欢迎访问《热带作物学报》,
作物栽培与生理生化

甘蔗大型机械化收获模式对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响

  • 林兆里 1 ,
  • 张华 1 ,
  • 阙友雄 1 ,
  • 吴燕晶 2 ,
  • 李诗燕 1 ,
  • 罗俊 , 3, *
展开
  • 1.福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002
  • 2.中国检验认证集团福建有限公司,福建福州 350001
  • 3.福建农林大学农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室,福建福州 350002
*罗 俊,E-mail:

林兆里(1987—),男,硕士,农艺师,研究方向:甘蔗田间管理机械化。

收稿日期: 2021-10-27

  修回日期: 2022-01-21

  网络出版日期: 2022-08-04

基金资助

国家现代农业产业技术体系(CARS-17)

福建农林大学科技创新专项基金项目(CXZX2020081A)

国家甘蔗工程技术研究中心开放课题基金项目(NERD2018.5.1)

Effects of Large Scale Mechanized Sugarcane Harvesting Mode on Soil Physical Properties of Sugarcane Fields and Ratoon Sugarcane Yield

  • LIN Zhaoli 1 ,
  • ZHANG Hua 1 ,
  • QUE Youxiong 1 ,
  • WU Yanjing 2 ,
  • LI Shiyan 1 ,
  • LUO Jun , 3, *
Expand
  • 1. National Engineering Research Center for Sugarcane, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
  • 2. China Certification & Inspection Group Fujian Limited Company, Fuzhou, Fuian 350001, China
  • 3. Key Laboratory of Sugarcane Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
*LUO Jun,E-mail:

Received date: 2021-10-27

  Revised date: 2022-01-21

  Online published: 2022-08-04

摘要

为明确机械收获对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响,以消除蔗农对大型机械收获系统对甘蔗耕层土壤严重压实的顾虑。以广西红壤坡耕地为研究对象,设置机械收获和人工收获2种处理,研究机械收获对耕层土壤物理性状和宿根蔗产量的影响。结果表明:蔗垄0~40 cm土层,土壤容重、贯入阻力、抗剪强度、田间持水量和总孔隙度等土壤物理性状在机械收获和人工收获间均无显著差异。蔗沟0~20 cm土层,机械收获后,土壤紧实度、贯入阻力和抗剪强度显著提高,总孔隙度和通气孔隙度下降。同人工收获相比,机械收获过程中,机具行走对蔗沟土壤造成压实,但对蔗垄土壤影响不显著。蔗垄土壤紧实度在垂直梯度上存在2个明显交替变化的界面,0~20 cm土层以人工收获的土壤紧实度较高,20~40 cm土层以机械收获的土壤紧实度较高。第1年宿根季和第2年宿根季人工收获处理蔗茎产量均高于机械收获处理,但差异不显著。综上所述,在固定道技术下,甘蔗机械收获对蔗垄土壤物理性状和宿根蔗产量的影响不显著。本研究为规范甘蔗机械收获操作,减少大型机械对蔗地土壤压实提供了科学依据。

本文引用格式

林兆里 , 张华 , 阙友雄 , 吴燕晶 , 李诗燕 , 罗俊 . 甘蔗大型机械化收获模式对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响[J]. 热带作物学报, 2022 , 43(7) : 1417 -1430 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.07.013

Abstract

The present study aims to clarify the effects of the mechanical harvesting on the soil physical properties of sugarcane fields and ratoon sugarcane yield and to eliminate sugarcane farmers’ concerns about whether the large-scale mechanized harvesting system wouldl cause serious compaction of the sugarcane plough layer. Regarding the red soil slope farmland in Guangxi, two treatments of mechanical harvesting and manual harvesting were set up to determine the effects of mechanical harvesting on the physical properties of plough layer and ratoon sugarcane yield. The results showed that there was no significant difference between mechanical harvesting and manual harvesting in soil bulk density, penetration resistance, shear strength, field moisture capacity and total porosity in the ridge of 0-40 cm layer. In the furrow of 0-20 cm layer, soil compaction, penetration resistance and shear strength significantly increased after mechanical harvesting, while the total porosity and aeration porosity decreased. Compared with manual harvesting, in the process of mechanical harvesting, the walking of the machine compacted the furrow soil, but had no significant impact on the plough layer of the ridge where the sugarcane grows. The soil compaction of the ridge surface had two obviously alternating layers along the vertical gradient, 0-20 cm layer was more compacted by manual harvesting, and 20-40 cm layer was more compacted by mechanical harvesting. The ratoon sugarcane yield after manual harvesting was higher than that after mechanical harvesting in the first year ratoon and the second year ratoon, but the difference was not significant. It also showed that under the permanent raised bed technology, the sugarcane mechanical harvesting has no significant effect on the soil physical properties of the ridge soil and the yield of ratoon sugarcane. The research would provide a scientific basis for standardizing sugarcane harvesting operations and reducing soil compaction of sugarcane field by large-scale machinery.

甘蔗是我国重要的制糖工业原料,主要种植区域包括广西、云南和广东等省(区)。2019/2020生产期我国甘蔗种植面积131.9万hm2,蔗糖产量902.23万t[1]。甘蔗产业属于劳动密集型,劳动力成本高。甘蔗生产全程机械化不仅是解决劳动力不足的根本途径,而且是现代农业生产方式和技术变革的重要手段[2]。甘蔗生产的机械化程度不足已成为我国蔗糖业可持续发展的重要制约因素。
甘蔗耕整地、种植、田间管理和收获整个生产过程中,收获是劳动最为密集、劳动强度最大和机械化程度最低的环节,推动甘蔗收获机械化已成为促进蔗糖产业可持续发展的重要举措,机械化收获是提升蔗糖产业效益的重要途径,也是蔗糖发达国家蔗糖效益保障的重要支柱,但由于蔗区类型多为丘陵山地,土地条件较差,碎片化、多样化,机械化收获推进较慢。甘蔗主产区主要为旱坡地,其耕层浅薄、连作年限较长,耕层紧实,孔隙度较低[3]。甘蔗为须根系作物,根系分布较浅,易受机械作业碾压影响[4]。目前,遵循国际主流技术路线,甘蔗机械收获以大型联合机械收获为主,主要包括大型收获机和田间转运车,二者均为重型机械,收获过程中易造成蔗蔸和耕层土壤碾压[5]。这种甘蔗大型全程机械化生产模式要求生产基地地势平缓(坡度≤10o),土地宜机化整治水平、生产规模化、组织化程度高,农机农艺高度融合,机械化作业面一致性好,机械化系统,尤其是机收系统运行协调性强。通过农艺服从农机作业规范、农机为甘蔗高产提供装备技术支撑,同时注重大型机具作业的土壤结构和地力维护,实现高水平全程机械化条件下作物生产力与土地生产力的协同提升。前人研究表明,甘蔗机械收获作业过程中会对土壤造成压实,破坏耕层土壤物理结构[6],导致大部分蔗地土壤紧实度和土壤容重较高、通透性欠佳、水分和养分的供给能力较差[7]。耕层土壤物理结构随之变劣,根系生长和宿根出苗受限,严重影响作物产量[6,8]。此外,甘蔗机械收获过程中,不规范操作导致机具作业对蔗垄耕层土壤的压实是造成宿根蔗减产的主要原因,这已成为制约甘蔗机械收获推广应用的瓶颈。
保护性耕作、固定道技术和土壤改良等耕作措施是缓解和改善机械作业对耕层土壤结构和功能不良影响的重要举措[9]。其中固定道技术是将作物种植区域和机械行走带分离的作物生产体系[10],能有效减少收获机械对耕层土壤的压实。该技术借助卫星导航驾驶控制系统的应用,规范农机设备作业的轮距,使得整个甘蔗生产环节机具均行走于预设的固定道上,压实区域仅局限于固定道,能够有效缓解机具对耕层土壤的碾压[11-13]。研究表明,固定道技术不仅能够减少耕作成本和机械作业能耗[14],还能减轻对土壤物理性状的影响[15],进而减少机械压实对甘蔗根系和蔗蔸的损伤,为甘蔗生长发育提供良好的土壤基础保障。
综上所述,为加快甘蔗机械收获的推广进程,亟需探索在适宜种植行距的基础上,采用配套的甘蔗收获机械,结合固定道技术,以及规范化作业的提前下,分析甘蔗机械收获对蔗地耕层的影响区位, 探讨机械收获对耕层中蔗垄和蔗沟土壤物理性状和宿根蔗产量的影响。本研究以广西蔗区红壤坡耕地种植甘蔗为研究对象,通过新植季和宿根季连续两年的大型机械化收获模式,比较大型机械化收获模式和人工收获模式下蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的差异,研究大型甘蔗机械收获系统对蔗地土壤物理性状的影响,目的是为科学评价甘蔗收获系统的应用效果提供理论基础,并为适宜甘蔗机械化的农机农艺融合及其配套耕作措施提供参考和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西壮族自治区来宾市兴宾区廖平农场(23°24′N,108°57′E)。属于桂中南甘蔗优势产区,地处南亚热带季风气候区,为坡度5º~6º的旱坡地,土壤质地为砂质黏土,前季作物为甘蔗。0~30 cm土层土壤pH 4.67,有机质25.26 g/kg,全氮1.12 g/kg,有效磷117.30 mg/kg,速效钾336.90 mg/kg。种植前采用约翰迪尔6J-1654轮式拖拉机悬挂铧式犁深翻40 cm,后采用旋耕犁旋耕25 cm。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

