广西甘蔗粉垄耕作技术与机械的研究现状_廖丽.pdf

广西农学报Journal of Guangxi Agriculture第 37 卷第 6 期Vol.37，No.6952022 年 12 月December，2022广西甘蔗粉垄耕作技术与机械的研究现状廖丽马亚勤（广西农业职业技术大学，广西南宁530007）摘要：粉垄技术是一种新型耕作技术，广西从 2011 年开始进行甘蔗粉垄耕作技术的研究和应用，近年来国内学者也陆续开展了一些广西甘蔗粉垄耕作的研究。广西甘蔗粉垄耕作技术研究主要以相关农学的试验研究为主，从甘蔗品种和耕作方式等方面对甘蔗生长情况、甘蔗产量、蔗地土壤特性进行分析对比。关于甘蔗粉垄耕作机械技术研究较少，国内的粉垄机械研究主要集中在广西本地农机制造企业及大学等研发单位，粉垄机在甘蔗地作业耕作阻力大，一次粉垄含蔗蔸的蔗地根土破碎度低等问题亟须解决，研究适合广西甘蔗地作业的粉垄耕作机械是未来广西甘蔗地粉垄研究的重点。关键词：甘蔗；粉垄技术；耕作机械；研究现状中图分类号：S566.1文献标识号：A文章编号：1003-4374（2022）06-095-04Research Status of Powder Ridge Cultivation Technology and Machinery of Sugarcane in GuangxiLiao Li，Ma Ya-qin（Guangxi Vocational University of Agriculture，Nanning，Guangxi 530007，China）Abstract:Sugarcane powder ridge cultivation technology is a new type of farming technology.Guangxi began to study and apply sugarcane powder ridge cultivation technology in 2011.In recent years，domestic scholars have also carried out some research on sugarcane powder ridge cultivation in Guangxi.The research on sugarcane powder ridge cultivation technology in Guangxi is mainly based on the experimental study of related agronomy.The growth，yield and soil characteristics of sugarcane are analyzed and compared from the aspects of sugarcane varieties and cultivation methods.There are few studies on the technology of sugarcane powder ridge cultivation machinery.The domestic research on powder ridge machinery is mainly concentrated in Guangxi local agricultural machinery manufacturing enterprises,universities and other research and development departments.The powder ridge machine has large cultivation resistance in sugarcane field，and the problem of low root soil fragmentation of sugarcane field with sugarcane stump in one powder ridge needs to be solved urgently.The research on powder ridge cultivation machinery suitable for sugarcane field operation in Guangxi is the key point of future research on powder ridge of sugarcane field in Guangxi.Key words:sugarcane，powder ridge technology，cultivation technology，research status蔗糖业是广西区域经济发展的重要支柱及农民的主要经济来源，近年来，广西甘蔗生产竞争力优势稳定，甘蔗栽培是蔗糖业发展的基础，各种栽培耕作技术得到了大力的发展，2011 年开始进行甘收稿日期：2022-08-10修回日期：2022-08-30基金项目：广西农业科技自筹经费项目（项目编号：Z202239）。第一作者简介：廖丽，女，1979 年生，副教授，硕士研究生，主要研究方向为农业机械、职业教育。广西农学报962022 年蔗粉垄耕作技术的研究和应用。粉垄耕作技术是一项新型的农耕技术，采用粉垄机械的立式旋削刀具，在耕作深度 3060 cm 范围内深耕深松作业，直接起垄，达到一次作业可直接种植的效果。该方法能打破犁底层，使耕地松土层厚度增加，耕作层疏松，在一定程度上提高土壤保持水分的能力，增加土壤肥力，从而达到作物增产效果。应用粉垄技术后，甘蔗可增产 27%，且一次粉垄具有多年的增产效果，是目前我国主要推广的农业耕作新方法之一。1近年来国内学者也陆续开展了一些甘蔗粉垄耕作的研究，甘蔗粉垄耕作技术研究主要以甘蔗种植的相关农学试验研究为主，粉垄耕作对照常规传统耕作的甘蔗质量、土壤条件分析对比，并对现有的粉垄耕作机械的耕作阻力、破碎性能、功耗等方面进行研究分析，促进甘蔗粉垄耕作技术的推广。