应用甘蔗蔗蔸形态特征评价甘蔗宿根性研究

林兆里，罗方喻，林承宥，张垲睿，阙友雄，罗 俊*，张 华

（1福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心，福建福州 350002；2福州第四中学，福建福州 350002）

0 引言

【研究意义】甘蔗（spp.hybrid）是禾本科甘蔗属多年生作物，是我国重要的糖料作物，可多年宿根（Li et al.，2016）。与新植甘蔗相比，宿根甘蔗具有节省劳动力、降低生产成本及甘蔗品质较高、抗逆性强等特点，在甘蔗生产中占有重要地位（Xu et al.，2021）。澳大利亚、巴西和美国的甘蔗宿根年限可长达4~7年（Gomathi et al.，2013）。在我国广西、云南等甘蔗主产区，宿根蔗种植面积约占甘蔗种植面积的60%~70%，宿根年限一般为2~3年，且存在宿根蔗产量较低的现象。甘蔗宿根性的好坏，直接影响宿根蔗的萌发率，从而对甘蔗产量造成影响（Olaoye，2001；刘洪博等，2013）。为缓解甘蔗生产过程中劳动强度大、劳动力成本上升和甘蔗经济效益持续低迷等不利影响，甘蔗生产全程机械化已成为推动甘蔗可持续发展的重要举措。但在甘蔗生产全程机械化推广中，面临因机械收获造成耕层碾压和蔗头损伤导致宿根蔗减产和宿根年限缩短等问题（陈超君等，2011；Baquero et al.，2012；李儒仲等，2013；李毅杰等，2017），宿根性已成为评价甘蔗品种（系）是否适宜机械化收获的重要指标之一。蔗蔸在适宜环境条件下萌发形成宿根蔗，蔗蔸中地下芽库和根系直接影响宿根蔗茎蘖数的构成与生长发育，是营养物质、水分吸收、储存和转运的重要场所，并在植物结构支撑和抗逆性等方面发挥重要作用，直接关系到甘蔗生物量和宿根性表现。蔗蔸作为宿根甘蔗萌发的最主要器官，通过分析蔗蔸形态特征与甘蔗宿根性间的内在联系，对甘蔗宿根性评价及强宿根性甘蔗品种选育具有重要指导意义。【前人研究进展】前人已有较多关于甘蔗宿根性的研究。Bashir等（2012）研究6个甘蔗品种在不同收获时期的宿根性表现，发现宿根性强的甘蔗品种具有更多的芽数量和有效茎数。Gomathi等（2013）通过对11个甘蔗品种宿根性的生理研究，发现宿根性较弱的甘蔗品种其分蘖较低，且植株生长和根系发育不良。刘高源等（2017）对23个甘蔗品种的芽库特征进行分析，结果表明芽形态在甘蔗品种间存在显著差异，芽数量间的差异主要体现在高位芽的数量方面。Hassan等（2017）研究5个甘蔗品种（系）在不同收获日期下的宿根性，发现宿根蔗产量高度依赖于芽的总数。覃伟等（2017a，2017b）通过对比不同宿根性甘蔗的表现，发现强宿根性甘蔗具有地下茎平均节间小、有效分蘖数多、地下芽总数多和发株数多等特点，宿根性和蔗蔸形态密切相关。Zhao等（2020）对20个甘蔗实生苗组合的根系性状和地上部性状进行分析，结果表明根长、根表面积、根体积与宿根株高呈显著相关，根体积与宿根理论产量呈显著相关。杨荣仲等（2021）分析了不同地点的甘蔗家系宿根性，结果表明宿根发株率与甘蔗产量相关农艺性状的宿根性存在显著正相关，甘蔗宿根性选择可通过宿根发株率或产量相关农艺性状的宿根性进行间接选择。【本研究切入点】鉴于蔗蔸所处环境的复杂性和研究方法的相对滞后性，目前对甘蔗宿根性的评价主要通过宿根发株情况和蔗茎产量等地上部性状（韦开军等，2018；黄玉新等，2019），而对与之相关的蔗蔸形态特征较少涉及，更未见蔗蔸形态特征与甘蔗宿根性间内在联系的研究。【拟解决的关键问题】通过分析不同甘蔗品种（系）间蔗蔸形态特征差异，建立蔗蔸形态特征评价体系，分析蔗蔸形态特征与甘蔗生物量、宿根性间的内在联系，综合评价甘蔗的宿根潜力，挖掘宿根特异性种质资源，明确影响甘蔗生物量与宿根性构成的主要蔗蔸形态特征，为强宿根性甘蔗种质资源的鉴定评价和种质创新提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2020—2021 年在福建农林大学进行试验。试验地土壤类型为赤红壤，前作为甘蔗，土壤理化性质：pH 6.50、有机质50.72 g/kg、全氮1.06 g/kg、有效磷56.88 mg/kg、速效钾162.50 mg/kg。

