影响甘蔗生长的因素(2)

 

(二)甘蔗各生长时期与环境条件的关系

1、发芽期

甘蔗播种后至蔗芽萌发出土，这段时间称为发芽期。不同季节播种，由于温度、水分条件不同，蔗芽萌发迟早和生长快慢也不一样，因此，发芽期的长短相差很大。如冬季播种温度低，发芽期长达70-110天，秋季播种温度高，发芽期只是15-20天。

影响发芽期甘蔗生长的环境因素有：

（1）温度：它对甘蔗发芽的影响很大，是环境条件中起主导作用的因素。在一定温度范围内，随着温度的增加，种茎内酶的活性提高，发芽进程加快。甘蔗发芽适宜温度是25-27℃，最适宜温度是30-32℃，超过40℃抑制萌发。温度20℃以下发芽缓慢，13℃以下，即使其它条件良好，蔗芽也很难萌发。休眠芽在-1℃以下，萌动芽在0℃以下被冻死。根据试验结果，甘蔗发芽需要13℃以上的活动积温200℃左右。温度高，其它条件配合好，所需活动积温较少；相反，所需积温增加。由于发芽时间长，种茎在土壤中受干旱、病虫等不良环境影响，发芽率下降。如果冬种甘蔗采取地膜覆盖，增温和保水，改善蔗芽萌发条件，可以获得较高的发芽率，全苗壮苗。

表1　甘蔗不同播种期与发芽时间

播种日期	始    期		盛    期		终    期		月平均气温（℃）
	（月/日）	天数	（月/日）	天数	（月/日）	天数
12月15日	3/5	80	3/25	100	4/5	110	14.8
1月15日	3/25	70	4/10	85	4/25	100	13.2
2月15日	3/30	45	4/10	55	4/25	70	14.6
3月15日	4/10	25	4/20	35	4/25	40	17.5
4月15日	4/16	11	4/20	15	4/25	20	22.2

注：各期试验地保持土壤湿润。资料来源广西甘蔗研究所。

种根萌发所需的温度略低一些，气温10℃以上即可萌发，25℃为适宜，所以，冬春植蔗种根先萌发。

（2）水分：水分是一切生理活动的基础，水分不足对发芽不利。甘蔗种茎含水分多，新鲜种茎的含水量70%以上，在适宜的温度条件下，蔗芽可利用种茎水分萌发。如果由于土壤干旱而造成种茎水分损失，当种茎含水量降至50%以下，蔗芽萌发力大大下降；当种茎含水量降至40%以下，蔗芽丧失发芽力。冬季的土壤温度高于0℃时，不会直接造成蔗芽致死，而土壤缺水干旱可以使种茎干枯，蔗芽死亡。所以，提高冬植甘蔗的发芽率，保湿是关键。土壤含水量以20%—25%为适宜。如果土壤水分过多，甚至积水、淹水，也造成种茎腐烂，蔗芽死亡，水田种蔗必须注意排水。

（3）空气：蔗芽和根点的萌发生长，需要充足的空气。旱地种蔗一般不会存在土壤空气不足而影响发芽出根，在粘重土壤上深种厚盖土影响空气流通，不利蔗根的生长。淹水蔗地土中缺氧，种茎被迫无氧吸收，产生酒精毒，使种茎腐烂。

（4）其它：①病害。在低温干旱或高温多湿的环境下，种茎易感凤梨病、黑腐病、赤腐病，影响发芽。②虫害。播种以后，地下虫害如金龟子、地老虎、金针虫，咬食蔗芽、蔗根。③栽培技术不当。a.土壤干旱时播种，施化肥集中、量多，造成生理缺水而影响发芽。b.播种时施多量未腐熟的堆厩肥于茎下，切断毛管水上升，造成干旱。c.整地粗糙，土块大，不能形成毛管水。为了克服干旱，促进发芽，云南省临沧蔗区采取板土播种法，即整地开植沟后，将植沟底松土铲完，种茎排放在沟底板上，然后施肥盖土。由于沟底板土的毛细管水上升，有利于根点萌发，抗旱效果很好。d.干旱季节推行催芽播种，又不淋水。e.消毒用药浓度过量，造成根点中毒等等。