供试甘蔗品种为‘桂柳05-136’。试验于2018年3月至2020年12月进行,2018年3月种植,2018年为新植季,2019年为第1年宿根季,2020年为第2年宿根季,试验周期3年。甘蔗收获环节设置2个处理:机械收获(A1)和人工收获(A2)。2个处理均采用机械进行种植和中耕管理,除收获方式不同外其他田间管理及栽培措施均一致。机械收获处理(A1):甘蔗收获时采用柳工农业机械有限公司生产的261 kW切断式甘蔗收获机进行机收,88.26 kW的约翰迪尔1204轮式拖拉机牵引田间转运车进行甘蔗转运,收获后蔗叶覆盖还田。人工收获处理(A2):甘蔗收获时采用人工砍收,采用叉车转运至机耕路后进行运输,收获后蔗叶焚烧还田。每个处理设置5次重复,共计10个试验小区,处理间交替排列。小区行长100 m,种植行距为1.4 m,24行区,小区面积3360 m2。机械收获与人工收获所涉及的甘蔗收获机具基本参数如表1所示。
表1 甘蔗收获机具基本参数

Tab. 1 Basic parameters of sugarcane harvesting equipment

处理
Treatment
机械名称
Machine name
型号
Model
厂家
Factory
质量
Weigh/t
功率
Powe/kW
轮距
Wheel base/m
轮胎宽度(前、后)
Tire width(front, back)/mm
机械收获A1 切断式甘蔗收获机 4GQ-350 柳州汉森 16 261 2.5 355/590
田间转运车 Y814 广西柳工 6 2.1 385/385
拖拉机 JD1204 约翰迪尔 5 88.26 2.64 400/520
人工收获A2 叉车 XYB75W-8 新源重工 6 48 1.95 420/420

1.2.2 项目测定

(1)土壤物理性状。分别于2019年和2020年,新植蔗和第1年宿根蔗砍收后破垄前测定土壤物理性状。每个小区随机选择2个采样点,采样点位于蔗垄(甘蔗生长区域)和蔗沟(固定道),蔗垄和蔗沟的高度差为20 cm,见图1
图1 甘蔗蔗垄及蔗沟示意图

Fig. 1 Sugarcane ridge and furrow schematic diagram

蔗垄和蔗沟采样点均挖取长60 cm、宽60 cm、深50 cm的土壤剖面,以5 cm为1个土层测量深度,蔗垄按照0~5、5~10、10~15、15~20、20~25、25~30、30~35、35~40 cm分为8个土层,蔗沟按照0~5、5~10、10~15、15~20 cm分为4个土层,测定各土层的土壤物理性状,每个土层2次重复。蔗垄和蔗沟均测定土壤容重、贯入阻力、抗剪强度、土壤自然含水率、田间持水量、饱和含水量和孔隙度等指标。土壤容重采用环刀法(环刀规格100 cm3),用PT型袖珍贯入仪测定土壤贯入阻力,用PS-VST-M 微型十字板剪切仪测定抗剪强度。用烘干法进行土壤自然含水率测定,田间持水量、饱和含水量采用室内环刀法测定。用比重瓶法测定土壤比重,根据土壤容重和比重计算总孔隙度,用环刀水浸法测定毛管孔隙度和通气孔隙度[16]。土壤紧实度采用SC900型土壤紧实度仪测定,在蔗垄和蔗沟每个小区随机选择5个测定点,以2.5 cm空间分辨率测定蔗垄40 cm和蔗沟20 cm各土层的紧实度,测量结果取算数平均值[17]
(2)宿根蔗产量性状。于第1年宿根季和第2年宿根季收获前分别测定甘蔗产量性状和田间锤度。每个小区连续调查30株甘蔗的株高、茎径和田间锤度,并统计单位面积有效茎数,按公式单茎重(kg)=(0.785×株高×茎径2)/1000,蔗茎产量(t/hm2)=单茎重×单位面积有效茎数/1000,蔗糖分(%)=田间锤度×1.0825-7.703,分别计算单茎重、蔗茎产量和蔗糖分[2]

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2013软件整理数据和作图,采用IBM SPSS Statistics 22.0软件进行统计分析,2个收获处理间采用最小显著差法(LSD)进行差异显著性检验,不同土层间采用Ducan’s多重比较法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 甘蔗不同收获方式下的土壤容重

土壤容重是反映土壤紧实程度、孔隙状况等结构性特征的重要指标[18]。从表2可以看出,从蔗垄各土层土壤容重分析,第1年宿根季蔗垄0~40 cm土层A1、A2处理之间土壤容重差异均不显著;第2年宿根季蔗垄0~40 cm土层土壤容重在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,但A1、A2处理之间土壤容重差异均不显著。第1年宿根季和第2年宿根季的蔗垄土壤容重在各土层间差异极显著,整体表现为在0~35 cm土层随深度增加容重增大,在35~40 cm土层减小。总体而言,第2年宿根季蔗垄的平均土壤容重大于第1年宿根季,说明随着种植年限增加蔗垄土壤趋于紧实。
表2 甘蔗不同收获方式下的土壤容重

