甘蔗品种间纤维组分的差异及其与糖分品质和破篼的关系
毕业论文关键词：纤文组分；甘蔗纤文；糖分品质；蔗蔸损害；相关分析
Differences of Fiber Components between Sugarcane Varieties andTheir Relationship with Sugar Quality and BrokenInstitute Tutor Guo Jiawen
Abstract：Sugarcane is closely related to the indicators, the study from the sugarcane fiber components tomaking a thorough inquiry the relationship between fiber component index (cellulose, hemicellulose,lignin), sugar quality index (Brix, Pol1, Pol2, AP) and sugarcane damage (broken rate) after harvest. In thisstudy, ascertain by measuring the fiber component of different sugarcane varieties, different periods,different parts, sugar quality index of different varieties and different times and the breaking rate afterharvest, and the differences and correlations among these indexes were analyzed. The results showed thatthere were significant differences in the sugar quality among the different sugarcane cultivars, and therewere significant differences among the fiber components. The breaking rate of Mechanical harvest was5-11 times of that of the manpower harvest. There was a significant positive correlation between the qualityof the sugar and the fiber fraction, and the fiber fraction was significantly correlated with the rate ofmechanical harvesting, and the correlation with the artificial harvest was not significant.Key words: Fiber components；Sugarcane fiber；Sugar quality index；Damage to sugarcane；Correlationanalysis
目 录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1 材料与方法4
1.1 供试品种 4
1.2 试验地点 4
1.3 试验设计4
1.4 测定项目和方法5
1.4.1 甘蔗茎秆糖分和纤文组分测定5
1.4.2 破篼率调查5
1.5 数据分析4
2 结果与分析5
2.1 不同甘蔗品种糖分品质的差异及随生育时期的变化5
2.1.1 不同品种收获期茎秆糖分品质的差异5
2.1.2 收货前不同时期茎秆糖分品质的变化6
2.2 不同收获方式对甘蔗破蔸率的影响及品种间的差异7
2.3 不同甘蔗品种茎杆纤文组分含量的差异及其变化7
2.3.1 不同品种收获期茎杆纤文组分含量的差异7
2.3.2 收获前不同时期甘蔗茎杆纤文组含量的变化8
2.3.2.1 近根部茎秆纤文组分含量的变化8
2.3.2.2 中上部茎秆纤文组分含量的变化8
2.3.2.3 不同部位纤文组分含量的一致性分析9
2.4 收获期甘蔗中上部茎秆纤文组分与糖分品质的关系9
2.5 收获期甘蔗中上部茎秆纤文组分与机收破篼率的关系10
3 讨论与结论10
3.1 讨论10
3.1.1 糖分品质与纤文组分的的关系10
3.1.2 不同收获方式的破篼率差异及破篼率与纤文组分的关系10
3.2 结论11
致谢11
参考文献12
引言我国甘蔗产业种植规模大，蔗糖产量占食糖总量的 90%以上【1】，我国对于甘蔗也进行了大量的科学研究。但是存在以下问题：一、在研究中对纤文组分含量的研究基本处于空白，也不清楚纤文组分与品质性状及破蔸率的关系。二、机械化程度普遍偏低；三、甘蔗纤文年产量大但的综合利用程度低。蔗渣中纤文含量约 60%-75%，主要成分是纤文素、半纤文素和木质素。纤文素以其高度结晶的有序结构作为骨架，通过氢键或者范德华力与具有分支的半纤文素连在一起形成网状结构，半纤文素通过酚酸以共价键与木质素相连接，而与半纤文素连接的木质素作为填充物填充于纤文素构成的网状结构之间【2-4】。纤文素的基本单位是吡喃式 D-葡萄糖，以β-1，4-糖苷键相连，其葡萄糖残基约为2000～2500 个【5-6】。半纤文素是与纤文素紧密连接的多聚糖，可以溶解于碱液，是广泛存在于植物细胞壁中的杂多糖【7】。木质素是高度分支化的无规律存在的高分子，与纤文素和半纤文共同构成了细胞壁稳定的结构【8-9】，木质素具有异质性，即构成单体的异质性、单体间连接键的异质性和木质素与细胞壁其他部分的连接异质性【10】。甘蔗纤文分指标既影响甘蔗的农艺性状又影响工艺性状。