甘蔗健康種苗直接生產(chǎn)原料蔗效果分析

范業(yè)賡 陳榮發(fā) 鄧宇馳 周忠鳳 周慧文 楊本鵬 蔡文偉 吳轉(zhuǎn)娣 丘立杭 閆海鋒 李燕嬌 吳建明

摘 要：開展甘蔗健康種苗與常規(guī)種莖栽培比較試驗，為延長甘蔗宿根年限和提高甘蔗產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。以桂糖42號健康種苗原苗和常規(guī)種莖為試驗材料，設(shè)種植健康種苗12000苗/hm2（處理A）、健康種苗18000苗/hm2（處理B）和常規(guī)種莖90000芽/hm2（處理C）3個處理，統(tǒng)計分析其2年1新1宿的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)差異。結(jié)果表明，處理A和B的分蘗率和發(fā)株率均極顯著高于處理C（P<0.01，下同）；處理A和B新植蔗的株高極顯著高于處理C，但其宿根蔗的株高與處理C宿根蔗的株高間無顯著差異（P>0.05，下同）。2年間3個處理的單位面積有效莖數(shù)和產(chǎn)量均表現(xiàn)為處理B>處理C>處理A，其中，處理B和C極顯著高于處理A，處理B與處理C差異不顯著；處理間的莖徑和蔗糖分均無顯著差異。因此，采用甘蔗健康種苗直接生產(chǎn)原料蔗可持續(xù)保持原有品種的優(yōu)良性狀，有利于延長宿根年限，促進甘蔗優(yōu)良品種推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：甘蔗；健康種苗；常規(guī)種莖；栽培；比較試驗

中圖分類號：S566.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-820X（2023）06-0010-04

收稿日期：2023-09-18

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFD2301100）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系廣西甘蔗創(chuàng)新團隊建設(shè)項目（nycytxgxcxtd-2021-03）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院穩(wěn)定資助科研團隊項目（桂農(nóng)科2021YT012）

通訊作者：吳建明（1978-），男，研究員，主要從事甘蔗栽培與分子生物學(xué)研究工作，E-mail：wujianming2004@126.com

第一作者：范業(yè)賡（1979-），男，助理研究員，主要從事甘蔗栽培生理生化研究工作，E-mail：fanyegeng@163.com

0 引言

甘蔗是我國重要的糖料作物，在廣西、云南、海南和廣東等省（區(qū)）廣泛種植，種植面積約占我國糖料作物總面積的90％，蔗糖產(chǎn)量占我國食糖產(chǎn)量的90％以上，是我國食糖供給的根本保障［1］。甘蔗生產(chǎn)上一般是將蔗莖砍成有1個或多個節(jié)的莖段作種莖進行繁殖，或在每年砍收甘蔗后，利用殘留在土中莖基上的腋芽作宿根繁殖，這2種繁殖方式用種量大、繁殖系數(shù)低，使得甘蔗品種推廣速度慢，良種更新滯后，同時，甘蔗品種連續(xù)種植多年后易遭受病害侵染，其中，甘蔗宿根矮化病、花葉病和鳳梨病等病源物的反復(fù)侵染，會產(chǎn)生甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)下降、宿根年限縮短和種性退化等問題，嚴重威脅甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2-4］。甘蔗組織培養(yǎng)是高效的甘蔗繁殖技術(shù)，也是獲得甘蔗無毒種苗的有效途徑，是加快品種繁殖和大面積推廣的主要手段，在甘蔗產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用［5］。甘蔗組培苗是通過組織培養(yǎng)獲得的種苗，具有分蘗能力強、有效分蘗多、生長速度快、成活率高、有效莖數(shù)多、宿根發(fā)株好和產(chǎn)量高等優(yōu)點［6-8］，以甘蔗組培苗進行大田生產(chǎn)，蔗株病蟲害發(fā)生少，是防治甘蔗病蟲害最有效的措施之一［9］。甘蔗健康種苗具有生長速度快、分蘗力強、成莖率高、產(chǎn)量高和用種量少等優(yōu)點，是目前生產(chǎn)上恢復(fù)和保持甘蔗優(yōu)良種性最有效的技術(shù)措施［10］。但甘蔗組培苗繁育速度有限，且成本較高，因此，生產(chǎn)上是先將組培苗培育為健康種莖，再將健康種莖用作蔗種，最終獲得原料蔗［11］。目前，對甘蔗健康種苗的研究多集中在健康種苗本身的繁育特點上，如培育體系建立［12，13］和直接田間繁育［14］，鮮見將甘蔗組培苗直接用做種苗栽培獲得原料蔗的研究報道。本研究以健康種苗和常規(guī)種莖進行直接生產(chǎn)原料蔗栽培比較試驗，為實現(xiàn)健康種苗直接生產(chǎn)原料蔗和延長甘蔗宿根年限提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

桂糖42號是由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所選育的甘蔗品種，具有高產(chǎn)高糖、早熟、抗旱、直立性強且抗倒伏和脫葉性好等特點，本研究以其健康種苗和常規(guī)種莖為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