Tab. 2 Soil bulk density under different sugarcane harvesting methods

土层
Soil layer/cm
处理
Treatment
土壤容重Soil bulk density/(g·cm-3)
第1年宿根季蔗垄
1st year ratoon ridge
第2年宿根季蔗垄
2rd year ratoon ridge
第1年宿根季蔗沟
1st year ratoon furrow
第2年宿根季蔗沟
2rd year ratoon furrow
0~5 A1 0.89±0.04a 0.87±0.11a 1.14±0.06a 1.13±0.16a
A2 0.90±0.07a 0.94±0.12a 1.13±0.05a 1.10±0.11a
平均 0.89±0.06E 0.90±0.11C 1.13±0.06B 1.11±0.14B
5~10 A1 0.98±0.04a 0.97±0.10a 1.25±0.04a 1.27±0.08a
A2 0.94±0.11a 1.08±0.12a 1.21±0.04a 1.22±0.06a
平均 0.96±0.08DE 1.02±0.12B 1.23±0.06A 1.24±0.12A
10~15 A1 0.97±0.09a 1.04±0.08a 1.26±0.03a 1.28±0.11a
A2 0.97±0.14a 1.10±0.05a 1.25±0.06a 1.22±0.07a
平均 0.97±0.11DE 1.07±0.07B 1.25±0.06A 1.25±0.10A
15~20 A1 1.02±0.08a 1.04±0.09a 1.21±0.07a 1.23±0.09a
A2 1.00±0.16a 1.12±0.04a 1.20±0.07a 1.21±0.08a
平均 1.01±0.12CD 1.08±0.08B 1.20±0.07A 1.22±0.10A
20~25 A1 1.09±0.08a 1.09±0.08a
A2 1.05±0.14a 1.06±0.09a
平均 1.07±0.11BC 1.07±0.08B
25~30 A1 1.14±0.11a 1.20±0.07a
A2 1.15±0.12a 1.15±0.06a
平均 1.14±0.11B 1.17±0.06A
30~35 A1 1.28±0.06a 1.25±0.08a
A2 1.22±0.04a 1.19±0.06a
土层
Soil layer/cm
处理
Treatment
土壤容重Soil bulk density/(g·cm-3)
第1年宿根季蔗垄
1st year ratoon ridge
第2年宿根季蔗垄
2rd year ratoon ridge
第1年宿根季蔗沟
1st year ratoon furrow
第2年宿根季蔗沟
2rd year ratoon furrow
平均 1.25±0.06A 1.22±0.07A
35~40 A1 1.22±0.08a 1.24±0.09a
A2 1.21±0.04a 1.19±0.08a
平均 1.21±0.06A 1.21±0.08A
平均 A1 1.07±0.14α 1.09±0.15α 1.22±0.07α 1.23±0.12α
A2 1.06±0.15α 1.11±0.11α 1.20±0.07α 1.19±0.09α
F值 处理A 1.18 0.92 0.96 1.86
土层B 17.43** 15.40** 9.48** 4.18*
互作A×B 0.17 1.70 0.20 0.09

注:A1表示机械收获,A2表示人工收获。同列不同小写字母表示同一土层不同收获方式间差异显著(P<0.05),不同大写字母表示不同土层间差异显著(P<0.05),不同小写希腊字母表示整个蔗垄或蔗沟不同收获方式间差异显著(P<0.05)。***分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

Note: A1 indicates mechanical harvesting, A2 indicates manual harvesting. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the same soil layer (P<0.05). Different capital letters indicate significant differences among different soil layer (P<0.05). Different Greek letters indicate significant differences between different harvesting methods in the whole ridge or furrow (P<0.05). * and ** indicate significant effects at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

从蔗沟各土层土壤容重分析,第1年和第2年宿根季,蔗沟0~20 cm土层处理间差异均不显著。第1年宿根季蔗沟土壤容重在各土层间差异极显著,第2年宿根季蔗沟土壤容重在各土层间差异显著,均表现为在0~5 cm土层的土壤容重显著低于其他土层,各土层土壤容重在0~15 cm土层随深度增加而增大,在15~20 cm土层减小。从上可知,机械收获处理和人工收获处理间的蔗垄和垄沟的土壤容重无显著差异。

2.2 甘蔗不同收获方式下的贯入阻力和抗剪强度

贯入阻力和抗剪强度是表征土壤机械阻力的主要指标,与土壤的机械化适耕性和抗侵蚀能力密切相关[2]表3中可以看出,蔗垄各土层内贯入阻力第1年宿根季处理间差异不显著;第2年宿根季0~40 cm土层贯入阻力在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,但处理间差异不显著。第1年宿根季和第2年宿根季各土层间蔗垄贯入阻力差异极显著,整体表现为随深度增加贯入阻力增大。
表3 甘蔗不同收获方式下的土壤贯入阻力和抗剪强度

Tab. 3 Soil penetration resistance and shear strength under different sugarcane harvesting methods

土层
Soil layer/cm
处理
Treatment
贯入阻力Penetration resistance/100 kPa 抗剪强度Shear strength/(kg·cm-2)
第1年宿
根季蔗垄
1st year ratoon ridge
第2年宿
根季蔗垄
2rd year ratoon ridge
第1年宿
根季蔗沟
1st year ratoon furrow
第2年宿
根季蔗沟
2rd year ratoon furrow
第1年宿
根季蔗垄
1st year ratoon ridge
第2年宿
根季蔗垄
2rd year ratoon ridge
第1年宿
根季蔗沟
1st year ratoon furrow
第2年宿
根季蔗沟
2rd year ratoon furrow
0~5 A1 0.52±0.13a 1.43±0.45a 2.95±0.66a 4.66±1.06a 0.06±0.02a 0.08±0.02a 0.28±0.08a 0.29±0.11a
A2 0.66±0.15a 2.20±1.11a 2.91±0.38a 2.38±0.48b 0.07±0.03a 0.16±0.10a 0.24±0.05a 0.15±0.03b
平均 0.59±0.15E 1.81±0.89E 2.93±0.51C 3.52±2.15B 0.06±0.03F 0.12±0.08D 0.26±0.07C 0.22±0.14B
5~10 A1 1.15±0.26a 2.94±1.00a 4.58±0.48a 7.20±0.72a 0.10±0.02a 0.25±0.13a 0.40±0.09a 0.54±0.05a
A2 1.37±0.74a 4.59±1.32a 4.34±0.65a 6.18±0.29b 0.12±0.05a 0.31±0.06a 0.35±0.07a 0.44±0.05b
平均 1.26±0.53DE 3.77±1.40D 4.46±0.86B 6.69±1.08A 0.11±0.04EF 0.28±0.10C 0.37±0.07B 0.49±0.08A
10~15 A1 1.93±0.60a 4.70±1.14a 5.53±0.54a 7.73±0.04a 0.16±0.05a 0.32±0.05a 0.48±0.06a 0.57±0.05a
A2 1.96±0.77a 5.60±0.75a 5.14±1.00a 7.13±0.32b 0.14±0.08a 0.40±0.04a 0.42±0.11a 0.50±0.03b
平均 1.94±0.77CD 5.15±1.02C 5.33±0.99A 7.43±0.32A 0.15±0.06DE 0.36±0.06B 0.45±0.08A 0.54±0.06A
15~20 A1 2.42±0.80a 5.59±0.93a 5.66±0.59a 7.24±0.33a 0.22±0.06a 0.36±0.07a 0.49±0.07a 0.54±0.03a
A2 2.47±0.65a 5.90±0.91a 5.46±1.24a 6.86±0.49a 0.20±0.17a 0.40±0.05a 0.44±0.08a 0.48±0.05b
平均 2.44±1.53C 5.74±0.88BC 5.56±0.92A 7.05±0.44A 0.21±0.12CD 0.38±0.06B 0.47±0.08A 0.51±0.05A
20~25 A1 2.41±0.67a 6.50±0.73a 0.23±0.07a 0.44±0.07a
A2 2.44±0.20a 6.50±0.81a 0.24±0.15a 0.45±0.04a
平均 2.42±1.28C 6.50±0.73AB 0.23±0.11C 0.45±0.05A
25~30 A1 4.03±1.29a 7.33±0.38a 0.33±0.11a 0.52±0.03a
A2 4.07±1.22a 6.47±0.79a 0.34±0.13a 0.46±0.03a
平均 4.05±1.64B 6.90±0.74A 0.33±0.11C 0.49±0.04A
30~35 A1 5.51±1.26a 7.43±0.64a 0.47±0.07a 0.54±0.05a
A2 5.75±1.14a 6.73±0.71a 0.46±0.07a 0.48±0.05a
平均 5.63±1.13A 7.08±0.74A 0.47±0.07A 0.51±0.06A
35~40 A1 5.77±1.16a 7.30±0.35a 0.48±0.12a 0.51±0.05a
A2 5.74±0.97a 6.77±0.82a 0.43±0.06a 0.49±0.05a
平均 5.75±1.01A 7.03±0.66A 0.46±0.09A 0.50±0.05A
平均
A1 2.97±2.00α 5.40±2.23α 4.68±1.22α 6.71±1.38α 0.26±0.16α 0.38±0.16α 0.41±0.11α 0.49±0.13α
A2 3.06±1.93α 5.59±1.69α 4.46±1.14α 5.64±2.00β 0.25±0.17α 0.39±0.12α 0.36±0.11β 0.39±0.15β
F值 处理A 0.09 1.03 0.85 38.31** 0.10 1.68 4.48* 28.47**
土层B 27.20** 49.35** 25.78** 107.85** 29.03** 48.80** 14.69** 70.16**
互作A×B 0.09 2.73* 0.09 6.01** 0.18 2.39* 0.01 0.78