2、幼苗期

自蔗芽出土有一片真叶至6-7片真叶（开始分蘖）称为幼苗期。由于蔗芽出土持续的时间长，往往有的早出土的蔗芽已有2-3片真叶，有的蔗芽刚刚出土，因此，就一个蔗芽来说，发芽期和幼苗期是分得很清楚的；而一块蔗地，发芽期和幼苗期有一段时间交互一起。一般蔗地有少部分蔗苗已有3-4片叶（包括心叶），发芽期就算基本结束，还未出土的蔗芽多数是丧失了发芽力。幼苗期蔗苗生长特点是：地上叶片增多，叶面积扩大；地下出现苗根（永外根），吸收力增强，由依靠种茎养分维持生长过渡到独立生长。

影响幼苗生长的因素有：

(1)温度  温度可以提高幼苗体内酶的活性，在适宜温度范围内，每提高10℃，酶的活性增加1倍。蔗苗生长适温是25℃左右，广西除了冬季以外，其余季节温度对蔗苗生长是有利的。

(2)水分  幼苗蒸腾量少，生理需水不多，以土壤含水量20%-25%为宜。一般早上土壤颜色较深、潮润；表土下7-10厘米土壤用手抓成团，松手不散；中午幼苗叶片伸展，是土壤水分适宜的象征。如果表土发白，幼苗卷叶，表示土壤水分不足。苗根长出以后，吸收力强，抗旱能力提高，一般干旱只能影响生长，不会造成幼苗死亡，待降雨后便迅速恢复生长。苗期土壤水分较少，有利根系的生长。如果土壤水分过多，或蔗田积水，土壤缺乏氧气，蔗根无氧呼吸，吸收作用受阻，造成生理干旱，叶片枯死，根系腐烂，对生长影响更大（表2）。

表2  积水对幼苗生长的影响

类别	积水状况	叶色	正一叶长（厘米）	正一叶宽（厘米）	株  高 （厘米）	分蘖（%）	枯叶（片/株）
宿根	积水 不积水	黄绿 绿色	59 92	2.4 3.0	31.5 37.5	0 20
新植	积水 不积水	浅绿 浓绿	56 100	1.9 3.5	34 47	90 170	2.9 1.2

注：广西甘蔗研究所资料。

(3)空气  幼苗地上部分光合作用需要的二氧化碳是基本满足的。处于土壤中的根系呼吸作用需要的氧气，在旱地土壤也是可以满足的，因为旱地土壤空气的含氧量一般在10%以上，只有短暂的积水或水田蔗才容易出现根系因缺氧而影响生长。

(4)养分  幼苗初期生长需要的养分主要来自种茎，3-4片叶以后，依靠根系从土壤吸收。幼苗需肥量很少，但是缺肥影响生长造成损失是很难补偿的。幼苗缺磷、缺钾，根系不发达，易老化，吸收能力弱，严重抑制地上部分的生长。如新开荒种蔗，一些地段漏施磷、钾作基肥，在同样管理和气候条件下，亩产不足半吨，仅为正常生长产量的10%-15%。因此，要求播种时施基肥，注意有机肥和无机肥结合，氮磷钾肥配合，以满足幼苗生长需要。

(5)阳光  如杂草多，间作密度大且生长茂盛，除了争肥料外，还荫蔽甘蔗，阳光不足，抑制幼苗的生长，或使之徒长。

3、分蘖期

当幼苗长出6-7片真叶，其基部节上的芽萌发出土，称为分蘖。由开始分蘖至分蘖基本停止，即主苗有12-13片真叶时，称为分蘖期。

影响甘蔗分蘖的因素很多，包括品种、栽培条件和环境条件，其中以光和养分的影响很大。

(1)光的影响 

①影响生长激素在蔗株体内的分布  在强光条件下，生长素在向下流动过程中受光氧化作用破坏，浓度减少，而细胞分裂素相对的增多，抑制作用减弱，侧芽萌发，产生分蘖。同明，强光一般伴随着温度高、湿度低，在这种生态条件下，甘蔗产生的脱落酸较多，也有利于分蘖。