開展1年新植（2019年）和1年宿根（2020年）共2年試驗。設(shè)3個處理，分別為種植健康種苗12000苗/hm2（處理A）、健康種苗18000苗/hm2（處理B）和常規(guī)種莖90000芽/hm2（處理C）。每處理3個重復(fù)。

1.2.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查及產(chǎn)量測定

新植蔗苗期調(diào)查分蘗數(shù)，宿根蔗苗期調(diào)查發(fā)株數(shù)；收獲時每個小區(qū)隨機取樣20株調(diào)查株高、莖徑、小區(qū)有效莖數(shù)和產(chǎn)量。

1.2.3 甘蔗品質(zhì)測定

田間測產(chǎn)驗收時，從每小區(qū)隨機選取6條甘蔗分別送至廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所甘蔗品質(zhì)分析室，參照GB/T 10499—2014《糖料甘蔗試驗方法》檢測甘蔗品質(zhì)。

1.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2021進行整理，以DPS v20.05進行統(tǒng)計，以Duncans新復(fù)極差法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 直接栽培健康種苗和常規(guī)種莖的甘蔗農(nóng)藝性狀

由表1可知，2019年處理A和B的分蘗率均極顯著高于處理C（P<0.01，下同），分別提高136.8%和148.7%（絕對值），2020年處理A和B的發(fā)株率均極顯著高于處理C，分別提高53.7%和65.9%（絕對值）；2019年處理A和B的株高分別為319.2和311.3 cm，均極顯著高于處理C，2020年處理C的株高略高于處理A和B，3個處理間無顯著差異（P >0.05，下同）；2019年處理A的莖徑略高于處理B和C，2020年處理B的莖徑略高于處理A和C，但2年3個處理的莖徑間均無顯著差異；2019和2020年處理B的單位面積有效莖數(shù)均最多，處理C次之，二者間差異不顯著，但二者均極顯著高于處理A，其中，2019和2020年處理B分別較處理A和C多9771和6664條/hm2及10273和7383條/hm2。說明健康種苗原苗在新植分蘗率和宿根發(fā)株率上具有明顯優(yōu)勢，且保持合理的苗數(shù)可有效提高單位面積有效莖數(shù)。

2.2 直接栽培健康種苗和常規(guī)種莖的原料蔗產(chǎn)量

由表2可知，2019和2020年3個處理的產(chǎn)量均以處理B最高，處理C次之，二者間差異不顯著，但二者均極顯著高于處理A，其中，2019年處理B分別較處理A和C高20.74%和10.66%，2020年處理B分別較處理A和C高26.21%和19.75%。說明種植健康種苗原苗在較強的分蘗率、發(fā)株率和高成莖率優(yōu)勢且保持合理的田間苗數(shù)下，能獲得比種植常規(guī)種莖更高的產(chǎn)量。

2.3 直接栽培健康種苗和常規(guī)種莖的甘蔗品質(zhì)分析

由表3可知，2019和2020年3個處理間的蔗糖分均無顯著差異，但2019年以處理B的蔗糖分最高，分別較處理A和C提高0.33%和0.39%（絕對值），而2020年以處理C的蔗糖分最高，分別較處理A和B提高0.40%和0.14%（絕對值）；2019和2020年3個處理間的重力純度和錘度均無顯著差異。說明種植甘蔗健康種苗原苗和常規(guī)種莖在糖料蔗品質(zhì)上無顯著差異，栽培甘蔗健康種苗可與栽培常規(guī)種莖同步進入工藝成熟期。

3 討論

合理的基本苗數(shù)是保障甘蔗有效莖數(shù)的基礎(chǔ)。劉富成等［15］、梁闐等［16］研究表明，足夠的下種量能保證充足的出苗量和有效莖數(shù)。本研究中，處理A雖然具有較強的分蘗率和發(fā)株率，但由于下種量較少、基本苗數(shù)不足，進而獲得的有效莖數(shù)少，因此，有效莖數(shù)和產(chǎn)量均低于處理B和C；而處理B下種量充足，基本苗數(shù)得到保障，以較強的分蘗能力獲得較大的有效莖數(shù)，進而獲得了較處理C更高的甘蔗產(chǎn)量。

健康種苗具有較強的分蘗能力和增產(chǎn)效果。分蘗在甘蔗生產(chǎn)中具有重要作用，甘蔗不發(fā)生分蘗或少分蘗則很難實現(xiàn)高產(chǎn)，一定數(shù)量的分蘗是甘蔗高產(chǎn)的重要群體和農(nóng)藝指標，最終決定原料蔗數(shù)量［17］。甘蔗健康種苗具有較強的分蘗特性，其宿根發(fā)株率也較高。梁闐等［16］研究發(fā)現(xiàn)，健康種苗分蘗率在592.3%以上，鄧展云等［18］研究表明，健康種苗第一代宿根發(fā)株率平均在120.0%以上。本研究中，處理A和B的分蘗率分別達205.6%和217.5%，宿根發(fā)株率分別達112.4%和124.6%。楊本鵬等［12］研究指出，種植脫毒健康種苗可提高甘蔗單位面積產(chǎn)量23.00%以上，陳培華等［19］研究表明，種植果蔗健康種苗比種植普通種莖果蔗產(chǎn)量提高23.85%。本研究中，處理B較處理C增產(chǎn)19.75%，增產(chǎn)效果與楊本鵬等［12］、陳培華等［19］的研究結(jié)果相符。