注:A1表示机械收获,A2表示人工收获。同列不同小写字母表示同一土层不同收获方式间差异显著(P<0.05),同列不同大写字母表示不同土层间差异显著(P<0.05),同列不同小写希腊字母表示整个蔗垄或蔗沟不同收获方式间差异显著(P<0.05)。***分别表示在0.05和0.01水平上显著。

Note: A1 indicates mechanical harvesting, A2 indicates manual harvesting. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the same soil layer (P<0.05). Different capital letters in the same column indicate significant differences among different soil layer (P<0.05). Different Greek letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the whole ridge or furrow (P<0.05).* and ** indicate significant effects at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

从蔗沟各土层内贯入阻力分析,第1年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层贯入阻力处理间差异不显著;第2年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层贯入阻力A1处理的平均贯入阻力显著大于A2处理。各土层间蔗沟的贯入阻力在第1年宿根季和第2年宿根季表现为极显著差异。第1年宿根季各土层贯入阻力在0~20 cm土层随深度增加而显著增大。第2年宿根季在0~15 cm土层随深度增加而增大,在15~20 cm土层有所减小。
从蔗垄各土层内抗剪强度分析,第1年宿根季蔗垄0~40 cm土层A1、A2处理之间的抗剪强度差异不显著;第2年宿根季蔗垄0~40 cm土层的抗剪强度在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,但处理间差异不显著。各土层间蔗垄抗剪强度第1年宿根季和第2年宿根季均表现为极显著差异,在0~35 cm土层随深度增加抗剪强度增大,在35~40 cm土层趋于稳定。
从蔗沟各土层内抗剪强度分析,第1年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层的抗剪强度A1处理显著大于A2处理;第2年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层抗剪强度A1处理极显著大于A2处理。各土层间蔗沟抗剪强度第1年宿根季表现为0~20 cm土层随深度增加而显著增大。第2年宿根季表现为0~15 cm土层随深度增加而增大。
综上所述,蔗垄的贯入阻力和抗剪强度在机械收获处理和人工收获处理之间无显著差异,但是,蔗沟的贯入阻力和抗剪强度均是机械收获处理大于人工收获处理。

2.3 甘蔗不同收获方式下的土壤紧实度

土壤紧实度表示土壤紧实或疏松程度,其对土壤通透性、温度、水分、微生物数量和活性、养分转化、植物根系生长以及养分吸收都有重要影响[19]。由图2可见,在第1年宿根季中,蔗垄的土壤紧实度在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,在0~20 cm土层C1的土壤紧实度低于C2,在20~30 cm土层C1和C2之间土壤紧实度趋于一致,在30~40 cm土层C1的土壤紧实度高于C2。蔗垄的土壤紧实度整体表现为在0~40 cm土层随着深度增加而升高。在第2年宿根季中,蔗垄的土壤紧实度在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,在0~20 cm土层D1的土壤紧实度低于D2,在20~25 cm土层D1和D2之间的土壤紧实度趋于一致,在25~40 cm土层D1的土壤紧实度高于D2。蔗垄的土壤紧实度整体表现为在0~30 cm土层随着深度增加而升高。因第2年宿根季田间持续干旱,第2年宿根季的蔗垄土壤紧实度高于第1年宿根季。
图2 甘蔗不同收获方式下的土壤紧实度

C1:第1年宿根季+机械收获;C2:第1年宿根季+人工收获;D1:第2年宿根季+机械收获;D2:第2年宿根季+人工收获。

Fig. 2 Soil compaction under different sugarcane harvesting methods

C1: 1st year ratoon+ mechanical harvesting; C2: 1st year ratoon + manual harvesting; D1: 2rd year ratoon + mechanical harvesting; D2: 2rd year ratoon + manual harvesting.

在第1年宿根季中,蔗沟0~15 cm土层C1的土壤紧实度高于C2,蔗沟15~20 cm土层C1和C2处理之间的土壤紧实度趋于一致。蔗沟的土壤紧实度整体表现为在0~20 cm土层随深度增加而升高。在第2年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层B1的土壤紧实度均高于B2。蔗沟的土壤紧实度整体表现为在0~15 cm土层随深度增加而升高,在15~20 cm土层趋于稳定。
因此,机械收获处理的蔗垄土壤紧实度呈现上松下紧状态,且机械收获处理的蔗沟土壤紧实度均高于人工收获处理。

2.4 甘蔗不同收获方式下的土壤水分指标

表4上看,在蔗垄各土层内水分指标分析中,第1年宿根季和第2年宿根季均表现为蔗垄0~40 cm土层A1、A2处理之间的自然含水率、田间持水量和饱和含水量差异不显著。各土层间蔗垄自然含水率第1年宿根季表现为差异不显著,而田间持水量和饱和含水量在各土层间差异极显著,整体表现为在0~35 cm土层随深度增加田间持水量和饱和含水量减少。各土层间蔗垄自然含水率、田间持水量和饱和含水量在第2年宿根季差异达极显著水平,整体表现为在0~40 cm土层随深度增加自然含水率增加;在0~35 cm土层随着深度增加田间持水量减少,在35~40 cm土层增加。第2年宿根季因田间持续干旱,蔗垄平均自然含水率仅为24.41%,显著低于第1年宿根季33.80%。第2年宿根季的蔗垄平均田间持水量和平均饱和含水量均低于第1年宿根季,说明随着植期增加田间蔗垄蓄水能力下降。
表4 甘蔗不同收获方式下的土壤水分指标

