甘蔗品種與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術

陳優(yōu)強

(廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東廣州 510316)

甘蔗品種與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術

陳優(yōu)強

(廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東廣州 510316)

采用系統(tǒng)科學方法充分消化利用甘蔗品種、氣候、土壤、糖廠規(guī)模等資源；在品種與原料蔗生產改良過程中，更新甘蔗品種改良技術理念，通過優(yōu)化甘蔗品種與原料蔗生產改良路徑，強化原料蔗生產管理，解決傳統(tǒng)品種改良方法無法解決的核心問題──“高糖高榨”，實現(xiàn)糖廠產糖率和總產蔗量不斷提高。云南3間糖廠自實施之年起，每年噸蔗產糖量增幅達8%～36%，甘蔗品種改良4～5年后實現(xiàn)產蔗量翻番，蔗區(qū)甘蔗品種仍是原有的生產品種。

甘蔗；糖廠；品種改良；“高糖高榨”

0 前言

1997～2000年，聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)援華項目“中國貧困地區(qū)甘蔗改良”在中國立項實施，云南瑞麗基地為項目實施地之一。在UNDP項目實施期間，以及之后的3年，該項目在瑞麗糖廠蔗區(qū)研究并提出了一套甘蔗品種增糖、增產的技術理念和方法[1-3]，并持續(xù)在4間糖廠得到應用。至2008年前，該技術與方法已應用于9間糖廠，應用后，各糖廠全部達到各項增糖技術指標，應用4～5年后，各糖廠全部達到各項增產技術指標。作者經(jīng)過十多年生產實踐證明，該技術在甘蔗糖廠具有普遍應用價值，本文將該技術總結出來，希望能籍此尋找到一種緩解目前國內糖廠虧損困境的技術途徑。

1 甘蔗品種改良技術理念[1-3]

目前推廣甘蔗品種在小樣本測定時蔗糖分一般在15%～17%之間，而各糖廠產糖率普遍徘徊在11%～12%之間，甚至10%左右。主要原因是糖廠缺乏系統(tǒng)科學方法消化利用現(xiàn)有甘蔗優(yōu)良品種、氣候、土壤、糖廠規(guī)模等資源。甘蔗品種改良技術理念主要包括5個要點：

⑴正確認識甘蔗品種生產性能。在品種改良過程中，從原料蔗生產效益角度重新定義甘蔗優(yōu)良品種，對現(xiàn)有品種進行品種分類，確定各甘蔗品種理想工藝成熟期等。

⑵綜合評價甘蔗品種工藝性狀。不能簡單以蔗糖分為依據(jù)進行甘蔗品種和原料蔗生產管理，與糖廠產糖率密切相關的性狀包括：砍收后甘蔗品種蔗糖轉化程度、榨出汁、蔗汁純度、纖維分、還原糖分等。

⑶正確選擇、推廣、種植甘蔗品種。這是一個持久復雜的系統(tǒng)工程，它要求不僅僅是挑選早熟、高糖、高產、抗病性強的品種，而必須從糖廠、蔗農綜合最佳效益出發(fā)，制定正確的品種改良方案，明確其詳細的實施步驟，形成一個運作規(guī)范并能朝良性方向持續(xù)發(fā)展的技術方法。

⑷通過優(yōu)化甘蔗品種與原料蔗生產改良路徑，解決傳統(tǒng)品種改良方法難以解決的核心問題──“高糖高榨”，實現(xiàn)甘蔗品種改良和原料蔗生產的良性循環(huán)。

⑸完善原料蔗生產管理，理想的甘蔗品種改良必須具備完善的原料蔗生產管理才能實現(xiàn)。

2 甘蔗品種與原料蔗生產改良路徑[3]