在弱光条件下，生长素向下流动受光氧化破坏较少，基部生长素浓度高，抑制分蘖。

由此可以推论，阴天多、主苗多、间作密度大的甘蔗分蘖很少。

②增加有机物质　甘蔗是光饱和点很高的作物，在自然条件下，光照强度不达到光饱和点，因此光合作用的强度是随光照强度的增加而提高。光合作用形成的有机物质增多，这样甘蔗分蘖就有丰富的物质基础。间作物生长茂盛，甘蔗苗受荫蔽，阳光不足，光合作用弱，形成的物质只能维持生长，分蘖很少。一块蔗地壮苗多分蘖多，弱苗很少分蘖或无分蘖。

(2)养分的影响  土壤养分状况对分蘖有很大的影响，氮、磷、钾和其它任何一种营养元素不足或缺少，甘蔗的分蘖都受到不同程度的抑制，很少分蘖或无分蘖。我国蔗地土壤肥力比较低，大多数土壤速效养分含量都处于低水平，加上基肥少，追肥不及时，甘蔗苗期生长不良，分蘖很少。有一些蔗区的蔗苗因营养不良而出现生理病害，蔗叶过早黄化枯死，同化面积减少，光合效率显著下降（表3）。如叶片含钾量低至0.4%时，光合强度下降84%-98%，蔗苗生理失调，即使有较强的光照，甘蔗分蘖也不多，因此，改善蔗苗的养分状况是促进分蘖的重要措施。

表3  养分对甘蔗光合强度的影响

处   理	叶片颜色	光合强度 （脉冲数/分钟/厘米2）	光合强度下降（%）	备注
完全肥料 缺    氮 缺    磷 缺    钾	绿 淡绿 绿 绿	556 257 208 449	41 63 19

注：资料来源于《甘蔗栽培生物学》。

(3)水分和空气  土壤水分和空气的协调有利于甘蔗分蘖。旱地蔗区土壤的空气条件是良好的，但水分条件不稳定，常受降雨量和降雨分布的影响。我国大部分蔗区5-6月正是雨季来临，降雨量较多，多数年份土壤水分是有利冬春植蔗和宿根蔗分蘖的；少数年份5-6月降雨量少，土壤干旱影响分蘖。总的来说，旱地甘蔗养分不足，土壤有时干旱，加上间作套种，不利甘蔗分蘖，因此不宜过多的依靠分蘖来增加苗数和增加有效茎。水田蔗区土壤则往往水分多、杂草多、空气不足，抑制分蘖和生长。

(4)温度的影响  温度影响各种酶的活性，也就影响甘蔗的生长和分蘖。日平均气温在20-30℃范围内，随着温度提高，甘蔗生长快，分蘖多。广西5-6月，日平均气温25℃左右，对冬春植蔗的分蘖是有利的，分蘖期较短。而秋植蔗分蘖期在冬季，温度低，分蘖慢，分蘖期长。

土壤温度的高低影响根系的吸收，也影响分蘖。有试验证明，土壤温度在17-25℃范围内，温度每升高2.8℃，干物质积累增加1倍。土壤温度从25℃降至20℃，磷的吸收约减少1/3，氮的吸收减少1/2。不但降低光合作用效率，而且影响光合产物向基部运送。

(5)品种  不同品种分蘖力的强弱区别很大，这与品种的遗传有关。目前栽培品种是杂交育成的，品种的遗传性与血缘有关，含有多种血缘，在相同的栽培条件下，含有野生种血缘多的品种分蘖性最强；含有印度种、中国种血缘多的分蘖性一般；含有热带种血缘多的分蘖性较弱。以蔗茎大小而论，小茎品种分蘖力强，中茎品种次之，大茎品种分蘖较少。品种蔗茎的大小也与血缘成分有关系。

