李紀潮+董永威+韋杰權+韋方志+阮春芳+韋承坤+農(nóng)宏臻

摘 要：為了探尋機械種植下甘蔗對行距適應性的最佳模式，使農(nóng)機與農(nóng)藝相結合，為促進甘蔗高產(chǎn)提供科學依據(jù)，以柳城05/136為供試甘蔗品種，于2015年1月開始下種，采用機械種植作業(yè)，設4個不同行距（1.1、1.3、1.5、1.7 m）處理，調(diào)查甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量指標及品質等指標并進行分析。結果表明，機械種植下不同行距處理，在出苗數(shù)、株高、伸長量、根系活力指標中，1.1 m處理均高于其他處理，且隨行距加寬呈現(xiàn)遞減的趨勢，而葉綠素含量1.7 m處理在生長前期顯著高于其他處理。產(chǎn)量品質指標方面，各處理莖長及莖徑之間并無顯著性差異，而有效莖數(shù)及產(chǎn)量存在顯著性差異，1.1 m產(chǎn)量最高，且品質較好。對于甘蔗品種柳城05/136，在1.1 m行距種植表現(xiàn)出較大優(yōu)勢，可應用到甘蔗機械化生產(chǎn)中。

關鍵詞：甘蔗 行距 農(nóng)藝性狀 產(chǎn)量性狀 品質性狀

甘蔗是廣西的支柱產(chǎn)業(yè)，全區(qū)糖蔗種植面積約為100萬hm2，列全國首位。在蔗區(qū)，蔗農(nóng)勞動力的緊缺、植蔗生產(chǎn)成本大幅上漲和生產(chǎn)效益降低的局面，對蔗糖產(chǎn)業(yè)造成極大的沖擊[1]。甘蔗機械化種植包括了開溝、施肥、斬種、排種、覆土、施藥、地膜覆蓋等多道作業(yè)程序，是保證甘蔗高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，尤其是近年廣泛推廣的地膜覆蓋技術，促進甘蔗增產(chǎn)增收的同時也降低了甘蔗種植的成本和勞動強度[2]。

而我國現(xiàn)行的甘蔗種植行距多為 60～90 cm，難以適應未來機械化發(fā)展的需要[3-4]。而對于寬行距種植甘蔗，可以改善蔗地通風透光條件，提高光能利用率，還方便甘蔗機械作業(yè)，提高工作效率和經(jīng)濟效益。譚顯平研究認為1.2 m行距是甘蔗表現(xiàn)最好的行距，其甘蔗產(chǎn)量和含糖量都有明顯增長[5]。陳桂芬研究表明，不同的甘蔗品種對寬行距種植都具有良好的適應性，行距為1.3～1.4 m時，甘蔗產(chǎn)量略有提高[6]。裴鐵雄研究表明，適應大中型機械耕作的1.4 m行距處理有利于桂糖97-69蔗莖的伸長和增粗[7]。韋日陣的研究指出1.2 m、1.3 m行距的種植規(guī)格，較適宜在甘蔗機械化生產(chǎn)上推廣應用[8]。羅亞偉等研究指出，在1.4 m行距下種植甘蔗，其農(nóng)藝性狀、蔗莖產(chǎn)量、甘蔗糖分和經(jīng)濟效益各方面綜合表現(xiàn)優(yōu)于常規(guī)行距[9]。農(nóng)浩智等也認為，在1.1～1.4 m行距范圍內(nèi)，行距越寬，甘蔗產(chǎn)量越高[10]。然而，由于甘蔗的機械種植是下種、施肥、蓋膜等作業(yè)一次性完成，在土壤含水量、發(fā)芽速度、出苗數(shù)等方面均與傳統(tǒng)人工種植的甘蔗有較大的差別，因而也會導致與傳統(tǒng)模式不同，而目前關于適宜機械種植的行距模式研究少有報道。筆者結合實地經(jīng)驗，采取機械化種植下不同種植行距的處理方法，對甘蔗出苗率、株高、產(chǎn)量性狀、品質性狀等進行研究，旨在了解適宜機械化種植在不同行距下品種的適應性，為農(nóng)機與農(nóng)藝相結合，促進甘蔗高產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地狀況及材料

試驗于2015年1月至2015年12月在廣西武鳴區(qū)進行。供試土壤為粘質壤土，耕作層0～15 cm，土壤pH值為6.09，有機質含量22.12 g/kg，堿解氮295.26 mg/kg，速效磷43.87 mg/kg，速效鉀154.23 mg/kg。