傳統(tǒng)品種改良路徑：引進新品種→篩選甘蔗品種→2～3年繁殖→大面積擴種→取代生產品種。

優(yōu)化后的品種與原料蔗生產改良路徑：在實現(xiàn)原料蔗優(yōu)化砍運的前提下，尋找原料蔗現(xiàn)有生產品種目前的布局結構與能產生更大產糖量的布局結構之間的差異缺口，在現(xiàn)有生產品種中，重點篩選增糖潛力大，蔗農喜歡，宿根性能好，農藝性狀優(yōu)良而工藝性狀一般或以上但能滿足產糖率不斷提高要求的品種進行大面積擴種。如果品種選擇與配置合理，這些品種布局結構改變后，配合以相應的原料蔗優(yōu)化砍運技術便可大幅提高產糖率。同時，積極引進新品種，篩選可填補更大產糖量缺口的新品種作為生產品種，其選擇標準是：優(yōu)先選擇農藝性狀優(yōu)良，宿根年限長的品種，在工藝性狀方面則主要考慮是否可以優(yōu)化品種結構布局。經(jīng)過這些措施，產糖率和產蔗量便可得到不斷提升。

現(xiàn)有甘蔗品種雖然其工藝性狀一般，但通過原料蔗優(yōu)化砍運也一樣可以實現(xiàn)理想產糖率水平。由于蔗農對這些品種認識較深刻，蔗農種植這些品種獲得收益的把握大，只要稍微有點政策傾斜，農民都愿意種植，種蔗面積比較容易得到保障。新引進的甘蔗品種與現(xiàn)有生產品種要同時在不同生態(tài)蔗區(qū)試驗觀察，其選種標準是：在增加蔗量的同時，新品種擴種所導致的品種結構布局變化不會引起總產糖率下降或總產蔗量得不到提升，而應是總產糖率得到大幅提升，或者是總產糖率和總產蔗量能得到同步提升。

3 系統(tǒng)優(yōu)化技術解決的核心問題

3.1 影響原料蔗蔗糖分和成熟進度主要因素

影響原料蔗蔗糖分和成熟進度主要因素有甘蔗品種、植期、土壤類型、海拔、陽向、蔗區(qū)小氣候等。云南主產蔗區(qū)熱資源不足，甘蔗生長周期長，植期對糖廠產糖率的影響比甘蔗品種的影響還要大。

據(jù)云南鳳慶糖廠2002/03年榨季11月25日至12月4日小樣本測定，秋冬植、宿根和春植甘蔗蔗糖分存在明顯差異(見表1)，秋冬植甘蔗平均糖分為13.93%，而春植蔗平均糖分僅為10.95%。

表1 11月25日至12月4日不同植期甘蔗的平均蔗糖分

春植、秋冬植和宿根12月25日至1月5日小樣本測定結果總平均如表2所示，秋冬植蔗平均糖分為15.24%，而春植蔗僅為13.70%。

上述結果充分說明植期和品種同是影響甘蔗蔗糖分的重要因子，植期是糖廠產糖率尤其是前中期最重要的因素，在熱資源不足的蔗區(qū)，甘蔗生長周

期提早遠比種植早熟高糖品種對糖廠產糖率影響大。

同時，主要生產品種工藝成熟和糖分積累變化規(guī)律完全不一樣[2]。

厘清影響原料蔗蔗糖分和成熟進度主要因素，充分掌握甘蔗品種工藝成熟和糖分積累變化規(guī)律，并采用一套系統(tǒng)科學的技術方法消化利用，將可大幅度挖掘效益潛力。

表2 12月25日至1月5日不同植期甘蔗的平均蔗糖分

3.2 “高糖高榨”

“高糖高榨”指的是在詳盡了解糖廠所有甘蔗地塊數(shù)據(jù)的基礎上，充分掌握甘蔗品種成熟和糖分積累變化規(guī)律，結合糖廠榨季安排與計劃進行綜合評判，實現(xiàn)糖廠整個榨季最大產糖量?！案咛歉哒ァ辈粫H僅以某些個別地塊上甘蔗的含糖量和成熟度作為依據(jù)。

