甘蔗脱毒种苗第三代种茎不同体积单芽育苗差异及其移栽效果

范业赓 闫海锋 陈荣发 丘立杭 周慧文黄 杏 翁梦苓 吴建明 李杨瑞 韦生满

（1广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室/中国农业科学院甘蔗研究中心，530007，广西南宁；2马山县周鹿镇绿江专业种养合作社，530603，广西南宁）

广西是我国最大的糖料蔗和食糖生产基地，甘蔗年种植面积约77万hm2，但2001-2018年，甘蔗的平均单产和蔗糖分没有发生根本性变化（表1）。因此，在优良甘蔗品种前提下如何创新变革栽培方式，大幅度提高甘蔗产量和蔗糖分，对甘蔗生产健康发展具有重要意义。

表1 2001-2018年广西产糖量、甘蔗单产和蔗糖分变化Table 1 The changes of sugar production, sugarcane yield and sucrose content in Guangxi from 2001 to 2018

我国20世纪70-90年代对甘蔗育苗移栽已有相关研究，主要研究甘蔗同节位不同取种方法和全茎不同节位芽片的移栽差异、移栽密度、移栽叶龄以及移栽后增产增糖效果等方面[2-4]。近年来，广西研发并集成推广应用一系列甘蔗栽培技术，主要包括蔗地机械深耕深松、智能化施肥、蔗叶还田、节水灌溉、使用脱毒健康种苗、酒精发酵液定量还田、化学调控、甘蔗生产管理机械化和病虫草鼠综合防治等十大栽培技术[5]，极大地促进了我国甘蔗产业的发展。一些新的栽培技术不断涌现，如甘蔗健康种茎稀植栽培[6]、一次性施肥[7-8]、地膜全覆盖[8-9]、化肥减施[10]等相关技术。

虽然育苗移栽技术早期已有相关研究报道[11-12]，也针对移栽存在的问题制定了相关育苗技术，但是当时主要是以苗床育苗为主，导致移栽时难以保持根系完整[12]；而且健康种苗的育苗还处于起步阶段，均为常规种茎育苗，没能从根本上改变我国甘蔗以农民自留种为主的局面。经多年连续无性留种种植后，多种病原物反复侵染并在植株体内积累，抑制甘蔗正常生长，导致优良种性退化，质量和产量不断下降，给甘蔗生产造成极大损失。因此，如何消除蔗农自留种，实现甘蔗“育繁推一体化”仍是未来一段时间内需要攻关的难题。

本试验采用目前生产上大面积推广的健康种苗第3代种茎进行不同体积单芽秧盘育苗后移栽及常规种茎种植方式的比较，研究结果有助于推动现有甘蔗栽培模式从“甘蔗种茎”向“甘蔗种苗”变革，达到消除农民自留种的目的，提高甘蔗产量和蔗糖分。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试甘蔗品种为广西农业科学院甘蔗研究所自育品种桂糖42号，材料是用第3代种茎的完整单芽、1/2单芽和1/4单芽，通过秧盘育苗后移栽。

1.2 试验方法

试验于2018年5月-2019年2月进行。试验地为广西来宾市兴宾区廖平农场。

采用随机区组设计进行秧盘育苗。所有单芽均截取2.5cm长度的芽段，试验设完整单芽（单芽长度2.5cm）、1/2单芽（从芽背面切掉1/2）和1/4单芽（从1/2单芽背面再切掉1/2）3个处理，每个处理均设3次重复，每个重复3个秧盘，每个秧盘54穴。育苗具体流程（图1）为：双芽段（常规种茎种植）和所有单芽、1/2单芽和1/4单芽砍下后，分别浸泡于多菌灵3～5min防病，再浸泡度锐（美国先正达）10min防虫；然后把芽平摆于秧盘并盖上细土，保持秧盘土壤湿度在60%以上，在此过程中调查其生长情况。

图1 不同体积单芽甘蔗育苗流程Fig.1 The sugarcane seedling process of single buds with different bud sizes

田间试验采用随机区组设计，4个处理，分别是完整单芽、1/2单芽、1/4单芽育苗和常规种茎种植（双芽段，对照）。行距为1.2m，育苗移栽下种量均为52 500苗/hm2；常规种茎种植下种量为90 000芽/hm2。每个处理3次重复，每个小区种植5行，行长5m，重复3次，小区面积均为30m2（5m×6m），在区组四周设3行保护行。各处理之间除种苗差异外，其余的栽培方法、除草、培土、施肥等管理措施均一致。