1.2 试验材料

试验以29个甘蔗品种（系）为参试材料，分别为：桂糖06-1492（GT06-1492）、桂糖54号（GT54）、桂糖57号（GT57）、桂糖08-1533（GT08-1533）、桂糖42号（GT42）、云蔗08-1095（YZ08-1095）、云蔗09-1601（YZ09-1601）、云瑞10-197（YR10-197）、云瑞10-701（YR10-701）、粤糖00-236（YT00-236）、粤糖60号（YT60）、粤甘47号（YG47）、粤甘48号（YG48）、粤甘50号（YG50）、福农38号（FN38）、福农41号（FN41）、福农09-2201（FN09-2201）、福农09-7111（FN09-7111）、福农09-4095（FN09-4095）、福农09-12206（FN09-12206）、闽糖06-1045（MT06-1045）、闽糖07-2005（MT07-2005）、德蔗07-36（DZ07-36）、德蔗09-78（DZ09-78）、柳城05-136（LC05-136）、柳城07-150（LC07-150）、柳城07-506（LC07-506）、海蔗22号（HZ22）和新台糖22号（ROC22）。供试甘蔗品种（系）均由福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心提供。

1.3 试验方法

试验采用美植袋种植。美植袋直径45 cm、深55 cm。每个参试甘蔗品种（系）4个重复，每个重复种植2袋，重复间采用随机区组排列。采用单芽蔗茎种植于距离美植袋底部45 cm处，每袋种植2段蔗茎，待出苗齐整后每袋留取健康植株1株，甘蔗培土时覆土10 cm。田间栽培管理同当地大田生产一致。

供试甘蔗品种（系）于2020年1月种植，2021年1月完成地上部农艺性状调查后进行人工砍收，留宿根。甘蔗砍收位置与美植袋上表面齐平。2021年4月待甘蔗宿根发株齐整后挖掘蔗蔸，洗净，观测相关指标。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 地上部农艺性状 以袋为统计单元，在甘蔗分蘖期统计分蘖总苗数，在甘蔗砍收前统计有效茎数（），计算分蘖率（）和成茎率（）。在甘蔗宿根发株齐整后统计宿根总苗数（），计算宿根发株率（）。分蘖率（%）=（分蘖总苗数-基本苗）/基本苗×100，基本苗=1株；成茎率（%）=有效茎数/分蘖总苗数×100；宿根发株率（%）=宿根总苗数/有效茎数×100。

1.4.2 蔗蔸形态特征 宿根蔗发株齐整后采用挖掘法进行蔗蔸取样，去除种植残留的蔗种及种根，蔗蔸经清洗、去杂后测定蔗蔸形态特征。采用排水法测定蔗蔸体积（）；以蔗蔸的横向宽度为蔗蔸宽度（），以蔗蔸的纵向深度为蔗蔸深度（）；以宿根蔗的地下茎基部到土表的平均距离为地下茎高度（）；以土表上分蘖茎与主茎间的平均距离作为株间距（）；统计每袋甘蔗植株地下芽总数（），根据地下芽的干瘪情况辨别健康芽数，计算健芽率（）；以土表以下5~10 cm深度的宿根蔗萌发苗数作为低位芽萌芽数（）、以土表以下0~5 cm深度的宿根蔗萌发苗数作为高位芽萌发数（）。健芽率（%）=健康芽数/地下芽总数×100。

采用Epson数字化扫描仪（Expression 12000XL）扫描洗净的甘蔗根系，采用WinRHIZO Pro进行根系形态特征分析（赵丽萍，2017），分别测定根长度（）、根表面积（）、根直径（）、根体积（）、根尖数（）、根分支数（）和根交叉数（）。

1.4.3 甘蔗生物量 待蔗蔸形态特征指标观测后，将地上部植株（含蔗茎、蔗梢和蔗叶）及地下部蔗蔸在电热鼓风干燥箱内105 ℃杀青0.5 h，80 ℃烘干至恒重，测定地上部生物量（）和蔗蔸生物量（），并计算根冠比（）。根冠比（%）=蔗蔸生物量/地上部生物量×100。

