種莖直接補種對甘蔗宿根性的影響

游建華 梁闐 樊保寧 吳凱朝 譚宏偉 黃日宏 賈兆雄 蔡擁明

摘 ?要：研究以品種‘桂輻98-296（‘GF98-296）種莖直接補種‘桂柳05-136（‘GL05-136）宿根蔗地對甘蔗農(nóng)藝性狀及其經(jīng)濟效益的影響，以解決甘蔗宿根缺株斷壟問題，為推廣“種莖直接補種新技術”提供科學依據(jù)。試驗設‘GF98-296種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地（處理A）、‘GL05-136種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地（處理B）、不補種自然狀態(tài)下‘GL05-136宿根蔗地（CK），共3個處理;在‘GL05-136宿根苗期2～4張葉片時期實施補種，到工藝成熟期調查3個處理甘蔗的農(nóng)藝性狀及其單位面積產(chǎn)量，并進行比較分析。結果表明：處理A產(chǎn)量為79.55 t/hm2，分別比CK、處理B增產(chǎn)19.29、13.91 t/hm2，增幅分別達32.01%、21.18%，且差異達極顯著水平;處理B產(chǎn)量與CK差異不顯著;直接補種不影響‘GL05-136宿根蔗的發(fā)株、產(chǎn)量和蔗糖分;工藝成熟期時，‘GF98-296蔗莖的蔗糖分與‘GL05-136宿根蔗莖的相當。經(jīng)濟效益分析表明，以‘GF98-296種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地，蔗農(nóng)增收5071.0元/hm2;制糖企業(yè)可增加工業(yè)產(chǎn)值15 573.0元/hm2。表明‘GF98-296適宜作為‘GL05-136宿根蔗地種莖直接補種品種，可進行大面積示范和推廣。

關鍵詞：桂輻98-296;桂柳05-136宿根蔗;種莖直接補種;示范推廣

中圖分類號：S566.1 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： In order to explore the use of ‘GF98-296 to solve the problem of seedlingless ridges in sugarcane roots， the effects on the agronomic traits of the directly replanted cane seed of ‘GF98-296 in the ‘GL05-136 ratoon were studied， which would provide a scientific basis for popularization and application. Three treatments including ‘GF98-296 seed cane directly replanted in ‘GL05-136 ratoon （A）， ‘GL05-136 seed cane directly replanted in ‘GL05-136 ratoon （B） and ‘GL05-136 natural ratoon （CK） were designed in this experiment. ‘GF98-296 seed cane replanted was carried out in the 2–4 leaf stage of ‘GL05-136 ratoon. The agronomic traits of the treatments were investigated and the economic benefits were analyzed in harvest stage. The yield of treatment A was 79.55 t/hm2， which increased 19.29 t/hm2 and 13.91 t/hm2， or 32.01% and 21.18%， respectively， compared with that of CK and treatment B， and the difference was extremely significant. There was no significant difference in yield between treatment B and CK. Direct replanting treatments did not affect the growth， yield and sucrose content of ‘GL05-136 ratoon. The sucrose content of ‘GF98-296 in treatment A was almost the same as that of ‘GL05-136 ratoon at the technology maturity stage. Economic benefit analysis showed that sugarcane growers could increase income of 5071.0 yuan/hm2 and sugar enterprises increase industrial output of 15 573.0 yuan/hm2 using ‘GF98-296 seed cane directly replanting ‘GL05-136 ratoon. The study indicated that ‘GF98-296 was suitable for directly replanting ‘GL05-136 ratoon， and this new technology should be extensively demonstrated and popularized.

Keywords： GF98-296; GL05-136 ratoon; directly replanting cane seed; demonstration and popularization

