甘蔗脫毒健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插快繁技術(shù)

陳榮發(fā) 丘立杭 周慧文 周忠鳳 翁夢(mèng)苓 黃杏 李楊瑞 范業(yè)賡 吳建明

摘?要：?為了解決目前甘蔗健康種苗生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)、繁育速度慢等問(wèn)題，該文以桂糖08-120脫毒健康種苗原苗為材料，在甘蔗健康種苗原苗發(fā)生分蘗后，剪下原苗主莖進(jìn)行2次重復(fù)扦插移栽技術(shù)研究。結(jié)果表明：甘蔗健康種苗原苗主莖全埋種植成活率48.20%，主莖斜插種植成活率95.10%;健康種苗原苗、主莖第一次扦插移栽和主莖第二次扦插移栽的移栽成活率分別為97.67%、96.33%和96.00%，分蘗數(shù)分別為15條、14條和13條，株高分別為157.67、127.00和123.84 cm，莖徑分別為25.52、25.31和25.23 mm，有效莖數(shù)分別為87 245、97 465和93 960條·hm-2，產(chǎn)量分別為49 294.5、52 126.00和49 948.50 kg·hm-2;主莖第一次扦插移栽和主莖第二次扦插移栽的株高低于原苗種植，但分蘗數(shù)、莖徑、有效莖數(shù)和產(chǎn)量與原苗種植差異不顯著，健康種苗原苗主莖扦插移栽與健康種苗原苗移栽的甘蔗產(chǎn)量效應(yīng)相差不大;原苗主莖重復(fù)扦插快繁成本約為一株0.47元，顯著低于原苗常規(guī)繁種成本。該研究結(jié)果為甘蔗健康種苗降低成本和加快繁育速度提供了技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞： 甘蔗， 脫毒健康種苗， 田間繁育， 扦插移栽

中圖分類號(hào)：?Q943

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

文章編號(hào)：?1000-3142（2021）04-0614-08

Abstract：?In order to solve the problems of high production cost， long production cycle and slow propagation speed of sugarcane healthy seedlings， using Guitang 08-120 healthy seedlings as material， after tillers occurred in the original sugarcane virus-free healthy seedlings， the main stem was cut and transplant for two times. The results were as follows： The survival rate of sugarcane healthy seedlings was 48.20% when the main stem was buried and cutting planting seedling was 95.10%; The original seedling planting， the first time cutting transplanting of main stem and the second time cutting transplanting of main stem of the survival rates of transplanting were 97.67%， 96.33% and 96.00%， the number of tillers were 15， 14 and 13， the plant height were 157.67， 127.00 and 123.84 cm， the diameter of stem were 25.52， 25.31 and 25.23 mm， the effective stem number were 87 245， 97 465 and 93 960 bar· hm-2， the yield were 49 294.5， 52 126.00 and 49 948.50 kg·hm-2， respectively; The first time cutting transplanting of main stem and the second time cutting transplanting of main stem were lower than the original seedling planting， but the tiller number， stem diameter， effective stem number and yield were not significantly different from that of the original seedlings， the results showed that there was no significant differences in sugarcane yield between healthy seedlings of cutting transplanting of main stem and original healthy seedlings; The cost of rapid propagation of one main stem of the original seedling is about 0.47 yuan， which is significantly lower than the cost of conventional propagation of the original seedling. The results of this study provide technical support for reducing the cost and accelerating the breeding speed of sugarcane healthy seedlings.

Key words： sugarcane， virus-free healthy seedlings， field propagation， cutting transplanting