Tab. 4 Soil moisture indexes under different sugarcane harvesting methods

注:A1表示机械收获,A2表示人工收获。同列不同小写字母表示同一土层不同收获方式间差异显著(P<0.05),同列不同大写字母表示不同土层间差异显著(P<0.05),同列不同小写希腊字母表示整个蔗垄或蔗沟不同收获方式间差异显著(P<0.05)。***分别表示在0.05和0.01水平上显著。

Note: A1 indicates mechanical harvesting, A2 indicates manual harvesting. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the same soil layer (P<0.05). Different capital letters in the same column indicate significant differences among different soil layer (P<0.05). Different Greek letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the whole ridge or furrow (P<0.05).* and ** indicate significant effects at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

从蔗沟各土层水分指标分析,第1年宿根季蔗沟0~20 cm土层A1处理的自然含水率、田间持水量和饱和含水量均大于A2处理,其中平均田间持水量在A1、A2处理之间达到显著差异。第2年宿根季自然含水率、田间持水量和饱和含水量差异均不显著。各土层间蔗沟自然含水率在第1年宿根季差异不显著;但田间持水量和饱和含水量在各土层间差异显著,各土层田间持水量和饱和含水量在0~15 cm土层随深度增加而减小。各土层间蔗沟自然含水率第2年宿根季差异极显著;田间持水量和饱和含水量在各土层间差异显著。在0~10 cm土层随着土层深度增加田间持水量和饱和含水量减小,在10~20 cm土层有所增大。
总体上看,机械收获处理和人工收获处理之间的蔗垄自然含水率、田间持水量和饱和含水量均无显著差异。同时,蔗沟自然含水率、田间持水量和饱和含水量在第1年宿根季中以机械收获处理较高,而在第2年宿根季中则以人工收获处理较高。

2.5 甘蔗不同收获方式下的土壤孔隙度

土壤孔隙度是评价土壤通透性、土壤持水能力和肥力特性的重要指标[19],对土壤的质地、松紧度和结构性均有重要影响[20]。从表5看,在蔗垄各土层孔隙度分析中,第1年宿根季的蔗垄0~40 cm土层平均总孔隙度两处理间差异不显著;蔗垄0~40 cm土层A1处理的平均毛管孔隙度显著大于A2处理;蔗垄0~40 cm土层A2处理的平均通气孔隙度显著大于A1处理。第2年宿根季中,蔗垄0~40 cm土层总孔隙度在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,A1、A2处理之间的平均总孔隙度差异不显著。A1处理的平均毛管孔隙度极显著小于A2处理;蔗垄0~40 cm土层通气孔隙度在垂直梯度上出现2个交替变化的界面,A1处理的平均通气孔隙度极显著大于A2处理。各土层间蔗垄总孔隙度和通气孔隙度第1年宿根季差异达极显著水平,整体表现为在0~35 cm土层随深度增加总孔隙度和通气空隙度减小。各土层间蔗垄总孔隙度、毛管孔隙度和通气孔隙度第2年宿根季差异极显著,整体表现为在0~35 cm土层随深度增加总孔隙度减小;在0~40 cm土层随着深度增加通气孔隙度减小。第2年宿根季蔗垄的总孔隙度小于第1年宿根季,说明随着种植年限增加,因土壤沉降、机械作用等因素,蔗垄总孔隙度下降。
表5 甘蔗不同收获方式下的土壤孔隙度

Tab.5 Soil porsity under different sugarcane harvesting methods

注:A1表示机械收获,A2表示人工收获。同列不同小写字母表示同一土层不同收获方式间差异显著(P<0.05),同列不同大写字母表示不同土层间差异显著(P<0.05),同列不同小写希腊字母表示整个蔗垄或蔗沟不同收获方式间差异显著(P<0.05)。***分别表示在0.05和0.01水平上显著。

Note: A1 indicates mechanical harvesting, A2 indicates manual harvesting. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the same soil layer (P<0.05). Different capital letters in the same column indicate significant differences among different soil layer (P<0.05). Different Greek letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods in the whole ridge or furrow (P<0.05).* and ** indicate significant effects at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

从蔗沟各土层内土壤孔隙度分析,第1年宿根季中,蔗沟0~20 cm土层A1、A2处理间的总孔隙度差异不显著;蔗沟0~20 cm土层A1处理的平均毛管孔隙度显著大于A2处理;蔗沟通气孔隙度处理之间差异不显著。第2年宿根季中,蔗沟0~ 20 cm土层两处理间总孔隙度差异不显著;蔗沟5~20 cm土层的毛管孔隙度均以A2处理较大,A2处理的平均毛管孔隙度显著大于A1处理;蔗沟0~15 cm土层的通气孔隙度处理之间差异不显著。各土层间蔗沟总孔隙度和通气孔隙度第1年宿根季差异极显著,0~5 cm土层的总孔隙度和通气孔隙度显著低于其他3个土层,各土层总孔隙度和通气孔隙度在0~15 cm土层随深度增加而减小。各土层间蔗沟土壤总孔隙度和通气孔隙度在第2年宿根季表现为极显著差异,0~5 cm土层的土壤总孔隙度和通气孔隙度显著低于其他3个土层,各土层总孔隙度和通气孔隙度在0~10 cm土层随深度增加而减小。
综上所述,机械收获处理在第1年宿根季中造成蔗垄总孔隙度减小,显著降低通气孔隙度。在第2年宿根中,机械收获造成蔗垄25~40 cm土层总孔隙度和通气孔隙度减小,但蔗垄0~25 cm土层的总孔隙度和通气得到极大改善。同时,机械收获处理对蔗沟造成压实,导致蔗沟0~20 cm土层总孔隙度和通气孔隙度减小。

2.6 甘蔗不同收获方式下的宿根蔗产量性状

表6可见,以翌年宿根蔗产量评价上一年度收获方式对甘蔗的影响,第1年宿根季和第2年宿根季的甘蔗单茎重、有效茎数、甘蔗产量、甘蔗蔗糖分在A1和A2处理值间差异均不显著。其中A2处理的宿根蔗有效茎数和产量在2个宿根季中均高于A1处理,但2处理间差异不显著;A2处理的蔗茎产量在2个宿根季中分别比A1处理增产3.49%和5.79%。2个宿根季的蔗糖分在2个处理间差异不显著。
表6 甘蔗不同收获方式下的宿根蔗产量性状

Tab. 6 Yield characters of ratooning season under different sugarcane harvesting methods

处理Treat ment 单茎重
Single stem weight/kg
每公顷有效茎数
Effective stalk numbers
per hectare
产量
Yield/(t·hm-2)
蔗糖分
Sucrose content/%
第1年宿根季
1st year ratoon
第2年宿根季
2rd year ratoon
第1年宿根季
1st year ratoon
第2年宿根季
2rd year ratoon
第1年宿根季
1st year ratoon
第2年宿根季
2rd year ratoon
第1年宿根季
1st year ratoon
第2年宿根季
2rd year ratoon
A1 1.68±0.10a 1.40±0.05a 48 452±5 240a 40 340±1 574a 81.60±9.30a 56.51±3.17a 15.62±0.52a 17.23±0.75a
A2 1.69±0.08a 1.40±0.09a 50 025±4 982a 42 644±1 068a 84.45±7.05a 59.78±2.80a 16.10±0.52a 17.21±0.76a

注:A1表示机械收获,A2表示人工收获。同列不同小写字母表示不同收获方式间差异显著(P<0.05)。

Note: A1 indicates mechanical harvesting, A2 indicates manual harvesting. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different harvesting methods (P<0.05).