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.010

甘蔗是多年生植物，上茬甘蔗砍收后留在土壤中蔗蔸的地下芽在適宜溫濕度條件下萌發(fā)出土長成的植株稱為宿根甘蔗[1-2]。宿根蔗種植面積約占植蔗總面積的60%～70%，與新植蔗比較而言，利用好宿根的發(fā)株性狀生產(chǎn)高產(chǎn)高糖的原料甘蔗是一項重要的栽培制度，可以省工省力，減少生產(chǎn)投入成本[3-4]，提高甘蔗種植業(yè)和制糖企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且宿根年限越長，整個植蔗周期的種植成本就愈低[5]，經(jīng)濟效益越顯著，已成為蔗糖行業(yè)的共識。甘蔗生長期難免會遭遇病蟲、冰霜凍為害，加之收獲期人畜踐踏、機具碾壓等因素的影響，地下宿根芽受到不同程度傷害，導致宿根蔗畦缺株斷壟。如果缺株斷壟嚴重的宿根蔗地不及時有效地采用補種措施，彌補有效莖數(shù)不足，會對蔗莖產(chǎn)量造成減產(chǎn)。宿根蔗補種方法有：本品種提前育苗移栽法、宿根老蔸移密補疏法、種莖直接補種法。種莖直接補種法是采用與宿根蔗不同的品種種莖，按照新植蔗的下種方法直接下種于宿根蔗畦缺株斷壟處，種莖芽萌芽出土后按照宿根蔗為準進行系列田間農(nóng)事活動，直至工藝成熟期蔗莖收獲壓榨制糖。利用種莖直接補種方法延長甘蔗宿根年限的研究報道較少，更談不上形成栽培技術體系。僅有的報道是謝廷林[6]使用‘新臺糖22號（‘ROC22）補苗于‘ROC22宿根，以“破壟+早施肥+單行補苗+蓋地膜”處理可保證宿根蔗有足夠的苗數(shù)和早生快長，最后獲得高產(chǎn)高糖，比其他處理顯著增產(chǎn)，同時獲得更多的純收益，這一管理水平宜在勞力充足，管理水平高的蔗區(qū)推廣，一般蔗區(qū)面上生產(chǎn)難以復制推廣，意義不大?！疠?8-296（‘GF98-296）是廣西農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所以優(yōu)良常規(guī)雜交中間材料細胞團為供體材料，經(jīng)60Coγ輻照誘變選育而成[7]， 2010年5月通過國家甘蔗品種鑒定委員會鑒定（國品鑒甘蔗2010003）[8]，2012年6月再次通過廣西農(nóng)作物品種審定委員會審定（桂審蔗2012001號）[9-10]，獲得2016年度廣西科技進步獎三等獎;該品種高產(chǎn)、高糖，萌芽出土快，分蘗早、分蘗快，前期生長快，整個生長期旺盛，宿根性好，具有高抗花葉病、抗黑穗病、抗旱性、抗寒性等抗逆性[11-13]，還具有耐脊性，在沒有灌溉條件的旱坡地、瘦瘠地種植可獲得較高的產(chǎn)量[14];尤其是其獨特的前期生長快，整個生長期旺盛的種性特征，在廣西目前所有的推廣品種中，只有該種適宜作為種莖直接補種宿根蔗的品種。梁闐等[15]、游建華等[16]采用‘GF98-296種莖直接補種于‘ROC22宿根蔗蔗畦缺株斷壟處獲得成功，種莖直接補種處理比對照的蔗莖單產(chǎn)顯著提高，且蔗糖分相當，該技術也獲得了國家發(fā)明專利證書，并完成了廣西地方標準的撰寫與頒布[17]，也拉開了種莖直接補種宿根蔗研究的序幕，目前尚無其他相關研究報道。

上述研究解決了廣西蔗區(qū)主栽當家品種‘ROC22宿根蔗缺株斷壟導致的單產(chǎn)低問題，也初步構建了種莖直接補種宿根蔗的新技術雛形，要形成成熟的技術體系，還要利用這個新技術針對其它主要推廣品種，如‘桂柳05-136（‘GL05-136）進行實證研究與驗證，以拓展、完善、提升該新技術的可行性、廣譜性、實用性。本研究擬解決‘GL05-136宿根苗長出2～4片蔗葉時，‘GF98-296種莖直接補種出苗后直至拔節(jié)伸長期的生長速度能否追趕上‘GL05-136蔗苗的問題，以克服作為宿根蔗‘GL05-136蔗苗前期早生快發(fā)生長優(yōu)勢對作為新植蔗‘GF98-296蔗苗的蔭蔽、抑制等不利因素的影響，在蔗地封行后兩者基本同步生長，‘GF98-296蔗株能順利拔節(jié)伸長成為有效莖，蔗莖（宿根蔗+補種新植蔗）同比達到增產(chǎn)、增收的目的。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?試驗時間、地點 ?2017年4月2日—2018年1月14日在廣西融水苗族自治縣融水鎮(zhèn)三合村黃洞屯李耀光種植的‘GL05-136宿根甘蔗地試驗，供試地塊土壤為紅壤土，肥力中等。

1.1.2 ?試驗材料 ?供試甘蔗品種為‘GF98-296、‘GL05-136（第2年宿根蔗地，上茬甘蔗砍收時間為2017年1月22日）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?試驗設3個處理。處理A：‘GF98-296種莖直接補種，下種密度為12芽/m（該處理的各個試驗小區(qū)包含‘GF98-296種莖直接補種+‘GL05-136宿根蔗成長的蔗株）;處理B：‘GL05-136種莖直接補種，下種密度為12芽/m（該處理的各個試驗小區(qū)包含‘GL05-136種莖直接補種+‘GL05-136宿根蔗成長的蔗株）;對照（CK）：‘GL05-136宿根蔗地塊自然狀態(tài)，不補種?！瓽L05-136宿根蔗以下簡稱“宿根蔗”。