1.3 测定项目及方法

秧盘育苗期间调查株高、苗粗（以靠近地面处测定）、根鲜重、根干重和叶片数。

大田试验甘蔗生长期间调查出苗率和分蘖率。2019年2月人工收获时测量4个处理甘蔗的株高、茎径、有效茎数和产量。其中，每小区随机选取20条进行茎径和株高的测量。茎径：使用游标卡尺测量中部茎径；株高：用株高尺从植株基部量起至最高可见肥厚带的高度。有效茎数指茎长超过1.0m（株高超过1.3m）、茎径大于1.5cm的甘蔗植株总数。测定小区有效茎数和小区产量，换算为单位面积产量。每个小区随机选取6条有效茎送当地糖厂化验室分析甘蔗蔗糖分。

1.4 数据分析

在Excel 2010中进行数据整理，用SPSS 20.0软件进行数据统计分析，用GraphPad Prism 8.2软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同体积单芽育苗生长差异

通过观察可以看出，完整单芽处理的株高、根重、苗粗和叶片数均比1/2单芽和1/4单芽高。调查分析结果（图2）显示，完整单芽处理株高分别比1/2单芽和1/4单芽处理提高了33.58%和48.75%，差异均达到极显著水平，而1/2单芽和1/4单芽之间差异不显著；完整单芽处理的苗粗分别比1/2单芽和1/4单芽处理提高了33.19%和51.42%，差异分别达到显著和极显著水平，而1/2单芽和1/4单芽处理之间差异不显著。完整单芽处理的叶片数、根鲜重和根干重分别比1/2单芽处理提高了50.00%、64.39%和34.67%，分别比1/4单芽提高了157.07%、192.68%和188.57%，除完整单芽和1/2单芽的根干重之间差异达显著水平，其余处理间差异均达到了极显著水平；而1/2单芽的叶片数、根鲜重和根干重分别比1/4单芽处理提高了71.38%、78.05%和114.29%，差异达极显著水平。

图2 不同体积单芽育苗生长分析Fig.2 Growth analysis of single buds with different sizes

2.2 不同处理之间甘蔗农艺性状比较

从表2可以看出，所有育苗后移栽的成活率均极显著高于常规种茎种植，并且不同体积单芽育苗处理（完整单芽、1/2单芽、1/4单芽）之间差异不显著；完整单芽处理的成活率为99.39%，而常规种茎种植成活率只有84.10%，比完整单芽的成活率降低了15.29个百分点。不同处理之间的分蘖率如表2所示，完整单芽和1/2单芽处理的分蘖率比1/4单芽处理分别高68.66%、61.34%，比常规种茎种植分别高51.32%、44.00%，差异达到极显著水平；完整单芽处理比1/2单芽处理分蘖率高，但差异不显著；1/4单芽处理和常规种茎种植的分蘖率差异不显著。不同处理的株高表现为完整单芽＞常规种茎＞1/2单芽＞1/4单芽，其中完整单芽株高显著高于其他处理，而常规种茎、1/2单芽和1/4单芽3个处理之间差异不显著。不同处理的有效茎数为完整单芽＞1/2单芽＞1/4单芽＞常规种茎，其中完整单芽处理的有效茎数比常规种茎种植多5 479条/hm2，两者差异达到极显著水平；而1/2单芽、1/4单芽和常规种茎3个处理之间差异不显著。不同处理的茎径差异结果为完整单芽和1/2单芽处理均高于1/4单芽和常规种茎种植，但4个处理之间差异不显著。

表2 不同处理甘蔗农艺性状比较Table 2 Comparison of sugarcane agronomic characters in different treatments

2.3 不同处理之间原料蔗产量比较

从表3可以看出，育苗移栽处理的原料蔗产量均高于常规种茎种植，其中完整单芽处理的原料蔗产量为112.66t/hm2，比常规种茎种植增加了17.29t/hm2，产量提高了18.13%，两者差异达到极显著水平；而1/2单芽和1/4单芽处理的原料蔗产量比常规种茎种植的分别提高了6.53%和5.50%，但差异不显著。

表3 不同处理原料蔗产量比较Table 3 Yield comparison of raw sugarcane under different treatments

