甘蔗宿根性研究II.甘蔗種性宿根影響因子與其宿根性的關(guān)系

覃 偉，吳才文*，趙俊，姚 麗，陳學(xué)寬，楊 昆，曾千春

甘蔗宿根性研究II.甘蔗種性宿根影響因子與其宿根性的關(guān)系

覃 偉1，吳才文1*，趙俊1，姚 麗1，陳學(xué)寬1，楊 昆1，曾千春2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠(yuǎn)661699；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明650201）

采用大田生產(chǎn)模式種植，以來自同一親本組合（粵糖97-20×ROC25）雜交后代分離產(chǎn)生的強宿根甘蔗品（種）系（‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’）和弱宿根甘蔗品（種）系（‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’）為材料，強宿根甘蔗品種‘新臺糖22號’及宿根性一般的甘蔗品種‘新臺糖10號’為對照，探討由甘蔗種性決定的宿根影響因子與甘蔗宿根性的關(guān)系。結(jié)果表明，強宿根甘蔗較弱宿根甘蔗新植蔗蔗芽萌發(fā)速度快，萌發(fā)數(shù)多，且分蘗率高，形成的有效莖數(shù)多；強宿根甘蔗宿根發(fā)株數(shù)多，形成的有效數(shù)多于新植蔗，產(chǎn)量較新植蔗高。這些影響甘蔗宿根性的因子與甘蔗品種的種性密切相關(guān)。

甘蔗；萌發(fā)；宿根性；種性

甘蔗種植過程中，利用宿根生產(chǎn)是一項重要的栽培制度[1]。世界上所有產(chǎn)蔗國家均有宿根甘蔗栽培[2-3]，但留宿根的年限則是依品種、自然條件、栽培條件、管理水平、生產(chǎn)水平及種植習(xí)慣的不同而存在差異，古巴普遍是5～7年，毛里求斯是5～8年，巴西、南非是4～5年，其他國家是2～4年[4]，我國蔗糖產(chǎn)區(qū)一般留宿根1～2年。保留宿根蔗可節(jié)約種苗、節(jié)省勞動力、提早熟期[1，5-9]、有利于降低生產(chǎn)成本；可減少種植的循環(huán)過程，使作物能更好地利用氣候條件，從而延長生產(chǎn)周期[10-11]；且同一甘蔗品種在相同管理條件下，宿根蔗的品質(zhì)和糖回收率均比新植蔗高[12]。因此宿根蔗在生產(chǎn)中占有極其重要的地位，為主要蔗糖生產(chǎn)國家所重視[13]。我國宿根蔗一般占甘蔗總播種面積的60%左右[1]，但甘蔗產(chǎn)量長期保持在較低的水平，究其原因，主要是缺乏宿根性好的品種[14]。甘蔗種植以收獲蔗莖為目的，每公頃蔗莖產(chǎn)量=單莖重×公頃有效莖數(shù)。有效莖數(shù)由發(fā)株數(shù)及種植密度決定；單莖重主要由植株的株高和莖徑?jīng)Q定；而莖徑由品種特性及栽培條件決定，株高由節(jié)間長度及節(jié)間數(shù)決定。在栽培上，第一要爭取有效莖數(shù)，第二爭取大莖[15]。宿根蔗是由蔗蔸側(cè)芽萌發(fā)而成，宿根蔗蔸地下芽數(shù)量和質(zhì)量的好壞直接影響宿根蔗發(fā)株的多少。筆者以同一雜交組合分離后代中宿根性強、弱不同的甘蔗材料為研究對象，對新植蔗和宿根蔗蔗芽萌發(fā)期、分蘗期進行調(diào)查研究，并在成熟期進行有效莖數(shù)和實稱產(chǎn)量統(tǒng)計，通過研究宿根性強、弱不同的甘蔗品種間在影響宿根性關(guān)鍵要素上存在的差異，揭示由甘蔗種性所決定的宿根影響因子與其宿根性的關(guān)系，以期為強宿根甘蔗品種的研究和選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

強宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’，弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’四個品種，為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所選育的同一組合粵糖97-20×ROC25的雜交后代材料；對照種‘新臺糖10號’（ROC10）宿根性一般，‘新臺糖22號’（ROC22）為生產(chǎn)上的主推品種，由國家甘蔗種質(zhì)資源圃提供。材料宿根性強弱順序參照文獻[16]。

1.2 試驗設(shè)計及田間管理

本試驗設(shè)在云南省農(nóng)科院甘蔗研究所旱地育種基地，采用隨機區(qū)組田間設(shè)計，3次重復(fù)，4行區(qū)，行距1.0m，行長3.5m，小區(qū)間走道寬0.5m，小區(qū)面積14m2。新植蔗于2010年9月15日播種，蔗種砍成3芽段，播種量為10萬芽/hm2。新植播種前用0.2%的多菌靈藥液浸種5～10min，田間管理同大田生產(chǎn)。新植蔗成熟后于2012年2月底收獲并保留宿根，第一年宿根蔗于2013年2月收獲，第二年宿根蔗于2014年2月收獲。

