海藻素對甘蔗不同栽培品種生長和產(chǎn)量影響的初探

陳迪文，敖俊華，周文靈，荊紅利，趙尊康，黃振瑞，沈 宏，江 永*

(1廣東省生物工程研究所(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；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642；3廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧530004)

0 引言

海藻是一種豐富的海洋資源，其化學(xué)成分復(fù)雜，種類多，用途非常廣泛[1-3]。海藻素(海藻提取物)是從海藻中提取出具有生物活性的一類天然物質(zhì)，含有多種礦質(zhì)營養(yǎng)元素，含有褐藻糖膠、海藻多糖、糖醇、氨基酸、維生素、甜菜堿以及酚類化合物等，此外還含有生長素、細胞激動素、赤霉素等植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)[4]，從20世紀90年代開始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[5-8]。海藻素作為一類生物刺激素既可單獨對作物施用，也可與肥料配施，不僅可以調(diào)理土壤[9-10]，提高養(yǎng)分利用效率[11]，促進植物生長發(fā)育[12-14]，還可以提高作物的抗旱、抗寒等抗逆性[15-17]，目前國內(nèi)外在多種作物上應(yīng)用海藻素均表現(xiàn)出良好的效果[18]。甘蔗是世界上最主要的糖料作物，也是我國最重要的糖料作物，對于我國食糖生產(chǎn)提供有力保障[19]。在甘蔗上我們先前做過一些海藻素相關(guān)研究的結(jié)果也表明，海藻素對于促進甘蔗生長，提高甘蔗抗旱性方面有較好的作用[20-23]。而由于同一種作物不同栽培品種之間存在多方面的差異，是否對于海藻素有相同的響應(yīng)尚不清楚，因此，為了探討不同甘蔗品種對于海藻素的響應(yīng)程度及海藻素對于不同甘蔗栽培品種生長的影響差異，本研究采用噴施的方式將海藻素應(yīng)用于甘蔗葉面，研究不同甘蔗栽培品種在施用海藻素后的生長變化情況，為海藻素在甘蔗生產(chǎn)上的應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

甘蔗品種：粵糖09-13(海蔗22號)、福農(nóng)41號、桂糖 02-467、粵糖 00-236、崖城 07-71、ROC22、粵糖 03-393(粵糖 60號)和粵糖 93-159，除了崖城07-71外，其余均為商品大田栽培品種。

本試驗所用海藻素由廣州申晶雅農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，為液態(tài)海藻提取物(海藻酸含量≥20 g/L)。試驗地點為廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所)廣州本部田間試驗區(qū)，試驗區(qū)土壤基本理化性質(zhì)：pH 5.01，全氮0.68 g/kg，全磷0.37 g/kg，全鉀2.72 g/kg，有機質(zhì)18.49 g/kg。

1.2 試驗處理設(shè)置

采用微型小區(qū)試驗，每個小區(qū)面積3 m2，種植1行，長3 m，行距1 m。試驗甘蔗于2017年1月3日下種，每個小區(qū)種植30個健康種莖芽。出苗后于3月9日每小區(qū)定苗24株。在3月20日和5月15日分別進行施肥，肥料總的用量為尿素30 kg/hm2，15:15:15復(fù)合肥1500 kg/hm2，2次施用比例為1:2。在甘蔗分蘗后期至伸長前期，于 5月 30日和 6月15日分別用海藻素和清水(對照)進行處理。海藻素用量為3 L/hm2，稀釋300倍通過噴霧器進行葉面噴霧，每個處理重復(fù)3次，噴霧時處理之間用塑料板進行隔檔。

1.3 調(diào)查項目及方法

以甘蔗株高變化情況測定甘蔗生長速率：從處理當天開始，每一個月測量一次株高，從5月30日直至10月30日，并計算每個月株高凈增長厘米數(shù)除以天數(shù)即得甘蔗生長速率(cm/d)。甘蔗于12月25日收獲，收獲時測量莖徑、株高及單莖重和小區(qū)產(chǎn)量，株高測定用株高尺測量蔗莖底端至甘蔗葉片最高可見肥厚帶的高度，每個小區(qū)固定測量第1至第15株，單莖重為每個小區(qū)取 15條稱重計算均值，小區(qū)產(chǎn)量為每個小區(qū)全部甘蔗莖重量總和。所有數(shù)據(jù)通過Excel整理收集，采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析，方差分析采用鄧肯多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻素對不同甘蔗栽培品種生長速率的影響

從表1可以看出，大部分甘蔗品種生長速率從6月到 8月一直在增加，8月份生長速率最快，如ROC22的生長速率達到1.27～1.32 cm/d，9月開始所有品種生長速率逐漸下降，10月則進一步下降，不同品種之間有一定差異。從施用海藻素與對照處理之間的生長速率差異來看，6月份各個品種的 2個處理之間均無顯著差異，從7月開始，部分品種開始表現(xiàn)出顯著差異，如粵糖09-13、福農(nóng)41號、桂糖02-467、ROC22和粵糖02-393，而粵糖00-236、崖城 07-71、粵糖 93-159仍然沒有差異，8月份的處理間差異進一步加大，具有差異的品種也增多，而9月份則只有福農(nóng)41號和粵糖93-159在處理間的生長速率存在顯著差異，到10月份除粵糖93-159之外其他品種甘蔗處理間的生長速率均無顯著差異。從處理后5個月生長速率的平均值可知，所有甘蔗品種在施用海藻素之后的生長速率比對照均得到提升，提升幅度在 7.18%～18.26%之間，說明海藻素對于不同甘蔗品種生長均具有促進作用，但品種之間存在一定的差異。