2.4 不同处理之间甘蔗蔗糖分比较

从表4可以看出，育苗移栽处理的甘蔗蔗糖分均高于常规种茎种植，其中完整单芽处理的平均蔗糖分为14.47%，比常规种茎种植提高了1.10个百分点，差异达到显著水平；1/2单芽处理的平均蔗糖分比常规种茎种植提高0.91个百分点，差异也达到显著水平；而完整单芽和1/2单芽处理之间，1/4单芽处理和常规种茎种植之间的平均蔗糖分差异不显著。

3 讨论

蔗苗移栽后成活率的高低、返青滞长期的长短与蔗苗的齐、全、壮及生长期的延长有直接关系，因而也直接影响到甘蔗育苗移栽的成功与否[13]。张琼姿和翟金青[11]研究发现，双芽苗的素质较好，芽片苗先天不足，根点少、幼苗细弱、生长缓慢、死苗多；在幼苗4片叶时测定幼苗鲜重，双芽苗平均单株鲜重13.30～19.72g，芽片苗（相当于本试验中的1/4单芽苗）仅3.49～3.92g。本试验结果表明，完整单芽处理的株高、苗粗、根鲜重、根干重均明显优于1/2单芽和1/4单芽处理，且叶片数也多于1/2单芽和1/4单芽处理，说明种芽体积越大，苗的质量越高，这与张琼姿和翟金青[11]研究结果基本一致。20世纪70-80年代甘蔗育苗方式主要采用苗床露地育苗和苗床盖膜育苗，这2种育苗方式移栽时容易伤根，种植条件要求比较苛刻，移栽后有明显的返青滞长期，一般长达10～15d[12]；此时期健康种苗没有普及，全部是自留种育苗，导致种性退化。本试验用脱毒健康种苗第3代种茎进行育苗，发现蔗芽出苗比较整齐，而且移栽时种根基本布满秧盘穴，可以带营养土移栽，且营养土中含有相当多的水分和养料，移栽后容易成活，缩短返青滞长期，生长快，苗较整齐。但是利用脱毒健康种苗第3代育苗移栽也存在着种植密度大、育苗生产成本比常规种茎种植高、分蘖迟、分蘖成茎率不高等问题。因此，将种苗生产成本降至农民自留种水平是解决甘蔗种性退化、糖分降低和产量下降的关键。

表4 不同处理甘蔗蔗糖分比较Table 4 Sucrose content comparison of different treatments

甘蔗育苗移栽能够节约蔗种，保证全苗，有望实现从“甘蔗种茎”向“甘蔗种苗”的变革，最终达到消除农民自留种的目的，是保证甘蔗种源健康的有效途径。早期研究发现，育苗移栽的分蘖率、株高和有效茎数等均优于种茎直播，比种茎直播增产13.57%～15.50%，蔗糖分提高0.34%～1.21%[2-3，12-17]。本试验结果表明，所有育苗后移栽的成活率、分蘖率、株高、有效茎数和茎径均优于常规种茎种植，原料蔗产量和蔗糖分也高于常规种茎种植，其中完整单芽和1/2单芽处理与常规种茎种植原料蔗产量差异均达极显著水平，蔗糖分差异均达显著水平，而1/4单芽处理虽然有一定优势，但与常规种茎种植差异均不显著。育苗后移栽的增产和增糖效果明显，与前人[11，18]的研究结果基本一致。

与传统甘蔗种茎种植方法相比，甘蔗育苗移栽会大大减少甘蔗种植所需的甘蔗种茎，有效提高原料蔗产量和蔗糖分。但从育苗成本考虑，未来还是利用健康种苗1代种茎育苗移栽更有发展前景；利用健康种苗1代种茎育苗移栽，可减少种植密度，充分利用健康种苗1代种茎分蘖强的优势，提高分蘖成茎率，将下种量降到27 000～37 500株/hm2（数据未发表），育苗成本与常规种茎种植持平或略低，还可结合机械化种植，达到生长快、苗齐、有效茎数足等效果。

4 结论

甘蔗育苗移栽是节约蔗种、保证全苗，促进甘蔗生产发展的一项重要技术。由于育苗材料营养体大小不一样，对单芽苗的成活、分蘖、原料蔗产量和蔗糖分都有不同程度的影响。本研究中所有不同体积单芽育苗移栽处理的成活率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数和原料蔗产量均高于常规种茎种植，以完整单芽育苗的农艺性状、原料蔗产量和蔗糖分表现最好，可在生产上结合机械种植推广应用。