國內傳統(tǒng)甘蔗品種改良都帶有一定的盲目性。缺少衡量主要生產品種和各類蔗地的綜合評價指標，僅考慮甘蔗品種本身優(yōu)良與否，沒有確定該品種對具體糖廠效益的貢獻值就直接擴大種植面積，糖廠倡導的“早熟早砍、高糖高榨”是無法實現(xiàn)的。應對不同生態(tài)條件、多變的原料蔗地、不一樣的甘蔗品種糖分積累規(guī)律和不太穩(wěn)定的壓榨制糖加工過程作綜合考慮，首先消化利用好現(xiàn)有甘蔗品種，其次才是引進新的品種，這樣才能實現(xiàn)整個榨季最大產糖量。

3.2.1 “早熟早砍”

“早熟早砍”并不是一個一成不變的原則，進行甘蔗砍收時，先收早熟品種，后收中遲熟品種并不一定是恰當?shù)目尺\原則，實現(xiàn)當年最大產糖量才是安排各品種砍收順序的唯一依據(jù)。正確的做法是，具備持續(xù)增糖潛力的品種應安排在中后期砍收。有時，因蔗量變化，中遲熟品種的砍收順序可能會完全相反。例如，云南云縣幸福糖廠在蔗量10萬t時首先安排砍收粵糖79-177，而川糖61-408則安排在3～4月份砍收，而當蔗量達30萬t時，川糖61-408便安排在11月份優(yōu)先砍收，粵糖79-177則安排在2月份砍收，這樣便可實現(xiàn)當年最大產糖量。

3.2.2 蔗地類型

各糖廠蔗區(qū)都有多種不同的土壤類型，每一土壤類型又種植了新植以及宿根年度不同的宿根蔗，導致蔗區(qū)的蔗地類型極為復雜。以廣東翁源糖廠為例，該廠蔗地復雜(見表3)，單單一個品種就有9種蔗地類型，還有其他生產品種如ROC22、粵糖93-159等，實現(xiàn)理想產糖率需要更多付出，精心調度，才能實現(xiàn)效益潛力最大化。

表3 廣東翁源糖廠單一品種(粵糖94-128)蔗地類型

一般來說，各糖廠都實行“先早熟品種后中遲熟品種，先宿根后新植，先山坡地和旱地后水田”總體砍運原則，但由于蔗地類型以及種植品種的復雜性，上述總體原則常常不能得到有效實施。糖廠生產要求原料蔗不能斷供，在急于解決原料甘蔗進廠入榨的時候，有時會不可避免砍收那些尚未完成快速增糖期的甘蔗，以及那些具備較大持續(xù)增糖潛力的甘蔗入廠壓榨，有時還會由于砍工缺乏、運力不足、道路不暢等客觀原因導致不能嚴格按計劃操控原料蔗的生產組織與管理，糖廠難以實施蔗地分類優(yōu)化砍收，提高產糖率。

3.2.3 快速增糖期

每一個甘蔗品種在生長過程中都有一個快速增糖期。如表4所示，以品種ROC22為例，11月下半月蔗糖分12.78%，12月下半月14.79%，1月下半月為15.33%，11月下半月至12月下半月為快速

增糖期；再以粵糖93-159為例，11月下半月蔗糖分14.40%，12月下半月15.14%，1月下半月為16.12%，11月下半月至12月下半月已完成快速增糖期。不同蔗區(qū)、植期、土壤類型、陽向、海拔、小氣候等變化，同一品種快速增糖期發(fā)生時間也會明顯不同。

表4 2002/03年制糖期耿馬糖廠2個甘蔗品種宿根蔗成熟期(每月上、下半月)蔗糖分(%)

由于低溫、干旱、種植制度不合理和植期太遲等原因，甘蔗生長期不足，甘蔗成熟極不理想，國內大部分糖廠在12月份未完成快速增糖期的蔗地所占比例很大，這個比例因氣候變化以及年份不同也會有很大差別，因此，榨季前中期，中遲熟品種未完成快速增糖期的蔗地所占的比例很大。蔗地分類優(yōu)化砍收主要目標之一，就是榨季早中期避免砍收尚未完成快速增糖期的蔗地。

