2020年12月Dec.2020
第40卷第12期Vol.40,No.12
热带农业科学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
不同品种甘蔗脱叶性和机收含杂率的测定与
比较分析①
欧克纬②
卢业飞
农泽梅
庞新华
周全光
吕
平
程
琴
朱鹏锦③
(广西壮族自治区亚热带作物研究所
广西南宁530001)
摘
要
为筛选脱叶性强的甘蔗品种以适应机械化收获需要、降低机械收获的含杂率，以自然脱叶性不同的3
种甘蔗品种为试验材料，通过统计成熟期甘蔗的自然脱叶率、测定+8、+9和+10叶位的叶鞘倾角及脱
叶力等数值，探究它们与脱叶性强弱及机收含杂率之间的相关性。结果表明：‘ROC22’的脱叶性最强，自然脱叶率最好，叶鞘倾角平均值最大，平均脱叶力最小；‘GL05-136’的脱叶性次之，再次为‘GR2’。这3个品种的脱叶性与机械收获的含杂率变化趋势基本一致，即脱叶性强的甘蔗品种机械收获时的含杂率较低，反之，脱叶性差的甘蔗品种机械化收获时的含杂率则较高。关键词
甘蔗；脱叶性；机械化收获；含杂率
preview是什么意思中图分类号
S513；S566.1
文献标识码
A
DOI ：10.12008/j.issn.1009-2196.2020.12.016
Comparative Analysis and Determination of Defoliation and Impurity Rate of
Different Varieties of Sugarcane
OU Kewei
LU Yefei
NONG Zemei PANG Xinhua ZHOU Quanguang
L üPing
CHENG Qin ZHU Pengjin
(Guangxi Subtropical Crops Rearch Institute,Nanning,Guangxi 530000,China)
Abstract In order to lect sugarcane varieties with easy lf-defoliation for mechanized harvesting and reduce the impurity rate of mechanized harvesting 3sugarcane varieties,GL05-136,GR2and ROC22,with different lf-defoliation capacities were planted and mechanically harvested.The natural lf-defoliation rate of mature sugarcane was counted,and the sheath angle and defoliation force ruptured from the stem at the basal 8th,9th and 10th leaves were calculated to determine the correlation between defoliation and mechanized harvesting.The result showed that ‘ROC22’has the best lf-defoliation,the highest natural lf-defoliation rate,the biggest average sheath angle and the minimum average defoliation force,followed by ‘GL05-136’and ‘GR2’.The 3varieties of sugarcane
showed similar change in relation between defoliation and impurity rate of the mechanized harvesting.The sugarcane variety with strong lf-defoliation had lower impurity rate of mechanized harvesting,while the weak lf-defoliation sugarcane variety had.the higher impurity rate of mechanized harvesting.
Keywords sugarcane ;defoliation ;mechanized harvesting ;impurity rate
甘蔗是重要的糖料作物，是食糖的主要来源。广西是甘蔗的主要种植地区之一，蔗糖业是广西的传统优势产业［1-2］。甘蔗的生产工作繁重且费
时，其收获主要依靠人工劳动力。随着我国农村劳动力结构的不断变化，农业劳动力的短缺和老龄化问题不断凸显，劳动力比例下降，劳动力成
①基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（No.桂科攻1598006-1-1B ）；广西创新驱动发展专项资金项目（No.桂科AA17202042-5）；广西自然科学基金项目（No.2017GXNSFBA198054）；广西农科院科技发展基金项目（No.桂农科2020YM137）；广西农科院科技发展基金项目（No.桂农科2020YM132）。