3 讨论

蔗垄作为甘蔗植株生长区域,是蔗地耕层的主要构成,其良好的物理结构、充足的营养供给、活跃的微生物生态环境对甘蔗高产稳产和可持续生产具有重要作用[3]。通常认为在甘蔗机械收获过程中,收获机械重量较大,对蔗垄造成碾压,导致土壤物理结构变劣,宿根蔗的根系生长发育受限,是机械收获后宿根蔗生长衰退的主要原因之一[5]。我们通过一年新植两年宿根定点观测发现,机械收获和人工收获后,蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量总体上表现为蔗垄土壤的容重、贯入阻力、抗剪强度、田间持水量和总孔隙度等物理性状在2种收获方式间差异均不显著,机械收获也未造成翌年宿根蔗产量显著减产。适宜种植行距(1.4 m)和配套甘蔗收获机械条件下、采用固定道技术,结合田间作业规范化操作,采用大型机械收获系统进行甘蔗收获并未对蔗垄土壤造成严重压实,这与黄严等[21]、赵龙等[22]的研究结果一致,极大消除了蔗农对大型机械收获系统会造成甘蔗耕层压实的顾虑。收获机械对蔗垄的碾压一方面是由于甘蔗种植行距与收获机械轮距的不匹配;另一方面是由于缺乏适宜的田间转运车,普遍采用自卸卡车进行运输,从而造成对蔗垄的压实现象[11]。本试验中,机械收获并未对蔗垄土壤造成碾压,很大程度上归功于种植时采用导航和智能驾驶系统进行种植规划,建立农业机械田间作业的固定道系统,在整个生产环节中采用适宜的中耕管理和收获机械,采用规范化作业模式从而最大程度减轻农业机械作业对蔗垄土壤和作物的影响。
本研究结果显示,机械收获与人工收获也在部分土壤物理性状上存在差异。一是机械收获虽未对蔗垄造成压实,但也造成第1年宿根蔗垄的总孔隙度和通气孔隙度下降。二是第2年宿根季在蔗垄的垂直梯度上,机械收获和人工收获的土壤紧实度和土壤容重上存在2个交替变化的界面。在0~20 cm蔗垄的表层,机械收获的土壤贯入阻力、抗剪强度和紧实度均低于人工收获,土壤通气孔隙度提升,耕层表层趋于疏松。可能受两方面因素影响:一是人工收获过程中人为踩踏和叉车作业对蔗垄表层造成压实,导致人工收获的蔗垄表层更为紧实;二是机械收获时蔗叶粉碎还田,促进田间土壤有机质含量提升和保湿作用,改善表层土壤物理性状,减轻土壤紧实胁迫[23-24],促进机械收获的蔗垄表层趋于疏松。在20~40 cm蔗垄的深层,机械收获的土壤贯入阻力、抗剪强度和紧实度高于人工收获,土壤通气孔隙度降低,蔗垄深层趋于紧实。机械收获对蔗垄土壤的影响主要存在于深层,蔗垄深层的紧实现象随着机械收获次数的增加而增强,具有累积效应,这与乔金友等[25]研究结果相一致。
机械收获对耕层土壤的影响区域主要集中于收获机械行走的蔗沟即固定道。本试验研究发现,与人工收获相比,机械收获后蔗沟的土壤容重、贯入阻力、抗剪强度和紧实度均增加,总孔隙度和通气孔隙度降低,说明机械收获对蔗沟土壤存在压实现象。蔗沟虽然存在土壤压实现象,但并不是甘蔗植株、蔗蔸和根系生长的主要区域,因此对宿根蔗生长发育影响不大。蔗沟作为农业机械行走的直接区域,是甘蔗全程机械化作业的固定道[10]。固定道耕作技术的应用不仅可以为作物生长创造较少干扰的生长条件,同时压实增加了固定道内土壤容重和紧实度,可以提高拖拉机田间作业牵引性能,减小机具的作业阻力,减低燃油消耗[15]。机械收获与人工收获在蔗沟土壤贯入阻力和抗剪强度2个机械阻力上存在差异,随着机械收获作业次数增多,2种收获方式间差异加大,收获机械对蔗沟土壤的压实现象加剧,且存在蔗沟犁底层上移的趋势,具有累积效应。机械收获对蔗沟0~15 cm土层影响最为显著,压实影响集中于耕层表层,与BALBUENA等[26]、杨荣等[15]的研究结果相一致。虽然蔗沟压实对作物生长发育影响不大,但存在新植季土地平整时,常规旋耕作业深度难以达到蔗沟的压实区域的问题,仍需加以重视。
甘蔗为须根系作物,其根系分布主要集中于30~40 cm土层[27],相对疏松肥厚的耕层有助于甘蔗根系生长发育,提高甘蔗植株的抗倒伏、抗逆性,促进甘蔗产量提升。本研究结果显示,机械和人工2种收获方式在0~40 cm蔗垄随土层深度增加,土壤容重、机械阻力和紧实度呈先增加后稳定的趋势,在30~35 cm土层最为紧实,形成犁底层。随着种植年限增加,受土壤沉降和机械作业等因素影响,其犁底层土壤将趋于紧实,甘蔗生长发育受到抑制,结合上述研究结果建议甘蔗种植前土地平整应结合深松作业,其深松作业应达到35 cm深度以上,打破耕层犁底层,有利于增厚耕层,改善耕层物理性状。同时,本试验还揭示,在适宜农机农艺配套前提下,机械收获后的蔗垄0~20 cm土层并没有压实,反而是人工收获的蔗垄0~20 cm土层更为紧实。因此,在人工收获后也需尽早对宿根蔗进行破垄松蔸,改善蔗芽的环境条件,促进低位芽萌发。需要特别注意的是,机械收获的蔗垄0~20 cm土层在蔗叶粉碎还田的作用下物理性状得到极大改善,但耕层深层仍较为紧实,常规的破垄松蔸难以达到该作业深度。具备良好物理性状的耕层是宿根蔗高产稳产的关键,一方面在种植时应结合蔗叶、滤泥还田或施用有机肥等措施提高土壤有机质含量,并结合深翻、深松作业,增厚耕层厚度,改善土壤结构,为甘蔗生长奠定土壤基础[28]。另一方面,在中耕管理过程中,应该确保适宜的种植行距与农机农艺相结合,农业机械采用固定道作业系统[15],并采用适宜培土机具对土壤进行疏松和培土[28-29]。在甘蔗收获环节,要避免在土壤高湿条件下作业,并结合适宜的甘蔗运输机具。总体而言,只要做到甘蔗整个生产环节的优化整合,就可有效避免和减轻农业机械对甘蔗耕层深层土壤的影响。
前人研究认为机械收获会造成蔗地耕层碾压,造成翌年宿根蔗显著减产[6]。但也有观点认为,机械收获对宿根蔗生长有促进作用,如其机械收获留茬蔗蔸质量优于人工收获;机械收获压低虫口数量,减少黄化苗;机械收获蔗叶粉碎还田促进宿根蔗生长[30],机械收获后的宿根蔗产量与人工收获持平,或优于人工收获。本试验结果表明,机械收获对蔗地耕层土壤物理性状无显著影响,对翌年宿根蔗产量无显著影响。本试验中人工收获与机械收获处理不仅受机械作业方式影响,也受蔗叶还田的方式影响,蔗叶还田对土壤物理性状和理化指标均有一定程度影响,如机械收获0~20 cm土层因蔗叶还田物理性状得到改善,机械收获对耕层物理性状的影响因素有待进一步明确。此外,与人工收获相比,机械收获中不可控因素较多,不仅受机械型号、收获质量、气候条件和甘蔗长势等因素影响,而且受品种机械适应性和病虫害发生情况等多因素影响[31-32],机械收获对翌年宿根蔗的影响有待进一步深入研究。
在1.4 m种植行距下,甘蔗机械收获和人工收获相比,只要采用适宜的甘蔗收获系统,并结合固定道技术,机械收获仅对蔗沟造成压实,造成蔗沟0~20 cm土层土壤容重增加,机械阻力和紧实度增大,孔隙度和通气孔隙度下降,但对蔗垄土壤物理性状并没有显著影响,也未造成宿根蔗产量显著减产。同时,机械收获过程中蔗叶粉碎还田有助于提升蔗垄表层的孔隙度,减轻机械阻力,达到改良培肥耕层的作用。研究将有助于消除蔗农对大型机械收获系统的顾虑,促进其推广和应用。
[1]
张华, 罗俊. 甘蔗农机农艺融合[M]. 北京: 中国农业出版社, 2021: 1-2.