1.5 统计分析

试验数据利用Excel 2019和SPSS 22.0进行统计分析。采用Shannon-Wiener进行多样性指数分析（郝曦煜等，2020）；采用ANOVA单因素法进行方差分析；采用Pearson相关分析法进行简单相关分析；通过控制除分析的两变量外的其他变量，对两变量间进行偏相关分析；采用多元线性回归中的逐步法建立性状指标与甘蔗生物量、宿根性间的多元回归方程，对多元回归后的相关性状进行通径分析（杜家菊和陈志伟，2010；杨玉霞等，2016）；采用最大方差法旋转获得因子载荷矩阵，计算因子得分；根据因子得分，以欧式距离作为甘蔗品种（系）间距离，采用Ward联接法对供试甘蔗品种（系）进行系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 甘蔗品种（系）地上部农艺性状与蔗蔸形态特征分析

由表1可知，供试甘蔗品种（系）的7个地上部农艺性状的变异系数范围为21.93%~44.67%，平均为28.35%。其中分蘖率的变异系数最大，为44.67%，其次为成茎率，为31.11%，表明这2个农艺性状具有较大的遗传变异和遗传改良空间。宿根总苗数的变异系数最小，为21.93%，具有较强遗传稳定性。除根冠比外，地上部生物量、有效茎数、分蘖率、成茎率、宿根总苗数和宿根发株率6个农艺性状均在供试甘蔗品种（系）间存在极显著差异（<0.01，下同），说明供试甘蔗品种（系）在生物量和宿根性上具有丰富的表型差异。地上部农艺性状的多样性指数范围为1.711~1.991，平均为1.894。成茎率的多样性指数最高，为1.991，宿根发株率的多样性指数最低，为1.711。

供试甘蔗品种（系）的17个蔗蔸形态特征的变异相对丰富，变异系数范围为7.26%~49.47%，平均为29.72%。其中变异系数较高的蔗蔸形态特征是根体积和根交叉数，分别为49.47%和49.36%，变异系数较小的是地下茎高度和健芽率，分别为8.00%和7.26%。除高位芽萌发数外，其余16个蔗蔸形态特征均在供试甘蔗品种（系）间存在显著（<0.05，下同）或极显著差异，说明供试的29个甘蔗品种（系）拥有丰富的地下茎、地下芽库和根系形态特征差异。蔗蔸形态特征的多样性指数范围为1.616~2.030，平均为1.913。蔗蔸宽度、地下芽总数、根尖数和健芽率的多样性指数均高于2.0，其中蔗蔸宽度的多样性指数最高，为2.030。根体积、宿根发株率、蔗蔸生物量和有效茎数的多样性指数较低，其中根体积的多样性指数最低，为1.616。以上分析结果表明，供试的甘蔗品种（系）在地上部农艺性状和蔗蔸形态特征上拥有较丰富的遗传多样性，各性状在品种（系）间差异明显，同一性状的变异系数和多样性指数表现不完全一致。

2.2 甘蔗地上部农艺性状与蔗蔸形态特征的相关分析

供试甘蔗品种（系）的24个性状相关分析结果（表2）表明，甘蔗地上部农艺性状与蔗蔸形态特征间关系密切。其中，地上部生物量与蔗蔸生物量、有效茎数、分蘖率、宿根总苗数、蔗蔸体积、蔗蔸宽度、蔗蔸深度、株间距、高位芽萌发数、低位芽萌发数、根长度、根表面积、根体积、根尖数、根分支数和根交叉数16个性状呈显著正相关，与根冠比呈显著负相关。蔗蔸生物量与地上部生物量、根冠比、分蘖率、蔗蔸体积、蔗蔸宽度、蔗蔸深度、地下茎高度、株间距、地下芽总数、高位芽萌发数、低位芽萌发数、根长度、根表面积、根直径、根体积、根尖数、根分支数和根交叉数18个性状呈显著正相关，与成茎率呈极显著负相关。宿根总苗数和宿根发株率是甘蔗品种（系）宿根性评价的重要指标，两指标间呈极显著正相关。宿根总苗数与地上部生物量、宿根发株率、地下芽总数和低位芽萌发数呈显著正相关。宿根发株率与宿根总苗数、地下芽总数、低位芽萌发数呈显著正相关，与有效茎数、成茎率、地下茎高度呈显著负相关。

从简单相关分析结果可知，性状间的关联较强，影响较复杂。进一步对甘蔗性状进行偏相关分析，结果表明，地上部生物量与蔗蔸生物量、有效茎数、地下芽总数呈显著正相关，与根冠比呈极显著负相关。蔗蔸干重与地上部生物量、根冠比、蔗蔸体积呈极显著正相关，与蔗蔸宽度呈显著负相关。宿根总苗数与成茎率、宿根发株率、地下芽总数呈极显著正相关。宿根发株率与宿根总苗数呈显著正相关，与有效茎数、分蘖数、成茎率和高位芽萌发数呈显著负相关。

