不同體積切種處理對甘蔗單芽育苗效果的影響

周慧文，范業(yè)賡，陳榮發(fā)，丘立杭，黃 杏，翁夢苓，周忠鳳，吳建明

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007）

0 引言

甘蔗是生產(chǎn)蔗糖的糖料作物，利用莖芽進(jìn)行無性繁殖。甘蔗利用莖芽進(jìn)行繁殖主要有整稈種植和蔗段種植［1］，經(jīng)多年連續(xù)無性留種種植后，多種病原物的反復(fù)侵染并在植株內(nèi)積累，抑制甘蔗正常生長，導(dǎo)致優(yōu)良種性退化、有效芽數(shù)目不足，質(zhì)量和產(chǎn)量不斷下降，給生產(chǎn)造成極大的損失，嚴(yán)重威脅甘蔗產(chǎn)業(yè)安全。目前，將蔗莖切斷成雙芽段（長度30～40cm）的人工種植仍是發(fā)展中國家甘蔗種植的主要方式，但仍無可避免用種量較大，需耗費(fèi)甘蔗收獲量的10%進(jìn)行繁殖（6～7t/ha）這一問題［2］。為了減少甘蔗繁殖時(shí)期用種量的消耗和儲(chǔ)存種莖的空間，已有前人開展研究如何利用帶有單芽的莖段進(jìn)行種植。楊柳等［3］利用甘蔗單芽莖段制作“健康種子”，結(jié)果表明適當(dāng)?shù)姆N衣劑包衣處理可提高甘蔗“健康種子”的發(fā)芽率并促進(jìn)其生長。易代勇等［4］也曾提出了利用甘蔗蔗莖梢部單芽段的育苗移栽技術(shù)，認(rèn)為利用蔗梢單芽莖段育苗是節(jié)本增效的有力措施。利用單芽莖段進(jìn)行育種除了可以減少甘蔗種植時(shí)的育種消耗，提升產(chǎn)量和收益，還可以和甘蔗機(jī)械化種植配合，達(dá)到降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率的目的。何馮光等［5］基于甘蔗單芽段種植技術(shù)，認(rèn)為該技術(shù)和振動(dòng)式蔗種排種技術(shù)制作出的甘蔗種植機(jī)排種裝置是未來發(fā)展趨勢。董振等［6］對甘蔗種輸送及甘蔗莖節(jié)檢測裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究，為自動(dòng)化單芽段蔗種生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)提供參考。因此，進(jìn)行甘蔗單芽育苗后，剩下蔗料可結(jié)合機(jī)械收獲入廠榨蔗，這既可增加原料蔗產(chǎn)糖量又可減少蔗種用量，同時(shí)對推進(jìn)甘蔗機(jī)械化種植具有重要意義。

在前人研究基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)對甘蔗單芽育苗技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，探討是否可以利用更少的蔗莖完成育苗以及ABT對育苗效果的影響，為完善單芽育苗技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用甘蔗品種桂糖42號(hào)的第三代甘蔗健康種苗種莖作為材料。供試試劑：生根粉（ABT）。ABT用灑清溶解后加水20L兌成50mg/L后使用。

1.2 試驗(yàn)方法

用不同方法切割，設(shè)置3個(gè)處理，如圖1所示即完整單芽、1/2單芽（留蔗莖量為環(huán)切的1/2）和1/4單芽（留蔗莖量為環(huán)切的1/4），3個(gè)處理簡稱分別為A1、A2、A3；每個(gè)處理各使用6個(gè)54穴育苗盤，其中3個(gè)育苗盤為放置浸泡清水的單芽莖段；其余3個(gè)育苗盤放置經(jīng)過浸泡于50mg/L ABT 2h的單芽莖段。

1.3 測定項(xiàng)目、方法及統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 新植甘蔗農(nóng)藝性狀調(diào)查

2018年12月28日育苗盤進(jìn)行種植，在甘蔗出苗期（2019年3月4日）調(diào)查所有育苗盤中甘蔗苗的株高，苗稈粗，展開葉片數(shù)，根鮮重和根干重。株高、莖粗測量方法參照范業(yè)賡等［7］；根鮮重和根干重使用千分之一天平稱重，其中根干重為材料在50℃恒溫烘箱中烘至恒重后測量得出數(shù)值。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用 SPSS 17.0軟件和 Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 單芽莖段的三種切種處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同芽處理方法對育苗效果的影響

對單芽莖段進(jìn)行不同程度的切割后，結(jié)果如表1和圖2所示。整體上A1的表現(xiàn)最優(yōu)。A1的株高、苗稈粗、展開葉片數(shù)、根鮮重和根干重都高于A2和A3，差異達(dá)極顯著。A2的株高和根鮮重比A3的略高，未有顯著差異；A2的苗稈粗和根干重顯著高于A3，展開葉片數(shù)極顯著高于A3。