收稿日期：2020-06-22；编辑部E-mail ：；责任编辑：曾莉娟；排版：曾莉娟。②欧克纬（1986～），
emily mortimer
女，硕士，助理研究员，主要从事热带亚热带作物遗传育种与栽培，邮箱。③通讯作者：朱鹏锦（1983～），男，硕士，高级农艺师，主要从事热带亚热带作物生理生态学，邮箱。
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热带农业科学
本则不断上升［3-5］。这些原因都直接或间接地导致了甘蔗生产成本的不断攀升，不利于广西蔗区蔗糖产业的可持续发展。
目前，国内蔗区主载品种单一且自主选育的品种脱叶性较差。这些甘蔗品种不仅在传统的人工生产中耗费大量的劳力和时间，而且运用在机械收获中其含杂率也比较高，以致糖厂对于进厂的原料蔗扣杂达10%以上。此外，我国现有制糖工艺对原料蔗的含杂率要求必须低于3%，而目前的甘蔗机械收获含杂率多为4%～7%［6-7］。这些问题不仅影响了蔗农的收益、糖厂的效益，甚至成为严重制约甘蔗机械化收获的推广和应用的重要原因之一［4］。
尽管现有甘蔗收割机（特别是分段式收割机），均配备有相应的剥叶机和工作人员对收获的甘蔗进行剥叶除杂处理，在一定程度上降低了原料蔗的含杂率，但却大大降低了甘蔗收割机的工作效率［8-11］。为了适应甘蔗机械化收获的需要，降低含杂率和作业成本，提高机械化收获的效率，筛选和种植脱叶性强的甘蔗品种显得尤为重要。将脱叶性强的优良甘蔗品种用于机械收获，不仅可以降低原料蔗的含杂率，节约甘蔗生产成本，促进甘蔗机械化收获的良好发展。还可以缩短和降低收货时剥叶环节的工作时间和强度，提高甘蔗的生产效率，同时促进机收甘蔗与当前制糖工艺协调发展，最终实现甘蔗全程机械化［10］。
有研究表明，蔗叶和蔗稍是机械收获所含杂质的主要成分，直接决定了含杂率的高低，与甘蔗的脱叶性强弱密切相关［12］。为了进一步探究甘蔗脱叶性对机收含杂率的影响，结合测定的自然脱叶率、叶鞘倾角和脱叶拉力等数值，对3个品种甘蔗在机械收获中的含杂率进行综合分析，客观判定甘蔗的脱叶性强弱与机械收获含杂率的关系，为选育脱叶性强的甘蔗品种用于机械化收获提供理论依据和评价的技术保障。
1材料与方法
1.1材料
供试材料包括柳州柳城县甘蔗研究中心选育的‘桂柳05-136’（‘GL05-136’），广西热作所选育的甘蔗新
品种桂热2号（‘GR2’）［13-14］，以及新台糖22号（‘ROC22’）（图1）。
1.2方法
1.2.1田间管理
试验于2016年3月至2018年1月在广西农垦国有金光农场甘蔗种植基地进行。该基地属于亚热带季风湿润气候，年平均气温在18～26℃，雨水充足，气候温和。土壤属于典型的亚热带砖红壤，pH约5.2，肥力中等。田间管理严格按照广西甘蔗品种区域试验实施方案的新植蔗栽培管理措施、宿根蔗管理措施执行。
1.2.2项目测定
机收含杂率：采用日本松元机型采收，各品种原料蔗每收满1个收集网格袋即按1000kg 标准
A.‘GL05-136’；
B.‘ROC22’；
C.‘GR2’。
图1供试甘蔗品种成熟期叶片自然脱落情况
A B C
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欧克纬等不同品种甘蔗脱叶性和机收含杂率的测定与比较分析
计，各品种原料蔗随机抽取80kg，人工清理各品种原料蔗含（夹）杂物及称重，计算甘蔗含杂率。
机收含杂率含＝杂物重量/样品总重量×100%
脱叶性状测定：3个品种于甘蔗成熟期，随机选取各品种长势良好的五株甘蔗单株，分别进行叶片和自然落叶数的统计，取平均值；分别选取+ 8、+9及+10叶进行叶鞘倾角和脱叶力的测定，叶鞘倾角采用量角器测量并取平均值；脱叶力采用艾德堡数显拉力计HP-30进行测量，取平均值。
自然脱叶率＝然脱落的叶片数/总节数×100% 1.2.3数据处理
采用Excel2003进行数据整理与分析，用SPSS进行统计分析。
2结果与分析
2.1三个品种的机收含杂率比较
3个品种的甘蔗含杂率见表1。由表1可以看出，机收蔗含杂重量最重的是‘GR2’，‘GL05-136’次之，含杂重量最低的是‘ROC22’。
2.2甘蔗脱叶性相关农艺性状的方差分析
由表2可知，自然脱叶率最大的为‘ROC22’，其值为37.24%，‘GL05-136’次之，‘GR2’的自然脱叶率最小；‘ROC22’和‘GL05-136’的自然脱叶率显著高于‘GR2’。+8、+9和+10三叶位叶鞘倾角最大的均为‘ROC22’，最小均为‘GR2’；其中，+8、+9和+10叶位‘ROC22’的叶鞘倾角值均与‘GR2’形成显著差异。在脱叶力方面，+8、+9和+10三叶位脱叶力最小的均为‘ROC22’。‘ROC22’的叶鞘倾角平均值显著高于其余两个品种，而平均脱叶力显著低于GR2。
2.3不同叶位叶鞘倾角和脱叶力的变化趋势
结合表2和图2、3可以看出，三叶位叶鞘倾角平均值最大的为‘ROC22’，最小的为‘GR2’；随着叶位数的增加，3个品种甘蔗的叶鞘倾角值均呈现上升趋势；脱叶力方面，三叶位平均值最大的为‘GR2’，最小的为‘ROC22’；随着叶位数的增加，脱叶力值则呈现下降趋势。
表1三个品种甘蔗机械收获含杂率比较
品种‘GL05-136’‘ROC22’