每個試驗小區(qū)90.0 m2（行距1.2 m×行長15.0 m，共5行），3次重復，共9個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，四周設保護行。2017年4月2日調查，宿根蔗苗長出了2～4片蔗葉，凡30 cm以上蔗畦無蔗蔸芽萌動出土的，按照新植蔗的種植方法選擇單芽或雙芽段下種及蓋土，記錄每小區(qū)補種的下種芽數(shù)量。補種芽出苗后的蔗株用紅繩綁圈標記，田間管理以宿根蔗為準。5月上旬施分蘗肥后小培土，6月上旬施攻莖肥后大培土;施肥量：楊柳牌15%復混肥（5-5-5）3.0 t/hm2（分蘗肥1.2 t/hm2、攻莖肥1.8 t/hm2），伸長期加施尿素0.3 t/hm2。

1.2.2 ?項目測定 ?上茬蔗莖砍收前，調查每個小區(qū)有效莖數(shù)，5—12月，每月調查出苗率、有效莖數(shù)、株高、莖徑、蔗糖分等指標。2018年1月14日廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳組織專家組對試驗地進行實產(chǎn)驗收，按照有關規(guī)程[18]，測定株高、莖徑、有效莖數(shù)、蔗糖分，稱重產(chǎn)量，其中補種的‘GF98-296和‘GL05-136分別計重，便于統(tǒng)計分析。蔗糖分由廣西鳳糖融水和睦制糖有限責任公司農(nóng)務科采樣至該公司化驗室進行測試分析。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件作圖表，采用LSD法對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?各處理宿根蔗發(fā)株率及補種品種出苗率、成莖率比較

從表1可見，A處理：宿根蔗發(fā)株率為88.72%，‘GF98-296直接補種出苗率為73.75%、成莖率為90.96%;B處理：宿根蔗發(fā)株率為89.13%，‘GL05-136直接補種出苗率為63.84%、成莖率為31.70%;CK：宿根蔗發(fā)株率為88.66%。補種‘GF98-296的出苗率高于‘GL05-136，成莖率也大大高于‘GL05-136，這是‘GF98-296前期生長快的種性表現(xiàn)[19]，幾乎沒有受到宿根蔗抑制的影響;而與宿根蔗同品種的‘GL05-136的補種苗成莖率僅為31.70%，大多數(shù)被蔭蔽無法進行正常的光合作用而自然死亡。各個處理中的宿根蔗發(fā)株率沒有受到影響，基本處于同一水平。

2.2 ?不同處理下蔗株生長量比較

從表2可見，6月2日進行大培土時，蔗株（假莖）株高從低到高依次為：‘GL05-136補種蔗苗<‘GF98-296補種蔗苗<宿根蔗苗，‘GL05-136補種蔗苗與各處理株高差異達極顯著水平;而到了工藝成熟期的12月份，補種‘GF98-296 株高為297 cm，與處理A宿根蔗株高差異不顯著，與對照（CK）宿根蔗株高差異顯著，且高于處理B宿根蔗13 cm，差異達極顯著水平;補種‘GL05-136的蔗株高僅為218 cm，與各處理甘蔗株高差異均達極顯著水平。從生長量比較看（表2），補種的‘GL05-136為190 cm，與其他處理差異均達極顯著水平;補種‘GF98-296的生長量達252 cm，與處理B、對照宿根蔗的差異達顯著水平。即從生長量看，補種‘GF98-296>宿根蔗>補種‘GL05-136。6月中旬蔗地封行時，補種‘GF98-296的株高與宿根蔗基本同步生長，到了8月底9月初后，甚至超過了宿根蔗，而補種的‘GL05-136長勢參差不齊，整體弱小。說明‘GF98-296早生快發(fā)，全期生長旺盛[20]，能有效地避過宿根蔗的基礎好、發(fā)株早所致的競爭優(yōu)勢而對其的不利影響，達到目標產(chǎn)量對有效莖數(shù)所要求的莖長、莖徑。

2.3 ?不同處理下農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及其蔗莖單位面積產(chǎn)量比較