3.2.4 甘蔗品種成熟和糖分積累變化規(guī)律

糖廠主要生產品種工藝成熟和糖分積累變化規(guī)律存在很大差別[2]。例如，有些品種理想工藝成熟期跨度時間長，會出現(xiàn)蔗糖持續(xù)增加(如表4品種ROC22和粵糖93-159等)，有些品種高糖期短暫，如云蔗89-151等。

3.3 實行蔗地分類優(yōu)化砍收

實現(xiàn)“高糖高榨”運作機制還應建立系統(tǒng)優(yōu)化技術方法。甘蔗品種、蔗地類型、蔗量、氣候、生產經(jīng)營、榨季跨度等隨時變化，每年情況都不一樣，這種變化也會直接影響蔗地分類辦法。首先，應以糖廠為單位實行蔗地分類優(yōu)化砍收，該蔗地優(yōu)化砍收分類標準也應是動態(tài)的，其核心內容是使整個榨季實現(xiàn)最大產糖率。擁有衡量甘蔗品種和各類蔗地最大產糖量綜合評價指標至關重要，而建立衡量主要生產品種和各類蔗地的綜合評價指標，需要蔗區(qū)蔗地詳盡基礎數(shù)據(jù)、甘蔗品種糖分積累變化數(shù)據(jù)和影響榨季安排的綜合數(shù)據(jù)[4]。

3.4 蔗地分類優(yōu)化砍收貫穿于整個榨季

蔗地分類優(yōu)化砍收可挖掘的效益潛力很大，榨季越長，蔗區(qū)越復雜，立體氣候突出，效益潛力越大。分類優(yōu)化砍收從開榨至榨季結束必須嚴格執(zhí)行，因為同一品種也會受植期、土壤類型、海拔、陽向、蔗區(qū)小氣候等影響成熟進度，不同品種成熟變化規(guī)律變化完全不一樣，生產上多個品種構成的原料蔗地，先后砍收(排砍)直接與產糖量多少有關。當然，蔗地分類優(yōu)化砍收需兼顧考慮蔗地分類砍收實際操作困難與平衡收榨，盡可能執(zhí)行榨前蔗地分類優(yōu)化砍收計劃與安排，達到糖廠榨季理想產糖率。如果嚴格執(zhí)行，可在實施當年見效。

4 系統(tǒng)優(yōu)化技術方法

4.1 糖廠代表性生態(tài)蔗區(qū)甘蔗品種比較試驗和工藝性狀觀測

一個甘蔗品種優(yōu)良與否，包涵工藝性狀和農藝性狀。相對來說，農藝性狀判斷標準比較直觀，單產高、宿根年限長、易耕作栽培、無嚴重病害便是優(yōu)良品種，蔗農便喜歡種植。是否滿足農藝性狀優(yōu)良，只要在糖廠有代表性蔗區(qū)試種1～2年便可評判。但了解各品種的工藝性狀就沒那么容易了。因此，在實施甘蔗品種改良的過程中，對蔗區(qū)甘蔗品種進行品種比較試驗和工藝性狀觀測是必要的。首先，由于沒有完整數(shù)據(jù)評判甘蔗品種的工藝性狀，各糖廠必須進行現(xiàn)有甘蔗品種的品種比較試驗，以重新確定主推生產品種及其種植面積，盡快挖掘利用現(xiàn)有甘蔗品種增糖、增產資源。這相當于在生產上進行第二次選種。同時，引進國內外新品種、新品系時也需要進行在蔗區(qū)進行甘蔗新品種比較試驗和工藝性狀觀測。要取得甘蔗各品種的工藝性狀綜合評價以及蔗地甘蔗成熟規(guī)律，并以此作為評判的依據(jù)，必須以糖廠為單位對代表性生態(tài)蔗區(qū)甘蔗品種作比較試驗和工藝性狀觀測，這是實現(xiàn)糖廠整個榨季最大產糖量，建立衡量主要生產品種和各類蔗地綜合評價指標不可缺少的基礎工作。