當(dāng)前，我國(guó)甘蔗種莖來(lái)源主要是農(nóng)民自選自留的甘蔗尾梢或糖料蔗全莖種，而甘蔗是無(wú)性繁殖作物，經(jīng)多年連續(xù)無(wú)性留種種植后，多種病原物的反復(fù)侵染并在蔗株內(nèi)積累，抑制甘蔗正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致優(yōu)良種性退化，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（游建華等，2001）。甘蔗脫毒健康種苗是采用甘蔗幼嫩心葉或莖尖分生組織培養(yǎng)，獲得的無(wú)病甘蔗植株。甘蔗脫毒健康種苗是甘蔗種苗質(zhì)量保證的關(guān)鍵。因此，甘蔗健康種苗繁育和推廣應(yīng)用對(duì)于消除農(nóng)民自留種具有重要意義。甘蔗脫毒健康種苗具有生長(zhǎng)速度快、分蘗力強(qiáng)、成莖率高、產(chǎn)量高、用種量少等優(yōu)點(diǎn)，可加速甘蔗良種的快速繁殖，解決甘蔗因用種量大而消耗大量原料蔗的問(wèn)題。目前巴西、美國(guó)等國(guó)家100%采用健康、無(wú)毒的蔗種。為了確保生產(chǎn)上應(yīng)用甘蔗健康種苗，巴西還通過(guò)政府立法，在全國(guó)建立甘蔗脫毒健康種苗生產(chǎn)繁殖體系，要求生產(chǎn)上用的種苗必須是經(jīng)過(guò)脫毒的健康種苗，蔗農(nóng)不能自留蔗種，每個(gè)糖廠都必須建有自己的健康種苗生產(chǎn)車間和繁育基地（游建華等，2001）。而我國(guó)甘蔗健康種苗覆蓋率還不到10%，制約的主要原因就是繁育速度慢和生產(chǎn)成本高兩大關(guān)鍵問(wèn)題。實(shí)際上，甘蔗健康種苗一直以來(lái)是研究的熱點(diǎn)，研究?jī)?nèi)容涉及培養(yǎng)體系的優(yōu)化和建立（劉家儀等，2014;Bomfim et al.， 2014; 陳敏敏和孫健，2015;Snyman et al.， 2015; Heringer et al.， 2015; Dinesh et al.， 2015; Dewanti et al.， 2016; Sardar et al.， 2016; Jamil et al.， 2017; Kaur et al.， 2018）、防褐化（楊柳等，2011;汪淼等，2016）、瓶?jī)?nèi)和瓶外生根技術(shù)（Almida et al.， 2005; 劉麗敏等，2009;Richard et al.， 2015）、間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器（Bernal & Machado， 2008; Mordocco et al.， 2009; Yang et al.， 2010）等方面，貫穿了切取單芽—熱水處理—高溫催芽—挑取莖尖—誘導(dǎo)培養(yǎng)—增殖培養(yǎng)—生根培養(yǎng)整個(gè)過(guò)程。甘蔗健康種苗田間高效繁育方面在假植練苗、移栽種植、田間管理技術(shù)等也有較多研究，并總結(jié)出了一些種植管理的經(jīng)驗(yàn)與方法（沈萬(wàn)寬等，2009;楊本鵬等，2010;李恒銳，2014;蔡文偉等，2016 ），但在健康種苗田間快速繁殖技術(shù)研究方面相對(duì)薄弱，特別是對(duì)于甘蔗健康種苗降低成本和加快繁育速度兩個(gè)核心問(wèn)題研究較少，尚未得到很好解決。

扦插種植技術(shù)在林木（張錦春等，2018;張捷等，2019;朱佳等，2019 ）、花卉（陳怡超等，2018）、草業(yè)（劉青松等，2018）等方面進(jìn)行了相關(guān)研究，證明部分植物枝條具有生根發(fā)芽能力。因此，設(shè)想甘蔗是否可以扦插種植。早期，德宏州棉作試站開(kāi)展了單芽斜放密植育苗，挖一條小溝將種苗密密地排在溝邊上，芽朝上，放種的斜度60°～70°，獲得成功。因此，該研究擬通過(guò)甘蔗健康種苗主莖重復(fù)扦插移栽，解決目前甘蔗健康種苗存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)、繁育速度慢等問(wèn)題，為降低甘蔗繁育生產(chǎn)成本提供技術(shù)支撐。

1?材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

供試品種為桂糖08-120健康種苗原苗，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所提供。

試驗(yàn)于廣西崇左市扶綏縣雙高基地進(jìn)行，所有試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次，小區(qū)為5行區(qū)，行長(zhǎng)10 m，行距1.2 m，小區(qū)面積為60 m2。土地進(jìn)行深翻30～40 cm，施入基肥600～750 kg·hm-2，移栽前3～5 d進(jìn)行整地，按行距100～120 cm開(kāi)植蔗溝，溝深20～25 cm，溝底寬15～20 cm，溝底平整、細(xì)碎松土。主莖扦插試驗(yàn)選取基部?jī)晒?jié)伸長(zhǎng)明顯的原苗，剪下主莖，剪去主莖葉片留下靠近葉耳2～3 cm葉片，去掉干枯葉片，再將主莖放入由氯蟲苯甲酰胺（50～200 mg·L-1）、烯效唑（50～200 mg·L-1）、咪鮮胺（200～500 mg·L-1 ）混合而成的浸種液中浸泡1～2 h，按45～50 cm株距移栽，密度為15 000～16 500株·hm-2，移栽后拉上滴灌帶。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 甘蔗健康種苗原苗移栽后期主莖生長(zhǎng)情況觀察?2017年12月開(kāi)展試驗(yàn)，觀測(cè)原苗主莖在甘蔗脫毒健康種苗原苗生長(zhǎng)后期的變化規(guī)律。