1.3 試驗項目與數(shù)據(jù)收集方法

試驗于2010年9月15日下種后每隔10～15d定時調(diào)查各試驗材料出苗量、分蘗株數(shù)、分蘗苗數(shù)、總苗數(shù)直至大培土為止。2011年11月、2012年11月和2013年11月調(diào)查有效莖數(shù)，2012年2月、2013年2月、2014年2月收獲時對各試驗小區(qū)的各試驗材料進行稱量，獲取實稱產(chǎn)量。用Microsoft Excel和SPSS 19.0軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

表1 新植蔗蔗芽萌發(fā)數(shù)

2.1 新植蔗芽萌發(fā)比較

通過對2010年田間秋植試驗蔗芽萌發(fā)的調(diào)查（表1）可知，強宿根甘蔗‘云蔗 06-407’、‘云蔗06-415’和對照種ROC22的蔗芽萌發(fā)早，萌發(fā)數(shù)量多；弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’的蔗芽萌發(fā)晚，萌發(fā)數(shù)量少；對照種ROC10的蔗芽萌發(fā)較晚，但萌發(fā)數(shù)較多。說明多數(shù)強宿根甘蔗的蔗芽較弱宿根甘蔗的蔗芽易于萌發(fā)，這是由品種的種性所決定的，因此品種的種性為甘蔗宿根蔗芽的萌發(fā)提供有利基礎(chǔ)。

2.2 宿根蔗發(fā)株比較

宿根發(fā)株數(shù)（表2）結(jié)果表明，強宿根甘蔗‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’和ROC22新植蔗芽的萌發(fā)量與宿根蔗的發(fā)株數(shù)均高于其它甘蔗材料，其中以‘云蔗06-407’的表現(xiàn)最優(yōu)?！普?6-408’和‘云蔗06-416’新植蔗芽萌發(fā)數(shù)與宿根發(fā)株數(shù)均低于其它甘蔗材料，且低于宿根性一般的ROC10，其中‘云蔗06-408’在新植和宿根的表現(xiàn)均最差；受旱情影響，所有材料宿根蔗發(fā)株數(shù)均較新植蔗萌發(fā)數(shù)少，然而‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的表現(xiàn)仍處于優(yōu)勢地位。

表2 新植與宿根蔗部分性狀

2.3 新植分蘗率比較

如圖1所示，從2010年田間秋植未脫毒處理的曲線可看出，‘云蔗 06-407’、‘云蔗 06-415’、ROC10和ROC22在2010年11月11日已有分蘗出現(xiàn)，分蘗曲線分布一直處于上方，說明宿根性較強的甘蔗分蘗發(fā)生早，分蘗率高。其中，‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的最終分蘗率最高。宿根性弱的甘蔗‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’在2010年12月22日的分蘗率還是0，2011年1月分蘗率才開始上升，但分蘗曲線一直處于下方，說明宿根性弱的甘蔗分蘗發(fā)生晚，分蘗率低。

2.4 新植蔗與宿根蔗有效莖比較

由表2可知，強宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’新植蔗的有效莖數(shù)均多于兩個對照種，兩年宿根蔗的有效莖數(shù)較新植蔗有不同程度的增加，且第二年宿根比第一年宿根有所增加，有利于多年宿根；而兩個對照種宿根蔗的有效莖數(shù)隨宿根年限的加長而不斷減少，說明‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的宿根性比兩個對照種強?！普?6-408’和‘云蔗06-416’有效莖減少的幅度遠(yuǎn)大于兩個對照種，其中‘云蔗06-408’減少近一半。說明甘蔗宿根性弱的主要原因是有效莖的減少。

2.5 新植蔗與宿根蔗產(chǎn)量

表2結(jié)果表明，宿根性強的甘蔗‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’和ROC22的兩年宿根蔗的產(chǎn)量均高于或相當(dāng)于新植蔗，且有逐漸升高的趨勢，其中‘云蔗06-407’新植蔗產(chǎn)量高，且兩年宿根蔗的產(chǎn)量較新植蔗有大幅度提高，說明‘云蔗06-407’的宿根性強，宿根增產(chǎn)幅度大。宿根性一般的ROC10第二年宿根的產(chǎn)量較第一年宿根有較大減產(chǎn)?！普?6-408’和‘云蔗06-416’的宿根蔗產(chǎn)量低于新植蔗，且呈逐年降低的趨勢，說明這兩個甘蔗材料的宿根蔗產(chǎn)量低，宿根性弱。