供試甘蔗品種選用廣西主栽品種柳城05/136，大豆品種為廣西品種桂春104 號，屬南方春大豆早熟品種，春植生育期。多功能甘蔗種植機，型號為2CZ-2，由南寧五菱桂花車輛有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，單因素測試，機械種植下設T1：1.1 m、T2：1.3 m、T3：1.5 m、T4：1.7 m 4個不同行距處理，每個處理種植5行，行長10 m，重復3次。于2015年1月下種，下種量約為600 kg/667m2， 12月23日砍收甘蔗。各處理之間除種植行距差異外，其余的栽培措施除草、培土、施肥等管理均按常規(guī)。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查

于甘蔗苗期（2015年3月14日）開始，每隔7 d統(tǒng)計各處理的出苗數(shù)。每隔20 d統(tǒng)計各處理的株高指標，每個小區(qū)定點測量30株取平均值，分析甘蔗的生長動態(tài)。于甘蔗砍收前（2015年12月23日）統(tǒng)計各試驗小區(qū)莖長、莖徑、有效莖數(shù)，以及在收獲時將各處理小區(qū)收獲的甘蔗稱重，并折算各處理原料蔗產(chǎn)量。

1.3.2 葉綠素及根系活力

于整個生長時期，每隔1個月測各處理的葉片（+1葉）葉綠素含量及根尖根系活力。其中，葉綠素含量采用丙酮乙醇混合液浸泡法，根系活力采用氯化三苯基四氮唑法（TTC法）測定。

1.3.3 原料蔗品質分析

每個處理取6條有效莖送當?shù)靥菑S化驗室分析甘蔗品質，包括甘蔗蔗糖分、蔗汁錘度、糖度和視純度。

1.3.4 產(chǎn)量及經(jīng)濟效益測算

甘蔗砍收時分別對各小區(qū)甘蔗進行實收測產(chǎn)和常規(guī)考種，實際稱重計算產(chǎn)量，蔗糖理論產(chǎn)量= 原料蔗理論產(chǎn)量×平均甘蔗蔗糖含量；產(chǎn)品收益按當年（ 榨季） 甘蔗的市場價格計算經(jīng)濟效益： 2015～2016年原料蔗500 元/t，蔗糖7000元/t 。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖，采用SPSS 15.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 機械種植下不同行距對甘蔗出苗數(shù)的影響

出苗率是整個生育時期的開始，是全苗和齊苗是生長發(fā)育的基礎，也是高產(chǎn)的重要保障。由表1所示，各處理出苗數(shù)隨行距加寬呈現(xiàn)降低的趨勢，整個苗期1.1 m處理出苗數(shù)均高于其他處理，且在3月14日和3月20日的調(diào)查中，與1.7 m處理存在顯著性差異，2個測量日1.1 m處理較1.7 m處理增幅分別為42.31 %、17.05 %，而1.3 m與1.5 m處理間并無明顯差異。最后的定苗期，4個處理的出苗數(shù)排序為1.1 m>1.3 m>1.5 m>1.7 m，以1.1 m的出苗數(shù)最多，但各處理出苗數(shù)呈平均，不存在顯著差異。實驗表明，機械種植下甘蔗出苗數(shù)隨著間作行距的增大，呈現(xiàn)降低趨勢。

2.2 機械種植下不同行距對甘蔗株高的影響

甘蔗株高是構成甘蔗產(chǎn)量的主要因子之一，受光照、水分和溫度等環(huán)境因素的影響。分別于4月4日、4月24日、5月15日、6月5日、6月25日整個生長時期，每隔20 d定株調(diào)查各處理的株高（結果見表1），計算蔗株伸長量。由表1結果可知，在整個生長時期，伸長量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而各處理生長前期株高指標并無顯著性差異。1.1 m處理株高在整個生長期均高于其它處理，伸長量也略高于其它處理，在生長期末期1.1 m處理株高與1.7 m處理存在顯著性差異。在5月15日、6月5日、6月25日指標中，1.1 m處理的株高指標較1.7 m處理分別增幅22 %、17 %、18.6 %。在生長后期1.7 m處理與其它處理均呈顯著性差異，株高較低。

2.3 機械種植下不同行距對甘蔗葉綠素的影響

葉綠素作為光合色素參與光合作用中光能的吸收、傳遞和轉化，在植物光合作用中起著關鍵性作用，其含量的高低與光合作用強弱密切相關，正常情況下，葉綠素含量越高，植物的光合能力越強。如表2所示，整個生育期葉綠素含量呈先升后降的趨勢，生育后期各處理葉綠素含量較低，數(shù)值均無顯著性差異。而1.7 m處理在生長期前期與1.1 m處理呈顯著性差異，隨著行距的加寬呈增加趨勢，這可能是因為寬行距種植甘蔗可獲得更充足的光照，光合作用增強，葉綠素含量增高。但到生長期后期葉綠素含量下降，各處理之間葉綠素含量無明顯差異。

