湛江蔗區(qū)8個主栽宿根蔗品種的第3年品質(zhì)比較與評價

吳罡騰, 朱劍輝, 張祥會, 李榮喜, 董 斌, 劉 文, 賀立紅

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院農(nóng)業(yè)與生物學院,廣東 廣州 510225;2.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術學院熱帶農(nóng)林學院,廣東 廣州 510507)

當前我國甘蔗生產(chǎn)常以1 a新植多年宿根的方式進行。全國一半植蔗面積都種植宿根蔗,且多為2～3 a的宿根蔗[1]。因此,宿根性的好壞直接影響蔗農(nóng)的經(jīng)濟效益和甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。國內(nèi)有關宿根蔗品質(zhì)比較與評價的研究已有較多報道。何建河等[3]對福建主栽甘蔗品種進行一新、一宿試驗表明,新臺糖10號在宿根季減產(chǎn)嚴重,不適宜旱地種植,適應性較差。馬麗等[4]比較了134份國內(nèi)甘蔗種質(zhì)6 a宿根蔗的產(chǎn)量,發(fā)現(xiàn)近60個強宿根品種的產(chǎn)量超過120 t·hm-2,可作為培育新品種的雜交親本。羅亞偉等[5]研究表明,桂糖49號和桂糖40號第3年宿根蔗的經(jīng)濟性狀表現(xiàn)優(yōu)于其他參試的桂糖品種。譚秦亮等[6]通過一新一宿的品質(zhì)比較試驗,篩選出產(chǎn)量高、宿根性強的桂熱2號,適合在廣西南寧進一步推廣種植。張革民[7]比較了10個品種在8個種植區(qū)域的“兩新一宿”甘蔗的經(jīng)濟性狀,發(fā)現(xiàn)蔗莖產(chǎn)量具有較強的區(qū)域性?？梢?同一品種在不同地域種植,其宿根蔗的性狀表現(xiàn)有差異。張躍彬等[8]研究表明,一些品種在種植2～3 a內(nèi)仍可保持高糖高產(chǎn)。因此,不同蔗區(qū)應篩選出適宜當?shù)胤N植的宿根蔗,以優(yōu)化當?shù)馗收岱N質(zhì)資源,提高蔗農(nóng)的經(jīng)濟效益。

利用統(tǒng)計學方法進行科學評價,可篩選出綜合性狀優(yōu)良的品種[9]。其中,方差分析和相關分析常用于甘蔗品質(zhì)初期的比較篩選和評價[10-12]。主成分分析通過降維的方式篩選綜合變量,降低了重要性較弱的因子對研究結果的影響,根據(jù)因子得分加以排名[13-14]。鑒于此,本研究采用方差分析、相關分析和主成分分析比較了廣東湛江蔗區(qū)主栽品種第3年宿根蔗的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀,以期篩選出適宜湛江當?shù)胤N植的高產(chǎn)高糖強宿根蔗品種,為當?shù)馗收岙a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 參試品種與試驗地概況

1.1.1 參試品種 8個宿根蔗品種分別為:海蔗22號(HZ 22)、桂糖08-120(GT 08-120)、桂糖58號(GT 58)、桂糖42號(GT 42)、臺糖93/031(TT 93/031)、粵糖61號(YT 61)、桂糖49號(GT 49)和桂柳05-136(GL 05-136)。8個甘蔗品種均是湛江蔗區(qū)近年的主栽品種,當?shù)刂铺菑S收購量均較大。

1.1.2 試驗地概況 試驗地位于廣東省湛江市遂溪縣甘蔗產(chǎn)區(qū)(109°40′～110°25′E,21°00′～20°31′N)。遂溪縣屬亞熱帶季風氣候,地處熱帶北緣,土地肥沃,夏季光熱充足、雨量充沛、日照時間長,冬季少雨且氣溫較低,適合甘蔗糖分的積累,具有良好的甘蔗產(chǎn)業(yè)基礎[15]。