(6)栽培措施的影响  栽培措施是通过调节光、温、水气、肥的作用而影响分蘖的。如果运用栽培措施改善上述的生态环境，可以促进分蘖；相反，就抑制分蘖。种植密度合理，间套作物适当，少影响光的强度，分蘖较多。中耕除草、追肥、防治病虫等措施都影响分蘖。

4、伸长期

当甘蔗长出12-13片真叶时，如外界条件适宜，蔗苗基部节间开始拔节伸长，叶鞘张开，可看见蔗茎。自节间开始迅速伸长至缓慢伸长，称为伸长期。伸长期是甘蔗生长中期，其生长特点是表现为植株生长迅速加快，叶面积迅速增大，光合作用增强，节间伸长增粗，是甘蔗一生中生长最旺盛、需水需肥最多的时期，也是决定甘蔗产量的关键时期。此时植株每月生长速为50－80厘米，高的可达80－100厘米。在广西南部甘蔗伸长期，秋植蔗一般4-10月，冬春植蔗是6-11月上旬。

蔗茎伸长的影响因素有：

(1)光  阳光是光合作用的动力，光强度在10万米烛光的条件下，甘蔗的光合作用还可以提高，因此，甘蔗是光能利用率较高的作物。在甘蔗伸长期5-11月，我国光照条件是有利伸长的，只有雨天阴天，光的强度不能满足光合作用的需要。

(2)温度  甘蔗是喜温作物，强光与高温对生长有利。日平均气温30℃左右蔗茎伸长最快，我国6-9月平均气温25-28℃，很适宜甘蔗的伸长，10、11月气温下降，伸长缓慢，12月平均气温降至14℃以下，甘蔗停止伸长。温度升高，甘蔗生长必须的水、二氧化碳及无机盐类容易吸收，高温促进蒸腾作用，提高酶的活性和光合效率。

(3)水分  甘蔗伸长期需水最多，有了充足的水分，各种生理活动如养分吸收、运输、光合作用、呼吸作用才能正常进行。充足的水分使细胞的澎压大，有利节间伸长。旱地甘蔗靠自然降雨供给水分，由于降雨量分布不均，土壤保水力差，因而甘蔗伸长需要的水分常常得不到满足。有些年份干旱成为甘蔗伸长的制约因素。甘蔗缺水，酶的活性减弱，光合作用明显下降，伸长缓慢。椐观测，广西1988年6、7月少雨干旱，甘蔗月伸长量只有30厘米，而8月雨量充足，甘蔗月伸长量达80厘米。据多年资料统计，旬降雨2-3次，每次降雨量20-30毫米，对伸长有利。一个节间伸长经历15-20天，如果遇上20多天干旱，可能某一节间伸长受制约，出现短节。

(4)养分  氮、磷、钾三大元素与微量元素都是甘蔗生长不可缺少的。这些物质只占甘蔗鲜重的1%左右，但对伸长影响很大。根据广西甘蔗研究所1988年和1989年盆栽试验结果，在瘦土上施用氮、磷、钾混合肥料，分蘖期植株正3叶叶片干物质的氮磷钾含量明显提高，分别达1.6%、0.49%、1.68%，7-10月甘蔗总伸长量152厘米，茎粗2.59厘米，比不施肥的对照分别增加47厘米和0.48厘米，增长量为33%、48%，单株鲜重增加45%。

我国蔗区5－10月是甘蔗大伸长期，这个时期的光、温和空气是有利于甘蔗伸长的，而水和肥两个因素的满足程度对伸长量有决定作用。两者的作用虽然不能代替，但在一定条件下有很好的互补作用。伸长期雨水多，分布均匀，旱地甘蔗不出现缺水现象，施肥水平高的甘蔗高产，施肥水平低的甘蔗也有收获；若伸长期干旱，土壤水分明显不足，则施肥多的比施肥少的伸长量增加，干旱所造成的损失减少。因此，要减少干旱的影响，首要的还是改善土壤的养分水平。