ZHANG H, LUO J. Integration of sugarcane agricultural machinery and agronomy[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2021: 1-2. (in Chinese)

[2]
莫荣旭. 广西甘蔗机械化[M]. 南宁: 广西科学技术出版社, 2015: 39-48.

MO R X. Sugarcane mechanization in Guangxi[M]. Nanning: Guangxi Science and Technology Press, 2015: 39-48. (in Chinese)

[3]
罗俊, 林兆里, 李诗燕, 阙友雄, 张才芳, 杨仔奇, 姚坤存, 冯景芳, 陈建峰, 张华. 不同土壤改良措施对机械压实酸化蔗地土壤理化性质及微生物群落结构的影响[J]. 作物学报, 2020, 46(4): 596-613.

DOI

LUO J, LIN Z L, LI S Y, QUE Y X, ZHANG C F, YANG Z Q, YAO K C, FENG J F, CHEN J F, ZHANG H. Effects of different soil improvement measures on soil physicochemical proper-ties and microbial community structures in mechanically compacted acidified sugarcane field[J]. Acta Agronomica Sinica, 2020, 46(4): 596-613. (in Chinese)

DOI

[4]
李毅杰, 梁强, 董文斌, 陈泉, 刘晓燕, 谢金兰, 李长宁, 王维赞, 李杨瑞. 土壤压实对宿根甘蔗出苗及根系形成的影响[J]. 西南农业学报, 2017, 30(9): 2041-2047.

LI Y J, LIANG Q, DONG W B, CHEN Q, LIU X Y, XIE J L, LI C N, WANG W Z, LI Y R. Effect of mechanical compaction on seedling emergence and roots formation of ratoon sugarcane[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2017, 30(9): 2041-2047. (in Chinese)

[5]
闫青云. 广西甘蔗生产全程机械化存在的问题及对策[J]. 甘蔗糖业, 2020(3): 34-37.

YAN Q Y. Problems and countermeasures in the mechanization of sugarcane production in Guangxi[J]. Sugarcane and Canesugar, 2020(3): 34-37. (in Chinese)

[6]
梁强, 谢金兰, 李毅杰, 罗亚伟, 李长宁, 刘晓燕, 朱秋珍, 董文斌, 周会. 不同收获方式对蔗田土壤容重及甘蔗宿根出苗的影响[J]. 南方农业学报, 2014, 45(7): 1221-1224.

LIANG Q, XIE J L, LI Y J, LUO Y W, LI C N, LIU X Y, ZHU Q Z, DONG W B, ZHOU H. Effects of different harvesting methods on soil bulk density and seedling roots of ratoon sugarcane[J]. Journal of Southern Agriculture, 2014, 45(7): 1221-1224. (in Chinese)

[7]
周艳丽, 卢秉福. 农田机械压实对土壤物理特性的影响[J]. 中国农机化学报, 2018, 39(9): 66-70.

ZHOU Y L, LU B F. Influence on soil physical properties for farmland mechanical compaction[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2018, 39(9): 66-70. (in Chinese)

[8]
HAMZA M A, ANDERSON W K. Soil compaction in cropping systems: A review of the nature, causes and possible solution[J]. Soil & Tillage Research, 2004, 82(2): 121-145.

[9]
巩杰, 黄高宝, 李延梅, 李广, 王惠珍. 少免耕耕作法的农田效应[J]. 耕作与栽培, 2002(4): 13-14.

GONG J, HUANG G B, LI Y M, LI G, WANG H Z. Field effects of minimal no-till tillage[J]. Culture with Planting, 2002(4): 13-14. (in Chinese)

[10]
TAYLOR J H. Benefits of permanent traffic lanes in a controlled traffic crop production system[J]. Elsevier, 1983, 3(4): 385-395.

[11]
莫建霖, 刘庆庭. 我国甘蔗收获机械化技术探讨[J]. 农机化研究, 2013, 35(3): 12-18.

MO J L, LIU Q T. Discussion on the mechanization technology of sugarcane harvesting in China[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2013, 35(3): 12-18. (in Chinese)

[12]
李洪文, 高焕文, 陈君达, 李问盈, 李汝莘. 固定道保护性耕作的试验研究[J]. 农业工程学报, 2000, 16(4): 73-77.

LI H W, GAO H W, CHEN J D, LI W Y, LI R X. Study on controlled traffic with conservative tillage[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2000, 16(4): 73-77. (in Chinese)

[13]
覃宁, 宋前明, 卢羿安, 黄丽球, 黄宗新. 糖料蔗全程机械化的关键技术及发展建议[J]. 甘蔗糖业, 2020, 49(4): 1-7.

QIN N, SONG Q M, LU Y A, HUANG L Q, HUANG Z X. Key technologies and development suggestions of the sugarcane mechanization[J]. Sugarcane and Canesugar, 2020, 49(4): 1-7. (in Chinese)

[14]
黄虎, 王晓燕, 李洪文, 陈浩, 张学敏. 固定道保护性耕作节能效果试验研究[J]. 农业工程学报, 2007, 23(12): 140-143.

HUANG H, WANG X Y, LI H W, CHEN H, ZHANG X M. Experimental investigation on energy saving of controlled traffic conservation tillage[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2007, 23(12): 140-143. (in Chinese)

[15]
杨荣, 黄高宝. 固定道压实对农田土壤物理性状的影响[J]. 生态学杂志, 2009, 28: 1567-1571.