1.2.2 原苗主莖全埋種植與斜插種植試驗(yàn)?2018年2月7日選擇合適的主莖進(jìn)行試驗(yàn)，全埋種植將修剪好、浸泡過(guò)浸泡液的主莖一字型、平行于行溝擺種（參照常規(guī)種莖種植），擺好后覆土蓋膜;斜插種植前往種植溝內(nèi)回填3～5 cm細(xì)土，覆蓋上生物降解除草地膜，用打洞器打洞后，將剪下的甘蔗健康種苗原苗主莖與行溝成60°斜插入洞中，斜插深度7～10 cm，地面留長(zhǎng)度8～15 cm。

1.2.3 原苗與主莖扦插移栽試驗(yàn)?2018年5月6日，將甘蔗健康種苗原苗帶營(yíng)養(yǎng)土移栽;2018年7月21日，待甘蔗健康種苗原苗90%發(fā)生分蘗時(shí)，進(jìn)行第一次主莖扦插試驗(yàn);2018年9月7日，待第一次扦插莖100%發(fā)生分蘗時(shí)，剪下主莖進(jìn)行第二次主莖扦插試驗(yàn)（移栽方法與第一次完全一致）。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

2018年3月30日測(cè)定全埋種植和斜插種植試驗(yàn)成活率;原苗與主莖扦插移栽試驗(yàn)測(cè)定相關(guān)產(chǎn)量性狀，原苗、主莖第一次扦插和主莖第二次扦插分別于2019年1月8日、2月24日和3月12日進(jìn)行測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收，每處理隨機(jī)選取20 條甘蔗測(cè)量其莖徑、株高（植株基部量起至最高可見(jiàn)肥厚帶的高度）、有效莖數(shù)（莖長(zhǎng)超過(guò)1 m、莖徑大于1.5 cm甘蔗植株數(shù)）和產(chǎn)量（田間按蔗種規(guī)格砍收稱量的甘蔗）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft?Excel 2007 和 DPS 16.05 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2?結(jié)果與分析

2.1 甘蔗健康種苗原苗移栽后期主莖生長(zhǎng)情況

田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)健康種苗移栽繁育主要是依靠分蘗成莖，而大部分主莖到后期無(wú)法成莖甚至出現(xiàn)死亡現(xiàn)象（圖1）。

2.2 甘蔗健康種苗原苗主莖全埋種植和扦插種植效果比較

甘蔗主莖全埋種植和扦插種植試驗(yàn)結(jié)果表明（表1），扦插成活率為95.1%，而全埋種植植株成活為48.2%，成活率顯著低于扦插種植;扦插單株平均分蘗數(shù)為每株12條，單株平均有效分蘗數(shù)為每株8條，而全埋種植平均分蘗數(shù)為每株6條，單株平均有效分蘗數(shù)為每株5條，有效分蘗數(shù)顯著低于扦插種植;斜插種植苗長(zhǎng)勢(shì)顯著優(yōu)于全埋種植苗（圖2）。因此，選用扦插種植作為甘蔗健康種苗原苗主莖快速繁育的技術(shù)手段。

2.3 甘蔗健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插快速繁育技術(shù)對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的效應(yīng)

扦插移栽苗的產(chǎn)量性狀調(diào)查結(jié)果顯示（圖3和表2 ），原苗種植、主莖第一次、第二次移栽的甘蔗苗生長(zhǎng)情況良好，移栽后基本全部成活，移栽成活率分別為97.67%、96.33%和96.00%，健康種苗原苗、主莖第一次扦插移栽和主莖第二次扦插移栽的分蘗數(shù)分別為15、14和13， 株高分別為157.67、127.00和123.84 cm，莖徑分別為25.52、25.31和25.23 mm，有效莖數(shù)分別為87 245、97 465和93 960條·hm-2，產(chǎn)量分別為49 294.5、52 126.0和49 948.5 kg·hm-2，主莖第一次扦插移栽和第二次扦插移栽的分蘗、莖徑、有效莖數(shù)和產(chǎn)量與原苗種植無(wú)顯著差異，而株高顯著低于原苗種植。說(shuō)明重復(fù)扦插2次對(duì)甘蔗產(chǎn)量效應(yīng)差別不大。

2.4 甘蔗健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插快速繁育技術(shù)成本核算

按健康種苗原苗市場(chǎng)價(jià)格每株1.00元計(jì)算，種植一株原苗的價(jià)格約為0.10元，原苗常規(guī)繁育成本約為一株1.10元;主莖第一次扦插，人工剪下一株主莖成本約為每株0.06元，種植一株扦插苗成本約為0.10元;主莖第二次扦插人工剪下一株主莖成本約為0.06元，種植一株扦插苗成本約為0.10元。原苗主莖重復(fù)扦插快繁技術(shù)每株成本約為（1.1+0.16+0.16）/3=0.47元，比原苗常規(guī)繁育技術(shù)種植成本減少57.27%，大幅度節(jié)約了種苗的生產(chǎn)成本（表3）。

