种植密度对桂糖49号组培苗农艺性状和产量的影响

梁 阗, 卢 文, 何为中, 罗亚伟, 高轶静, 游建华, 谭宏伟

(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 南宁 530007； 2.广西扶绥县农业农村局，广西 扶绥 531000；3.广西农业科学院，广西 南宁 530007)

甘蔗是广西种植面积最大的经济作物。多年来广西的甘蔗种植总面积及蔗糖产量均占全国甘蔗种植总面积及蔗糖总产量的60%以上[1-3]。甘蔗生产包括营养体种茎种植和组培苗种茎种植。目前，甘蔗种植用种以营养体种茎为主。长期无性繁殖导致花叶病、黑穗病、宿根矮化病等各种病菌在种苗中累积而引发病害，造成优良性状严重退化，蔗茎产量与蔗糖品质下降，且通过物理和化学常规方法难以消除这些病菌。利用组织培养技术生产的脱毒组培苗，可以脱去花叶病、宿根矮化病等病菌，实现甘蔗生产用种健康、无毒化，使甘蔗品种的高产稳产性能得以保持，产量和质量进一步提高[4-9]。受培养基中的激素或其他因素影响，具有组培效应的组培苗在第1代种茎繁育过程中会产生较多的分蘖苗，其中部分分蘖苗虽然能生长成有效种茎，但蔗茎明显变细[4,8]；其余分蘖苗因生长不良而出现大量生理死亡[10-11]。由于组培苗生产成本较高，而糖料蔗价格较低，因此组培苗一般不用作糖料蔗生产，主要用于良种的快速扩繁[12]。

种植密度的改变使单位面积内的作物数量不同，作物对水分、营养和阳光的竞争程度也相应发生变化，从而影响作物产量[13-14]。陆文娟等[15]研究表明，下种芽数在7.5～13.5万个·hm-2之间，桂糖32号的有效茎数及产量随种植密度增加而提高；段维兴等[16]研究表明，蔗芽在9.0～12.0万个·hm-2的密度内，桂糖29号的有效茎数及产量随种植密度增加而降低；裴铁雄等[17]研究显示，福农39号下种蔗芽数以15万个·hm-2获取的有效茎数及产量最高。说明种植密度与甘蔗有效茎数及产量密切相关，合理的种植密度对甘蔗有效茎数及产量具有促进作用。目前有关组培苗种植密度对甘蔗农艺性状和产量影响的研究鲜有报道。本研究在扶绥县昌平蔗区进行脱毒健康组培苗不同密度水平种植试验，探讨种植密度对脱毒组培苗农艺性状及产量的影响，以筛选适宜的种植密度，为加快茎尖脱毒第1代种茎的大田繁育速度、降低生产成本提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为桂糖49号茎尖脱毒健康组培苗(利用甘蔗试管苗光合自养生根技术生产)，由广西农业科学院甘蔗研究所提供。

1.2 试验方法

试验在扶绥县农科所昌平甘蔗试验基地进行，前茬为甘蔗。供试蔗地为旱地，红壤土，pH值5.5，土壤肥力中上。试验设6个处理(表1)，3次重复,随机区组排列，周边设保护行(排)。小区行长8.0 m，5行区，小区面积48 m2，共18个小区。2018年6月16日种植，定植后连续3 d淋定根水，组培苗存活率100%；拔节前结合中耕培土施尿素450 kg·hm-2、45%复混肥(N∶P∶K=15∶15∶15)1 500 kg·hm-2；其他田间管理与大田生产相同，2019年3月29日砍收；2019年4月上旬宿根蔗破垄，分蘖期施46.6%尿素450 kg·hm-2，拔节前结合大培土施45%复混肥1 500 kg·hm-2，12月18日砍收。

表1 不同处理种植密度设置Table 1 Planting density design for different treatments

1.3 调查项目

本试验以繁育种苗为目的，因此未检测甘蔗品质。

1.3.1 组培苗新植 种植后60 d(盛苗期)调查蔗苗分蘖数，即每小区调查中间3行所有分蘖苗，取平均值；分蘖苗数和主茎苗之和为甘蔗总苗数。砍收时，调查各处理小区茎高≥60 cm的蔗茎数(组培苗新植作蔗种)、茎径、有效蔗芽数及产量。

1.3.2 组培苗宿根 调查发株率，发株率/%=(宿根蔗有效茎数/上茬甘蔗有效茎数)×100；砍收时，调查各小区茎高≥100 cm的有效茎数(宿根作原料蔗时)、茎径及蔗茎产量。

1.4 数据统计

试验数据采用Excel 2010和DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 种植密度对新植蔗分蘖及成茎的影响

从表2可知，各处理蔗苗数、分蘖率、蔗茎数和成茎率均随着种植密度的增加而减少，蔗苗数除相近密度处理差异不显著外，其他各处理间差异均显著甚至极显著；分蘖率以F处理最高，A处理最低；蔗茎数除F处理与E处理差异不显著外，其他各处理间差异均显著甚至极显著；成茎率以F处理最高，A处理最低，除F 处理与 E、C 与 D 处理差异不显著外，其他各处理间差异都极显著。蔗苗数、分蘖率、蔗茎数、成茎率与种植密度呈负相关，究其原因主要是组培苗种植密度越低，田间透光越强、光照较多，促进侧芽萌发，产生分蘖苗多、分蘖率高；同时也利于光合作用，光合产物供应充足，促进蔗苗早生快长，形成有效蔗茎多、成茎率相对也高。以上结果表明，不同种植密度对甘蔗分蘖或成茎产生显著或极显著影响。