1.2 試驗設計與調(diào)查項目

本試驗采用隨機區(qū)組設計。蔗種砍為雙芽段,雙行“品”字形擺種,于2019年3月下種,2021年12月收獲第3年宿根蔗。每個品種設3個重復,種植行距1.5 m、行長10 m,每區(qū)5行。所有參試品種采用常規(guī)大田管理。參照文獻[16-18],測定主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀指標。(1)主要農(nóng)藝性狀包括:株高、葉長、葉寬、莖徑、節(jié)間長度、分蘗率、單莖重、有效莖數(shù)。株高用軟尺測量;選取+1葉片并用直尺測量葉長和葉寬;用軟尺測量中間莖節(jié)的節(jié)間長度;用游標卡尺測量莖徑;用電子秤測定單莖重。(2)主要經(jīng)濟性狀包括:蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量。錘度用愛拓數(shù)顯折射儀測定。蔗糖分=錘度×1.085 2-7.703[19];蔗莖產(chǎn)量=單莖重×有效莖數(shù);蔗糖產(chǎn)量=蔗糖分×蔗莖產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計與分析

采用 Excel 2022整理數(shù)據(jù);采用SPSS 26.0進行單因素方差分析;用Duncan新復極差法進行比較和差異顯著性檢驗(P<0.05);用Person′s相關系數(shù)表示相關性,同時進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 參試宿根蔗主要農(nóng)藝性狀的比較

8個參試宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)見表1。

表1 參試宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)1)Table 1 Main agronomic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.1.1 葉長、葉寬和株高 8個品種葉長在131.17～172.67 cm之間,其中海蔗22號、粵糖61號、臺糖93/031葉長顯著高于其他5個品種。8個品種葉寬在4.43～5.73 cm之間,其中海蔗22號葉寬最大、桂柳05-136最小。8個品種株高在284.00～353.33 cm之間,桂糖42號株高顯著高于其他品種,桂糖08-120和桂柳05-136則低于其他參試品種。

2.1.2 莖徑和節(jié)間長度 8個品種莖徑在28.38～32.43 mm之間,其中粵糖61號、桂糖08-120莖徑顯著高于其他品種,桂糖42號則顯著低于其他品種。8個品種節(jié)間長度在11.38～14.52 cm之間。桂糖49號節(jié)間長度最高,且顯著高于其他品種;桂糖42和桂糖58號其次,顯著高于除桂糖49號以外的其他品種;其余5個品種之間則無顯著差異。

2.1.3 分蘗率、單莖重和有效莖數(shù) 8個品種分蘗率在566.67%～850.00%之間,桂糖42號分蘗率最高、桂糖08-120最低。8個品種單莖重在1.93～2.32 kg之間,粵糖61號最高,顯著高于其他品種;桂柳05-136表現(xiàn)較差,僅1.93 kg。8個品種有效莖數(shù)在43 982.50～49 532.50條·hm-2之間,其中桂糖58號有效莖數(shù)最高(49 532.50條·hm-2),其次是粵糖61號(47 682.50條·hm-2)。

2.2 參試宿根蔗主要經(jīng)濟性狀的比較

由表2可知,8個宿根蔗品種在主要經(jīng)濟性狀上存在差異。8個品種的蔗糖分在12.42%～16.88%之間,桂糖49號含糖量顯著高于其他品種,臺糖93/031則顯著低于其他品種;8個品種蔗莖產(chǎn)量在87.63～110.61 t·hm-2之間,粵糖61號顯著高于其他品種,海蔗22號、桂糖42號和桂柳05-136蔗莖產(chǎn)量均低于90.00 t·hm-2;8個品種蔗糖產(chǎn)量在12.29～15.77 t·hm-2之間,桂糖49號和粵糖61號顯著高于其他品種,臺糖93/031和海蔗22蔗糖產(chǎn)量最低。綜合來看,桂糖49號和粵糖61號經(jīng)濟效益優(yōu)于其他參試品種。

表2 參試宿根蔗的主要經(jīng)濟性狀表現(xiàn)1)Table 2 Main economic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.3 參試宿根蔗主要性狀的相關分析

8個宿根蔗品種主要農(nóng)藝性狀與經(jīng)濟性狀的相關分析見表3。從表3可見,葉長與葉寬、單莖重呈極顯著正相關,與蔗糖分呈極顯著負相關,與株高無明顯相關性;莖徑與有效莖數(shù)呈顯著正相關,與單莖重呈極顯著正相關;節(jié)間長度與蔗糖分呈極顯著正相關;分蘗率與株高呈極顯著正相關,與莖徑呈極顯著負相關,與蔗糖分、蔗糖產(chǎn)量呈顯著負相關;蔗莖產(chǎn)量與葉長、葉寬呈顯著正相關,與莖徑、單莖重、有效莖數(shù)呈極顯著正相關,與蔗糖分呈顯著負相關;單莖重與株高呈顯著正相關,與葉寬呈極顯著正相關;蔗糖產(chǎn)量與莖徑、節(jié)間長度、單莖重、有效莖數(shù)、蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量呈極顯著正相關。綜上可見,雖然有些宿根蔗品種分蘗率表現(xiàn)較差,但若莖徑、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分等表現(xiàn)較優(yōu),仍可保持較高的蔗糖產(chǎn)量。