一般來說，原有生產品種可在近期的2～3年內起增糖、增產作用，3～5年后，新品種、新品系將在蔗區(qū)開始不斷發(fā)揮作用。

4.2 建立原料蔗優(yōu)化砍運高效運行平臺

充分挖掘現(xiàn)有甘蔗品種增糖潛力，原料蔗生產管理水平必須大幅提高，1～2年便實現(xiàn)較為理想的產糖率是原料蔗生產進入良性循環(huán)重要初始標

志。

通過充分挖掘現(xiàn)有甘蔗生產品種增糖潛力，達到理想產糖率水平，建立原料蔗優(yōu)化砍運運行平臺必不可缺少。要形成高度共識：產糖率最大潛力在于優(yōu)化砍運。除非種植了劣質品種，只要糖廠采用高效的管理運行方式，加上有效的執(zhí)行力，理想產糖率是不難實現(xiàn)的。

有效的原料蔗砍運管理組織實施如圖1所示。

圖1 原料蔗砍運管理組織實施圖

4.3 充分消化利用甘蔗品種必須實施的2項技術工作[3]

實現(xiàn)理想產糖率和蔗量，必須實施2項技術工作：一是原料蔗優(yōu)化砍運榨，另一是甘蔗品種優(yōu)化布局。實施甘蔗品種與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術這兩項技術工作成為甘蔗糖廠年度常規(guī)農務工作。以糖廠為單位形成規(guī)范的運行方式，3～5年后達至年度優(yōu)化砍運要求，以及與品種優(yōu)化布局目標基本趨于一致的理想的甘蔗品種結構布局。將目標不明確的品種推廣種植和甘蔗砍收行為，即不可控的原料蔗生產組織行為改變成原料蔗生產體系中得到嚴格操控的生產活動，使糖廠農務成為長期以來倡導的糖廠生產第一車間。

優(yōu)化原料蔗砍運榨，綜合研判影響砍運的變化因素：甘蔗總量、各品種面積及組成、植期組成、氣候、開榨時間和榨季設置，在榨前將蔗地分類，優(yōu)化砍運計劃，并嚴格執(zhí)行。優(yōu)化甘蔗品種布局，依據(jù)優(yōu)化砍運能后能更大程度增加產糖潛力來引進新的優(yōu)良甘蔗品種。為了不斷提高產糖率和產蔗量，應以村片為單位，逐年調整甘蔗品種組成結構。甘蔗品種結構布局的變化需要在糖廠的嚴格操控下完成，需要推廣種植的品種，必須落實到各村片、蔗農。

5 系統(tǒng)優(yōu)化技術應用成效

5.1 云南省瑞麗糖廠[1,2]

1997～2003年在云南省瑞麗糖廠探索和實施了“甘蔗品種布局與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術”基本思路和技術方法。實施前(1991～1996年)，瑞麗糖廠年平均產糖率為9.99%，在德宏州排名倒數(shù)第1，實施后(1998/99～2005/06年榨季)，8個榨季產糖率分別達12.05%、11.90%、12.30%、12.31%、12.74%、12.89%、13.50%和13.48%。實施前甘蔗總入榨量徘徊在10～25萬t，歷史最高為28萬t，前3個榨季瑞麗糖廠總蔗量達到或接近歷史最高水平，2001/02年榨季比歷史最高入榨量增加11.50%，2002/03～2005/06年榨季分別達55.89萬t、53.93

萬t、38.6萬t和34.86萬t。1997年～2005年上半年，全州12個制糖企業(yè)僅瑞麗糖廠盈利，其余糖廠全面虧損，瑞麗糖廠經(jīng)過5～6年技術改進，由一間普通小糖廠變?yōu)樵颇鲜↓堫^企業(yè)。

