芽机械损伤的处理2、严重机械损伤的双芽机械损伤处理4，探索苗期机械损伤对甘蔗生长、产量和锤度的影响。结果显示：处理2 的节间量、株高、茎重及整体锤度（上部、中部、下部和平均锤度）与处理1 之间无显著性差异，但处理2 的分蘖株数、有效茎数和产量显著低于处理1。处理4 的平均锤度与处理2、处理1之间无显著性差异，但其他指标均显著低于处理2和处理1。分析表明，随着甘蔗苗期机械损伤程度的加深，对甘蔗生长和产量的负面影响也随之加深，此结果可为甘蔗机械化种植提供参考，未来在单芽段甘蔗种植机和双芽段甘蔗种植机的设计和使用时，以减少其对甘蔗芽的机械损伤为目标。目前，甘蔗机械化蔗段式排种装置中按排种方式主要有实时切种式排种装置和预切种式排种装置[26]。而这两种切段装置均有着严重的伤种情况：实时切种式的伤种率包括平切式的3.58%和斜切式排种装置的1.5%，以及为解决斜切式排种装置蔗段长度不均匀而设计滚切式排种装置的4.14%；预切种式排种装置的伤种率高达4%，且有着12%的漏植率[27]。因此，减少甘蔗机械化种植中机械对甘蔗种（芽）的损伤，是甘蔗机械化设计与使用的一个方向。

本文还测试了无机械损伤单芽种植（处理3）和双芽种植（处理1）对甘蔗生长、产量和锤度的影响。结果显示：处理3 的节间量、株高、茎重及整体锤度（上部、中部、下部和平均锤度）等与处理1无显著性差异；但处理3 的分蘖株数、有效茎数和产量显著低于处理1。结果表明，单芽种植比双芽种植产量低，其主要原因是其分蘖株数和有效茎数显著少于双芽种植，证明双芽种植效果优于单芽种植，此结论与罗亚伟等（2019）双芽段、三芽段、四芽段或多芽段种茎种植有利于甘蔗萌芽和幼苗生长的结论[28]一致。

本文在田间对苗期甘蔗进行不同程度的机械损伤处理，结果表明苗期机械损伤对甘蔗生长性状及产量均会造成负面影响，机械损伤程度越重，其性状表现越差，产量越低；双芽种植在生长性状及产量上均优于单芽种植。研究结果有助于明确苗期机械损伤对甘蔗生长及产量的影响，为甘蔗机械化种植提供指导意见，加速甘蔗机械化生产进程。