2.4 機械種植下不同行距對甘蔗根系活力的影響

根系活力為根系新陳代謝的活動能力，是反映植株生長和根系吸收功能的重要指標。根系活力越大，其代謝吸收礦物營養(yǎng)和水分的能力越強。如表3所示，4月24日和5月27日，各處理之間根系活力均表現(xiàn)為1.1 m>1.3 m>1.5 m>1.7 m處理，隨行距的加寬呈降低趨勢。整個生育期，1.1 m處理的根系活力均顯著高于其它處理。在4月24日，1.1 m處理的根系活力分別比1.3 m、1.5 m、1.7 m增幅18.5 %、35.9 %、39.7 %；在5月27日，1.1 m處理的根系活力分別比1.3 m、1.5 m、1.7 m增幅14.2 %、17.4 %、27.2 %；在6月25日，1.1 m處理的根系活力分別比1.3 m、1.5 m、1.7 m增幅10 %、9.6 %、21.6 %。結果可知，根系活力隨行距的增加而減弱，這可能是因為機械化種植蓋膜的效應，行距越窄土壤溫度較高，土壤水分肥力較集中，根系隨之發(fā)達。

2.5 機械種植下不同行距對甘蔗產(chǎn)量的影響

甘蔗產(chǎn)量是指收獲時的單位面積蔗莖產(chǎn)量，單位面積產(chǎn)量是由單位面積的有效莖數(shù)和平均單莖重構成，而單莖重是由蔗莖的莖長和莖徑等因素決定。如表4所示，機械種植不同行距對甘蔗產(chǎn)量性狀的影響不同。

莖長在不同行距處理的表現(xiàn)為1.1 m>1.3 m>1.5 m>1.7 m，其中1.1 m處理的甘蔗平均莖長為297 cm，1.3 m、1.5 m、1.7 m處理的平均莖長較1.1 m處理分別減幅1.01 %、1.35 %、3.03 %，方差分析結果顯示各處理間沒有顯著性差異。

莖徑在不同行距處理的表現(xiàn)為1.5 m>1.7 m>1.3 m>1.1 m，其中1.1 m處理的甘蔗平均莖徑大小為27.2 mm，1.3 m、1.5 m、1.7 m比1.1 m處理增幅0.74 %、4.78 %、4.04 %，在莖徑指標方面，寬行距表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，說明寬行距種植有助于促進蔗莖增粗。

有效莖數(shù)在不同行距處理的表現(xiàn)為1.1 m>1.5 m>1.3 m>1.7 m，隨著行距的加寬而降低，但各處理間無顯著性差異。其中1.1 m處理最高，甘蔗每667 m2有效莖數(shù)為4220條，而1.7 m處理有效莖數(shù)最低，分別與1.1 m、1.5 m、1.3 m處理呈顯著性差異，1.1 m處理較1.7 m有效莖數(shù)增幅26.7 %，說明行距越寬有效莖數(shù)隨之減少，且1.7 m降幅較大。

產(chǎn)量在不同行距處理的表現(xiàn)為1.1 m>1.5 m>1.7 m>1.3 m處理，1.1 m處理的產(chǎn)量值為6091.34 kg/667 m2，以1.1 m處理為對照，1.3 m處理每667 m2減產(chǎn)526.38 kg，減幅為8.64 %；1.5 m處理減產(chǎn)218.57 kg，減幅為3.6 %；1.7 m處理減產(chǎn)1110.14 kg，減幅為18.2 %。方差分析結果顯示，1.1 m、1.3 m、1.5 m處理分別與1.7 m處理存在顯著性差異，1.5 m處理產(chǎn)量略高于1.3 m產(chǎn)量，有效莖數(shù)及莖長2處理間并無較大差異，而1.5 m處理的莖徑較粗，可能因為行距加寬，光合作用增強，糖分積累物質較多，單莖重增加，但超出一定范圍隨之減弱。1.7 m處理產(chǎn)量最低，產(chǎn)值按2015～2016年當季原料蔗500 元/ t計算，1.1 m處理甘蔗比1.7 m處理產(chǎn)值高出8350元/hm2。