瑞麗糖廠2002年入榨蔗量翻番時，種植品種為ROC10、桂糖11號、德蔗86-1和粵糖86-368，并非早熟高糖品種。

5.2 云南省云縣幸福糖廠和云縣甘化有限公司[3]

和瑞麗糖廠一樣，2002～2008年云南省幸福糖廠和云縣甘化有限公司品種改良與傳統(tǒng)方法有本質上不同。幸福糖廠和云縣甘化有限公司實施“甘蔗品種布局與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術”4～5年后均達蔗量翻番。蔗區(qū)主要甘蔗品種仍與實施前一樣：幸福糖廠品種為川糖61-408、桂糖11號、粵糖79-177和ROC22，云縣甘化有限公司品種為川糖61-408和桂糖11號。

實施前3年，云縣甘化有限公司1999/00～2001/02年榨季產糖率為10.59%。實施后，2002/03～2005/06年4個榨季平均產糖率達12.61%。同樣，實施前3個榨季，幸福糖廠2000/01～2002/03平均產糖率為11.75%；實施后，2003/04～2005/06年3個榨季平均產糖率達13.40%，為當時全國糖廠產糖率最高水平。

在隨后的3個榨季，2間糖廠均實現(xiàn)蔗量近翻番的好成績，實施前3個榨季，云縣甘化有限公司平均入榨量13.74萬t，幸福糖廠17.74萬t；2006/07～2008/09 3個榨季平均入榨量分別達29.38萬t和27.73萬t。

[1] 李奇?zhèn)ィ灿衽d. 優(yōu)質糖料生產關鍵技術[G]. 廣州：廣州甘蔗糖業(yè)研究所，[出版年不詳]：44-45.

[2] 陳優(yōu)強. 瑞麗糖廠顯著降低噸糖成本的技術模式[J].甘蔗糖業(yè)，2000(4)：8-13.

[3] 陳優(yōu)強. 甘蔗品種與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術在云縣糖廠的實踐[J]. 甘蔗糖業(yè)，2010(2)：20-25.

[4] 陳優(yōu)強，耿懷建. 云南甘蔗糖廠的榨季設置[J]. 甘蔗糖業(yè)，1999(5)：24-27.

[5] 陳優(yōu)強，云南瑞麗市糖業(yè)公司. 甘蔗品種砍收后蔗糖分轉化及蔗糖轉化率的建立[J]. 甘蔗糖業(yè)，1999(3)：19-22.

(本篇責任編校：李金玉)

Systematic Technique of Sugar and Cane Yields Improvement

CHEN You-qiang
(Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316)

The potential of the varieties currently grew locally is maximally utilized through the systematic technique to unearth the capacities of the resources such as elite varieties, climate, soils, etc. The current concept of sugarcane variety improvement should be changed. The method of sugarcane variety and sugarcane production improvement should be optimized under strengthening sugarcane production management. The key issues of sugarcane variety improvement would be solved, and sugar yields for all of cane lands would be maximized on the sugar mill crushing season .It can maximally unearth the potential of the varieties currently grew locally, and maximize both cane and sugar yields. A systematic technique to improve cane and sugar yields was applied in sugar mills in Yunnan province and an increase of 8%~36% in sugar yield per ton cane was obtained. After 4~5 years of application, total cane yields doubled while growing the same varieties as the ones grew before.

Sugarcane; Sugar mill; Variety improvement; Sugar yields maximization

S566.1

A

1005-9695(2015)02-0025-06

2015-02-10；

2015-04-20

國家甘蔗產業(yè)技術體系(CARS-20-1-4)

陳優(yōu)強，高級農藝師，研究方向：原料蔗生產與甘蔗品種改良；E-mail：chenyouqiang2009@163.com

陳優(yōu)強. 甘蔗品種與原料蔗生產系統(tǒng)優(yōu)化技術[J]. 甘蔗糖業(yè)，2015(2)：25-30.