1甘蔗粉垄耕作技术的研究现状甘蔗粉垄耕作技术研究主要从甘蔗品种和耕作方式等方面对甘蔗生长情况、甘蔗产量、蔗地土壤特性进行分析对比，广西从 2011 年开始进行甘蔗粉垄耕作技术的研究。1.1 粉垄耕作对甘蔗生长及产量的影响采用粉垄耕作的甘蔗种植相较传统种植方式，甘蔗产量有明显提高。20102011 年，韦本辉等人在不同地区利用“新台糖 22 号”和“柳城 03-1137”两个甘蔗品种进行粉垄栽培和传统栽培比较试验，与传统栽培相比，粉垄耕作栽培的根系鲜重增加 115.05%146.48%，功能叶片数增加 14.65%19.35%，产量增加 21.91%27.35%，甘蔗蔗糖含量增加 3.63%5.75%，甘蔗宿根芽数增加 47.64%197.70%。2广西武鸣、宾阳和金光农场等不同蔗地进行单钻头粉垄耕作试验，粉垄耕作深 60 cm，宽 40 cm，垄面宽 60 cm，垄距 1.2 m，试验得出，粉垄栽培与对照相比有效茎数增加 711 条/667 m2，提高了 20.23%；单茎质量增加 0.25 kg，增加率为 20.16%；产量增加 1020kg/667 m2，提高了 27.35%。3由于甘蔗种植地区土壤瘠薄、种植季节干旱缺水且处于低温环境，造成长期制约甘蔗单产偏低，韦本辉等4提出可利用粉垄耕作进行深旋耕作业，实现聚天然降水和土壤速效养分增加10%30%，甘蔗产量可增加 20%以上。粉垄耕作机耕相对常规拖拉机旋耕耕作对甘蔗产量影响较大。20152016 年，周灵芝等5以“桂糖 43 号”为对象，在广西南宁甘蔗地进行常规耕作（拖拉机耕作，深度 25 cm，耙平）和粉垄耕作（粉垄耕作机整地，深度 40 cm，耙平）的对比试验。试验得出，粉垄耕作有利于提高甘蔗的出苗率和分蘖率，粉垄耕作出苗率增加 20.7%，分蘖率增多25.4%；粉垄耕作甘蔗的生长速度增加 6.4%53.7%；甘蔗茎秆增粗 7.7%23.8%；粉垄甘蔗茎秆产量为191.25 t/hm2，比对照增产 18.2%。2017 年，韦增林等 6在广西来宾以甘蔗品种“桂糖 42 号”为对象，分别采用拖拉机作业（二耙一开行，耕层 20 cm）、拖拉机作业（一犁一耙一开行，耕层 30 cm）和粉垄机作业（深耕 40 cm+开行）进行甘蔗粉垄耕作对比试验，结果粉垄栽培甘蔗增产 25.6%。20162017 年，王奇等 7以“福农 41 号”为对象，对照传统耕作，研究粉垄耕作对甘蔗农艺性状及产量的影响，与对照相比，粉垄耕作促进蔗茎增粗 8.4%，使单茎质量和有效茎数分别增加 16.8%、13.5%，从而提高甘蔗产量 35.3%。此外，与对照相比，在甘蔗生长后期，粉垄耕作条件下蔗叶完全展开的片数增多，甘蔗有效吸收光能面积增加，从而积累同化物提高甘蔗的单茎质量。粉垄耕作对促进甘蔗生长也有较大影响。20182019 年，李素丽等 8以“桂糖 42 号”为对象，设常规耕作和粉垄耕作进行对比试验。试验提出，粉垄耕作能提高甘蔗生长期光合作用相关的酶活性、叶绿素含量和净光合速率等生理指标，提高了光合作用，促进甘蔗生长，提高甘蔗产量与品质。20182019年，李浩等 9以“桂糖42号”为对象，进行粉垄耕作试验（耕作深度 40 cm），以常规耕作为对照（耕作深度 25 cm），分别测定土壤速效养分，甘蔗农艺性状及产量和糖分、根系形态、根毛区组织细胞结构、根系活力、苹果酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等呼吸代谢相关酶活性。结果以常规耕作作为对照，粉垄耕作条件下新植蔗的出苗率和分蘖率分别增加了25.0%和 17.4%，宿根蔗分别增加了 30.6%和 11.7%，粉垄耕作可提高速效氮和速效磷含量，改善甘蔗根系的营养，提高根系活力和呼吸代谢相关酶活性，有利于根系组织细胞结构和根系形态的发育，从而进一步促进根系对水肥的吸收。1.2 粉垄耕作对蔗地土壤条件的影响与常规机耕相比，粉垄耕作对甘蔗地土壤能实现深耕深松，不破坏土壤层的保肥蓄水能力。2017年，陈晓冰等 10采用野外染色示踪技术和形态学解97廖丽 马亚勤：广西甘蔗粉垄耕作技术与机械的研究现状第 6 期析手段，结合土壤水分分层评价方法，对粉垄耕作和免耕方式下西南岩溶区的典型甘蔗地土壤优先流特征进行研究并提出，相对免耕，粉垄耕作使岩溶区甘蔗地土壤优先流的发生与发展减缓，土壤的保肥蓄水能力在一定程度上提升了。20182019 年，陈仕林等 11在广西南宁丘陵山区甘蔗地采用雨养模式，进行粉垄耕作与常规耕作两种耕作方式，开展平地和坡耕地甘蔗田间试验，分析粉垄耕作对坡耕地雨养甘蔗地土壤的矿化速度、矿化累积量及土壤团聚体与紧实度结构效应的影响。试验得出，粉垄雨养甘蔗提高了平地和坡耕地土壤耕层碳存储，可降低土壤紧实度，增加土壤大团聚体形成，优化土壤耕层结构。20182019 年，黄俞铭等 12在减量施肥 20%、常规施肥两种施肥条件下进行常规耕作和粉垄耕作，并于蔗种出苗后在其行间近根部覆盖秸秆，研究第二年宿根蔗，采用染色示踪法测定秸秆覆盖下甘蔗土壤优先流特征，并测定分析蔗株高度、蔗茎大小、地表下层蔗根生物量、产量及品质等重要农艺性状。对比常规耕作，粉垄耕作方式下蔗田添加秸秆覆盖降低了土壤优先流发生程度，提高了土壤蓄水能力，增加了甘蔗根系生物量和产量，并有利于提高甘蔗品质。2018 年，王奇等 13以“福农 41”为试验材料，以传统耕作为对照，研究粉垄耕作对甘蔗根系生物量和氮含量的影响，并分析粉垄耕作对甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平的调控作用。试验得出，相对传统耕作，粉垄耕作条件下甘蔗根系鲜重、干重、氮含量显著提升，分别增加 48.7%、46.8%、50.0%。粉垄耕作可能通过上调甘蔗根系中氮素吸收利用增加甘蔗根系中氮含量并促进根系生长；此外，从粉垄耕作的甘蔗根系发达情况，考虑通过增加根系与土壤接触的面积，可促进甘蔗根系对土壤中氮素的吸收利用。2甘蔗粉垄耕作机械技术的研究现状根据粉垄技术的土壤深耕深松