表2 不同种植密度的新植蔗分蘖率及成茎率1)Table 2 Rate of tillering and effective stem formation of newly planted seedlings under different planting densities

2.2 种植密度对甘蔗农艺性状和产量的影响

2.2.1 新植组培苗 表3显示，新植组培苗株高、茎径随种植密度的增加而减少，株高除A处理与F、E处理差异显著外，其他各处理间差异不显著；茎径F、E、D处理分别与B、A处理差异显著，其他处理间差异不显著；有效茎以B处理最多，A处理次之，其他处理随种植密度的减小而递减，其中B、A处理与其他处理差异极显著；产量以B处理为最高，A处理次之，其他处理随种植密度的减小而递减，B、A处理与其他处理差异极显著。说明种植密度对新植蔗农艺性状及产量具有显著或极显著的影响。

表3 不同种植密度的甘蔗产量性状表现1)Table 3 Yield performance of sugarcane under different planting densities

2.2.2 宿根蔗 表3显示，宿根蔗株高随种植密度减少先增高后降低，但各处理间差异不显著；茎径随种植密度的减小而增加，各处理间茎径差异不显著；发株率随种植密度的减小而递增，以F处理最高，A处理最低；有效茎数随种植密度减少先递增后递减，以C处理最高、F处理最低，各处理间差异不显著；产量也是随种植密度减少先递增后递减，以D处理最高、F处理最低，各处理间差异不显著。或是由于桂糖49号宿根性强、 宿根发株率高和分蘖力强[18]，同时下茬宿根蔗在生长中、后期遇上连续一百多天无雨干旱天气以及秋冬季的低温，严重影响甘蔗植株生长，造成高密度处理的大部分分蘖苗得不到充足的水分而生理死亡，导致有效茎减少、植株变矮、茎径小。受低温干旱的极端环境条件制约，单位面积的生物量产出水平相当，故各种植密度对下茬宿根蔗农艺性状(株高、茎径和有效茎数)和产量的影响均不显著。

2.3 种植密度对新植蔗蔗芽数的影响

有效茎(株)数及株有效蔗芽数是构成单位面积有效蔗芽数的主要因素。种植脱毒健康组培苗主要目的是尽可能生产更多的有效蔗芽。表4表明，单株有效蔗芽数随种植密度减小而增加，F处理最多、A处理最少，其中，F、E处理分别与A、B、C处理差异达极显著水平、与D处理差异达显著水平，D处理与A处理差异达显著水平。单位面积有效蔗芽数由高到低依次为：B>A>C>E>D>F，B处理分别与F、E、D处理差异达极显著水平、与C处理差异达显著水平；A处理与F处理差异达极显著水平、分别与E、D、C处理差异达显著水平。种植密度降低，蔗株获得的阳光、肥力等相对充足，生长相对快、单株蔗芽数相对多，但因有效茎数量减少幅度大，最终单位面积有效蔗芽数以有效茎数最多的B处理为最高。由此可见，与单株蔗芽数相比,有效茎数对单位面积有效蔗芽数影响更大。

表4 种植密度对新植蔗蔗芽数的影响1)Table 4 Effect of planting density on the number of buds of newly planted sugarcane

3 讨论与结论

甘蔗组培苗生产成本较高，主要用于种茎生产种植，因此单位面积有效茎数、产量及有效蔗芽数等性状是组培苗种植的重要指标。目前，生产上主要通过加大种植密度和蔗株分蘖来增加单位面积有效茎数和产量，但相较于分蘖，种植密度对单位面积有效茎数和产量影响更大[10,19-21]；适宜的种植密度是获取较多有效茎数和较高产量的关键。本研究表明，组培苗新植蔗在株距40～90 cm·株-1密度范围内，以B处理(株距50 cm)甘蔗有效茎数、产量和单位面积有效蔗芽数最高，分别为94 590株·hm-2、53.99 t·hm-2和1 327 098 个·hm-2最高；F处理(株距90 cm)最低，分别为76 050株·hm-2、44.16 t·hm-2和1 143 032 个·hm-2，甘蔗分蘖率、成茎率、株高、茎径等随着种植密度增加而递减；单株有效蔗芽数随种植密度增加而减少。密度至50 cm·株-1后，有效茎数、产量及有效蔗芽数达最高值并趋于稳定，密度继续增加到40 cm·株-1，有效茎数反而减少，导致产量及有效蔗芽数下降。不同种植密度对下茬宿根蔗株高、茎径、有效茎和产量影响不明显，单株有效蔗芽数和单位面积有效蔗芽数与株高、茎径、有效茎和产量密切相关。由此推断，株距在40～90 cm之间对单株有效蔗芽数和单位面积有效蔗芽数的影响也不显著，且生产上宿根蔗一般作为原料蔗，很少作为种茎留种。因此，本研究未调查宿根蔗单位面积有效蔗芽数。

供试品种桂糖49号分蘖力强、分蘖成茎率高、宿根蔗发株率高和宿根性强[18]，且新植蔗种植于6月，时处高温强光多雨的夏季气候，利于甘蔗分蘖和蔗苗生长。下茬宿根蔗在2019年8月中旬至12月遭遇连续一百多天无雨干旱天气以及秋冬季的低温，导致甘蔗生长减慢、有效生长期相对减短，蔗株较矮小，有效茎数少。因此，本试验仅反映特定品种特定种植时期和特定气候条件的组培苗密度对甘蔗生长的影响，有关其他品种、不同植期的影响有待于进一步探讨。

致谢：谢金兰、刘红坚、刘丽敏和黄日宏同志参与了本研究工作，谨此致谢！