從表3可見，補種‘GF98-296與補種‘GL05-136蔗株的有效莖數(shù)、莖徑、莖長、單莖重以及蔗莖單位面積產(chǎn)量等各性狀差異達顯著或極顯著水平，而各處理宿根蔗的各性狀差不顯著。表明直接補種對‘GL05-136宿根蔗產(chǎn)量性狀影響不大。從表3還可見，處理A的蔗莖產(chǎn)量為79.55 t/hm2，比CK（對照）、處理B分別增產(chǎn)19.29 、13.91 t/hm2，增幅分別達32.01%、21.18%;處理A的蔗莖產(chǎn)量極顯著高于CK和處理B，而處理B與CK間差異不顯著。有效莖數(shù)多是處理A比CK、處理B顯著增產(chǎn)的主因，‘GF98-296的莖長也占居優(yōu)勢。

2.4 ?不同處理下蔗糖分比較

從表4可見，3個處理宿根蔗的田間錘度、蔗糖分分別為22.62～22.93 °Bx、15.47%～15.95%，高于‘GL05-136補種蔗的田間錘度（21.81 °Bx）和蔗糖分（15.10%），也略高于‘GF98-296補種蔗的田間錘度（21.86 °Bx）和蔗糖分（15.38%）;這與新植蔗的田間錘度、蔗糖分低于同一品種宿根蔗的一般規(guī)律相吻合;不同品種間也基本遵循宿根蔗優(yōu)于新植蔗成熟、早積累蔗糖分，其田間錘度、蔗糖分略高，也是正常的。甘蔗工藝成熟期能達到15%以上的蔗糖分進廠壓榨制糖，應該是非常優(yōu)良的原料了，因此，說明同一地塊的‘GL05-136宿根蔗補種了‘GF98-296，其混合群體的原料進廠對產(chǎn)糖率沒有影響。

2.5 ?不同處理下經(jīng)濟效益比較

2.5.1 ?農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比較 ?從表5可見，與CK相比，處理A增產(chǎn)為19.29 t/hm2，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值9625.0元/hm2，扣除補種系列成本4554.0元/hm2，增收5071.0元/hm2;而處理B扣除補種系列成本后反而凈虧145.0元/hm2。表明用‘GF98-296種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地塊可提高單產(chǎn)和增加收入，且從經(jīng)濟核算而言，蔗農(nóng)易接受、易推廣。

2.5.2 ?工業(yè)產(chǎn)值比較 ?從表6可見，處理A因補種‘GF98-296，蔗莖產(chǎn)量大幅度提高，且其工藝成熟期蔗糖分也達到了較高值，因此，處理A合計產(chǎn)糖量達10.691 t/hm2，工業(yè)產(chǎn)值達62 007.8元/hm2，工業(yè)產(chǎn)值分別比處理B、CK增加12 046.6、15 573.0元/hm2。

綜合以上工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值分析，‘GF98-296種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地塊與對照相比，因蔗莖增產(chǎn)，增收農(nóng)業(yè)產(chǎn)值5071.0元/hm2;同時原料蔗進入制糖企業(yè)壓榨制糖后，也因增產(chǎn)食糖而增收的工業(yè)產(chǎn)值也達15 573.0元/hm2。因此，新增工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達20 644.0元/hm2，經(jīng)濟效益十分顯著。

3 ?討論

宿根栽培一般可進行數(shù)次，但隨次數(shù)的增加，蔗芽數(shù)會越來越少，加上病蟲害發(fā)生率增多，單產(chǎn)會隨之下降[21]。甘蔗工藝成熟期的收獲作業(yè)等活動也是導致宿根蔗缺株斷壟，造成有效莖數(shù)減少，產(chǎn)量降低的主因之一，因此，有效補種不失為解決宿根蔗單產(chǎn)銳減問題的捷徑。傳統(tǒng)的宿根蔗補種方法是利用本品種提前育苗移栽法或老蔸移密補疏法，工序繁雜，需要耗費大量的人力、物力和財力，且移植苗或老蔸必須淋定根水至返青，成活率比較低，有效莖數(shù)增加不多;況且作為全國糖業(yè)主產(chǎn)區(qū)的廣西、云南等蔗區(qū)種植地塊大多數(shù)是缺乏水源灌溉的旱坡地，加之成本高、效率低，大面積生產(chǎn)無法采用，也無涉及這方面的研究及其文獻報道。宿根蔗不能直接補種蔗種，因為補種的蔗種萌芽期較長，蔗芽出苗后因株齡較小、生長競爭力弱而難以成為有效莖[22]。此處所說的“補種蔗種”是指利用宿根蔗本品種的種莖直接補種，生產(chǎn)上也不采用，已成為業(yè)內(nèi)共識。