表3 參試宿根蔗主要性狀的相關性1)Table 3 Correlations of major traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.4 參試宿根蔗的主成分分析

2.4.1 性狀 對不同性狀進行主成分分析(表4)表明,主成分1～主成分4方差貢獻率分別為30.145%、25.609%、17.376%、11.133%,累計貢獻率達到84.263%,能夠反映所有性狀的主要信息,可作為篩選優(yōu)質(zhì)宿根蔗品種性狀的主要指標。在主成分1中,蔗莖產(chǎn)量特征向量最大,其次是莖徑、單莖重。莖徑、單莖重決定蔗莖產(chǎn)量,因此主成分1可稱為“蔗莖產(chǎn)量因子”。主成分2中,有效莖數(shù)特征向量最大,可稱為“有效莖數(shù)因子”。主成分3中,株高的特征向量最大,其次是蔗糖產(chǎn)量,可稱為“株高和蔗糖產(chǎn)量因子”。主成分4中,葉寬和葉長的特征向量最大,可稱為“葉片因子”。

表4 不同性狀的主成分分析Table 4 Principal component analysis of different traits

2.4.2 品種 通過主成分分析得到了8個品種在不同主成分上的得分。在主成分1中,粵糖61號得分最高,桂糖42號最低;在主成分2中,桂糖49號得分最高,臺糖93/031最低;在主成分3中,桂糖42號得分最高,桂柳05-136最低;在主成分4中,桂糖58號得分最高,海蔗22號最低。對8個品種綜合評價表明,得分排名前四的品種分別是粵糖61號、桂糖49號、桂糖58號和桂糖08-120,得分靠后的4個品種分別是海蔗22號、桂糖42號、臺糖93/031以及桂柳05-136(表5)。

表5 參試宿根蔗的綜合排名Table 5 Comprehensive ranking of ratoon sugarcane cultivars tested

3 小結

宿根蔗具有省種、省工、早熟,便于勞動力調(diào)配和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。通過實地調(diào)查同一區(qū)域內(nèi)種植的宿根蔗品種,有助于篩選強宿根品種[20]。本研究對湛江蔗區(qū)8個主栽品種第3年宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀調(diào)查表明,海蔗22號在葉長、葉寬上表現(xiàn)最優(yōu),桂糖42號株高及分蘗率高于其他品種,粵糖61號莖徑、單莖重優(yōu)于其他品種,桂糖49號節(jié)間長度優(yōu)于其他品種,且在蔗糖分上表現(xiàn)最優(yōu),桂糖49號、粵糖61號蔗糖產(chǎn)量優(yōu)于其他品種,桂柳05-136、臺糖93/031的主要經(jīng)濟性狀表現(xiàn)都較差。本研究中,分蘗率與蔗糖產(chǎn)量呈負相關,這可能是選擇的參試甘蔗品種數(shù)較少,從而對分析造成影響。下一步可通過增加宿根性差的品種進行比較,以減輕影響。進一步進行主成分分析表明,綜合性狀較好的是粵糖61號、桂糖49號、桂糖58號、桂糖08-120,綜合性狀較差的是海蔗22號、臺糖93/031、桂柳05-136、桂糖42號;參試甘蔗品種的主成分分析得分綜合排名為:粵糖61號>桂糖49號>桂糖58號>桂糖08-120>海蔗22號>桂糖42號>臺糖93/031>桂柳05-136。綜合方差分析、相關分析以及主成分分析結果表明,可將農(nóng)藝性狀的莖徑、單莖重以及蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量等主要經(jīng)濟性狀作為篩選3 a宿根蔗優(yōu)良品種的指標,這與前人的研究結果[21-23]相似。

綜上可見,適合湛江蔗區(qū)種植的強宿根蔗品種為桂糖49號和粵糖61號。該2個品種具有莖徑適中、單莖較重、含糖量以及蔗糖產(chǎn)量較高的優(yōu)良性狀,建議進一步推廣種植。此外,在篩選評價和引進強宿根品種時,建議以莖徑、蔗莖產(chǎn)量和含糖量作為主要的篩選指標。