甘蔗成熟过程中体内物质的变化主要是指蔗分、还原糖和非糖分的变化。蔗茎蔗糖分的积累是自下而上逐节段进行的，因此蔗茎不同节间蔗糖分的总趋势是从下而上渐次降低。
在成熟初期，蔗茎下部节间出现积累糖分早，上部节段的叶片所合成的光合产物又能输送到下部节间，因此，下部节间的蔗糖分含量比其相邻的上部节间高。到成熟中后期，蔗茎中上部节段的叶片面积大，光合强度高，光合产物多，输送到蔗茎后以新的蔗糖形式贮藏于薄壁细胞的比例渐增，而且叶片中合成的蔗糖是按就近输送的规律进行的，因此中上部节间的蔗糖分积累较下部节间快，基部节间达糖分高峰时间长，而中上部节间达到高峰的时间短，蔗茎上下部节间的蔗糖分达到一致时，就达到了成熟。
蔗茎中各节间还原糖的含量与蔗糖分相反，在成熟过程中自下而上逐节增加。随着株龄的增加，蔗叶合成的蔗糖输送到茎中重新分解，以还原糖的形式用于生长的比例逐渐减少，还原糖又不断用于生长和在茎中重新合成蔗糖，再加上呼吸作用的消耗，因此，还原糖的含量随之降低；进入成熟期，蔗茎中还原糖的含量最低。甘蔗成熟后，如不及时收获，蔗茎中的蔗糖分会重新分解或转化为还原糖，即所谓出现"回糖"现象。
蔗茎中的非糖分与还原糖一样，也随着成熟而逐渐降低，完全成熟的蔗茎，非糖分最少。
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