(5)株龄  甘蔗生长到12-13片叶龄才进入伸长，株龄不足的，即使上述条件很好，也不伸长。

5、工艺成熟期

甘蔗成熟期可分为生物学成熟期和工艺成熟期。生物学成熟期是指甘蔗抽穗开花，有的能正常结籽。在生产上的成熟期一般是指工艺成熟期，即一个品种蔗茎积累蔗糖分和纯度达到开榨初期要求标准至最高的时期。在田间，一般应用手提折光锤度计采样测定甘蔗工艺成熟期，当甘蔗上下节间的蔗汁锤度平均达到20BX 时，即为工艺成熟期。

影响成熟的因素有：

(1)品种  不同品种含蔗糖分高低与成熟迟早是不同的，这是品种遗传所决定的。蔗糖分的积累与体内的多种酶活性有关。不同遗传性品种细胞内各种酶活性也不同，早熟高糖品种，酸性转化酶含量较少，活性低，中性转化酶活性强；而迟熟品种酸性转化酶活性强，中性转化酶活性低。

(2)气候因子  温度和水分对甘蔗成熟影响很大，气候干燥冷凉，阳光充足，甘蔗成熟早，糖分高，蔗汁纯度最高。冷凉是要求日间气温20℃以上，夜间10-15℃，这样有利光合作用和蔗糖分积累及含糖量的提高，温度低于15℃抑制光合作用，0℃以下出现冻害，组织死亡，糖分下降。干燥是大气湿度低，生长素、赤霉素、细胞分裂素的活性较弱。相反，脱落酸活性增强有利成熟。但是过于干旱，也不利光合作用和蔗糖输送，蔗汁纯度下降。阴雨潮湿，温度较低，或气候干燥而温暖，两种因素中，一种有利生长，一种有利成熟，互相制约，蔗糖分与纯度一般。热带蔗区的甘蔗成熟的气候条件是干燥温暖，所以糖分也不很高。气温较高，水分充足，对成熟不利，蔗糖分和纯度较低。

从以上分析看，由于甘蔗成熟的气候条件不同，出现高糖年份、低糖年份和糖分一般年份。在相同品种和栽培条件下，因气候变化，成熟期可以推迟或提早，推迟则降低糖分，提早则提高糖分。

(3)株龄  甘蔗糖分积累是随着生长时间增加而提高，所以，生长期长，株龄长的含糖分较高，如秋植蔗比宿根蔗、冬春植蔗成熟早，糖分高。但生长期短，种早熟品种可以使糖分赶上生长期长的迟熟品种。

(4)养分  正常供应养分可以促进甘蔗早生长、早成熟，特别早施磷、钾肥效果更显著。养分不足，甘蔗生长受抑制，被迫成熟，往往出现低产高糖，但亩含糖量是很低的。过多地施肥，尤其是过多过迟追施氮肥，在水分多，气温高的条件下，甘蔗继续生长，消耗大量的碳水化合物，影响蔗糖分积累，往往是高产不高糖。同时部分氮素未合成蛋白质，而以多种氨基酸的可溶性氮存在于细胞中，使蔗汁中的非糖分增加，纯度降低。

(5)病、虫、风害  对糖分积累为害最大的是绵蚜虫、粉介壳虫。绵蚜虫刺吸叶片汁液，消耗大量的光合物质，又引起蔗糖分转化，并诱发煤烟病，妨碍光合作用，被害严重的植株蔗糖分可减少30%-50%。条螟、白螟危害造成枯梢，侧芽萌发也消耗糖分。

风害造成甘蔗倒伏，光合效率下降；部分植株折断，养分、水分运输受阻；气根萌发，地下和地上侧芽萌发，消耗养分，这些都造成蔗糖分下降。

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