本研究結(jié)果表明，種植甘蔗健康種苗，其一代種莖的蔗糖分比種植常規(guī)種莖的糖料蔗高0.06%～0.39%（絕對值），但差異不顯著，而種植甘蔗健康種苗其宿根蔗的蔗糖分略低于種植常規(guī)種莖宿根蔗的蔗糖分，與劉建榮等［20］的研究結(jié)果相符?？梢?，與種植常規(guī)種莖相比，種植健康種苗不能顯著提高甘蔗的蔗糖分，但在產(chǎn)量構(gòu)成因素上更具優(yōu)勢。

4 結(jié)論

以甘蔗健康種苗直接生產(chǎn)原料蔗，蔗種可持續(xù)保持原有品種優(yōu)良性狀，宿根蔗萌發(fā)苗數(shù)充足，有利于延長縮根年限，糖料蔗產(chǎn)量得到提高。因此，甘蔗健康種苗可直接用于生產(chǎn)原料蔗并在生產(chǎn)上推廣。

參考文獻

［1］ 吳建明，李燕嬌，鄧宇馳，等. 中國甘蔗栽培的研究進展［J］. 廣西科學(xué)，2022，29（4）：613-626.

［2］ 秦昌鮮，唐君海，唐利球. 甘蔗脫毒健康種苗田間對比試驗［J］. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2013，52（3）：62-63.

［3］ 周慧文，范業(yè)賡，陳榮發(fā)，等. 不同代數(shù)健康種苗分蘗差異及浸種處理對一代種莖繁育的影響研究［J］. 中國糖料，2019，41（1）：33-36.

［4］ 盧星高，甘崇琨，范業(yè)賡，等. 廣西甘蔗良種繁育推廣體系建設(shè)與發(fā)展［J］. 中國糖料. 2019，41（1）：76-80.

［5］ 劉紅堅，李松，游建華，等. 甘蔗新品種桂糖47號的組織培養(yǎng)技術(shù)研究［J］. 中國糖料，2017，39（2）：6-8.

［6］ 周明強，易代勇，班秀文，等. 甘蔗脫毒種莖的生產(chǎn)性能比較研究［J］. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（2）：44-46.

［7］ 何洪良，唐君海，唐利球，等. 甘蔗脫毒組培苗密植試驗研究初報［J］. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2013，55（6）：60-61.

［8］ 蔡文偉，楊本鵬，武媛麗，等. 甘蔗脫毒健康種苗田間繁育技術(shù)研究［J］. 熱帶作物學(xué)報，2016，37（4）：653-659.

［9］ 楊本鵬. 種植健康苗可大幅提高甘蔗產(chǎn)量［J］. 農(nóng)家顧問，2010（6）：30.

［10］ 何洪良，唐利球，廖韋衛(wèi)，等. 甘蔗“健康種子”技術(shù)研究進展［J］. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2018（1）：67-69.

［11］ 梁永檢，張小秋，楊柳，等. 甘蔗健康種苗繁育技術(shù)研究進展［J］. 生物技術(shù)通報，2014（11）：91-96.

［12］ 楊本鵬，張樹珍，楊學(xué)，等. 甘蔗健康種苗培育體系的建立［J］. 熱帶作物學(xué)報，2006，27（4）：74-77.

［13］ 何為中，范業(yè)賡，劉麗敏，等. 甘蔗試管苗光合自養(yǎng)生根技術(shù)研究［J］. 廣西植物，2018，38（10）：1298-1309.

［14］ 陳月桂，譚嘉娜，羅劍飄，等. 粵糖60號與新臺糖22號健康種苗假植與田間對比試驗［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，41（18）：24-27.

［15］ 劉富成，李照杰，蔡文偉，等. 種植密度和深度對甘蔗產(chǎn)量及倒伏的影響［J/OL］. 熱帶作物學(xué)報，2022，https：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1019.S.20221115. 1456.004.html.

［16］ 梁闐，盧文，何為中，等. 種植密度對桂糖49號組培苗農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響［J］. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2021，17（1）：11-15.

［17］ Jidapa K，Patcharin S，Nuntawoot J. Root characteristics of individual tillers and the relationship with above-ground growth and dry matter accumulation in sugarcane［J］. Pakistan Journal of Botany，2020，52（1）：101-109.

［18］ 鄧展云，徐林，劉海斌，等. 幾個甘蔗新品種的健康種苗對比試驗［J］. 中國糖料，2010，126（4）：19-20.

［19］ 陳培華，鮑涵，陳培壽，等. 果蔗健康種苗田間效果評價［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報，2022，38（16）：1-5.

［20］ 劉建榮，龐生，鄭乾坤. 甘蔗臺糖79-29品種健康苗種植試驗示范初報［J］. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2019，89（4）：73-75.

（責(zé)任編輯 思利華）