2.6 機械種植下不同行距對甘蔗品質性狀的影響

甘蔗是制糖的原料，糖廠對甘蔗的產(chǎn)量有要求，同時對蔗莖的蔗糖分和非糖分及纖維分有一定規(guī)范。甘蔗糖分是甘蔗品質最重要的指標之一，甘蔗蔗糖產(chǎn)值是產(chǎn)量與糖分的綜合體現(xiàn)，是甘蔗高糖高產(chǎn)栽培的最重要的目標。由表5品質性狀所示，各處理甘蔗的蔗糖分含量表現(xiàn)為1.7 m>1.5 m>1.1 m>1.3 m，其中1.7 m處理蔗糖分含量最高為15.58 %，與1.7 m處理相比，1.1 m、1.3 m、1.5 m分別減幅2.3 %、5.5 %、1.1 %。不同行距處理甘蔗的蔗汁錘度表現(xiàn)為1.7 m>1.5 m>1.1 m>1.3 m處理。其中1.7 m處理蔗汁錘度為21.02 %；各處理甘蔗的蔗汁糖度表現(xiàn)為1.7 m>1.5 m>1.1 m>1.3 m處理；各處理甘蔗的蔗汁視純度表現(xiàn)為1.3 m>1.1 m>1.7 m>1.5 m處理。

而蔗糖產(chǎn)量表現(xiàn)為1.1 m處理最大，達到13.91 t/hm2，1.7 m處理最低為11.64 t/hm2，按當年蔗糖7000元/t 計算，1.1 m處理較1.7 m處理收益高出1.58萬元。不同行距處理就蔗汁品質而言，1.7 m處理占優(yōu)勢，但因1.1 m處理產(chǎn)量最大，因此1.1 m蔗糖產(chǎn)量最高。

3 討論

甘蔗種植機械化是能1次性完成開溝、施肥、切種、擺種、施藥、覆土、蓋膜、鎮(zhèn)壓等全套工序，是提高甘蔗生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)，也因此會與傳統(tǒng)人工種植模式不同。廣西因特殊的丘陵地勢，山多坡大，日常種植行距在60～90 cm，種植行距過窄。而機械化對于人工短缺，節(jié)省成本且勢在必行，按目前的標準和正常作業(yè)效率計算，機械種植成本為567元/hm2，人工種植成本最少需要1350元/hm2，機械種植成本比人工種植減少774元/hm2 [11]，而農(nóng)機與農(nóng)藝相結合一直是全程機械化解決的瓶頸。甘蔗寬行種植，一方面可以改善蔗地通風透光條件，提高光能利用率，另一方面方便甘蔗機械使用，減少機械對甘蔗根系損傷和對蔗田土壤的破壞，此外還具有涵養(yǎng)水土，促進甘蔗生長和糖分積累，進而增加甘蔗產(chǎn)量，提高甘蔗糖分和公頃產(chǎn)糖量的作用[12-13]。

3.1 機械種植不同行距對甘蔗農(nóng)藝性狀的影響

農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量有密切關聯(lián)，出苗數(shù)的高低決定著蔗田幼苗群體的大小，對后期有效莖數(shù)影響很大，有效莖數(shù)是決定甘蔗產(chǎn)量高低的重要因素之一。

本試驗農(nóng)藝性狀指出，整個苗期1.1 m處理的出苗數(shù)均高于其它處理，且在前期與1.7 m處理存在顯著性差異，呈現(xiàn)行距越寬出苗數(shù)越低的趨勢。對株高指標方面，各行距處理的株高情況在4月份沒有表現(xiàn)出明顯差別，5月份后表現(xiàn)為1.1 m處理株高指標均高于其它處理，且伸長量也略高于其它處理。此時株高和行距寬窄情況呈負相關，與馮奕璽[13]等人的實驗論據(jù)相似，可能由于在同等寬度地膜覆蓋下，窄行距的地膜覆蓋率比寬行距更高，保水、保溫、保肥效果更好，加之窄行距的通風透光率也比寬行距低，行間土壤水分的損失也較低，從而形成保水、保溫、保肥的小生態(tài)環(huán)境，改善甘蔗土壤微環(huán)境促動各芽萌動發(fā)株并加速生長。

3.2 機械種植不同行距對甘蔗葉綠素及根系活力的影響

而不同行距處理對葉綠素含量方面的影響，整個生育期葉綠素含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而在4個處理間，1.7 m處理在生長期葉綠色含量均略高于其他處理，且與在前期與1.1 m處理呈顯著性差異，葉綠素含量隨著行距的加寬呈增加趨勢，這可能是因為寬行距種植甘蔗可獲得更充足的光照，光合作用增強，葉綠素含量高。且不同行距處理中，甘蔗蔗汁糖分含量也表現(xiàn)為1.7 m>1.5 m>1.1 m>1.3 m處理，說明在一定范圍內(nèi)行距加寬，光合能力越強，光合產(chǎn)物越多。