2.2 海藻素對甘蔗不同栽培品種農(nóng)藝性狀的影響

根據(jù)收獲時對各個農(nóng)藝性狀的測量結(jié)果(表 2)可知，各個甘蔗品種在施用海藻素處理后株高均高于對照，增幅為3.82%～8.41%之間，增幅最大的品種為福農(nóng)41號，另外粵糖09-13、桂糖02-467、粵糖03-393、ROC22和粵糖93-159均比對照提高10 cm以上，達到顯著性差異，說明海藻素對于促進甘蔗株高有積極作用。各個甘蔗品種莖徑在施用海藻素后比對照有一定的增加，增幅在0.94%～4.48%之間，但與對照處理的差異不顯著。從單莖重的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，施用海藻素處理對多個品種均有提高作用，其中粵糖09-13、福農(nóng)41號、粵糖93-159提高幅度均超過9%，粵糖00-236和崖城07-71提高幅度相對較低。

表1 海藻素對不同甘蔗栽培品種生長速率的影響 單位：cm/d

表2 海藻素對甘蔗不同栽培品種農(nóng)藝性狀的影響

2.3 海藻素對甘蔗不同栽培品種產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，施用海藻素對多個甘蔗栽培品種的產(chǎn)量均有顯著提高，提高幅度在 4.30%～10.66%之間，平均提高8.55%，除粵糖00-236和崖城07-71的2個品種之外其余品種施用海藻素處理產(chǎn)量均顯著高于對照，其中提高幅度最高的為粵糖09-13，其次是粵糖03-393和ROC22。我們將施用海藻素能顯著增產(chǎn)的甘蔗栽培品種定義為高響應(yīng)型，包括粵糖 09-13、福農(nóng) 41號、桂糖 02-467、ROC22、粵糖03-393和粵糖93-159，這些栽培品種對海藻素響應(yīng)程度高，增產(chǎn)效果好；將施用海藻素對增產(chǎn)不顯著的甘蔗栽培品種定義為低響應(yīng)型，包括粵糖00-236和崖城07-71，這些栽培品種對海藻素響應(yīng)程度低，增產(chǎn)效果不顯著。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同甘蔗栽培品種在施用海藻素之后的生長速率比對照處理得到不同程度的提升，株高、莖徑、單莖重等各方面性狀及產(chǎn)量均有不同程度提高。這主要原因是由于海藻素中除了含 有一定量的中微量營養(yǎng)元素之外，還含有如植物生長素、細胞分裂素、赤霉素等多種有利于促進植物生長的活性物質(zhì)[1,3,24]，前人在多種作物上的應(yīng)用研究表明其對于促進作物生長、提高作物抗逆性及改善品質(zhì)方面均有良好效果[16,25-26]。同時，與其他作物一樣，不同品種的甘蔗由于其自身基因型差異，在生長及對于養(yǎng)分吸收利用等方面均存在一定差異。

因此，本研究中不同栽培品種對于海藻素的響應(yīng)程度不一，從而產(chǎn)量提升幅度存在差異，有的響應(yīng)程度高，產(chǎn)量提高幅度則大，僅從本研究中選取的8個品種來看，其中有6個栽培品種都對海藻素響應(yīng)程度高，能顯著提高產(chǎn)量，響應(yīng)程度低的2個品種中崖城 07-71為含有斑茅血緣的甘蔗育種親本材料，其可能由于自身基因型的差異而對海藻素的響應(yīng)程度低?？傮w來說，海藻素對于甘蔗產(chǎn)量提升具有積極作用。

對于農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用制劑來說，不同的施用方式對于作物的效果是不同的，常用的肥料施用方式有溝施、撒施、滴灌、噴霧及淋施等。本研究中海藻素的施用方法是采用葉面噴霧的形式，主要考慮到一方面海藻素本身的液體屬性，適合作為液體肥施用，另一方面甘蔗大多種植在缺水的旱坡地，在甘蔗生產(chǎn)上也很少采用噴灌或者滴灌的水肥一體化設(shè)備，而人工澆灌或者淋施也難以實現(xiàn)，因此通過葉面噴霧是比較適當?shù)姆绞?，由于試驗小區(qū)面積非常小，采用人工噴霧方便操作。同時由于甘蔗中后期植株高大，無法人工施肥操作，而隨著無人機在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用普及，海藻素也可以通過無人機噴施的方式進行應(yīng)用[21]，因此本試驗處理選擇在生長中期進行。另外，本研究只關(guān)注了海藻素對于甘蔗產(chǎn)量的影響，未調(diào)查分析海藻素對于甘蔗糖分方面的影響，因此下一步將探討海藻素對于甘蔗糖分的影響進行試驗。

表3 不同處理下的甘蔗產(chǎn)量及不同栽培品種對海藻素的敏感度

綜上所述，葉面噴施海藻素對于多個甘蔗不同栽培品種均具有促進生長的效應(yīng)，能顯著提高產(chǎn)量，因此，建議將海藻素應(yīng)用在甘蔗農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，對于產(chǎn)量提高具有一定的幫助。