3?討論

3.1 甘蔗健康種苗原苗移栽后期主莖生長(zhǎng)情況

甘蔗脫毒組培苗的主莖比原種莖和分蘗莖細(xì)小，主莖莖徑變小的原因主要與光合產(chǎn)物的供應(yīng)有關(guān)。主莖植株的光合產(chǎn)物除要滿足自身的需要外，還要滿足太多分蘗發(fā)生和生長(zhǎng)的需要。這種光合產(chǎn)物分配上的“源小于庫(kù)”，必然導(dǎo)致主莖的生長(zhǎng)受到抑制，不僅莖徑小，撥節(jié)后主莖的生長(zhǎng)也不比分蘗莖快（曹干，1998）。適時(shí)采主莖，可以減少幼小分蘗枯死，促進(jìn)分蘗的發(fā)生和增長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)觀察到甘蔗脫毒健康種苗原苗移栽后期，原苗主莖出現(xiàn)了不同程度的萎縮甚至死亡，結(jié)果與前人一致。

3.2 甘蔗健康種苗原苗主莖全埋種植和扦插種植效果比較

甘蔗是無(wú)性生殖的作物，利用種莖繁育是甘蔗常規(guī)繁育手段。如果甘蔗芽眼完好而抽不出苗，主要是因?yàn)橥寥乐械暮窟^(guò)多或蔗苗失水過(guò)度。如果土壤中的含水量大于40%，則種苗因缺氧而不能萌發(fā)，甚至腐爛。本研究中主莖全埋種植的成活率顯著低于斜插種植，可能是因?yàn)槿穹N植的主莖因連帶有幼嫩尾部，而蓋膜和滴灌致使土壤濕度過(guò)高，主莖全埋后易腐爛，成活率低。而斜插種植因埋于土壤部分的基部是比較堅(jiān)硬的部分，不易腐爛，故而成活率顯著高于主莖全埋種植。

3.3 甘蔗健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插快速繁育技術(shù)對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的效應(yīng)

扦插種植技術(shù)在林木上的應(yīng)用已有大量報(bào)道，而德宏州棉作試站成功開(kāi)展了甘蔗單芽斜放密植育苗試驗(yàn)，說(shuō)明甘蔗蔗莖跟其他植物枝條一樣具有生根發(fā)芽能力。甘蔗健康種苗蔗莖達(dá)到1 m以上，每條莖有10以上的成熟側(cè)芽，作種莖利用率高，側(cè)芽生活力強(qiáng)，是繁種的最佳時(shí)期。本研究結(jié)果表明甘蔗脫毒健康種苗主莖斜插效果與原苗種植差異不大，扦插第二次仍能發(fā)揮生根發(fā)芽能力，蔗莖株高和節(jié)數(shù)均達(dá)到了種莖要求，一年內(nèi)主莖可重復(fù)種植3次，可以分別在次年1月份、2月份和3月份收獲全莖做種，擴(kuò)大了繁育基數(shù)，第一年可實(shí)現(xiàn)繁育速度比常規(guī)組培原苗一次移栽翻兩倍，第二年使用收獲的種莖繁育亦可再翻兩倍。

3.4 甘蔗健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插快速繁育技術(shù)成本核算

按現(xiàn)健康種苗原苗市場(chǎng)價(jià)格每株1元，每株種植人工約0.1元，一株原苗常規(guī)繁育成本約1.1元，每畝種植1 000株種苗，不考慮其他各種因素造成部分甘蔗苗死亡的問(wèn)題，原苗常規(guī)繁育成本在每公頃16 500元左右，通過(guò)主莖重復(fù)扦插快速繁育技術(shù)，一株種苗繁育成本約0.47元，可以控制繁育成本在每公頃7 050元左右，每公頃可節(jié)約了甘蔗健康種苗繁育生產(chǎn)成本9 450元。

4?結(jié)論

甘蔗健康種苗原苗主莖重復(fù)扦插移栽繁育技術(shù)不僅可以增加蔗種收獲次數(shù)，避免不同蔗區(qū)因蔗種集中收獲而導(dǎo)致淡旺季過(guò)度明顯、后期嚴(yán)重缺種等問(wèn)題，還因同一株原苗主莖重復(fù)扦插兩次，大幅度降低了甘蔗健康種苗繁育生產(chǎn)成本，并通過(guò)浸種液浸泡主莖后再種植達(dá)到防蟲效果，減少后期農(nóng)藥施用量，有利于環(huán)境保護(hù)和土壤再生，為降低甘蔗繁育生產(chǎn)成本和提高繁育效率提供了技術(shù)支撐，對(duì)促進(jìn)甘蔗優(yōu)良新品種的繁育和推廣具有重要意義。

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（責(zé)任編輯?周翠鳴）