‘GR2’含杂重量/kg
5.70
4.70cucumber
6.48
含杂率/%
7.13
5.88
8.10
2
4
6
8
10
12
+8+9+10
叶人教版初二英语上册
鞘
倾
角
/
°
叶位
图2三个甘蔗品种不同叶位叶片的叶鞘倾角值变化表2甘蔗脱叶性相关农艺性状的方差分析
品种
‘GL05-136’‘ROC22’
‘GR2’
品种
‘GL05-136’‘ROC22’
‘GR2’
叶鞘倾角/°
+8
（4.42±0.73）a
（6.12±1.09）a
（1.54±0.35）b
脱叶力/N
+8
（8.07±0.38）a
（7.20±1.42）a
（8.62±0.73）a
+9
（5.96±0.56）b
（9.74±0.58）a
（2.38±0.28）c
+9
（5.86±1.42）a
（4.10±0.70）a
（6.62±0.76）a
+10
（6.88±0.76）ab
（9.98±0.94）a
（6.38±1.12）b
+10
（4.80±0.90）a
（3.25±0.55）a
（5.25±0.71）a
安全管理目标平均值
（5.75±0.46）b
（8.61±0.67）a
（3.43±0.68）c
平均值
（6.24±0.64）ab
（4.85±0.69）b
（6.83±0.54）a
自然脱叶率/%
7月英文缩写（28.92±0.03）a
（37.24±0.04）a
（13.45±0.02）b
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（p＞0.05）。
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热带农业科学
2.4脱叶性与机收含杂率的相关性分析
由图4可以看出，3个品种甘蔗的平均叶鞘倾
角与机收时的含杂率成反比，即倾角值越小，含杂率越高；平均叶脱叶力值与机收含杂率成正比，脱叶力值越大，含杂率也越高；自然脱叶率与机收含杂率成反比，自然脱叶率高的甘蔗品种，机收的含杂率则越低。3
讨论
目前，将甘蔗的脱叶性与机械化收获相联系
的研究开展较少。甘蔗的含杂率是考核甘蔗机械化收获效率的重要指标之一，直接影响糖厂的扣杂率
和农户的收入。无论是切段式甘蔗收割机，还是整杆式甘蔗收割机，其作业流程都包括除杂环节［15］，其杂质主要包括蔗叶和蔗稍等，与甘蔗的脱叶性密切相关［12］。广西扶绥县曾运用切断式甘蔗联合收割机对‘ROC22’等品种进行机收和含杂率的测定，结果为5.37%，与本试验‘ROC22’的含杂率5.88%接近；陈超平等利用凯斯7000型甘蔗联合收割机对‘ROC22’和‘ROC25’等甘蔗品种进行机械化收获实验，测定的总含杂率为6.85%～7.32%，较本试验测定的单一‘ROC22’品种的含杂率略高，这可能与收割机的型号以及收获的甘蔗品种、地块及天气情况、机手的操作熟练程度等因素有关［16-17］。对甘蔗脱叶性和机收含杂率展开研究，有望为初期筛选脱叶性良好且利于机械收获的甘蔗品种作参考。商贺阳等［18］曾对38个甘蔗品种的脱叶性相关指标进行评价。
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56
78bespoke
90
1234
567
8
9ROC22GL05136GR2
角度/°
含杂率/%
品种
A
图4
脱叶相关农艺性状与机收含杂率的比较
结果显示，可利用甘蔗的自然脱叶率、脱叶力和叶鞘倾角等数值对脱叶性进行高效可行的判定。通过田间调查与生产实际综合分析表明，脱叶性好的甘蔗品种，其自然脱叶率和叶倾角值大，脱叶力值小，机械收获的含杂率较低；反之，脱叶性差的甘蔗品种，自然脱叶率和叶倾角值小，脱
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8910+8
+9
tsz+10
脱叶力/N
叶位
图3三个甘蔗品种不同叶位叶片的脱叶力值变化
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欧克纬等不同品种甘蔗脱叶性和机收含杂率的测定与比较分析
叶力值大，在机械收获时含杂率较高。通过三者数据的调查，可初步判断甘蔗的脱叶性强弱和预估其运用于机械化收获时的含杂率高低等。由于成本、地块面积等因素限制，本实验参试品种略少，且没有包含一些脱叶性好的甘蔗品种，如，凉蔗‘02-169’、‘GT46’等。进一步的试验可增加参试的甘蔗品种，测试各品种在不同时期的具体脱叶表现等。
脱叶是一个复杂的生理过程，它不仅会受外界环境的影响，也同时会受到内因的调控。例如，光辐射、水份和温度胁迫等均可影响植物花、果、叶等器官的脱落［19-21］；生长素、赤霉素等作为调控植物生长的重要内源激素，在器官脱落方面也发挥着十分重要的作用［22-23］；过氧化物酶的活性增加可促进植物叶片等器官的脱落［24-25］；纤维素酶、果胶酶促进植物器官离区细胞壁的降解［26-29］等。目前，相关酶活和激素作用于甘蔗脱叶过程的具体机制的研究报道甚少，其机理还有待深入探究。为更好的开展甘蔗脱叶机制的研究，加快筛选脱叶性强且适于机械化收获的甘蔗品种，我们团队后续着手从生理生化和分子角度进一步探索脱叶的相关机理。
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