YANG R, HUANG G B. Effects of controlled traffic tillage on soil physical properties[J]. Chinese Journal of Ecology, 2009, 28: 1567-1571. (in Chinese)

[16]
罗俊, 林兆里, 阙友雄, 张华, 李诗燕, 罗会, 张才芳, 陈建峰. 不同耕整地方式对甘蔗耕层结构特性及产量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2018, 26(6): 824-836.

LUO J, LIN Z L, QUE Y X, ZHANG H, LI S Y, LUO H, ZHANG C F, CHEN J F. Effect of tillage mode on soil structure characteristics of plough layer and sugarcane yield[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(6): 824-836. (in Chinese)

[17]
王宪良, 王庆杰, 李洪文, 李问盈, 牛琪, 陈婉芝. 免耕条件下轮胎压实对土壤物理特性和作物根系的影响[J]. 农业机械学报, 2017, 48(6): 168-175.

WANG X L, WANG Q J, LI H W, LI W Y, NIU Q, CHEN W Z. Effect of tyre induced soil compaction on soil properties and crop root growth under no-tillage system[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(6): 168-175. (in Chinese)

[18]
董惠英, 蒋炳伸, 杨喜田, 赵勇. 城市新建绿地系统的土壤剖面、养分特征及与植物生长的关系[J]. 河南农业大学学报, 2005, 39(1): 35-39.

DONG H Y, JIANG B S, YANG X T, ZHAO Y. Soil characters of section and nutrient and their relationship with plant growth in new urban greening system[J]. Journal of Henan Agricultural University, 2005, 39(1): 35-39. (in Chinese)

[19]
聂胜委, 张浩光, 张巧萍, 许纪东, 张玉亭. 立式旋耕对小麦生长季土壤紧实度及产量的影响[J]. 农业资源与环境学报, 2021, 38(1): 36-42.

NIE S W, ZHANG H G, ZHANG Q P, XU J D, ZHANG Y T. Effects of vertical rotary tillage on wheat yield and soil compaction during wheat growing seasons[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2021, 38(1): 36-42. (in Chinese)

[20]
刘俊廷, 张建军, 孙若修, 李梁. 晋西黄土区退耕年限对土壤孔隙度等物理性质的影响[J]. 北京林业大学学报, 2020, 42(1): 94-103.

LIU J T, ZHANG J J, SUN R X, LI L. Effects of the conversion time of cropland into forestry on soil physical properties in loess area of western Shanxi Province of northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2020, 42(1): 94-103. (in Chinese)

[21]
黄严, 梁和, 陈超君, 莫清贵, 陈世凡, 何波涛. 机械收割对不同种植行距宿根蔗的生长效应研究[J]. 中国农机化学报, 2016, 37(9): 250-253, 279.

HUANG Y, LIANG H, CHEN C J, MO Q G, CHEN S F, HE B T. Research on effect of mechanical harvesting on growth of ratoon cane with different row space[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2016, 37(9): 250-253, 279. (in Chinese)

[22]
赵龙, 陈光, 阳慈香, 许妃如, 林红辉. 湛江农垦甘蔗机械化收获现状及对策[J]. 农业机械, 2017(1): 105-106, 109.

ZHAO L, CHEN G, YANG C X, XU F R, LIN H H. Current status and countermeasures of mechnanized harvesting of sugarcane in Zhanjiang farm[J]. Agricultural Machinery, 2017(1): 105-106, 109. (in Chinese)

[23]
杨晓娟, 李春俭. 机械压实对土壤质量、作物生长、土壤生物及环境的影响[J]. 中国农业科学, 2008(7): 2008-2015.

YANG X J, LI C J. Impacts of mechanical compaction on soil properties, growth of crops, soil-borne organisms and environment[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2008(7): 2008-2015. (in Chinese)

[24]
MOSADDEGHI M R, HAJABBASI M A, HEMMAT A, AFYUNI M. Soil compactibility as affected by soil moisture content and farmyard manure in Central Iran[J]. Soil & Tillage Research, 2000, 55(1): 87-97.

[25]
乔金友, 张丹, 张宏彬, 张斌, 陈海涛, 谌礼鹏, 郑大明, 孙健. 大中小型拖拉机压实对土壤坚实度和大豆产量的影响[J]. 农业工程学报, 2019, 35(21): 26-33.

QIAO J Y, ZHANG D, ZHANG H B, ZHANG B, CHEN H T, SHEN L P, ZHENG D M, SUN J. Effects of soil compaction by various tractors on soil penetration resistance and soybean yields[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2019, 35(21): 26-33. (in Chinese)

[26]
BALBUENA R H, TERMINIELLO A M, CLAVERIE J A, CASADO J P, MARLATS R. Soil compaction by forestry harvester operation: evolution of physical properties[J]. Revista Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental, 2000, 4(3): 453-459.

DOI

[27]
PATRICIA B L, JEAN P L. Growth of the whole root system for a plant crop of sugarcane under rainfed and irrigated environments in Brazil[J]. Field Crops Research, 2009, 114(3): 351-360.

DOI

[28]
陈浩, 杨亚莉. 农业机械土壤压实影响因素分析[J]. 农机化研究, 2011, 33(6): 245-248.

CHEN H, YANG Y L. Factor analysis of soil compaction induced by agriculture machinery[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2011, 33(6): 245-248. (in Chinese)

[29]
王宪良, 王庆杰, 张祥彩, 郑智旗, 郑侃, 胡红. 田间土壤压实研究现状[J]. 农机化研究, 2016, 38(9): 264-268.

WANG X L, WANG Q J, ZHANG X C, ZHENG Z Q, ZHENG K, HU H. The soil compaction forms and research status[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2016, 38(9): 264-268. (in Chinese)

[30]
何章飞, 黄炎, 梁和, 邝伟生, 莫清贵, 侯伟, 梁建魁, 陆国盈, 陈超君. 机械收割对宿根蔗生理生化指标及产量和蔗糖分的影响[J]. 南方农业学报, 2012, 43(4): 439-442.

HE Z F, HUANG Y, LIANG H, KUANG W S, MO Q G, HOU W, LIANG J K, LU G Y, CHEN C J. Effects of mechanical harvesting on physiological indices, yield and sucrose content in ratoon cane[J]. Journal of Southern Agriculture, 2012, 43(4): 439-442. (in Chinese)

[31]
杨荣仲, 梁强, 桂意云, 周会, 陈家慧, 王伦旺, 贤武, 邓宇驰. 机械化收获对甘蔗宿根发株的影响[J]. 西南农业学报, 2014, 27(5): 2195-2202.

YANG R Z, LIANG Q, GUI Y Y, ZHOU H, CHEN J H, WANG L W, XIAN W, DENG Y C. Impact on stubble seedling of mechanical harvesting and crosses screening for rolling resistance[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2014, 27(5): 2195-2202. (in Chinese)

[32]
安玉兴, 孙东磊, 林明江, 杨俊贤. 机械收获对宿根甘蔗虫害发生及蔗苗生长的影响[J]. 广东农业科学, 2009(11): 19-20, 32.

AN Y X, SUN D L, LIN M J, YANG J X. Influence on ratoon sugarcane growth and pests of mechanical harvesting[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2009(11): 19-20, 32. (in Chinese)

文章导航

/