研究表明：蔗糖分与纤文分呈显著负相关【11】；甘蔗品质在成熟中后期最好，甘蔗纤文分较低【12】；甘蔗纤文分与甘蔗单位产量和单位含糖量呈极显著的负相关，甘蔗纤文分与茎径呈极显著负相关，甘蔗纤文分与甘蔗出汁率和蔗渣水分呈极显著负相关，与蔗汁锤度呈极显著正相关，与蔗汁蔗糖分呈显著正相关【13】。机械化收获面临的严重问题是易造成蔗蔸损坏，影响宿根甘蔗后面几年的产量。目前的研究中，关于造成甘蔗机收破头率因素，多数学者的研究的影响因素是刀片锋利程度、栽培质量、土壤质地情况、入土深度、机手的熟练程度等【14】，而关于纤文组分对机收蔗篼破头率影响的研究还基本处于空白。所以，本研究计划从纤文组分的角度来分析甘蔗机械化收获的破蔸严重的问题。综上，本研究将以甘蔗的纤文组分的含量研究为出发点，探讨纤文组分与品质性状及甘蔗收获后的破蔸率的关系，为甘蔗育种工作和蔗渣综合同利用提供数据支持。1 材料与方法1．1 供试品种新台糖 22号、粤糖 93-159、云蔗 05-51、桂糖 32 号和福农 39 号，均为试验所在地区推广栽培面积较大品种。其中，新台糖 22 号从台湾引进，易脱叶，甘蔗基部粗大，不易倒伏；粤糖 93-159 由广州甘蔗糖业研究所选育，抗黑穗病，对嵌纹病免疫。云蔗05-51 由云南省农业科学院甘蔗研究所选育，亲本为崖城 90-56×新台糖 23 号，比新台糖 22 号增产；桂糖 32 号由广西农科院甘蔗研究所选育；福农 39 号由福建农林大学选育。所有参试品种均由云南省农业科学院甘蔗研究所提供。1．2 试验地点试验于 2016 年在云南省农业科学院甘蔗研究所的实验基地进行，实验基地位于云南省红河哈尼族彝族自治州开远市，北纬 23°30′、东经 103°04′。实验基地属亚热带高原季风气候。夏长无冬，秋春相连，日温差大，年温差小。年平均气温 19.8℃，极端最高气温 38.2℃，极端最低气温-2.4℃。全年大于或等于 10℃积温天数长达 326 天，积温达6729.8℃，无霜期 341 天。最热月 7 月，平均气温 24.2℃，最冷 1 月，平均气温 12.8℃，年温差 11.4℃。最冷的 1 月份平均气温仍在 12℃以上。干湿季分明，常年多干旱。开远处于东南暖湿气流和西南暖湿气流的背风坡，受下沉焚风效应影响，不易成云至雨，属于全省 3 个少雨区之一。年平均降水量800 毫米，水面蒸发力达 1466 毫米，年干燥度1.8，属亚热带半干旱季风气候，干、湿两季分明，常年多干旱现象发生。试验基地土壤为主红壤，土壤肥沃，适合甘蔗生长发育。1．3 试验设计品种和收获方式两因素试验。品种 5 个： V1、新台糖 22 号，V2、粤糖 93-159，V3、云蔗 05-51，V4、桂糖 32 号，V5、福农 39 号；收获方式 2 种：M1、机收，M2、人工收获。田间试验小区面积为 67.2m2（8 米×8.4 米），两因素裂区试验设计，以收获方式为主区，品种为副区，4 次重复，共 40 个小区。试验 2016年 2 月 2 日种植，每小区种 7 行，行距 120 cm，株距 20cm。田间管理与当地大田一致。收获期为 2017 年 2 月 16 日。1．4 测定项目与方法1.4.1 甘蔗茎杆糖分和纤文组分测定甘蔗收获前 0 天（2017-02-16）、30 天（2017-01-17）、60 天（2016-12-18）和90 天（2016-11-18）4 次取样，每次每小区选取代表性植株 10 棵，平地面砍下，去掉气生根系和全部叶片叶鞘，将茎杆切割为两段。第一段为近地面 0-20cm，称作近根部；第二段为近地面 20cm 至茎顶，称作中上部。不同植株同一部位样品混合粉粹，测定样品糖分品质和纤文组分。甘蔗糖分品质指标：蔗汁锤度、蔗汁糖度和简纯度，参照云南省地方标准《DB53_T664.2-2015 甘蔗品质的分析方法》测定，本研究样品为中上部茎杆。本研究，蔗汁锤度指蔗汁中固溶物的质量百分率（%）；蔗汁糖度指蔗汁中蔗糖的质量百分率（%）；甘蔗糖度指甘蔗中蔗糖的质量百分率（%）；简纯度指蔗汁中蔗糖含量占蔗汁中可溶性固形物含量的百分数，即蔗汁糖度与蔗汁锤度的比值。纤文组分指标：纤文素、半纤文素和木质素含量，使用 FOSS 公司 FT121/FT122Fibertec™ 纤文分析系统，参照 FOSS.Application Note.使用 FT121/FT122 Fibertec™系统进行纤文分析【17】和 FOSS.Application Note. EN ISO13906:2008 测定饲料和饲草中酸性洗涤纤文（ADF）和酸性洗涤木质素（ADL）【18】测量标准进行测定。本研究样品为近根部）和中上部茎杆。1.4.2 破篼率调查于甘蔗收获后宿根甘蔗开始发芽时进行，具体时间为 2017 年 4 月 8 日。调查小区中间第 3、第 4 两行去掉 2 棵边株之后的的全部植株，以蔗篼开裂 1cm 以上为标准，计数破篼数量。破篼率=破篼数/调查总数×100%。1.5 数据的统计分析方差分析软件为南京农业大学统计分析 2017 版本，处理间平均数的多重比较选用邓肯法。原始数据处理及图表制作软件为 Excel 2010。2 结果与分析2．1 不同甘蔗品种糖分品质的差异及随生育时期的变化2．1．1 不同品种收获期茎杆糖分品质的差异甘蔗糖分品质主要就是指甘蔗的蔗汁锤度、 蔗汁糖度、 甘蔗糖度和蔗汁的简纯度等。表 1 列出了收获期不同甘蔗品种中上部茎杆的糖分品质指标，结果显示，5 个甘蔗品种糖分品质指标存在一定程度的差异。蔗汁锤度桂糖 32 号和云蔗 05-51 较高；蔗汁糖度云蔗 05-51 蔗汁糖度最高，新台糖 22 号和粤糖 93-159 较低；蔗汁简纯度云蔗05-51 最高。综上所述，云蔗 05-51 的糖分品质最优，新台糖 22 号糖分品质较差。
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