表1 不同芽處理方法對育苗效果的影響

圖2 三種不同切種方式的根系和莖粗生長情況

2.2 ABT浸泡種莖對育苗的影響

對經(jīng)過50mg/L ABT浸泡種莖的3個(gè)處理中，以A1處理的表現(xiàn)最優(yōu)。經(jīng)過浸泡后A3整體表現(xiàn)和A2相距不大，只有展開葉片數(shù)A2顯著高于A3，株高、苗稈粗和根干重A2高于A3，A3根鮮重高于A2，但這些指標(biāo)的數(shù)據(jù)未達(dá)顯著差異。

2.3 不同芽處理方法和ABT浸泡種莖對育苗的影響差異

結(jié)合表1和表2數(shù)據(jù)得出表3。未浸泡的3個(gè)處理和浸泡后的3個(gè)處理育苗效果相差不大。只有在A3經(jīng)過浸泡ABT后展開葉片數(shù)顯著多于未經(jīng)浸泡ABT的，其余指標(biāo)數(shù)據(jù)沒有顯著差異。換言之，浸泡ABT未能顯著提高3個(gè)處理的育苗效果。

表2 ABT浸泡種莖對育苗的影響

表3 不同芽處理方法和ABT浸泡種莖對育苗的影響差異

3 討論

隨著甘蔗種植技術(shù)的不斷發(fā)展，利用甘蔗單芽段種植技術(shù)［8-10］是目前國內(nèi)外最新的種植技術(shù)之一，有病毒少、出芽快、分蘗率高等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)約用種量83.3%，優(yōu)勢日益突出，應(yīng)用范圍越來越廣。在甘蔗種植前應(yīng)有計(jì)劃地留質(zhì)量好的種莖，選用好的蔗種是甘蔗種苗萌芽與出苗的根本［11］。本實(shí)驗(yàn)中，保留完整一段種莖的環(huán)切單芽莖段在各個(gè)指標(biāo)上表現(xiàn)最優(yōu)，保留二分之一種莖的對切單芽莖段優(yōu)于保留四分之一種莖的對切單芽莖段。推測是甘蔗萌芽和出苗時(shí)需要種莖提供足夠的養(yǎng)分來保證內(nèi)部的各種生理生化反應(yīng)，如呼吸作用和多種酶促反應(yīng)［12］，良好的種莖內(nèi)含物多，水分、單糖、可溶性氮化物含量豐富，養(yǎng)分充足［11］，因此環(huán)切單芽莖段處理時(shí)保留種莖體積大，苗株建造，而其他對切和片切的單芽莖段保留種莖體積較小，因此養(yǎng)分不足，苗株相對細(xì)小。

前人研究表明，ABT生根粉可以通過強(qiáng)化、調(diào)節(jié)植物內(nèi)源激素含量及重要酶活性以誘導(dǎo)植物不定根形成，調(diào)節(jié)植物的代謝強(qiáng)度，縮短生根的時(shí)間，使育苗成活率提高［13］，目前已在眾多木本、草本、花卉和經(jīng)濟(jì)作物中有所應(yīng)用和研究［14-18］。也有前人對ABT在甘蔗上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。秦昌鮮等［19］用生根粉浸泡甘蔗組培苗根部后成活率、葉片數(shù)、根數(shù)等性狀優(yōu)于未浸泡生根粉的組培苗；生長在加入ABT培養(yǎng)基中的甘蔗組培苗根素質(zhì)、假植成活率和假植苗生長表現(xiàn)優(yōu)于對照［20］；用生根粉噴灑果蔗蔗種，可以促使甘蔗發(fā)芽出苗率提高，也可使甘蔗增加分蘗，葉片寬大，莖稈增粗［21］。但是在本實(shí)驗(yàn)中用ABT浸泡甘蔗不同切割處理的單芽莖段后，環(huán)切和對切處理的種莖生長出的苗株與未浸泡的沒有顯著差別；經(jīng)過浸泡的片切莖段長出的苗株也僅僅只有展開葉片數(shù)一項(xiàng)指標(biāo)顯著高于未浸泡ABT溶液的，其余指標(biāo)都未有顯著提高，因此在本實(shí)驗(yàn)中用50mg/L ABT浸泡種莖不能顯著提高苗株性狀。汪淼等［22］研究表明用ABT浸泡新臺(tái)糖22號(hào)試管苗基部，沒有對試管苗的移栽成活率及其以后的植株生長產(chǎn)生顯著影響，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。推測原因一是所浸泡的生根粉濃度和浸泡時(shí)間不適宜；二是甘蔗品種不同對ABT的響應(yīng)也不同。