圖1 新植蔗分蘗率

3 討論

甘蔗的生產(chǎn)以收獲蔗莖為主要目的，各個農(nóng)藝性狀的差異最終均以產(chǎn)量的形式表現(xiàn)出來，包括蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量。蔗莖產(chǎn)量可以直接稱量得到，而糖產(chǎn)量的確定需要通過品質(zhì)鑒定來分析和計算。有效莖是產(chǎn)量構(gòu)成的重要決定因子，而有效莖的形成與蔗芽萌發(fā)所提供的有利基礎(chǔ)密不可分。蔗芽的萌發(fā)除受溫濕度影響外，在同等外界條件下，更重要的則是由品種的種性所決定。本研究結(jié)果表明，強宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’在新植蔗中蔗芽萌發(fā)速度快，萌發(fā)數(shù)多，且分蘗率高，形成的有效莖數(shù)多，產(chǎn)量均高于對照種ROC10和ROC22；在宿根蔗中發(fā)株數(shù)多，形成的有效數(shù)多于新植蔗，產(chǎn)量較新植蔗高，且高于ROC10和ROC22。這充分說明了強宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’宿根影響因子的種性優(yōu)于對照種，其宿根性較對照種強。而弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’宿根影響因子的種性與‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’恰好相反。不但新植蔗的萌發(fā)和宿根蔗的發(fā)株都慢，而且，萌發(fā)數(shù)少，分蘗率低，形成的有效莖數(shù)少，產(chǎn)量低，宿根蔗的產(chǎn)量低于新植蔗，是典型的弱宿根甘蔗。

甘蔗宿根性研究是一個深遠(yuǎn)的研究課題，但影響甘蔗宿根性的因素較多，因此研究難度較大。筆者多年研究總結(jié)認(rèn)為，甘蔗宿根性影響因素過多，因此不能廣泛以宿根性為研究目的進行課題設(shè)計，而應(yīng)找出影響甘蔗宿根性的各個因子，并逐一研究突破，才能最終更全面地解決甘蔗宿根問題。甘蔗宿根性影響因子可分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因主要包括蔗芽的質(zhì)量、蔗芽的萌發(fā)快慢及成莖率等，由甘蔗的種性所決定，同時也可以說由遺傳決定；外因包括溫度、濕度、營養(yǎng)和病蟲害等，外因有些可人為改變，有些則不能；因此，在盡力提供有利外因的情況下，品種的種性將是決定甘蔗宿根性的關(guān)鍵因子，與甘蔗宿根性密切相關(guān)。本研究認(rèn)為，宿根甘蔗的早生快發(fā)是多數(shù)強宿根甘蔗必備的基本條件，若地下芽在地上部分收獲后未能在短時間內(nèi)萌發(fā)出土，受土壤溫濕度條件限制過多，則受干旱影響宿根蔗蔸的死亡率會大大提高，嚴(yán)重影響甘蔗宿根性。以甘蔗蔗芽的萌發(fā)為切入點，深入研究甘蔗蔗芽萌發(fā)的這一品種種性問題，將有利于推動強宿根甘蔗新良種的選育。

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Research on Ratoon Ability of Sugarcane II.Relationship between the Impact Factors and Sugarcane Ratoon

QIN Wei1,WU Cai-wen1*,ZHAO Jun1,YAO Li1,CHEN Xue-kuan1,YANG Kun1,ZENG Qian-chun2
(1.Sugarcane Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661699;2.College of Agriculture and Biotechnology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201)

A field experiment containing 4 varieties(strains)derived from the same parents Yuetang97-20× ROC25 was conducted with a good ratoon cultivar ROC22 and a common ratoon cultivar ROC10 as control，among 4 varieties,YZ06-407 (released in 2013)and YZ06-415 were good ratooning,and another 2 offspring YZ06-408 and YZ06-416 were poor ratooning.The relationship between the ratoon ability and impact factors decided by the varietal characters of sugarcane ratooning was explored.The results showed that the bud germination speed,number of germination,tillering rate,and number of effective stem of sugarcane of good ratooning were better than that of the sugarcane of poor ratooning.What's more,the amount of budding,survival rate and total yield of good ratooning sugarcane were higher than that of new planting sugarcane.All of these factors listed above were closely related to the varietal characters of sugarcane.

sugarcane；sprouting；ratooning ability;varietal characters

S566.1

A

1007－2624（2017）01－0001－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.01.001

2016-08-15

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金（CARS-20-1-1）；云南省創(chuàng)新人才專項基金（2010CI078）；云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室開發(fā)課題基金（ysri201202）；云南省重點新產(chǎn)品開發(fā)計劃項目（2010BB011、2012BB014）；重大科技專項-生物（2015ZA001）；云南省科技創(chuàng)新人才計劃（2014HC015）。

覃偉（1987-），男，碩士，助理研究員，主要從事甘蔗遺傳育種、生理與分子研究，E-mail：weiqin20100707@163.com

吳才文，學(xué)士，研究員，主要從事甘蔗遺傳育種研究，E-mail：gksky_wcw@163.com