對根系活力方面，不同行距處理下，1.1 m處理各時期的根系活力均高于1.3 m、1.5 m、1.7 m處理，在3次取樣實驗中，1.1 m處理的根系活力分別比1.7處理高出39.7 %、27.2 %、21.6 %，可知，1.1 m行距處理根系活力旺盛，根部吸收養(yǎng)分能力強，可能與1.1 m處理株高伸長速度快呈正相關。這可能由于機械作業(yè)種植覆膜一體化，行距越小，覆膜所產(chǎn)生的提高土壤溫度、保水保濕保肥的作用更明顯，為作物生長發(fā)育創(chuàng)造了有利條件，根系隨之發(fā)達，且在試驗地中1.1 m處理甘蔗表現(xiàn)出倒伏量相對較小。

3.3 機械種植不同行距對甘蔗產(chǎn)量品質的影響

在收獲時產(chǎn)量性狀方面，不同行距處理甘蔗莖長的表現(xiàn)為1.1 m>1.3 m>1.5 m>1.7 m，但方差分析結果顯示各處理間沒有顯著性差異。甘蔗有效莖數(shù)一般隨著甘蔗行距的加寬而有所減少，有效莖數(shù)是對蔗莖產(chǎn)量影響最大的產(chǎn)量因子[13]。不同行距處理對甘蔗有效莖數(shù)的表現(xiàn)為1.1 m>1.5 m>1.3 m>1.7 m，這與人工種植情況下有效莖數(shù)隨行距的增加而減少的結果有差別?？赡芘c甘蔗種植機的性能尚不穩(wěn)定，操作人員的也不夠熟練，導致了機械下種不夠均勻，下種量也不穩(wěn)定。

在莖徑指標方面，寬行距表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，說明寬行距種植有助于促進蔗莖增粗，且與株高指標呈負相關關系。可能因為同化物分配原理，糖分同化物物質向上運輸分配和橫向分配，行距的增加使甘蔗橫向生長空間增大，行間光、熱等資源分配改變，促進了成莖和莖粗的增加。而也可能是因為受到光強的影響，隨甘蔗行距的增加甘蔗受到的光照增強，甘蔗植株的株高隨光照強度的增加而降低的，但卻有利于促進甘蔗分蘗和莖徑的增粗。

不同行距處理對甘蔗產(chǎn)量表現(xiàn)為1.1 m>1.5 m>1.7 m>1.3 m處理，1.1 m較1.7 m處理每666.67 m2減產(chǎn)1110.14 kg，減幅為18.2 %。在實驗中，各處理的甘蔗莖長、莖徑?jīng)]有顯著性差異，而有效莖數(shù)因子存在顯著差異，導致各處理產(chǎn)量之間的明顯差異。而甘蔗是制糖的原料，糖廠的生產(chǎn)中除了注重蔗莖產(chǎn)量外，還要求蔗莖有足夠的蔗糖分和非糖分及纖維分，甘蔗蔗汁錘度越高，甘蔗品質越好。研究結果表明，甘蔗品質在寬行距表現(xiàn)較優(yōu)，蔗汁錘度、糖度和甘蔗含糖量均為1.7 m處理最高，這與晏祥玉[14]研究結果一致。但蔗糖產(chǎn)量1.1 m處理最高，且是1.7 m處理的1.3倍，增幅21 %?？梢姡芯嗟淖兓饕{(diào)控株高、莖徑、單位面積有效莖數(shù)、以及調(diào)控單位面積產(chǎn)量，產(chǎn)量的降低直接導致單位面積產(chǎn)糖量的降低。

4 結論

機械化種植不同行距的4個處理下，1.1 m處理的苗期出苗數(shù)均高于其他處理，在株高及伸長量方面，1.1 m處理也顯現(xiàn)出優(yōu)勢，且根系活力最為旺盛，蔗糖產(chǎn)量最高。但在產(chǎn)量性狀上，在莖長莖徑?jīng)]有優(yōu)勢，但有效莖數(shù)上占優(yōu)勢，因此產(chǎn)量居高，由此可見，有效莖數(shù)和單莖重對甘蔗產(chǎn)量的影響比莖長和莖徑明顯?？傻茫跈C械化種植生產(chǎn)中，應根據(jù)甘蔗的品種特性、設置合理的種植行距、建立合理的群體密度，使甘蔗個體與群體間相互協(xié)調(diào)發(fā)展、獲得較多的有效莖數(shù)、較高的單莖重，最終使甘蔗達到高產(chǎn)的要求。由此可得，對于柳城05/136品種在1.1 m行距種植甘蔗在多方面上表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢，可應用到甘蔗機械化生產(chǎn)中。

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