無論是新植蔗還是宿根蔗，合理的單位面積有效莖數(shù)是甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎和前提條件。本研究是基于甘蔗新品種‘GF98-296種性特性的拓展性開發(fā)與應用，即利用其前期生長快、長勢旺盛的獨特長速優(yōu)勢與目前廣西蔗區(qū)當家或主推品種‘ROC22‘GT42‘GL05-136‘ROC16等宿根蔗發(fā)株生長的基本一致性，尤其是二者拔節(jié)封行前后至工藝成熟期株高（莖長）基本相差不大或略高，早生快發(fā)的宿根蔗蔗苗沒有對種莖直接補種的‘GF98-296蔗苗造成蔭蔽、搶養(yǎng)分和水分等強勢影響，這為地塊蔗莖穩(wěn)產(chǎn)奠定了有效莖數(shù)基礎，形成了種莖直接補種宿根蔗新技術（簡稱種莖直接補種新技術，下同），豐富了甘蔗栽培學內(nèi)容。該技術相比于上述2種傳統(tǒng)方法，工序簡單，人力、物力和財力耗費少，不必有水源作保障，面上生產(chǎn)均能采用，補種苗成莖率高，提高了整體蔗莖（宿根蔗+補種新植蔗）單產(chǎn)，且穩(wěn)產(chǎn)，整塊蔗地的淘汰時間推遲1～2 a，對于宿根蔗而言相當于延長年限1～2 a，經(jīng)過試驗、示范證明切實可行。種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗試驗除了已在文中的融水苗族自治縣進行外，還在柳州市柳江區(qū)、鹿寨縣、河池市金城江區(qū)、環(huán)江毛南族自治縣、羅城仫佬族自治縣、象州縣等桂中北、桂西蔗區(qū)進行，且在鹿寨縣開展了大面積連片示范，取得了較好的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益;但在廣西桂南的崇左、南寧、百色等蔗區(qū)尚未開展試驗和示范，技術的示范推廣影響面仍然有限，此外，已發(fā)現(xiàn)了部分與‘GF98-296種性類似的品系或材料，也尚未開展試驗研究。

‘GL05-136目前已是廣西蔗區(qū)主要推廣品種之一，據(jù)統(tǒng)計，2016/2017年度榨季‘GL05-136種植面積約8萬hm2[23]，主要分布在柳州、來賓、河池等主要蔗區(qū)，該品種第2年或第3年宿根蔗許多地塊因為易感染黑穗病、地下害蟲為害、收砍人畜踐踏等因素造成缺株斷壟，導致有效莖數(shù)銳減而被迫翻蔸重種，需要耗費大量的人力、物力、財力、地力等生產(chǎn)性成本，而且整地作業(yè)易造成水土流失，對農(nóng)田生態(tài)造成一定的負面影響;而帶有少耕性質的種莖直接補種新技術不失為積極、實用、高效、環(huán)保的延長宿根蔗年限的技術措施[24]。建議有關蔗區(qū)政府糖業(yè)主管部門、制糖企業(yè)在本試驗取得成功的基礎上，進一步加大對這項新技術的示范、推廣力度，使廣大蔗農(nóng)看得見，并積極應用，以達到蔗農(nóng)增產(chǎn)增收、蔗糖企業(yè)增效的目的。

4 ?結論

本研究在2015年種莖直接補種‘ROC22宿根蔗成功的基礎上再次證明：（1）‘GF98-296種莖直接補種后，沒有對‘GL05-136宿根蔗的正常發(fā)株造成不利影響;‘GF98-296有早生快發(fā)、整個生長期旺盛的種性優(yōu)勢，‘GL05-136宿根蔗對其種莖芽萌動出土、苗期生長、蔗莖撥節(jié)伸長、成莖等抑制、排斥作用微乎其微，封行后同步生長直至工藝成熟。（2）可以有效彌補‘GL05-136宿根蔗缺株斷壟所致的單位面積有效莖數(shù)不夠，直接造成的目標單產(chǎn)低的缺陷。（3）‘GF98-296種莖直接補種‘GL05-136宿根蔗地，與對照相比，單位面積產(chǎn)量增產(chǎn)、蔗農(nóng)增收的同時，制糖企業(yè)單位面積產(chǎn)糖量也得到提高，取得顯著農(nóng)業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟效益。（4）驗證了‘GL05-136宿根蔗苗2～4張葉片時進行‘GF98-296種莖的直接補種的時間是十分恰當和適宜的，補植時段相對較長，蔗農(nóng)易合理調節(jié)農(nóng)時采用。同時，也再次驗證了‘GL05-136種莖直接補種本品種宿根蔗地是不可行的。

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