2.3 甘蔗地上部农艺性状与蔗蔸形态特征的多元回归及通径分析

2.3.1 地上部生物量与蔗蔸形态特征的多元回归及通径分析 为进一步探明蔗蔸形态特征对甘蔗地上部生物量的影响，采用多元逐步回归分析建立回归模型。根冠比性状为地上部生物量的衍生指标，因此未纳入回归模型。以甘蔗地上部生物量（）为因变量，其他性状为自变量，其最佳回归方程为：=109.093+0.476+33.059+0.004+12.275（=0.418，<0.01），说明蔗蔸体积（）、有效茎数（）、根交叉数（）和地下芽总数（）是影响甘蔗地上部生物量构成的关键性状，其决定系数达41.75%。进一步对相关的关键性状进行通径分析，结果见表3。直接通径系数越大，对因变量的直接影响也越大。4个性状对地上部生物量的直接通径系数均为正向效应，其中以蔗蔸体积的影响最大，有效茎数、根交叉数和地下芽总数的影响依次减小。其中蔗蔸体积对地上部生物量的影响不仅通过自身直接通径系数影响，还通过根交叉数间接影响。有效茎数和地上部生物量间的简单相关系数与直接通径系数较接近，说明有效茎数对地上部生物量的影响主要取决于自身。根交叉数和地下芽总数对甘蔗地上部生物量的影响不仅通过直接通径系数影响，而且通过蔗蔸体积间接影响。

2.3.2 宿根发株率与蔗蔸形态特征的多元回归及通径分析 宿根发株率是甘蔗宿根性的重要评价指标。以宿根发株率（）为因变量，其他性状为自变量，建立多元逐步回归方程=123.277-56.928+19.147-0.469（=0.657，<0.01）。有效茎数（）、地下芽总数（）和蔗蔸生物量（）均是影响宿根发株率构成的重要指标，其决定系数达65.70%。表4结果显示，地下芽总数对宿根发株率的直接通径系数为正向效应且较高，为0.589，地下芽总数还通过有效茎数的负效应间接对宿根发株率产生影响。有效茎数对宿根发株率的直接通径系数为负效应，且较大，达-0.714。虽然蔗蔸生物量与宿根发株率间相关性不显著（>0.05），但其直接通径系数较大。说明有效茎数和蔗蔸生物量不仅通过自身的负效应产生影响，还通过地下芽总数的正向效应间接对宿根发株率产生影响。

2.4 地上部农艺性状与蔗蔸形态特征的因子分析

根据2.1供试甘蔗品种（系）地上部农艺性状与蔗蔸形态特征差异分析结果，根冠比和高位芽萌发数2个性状在供试甘蔗品种（系）间无显著差异，因此不纳入后续因子分析。对供试的29个甘蔗品种（系）其余的22个性状指标进行因子分析，相关矩阵经KMO和Bartlett，s检验，KMO=0.76，Bartlett，s=2984.13（<0.01），适合进行因子分析，旋转后的因子载荷矩阵见表5。共提取7个因子，方差累积贡献率达82.09%，包含测定的22个性状大部分信息。

第1因子贡献率为36.68%，地上部生物量、蔗蔸生物量、蔗蔸体积、根长度、根表面积、根尖数、根分支数和根交叉数对第1因子有较强的正向载荷，主要反映甘蔗生物量及根系性状，即生物量和蔗蔸根系性状因子。第2因子贡献率为12.65%，健芽率、低位芽萌发数、根直径和根体积对第2因子有较强的正向载荷，主要反映甘蔗地下芽质量及萌发情况，可称为地下芽质量因子。第3因子贡献率为9.84%，宿根总苗数和地下芽总数对第3因子有较强的正向载荷，反映地下芽库中芽总数较高的甘蔗品种（系）宿根总苗数也较高，可称为宿根总苗数因子。第4因子贡献率为7.88%，分蘖率载荷较高且为正值，成茎率的载荷较高但为负值，主要反映分蘖率较强的甘蔗品种（系）成茎率较低，可称为甘蔗分蘖、成茎因子。第5因子贡献率为5.83%，有效茎数具有较强的正向载荷，而宿根发株率为负向载荷，主要反映有效茎较多的甘蔗品种（系）其宿根发株率较低，可称为宿根发株率因子。第6因子贡献率为4.95%，蔗蔸宽度和株间距对第6因子具有较强正向载荷，反映株间距较宽的甘蔗品种（系）其根分布也较广，体现甘蔗植株基部株型性状，可称为甘蔗株型因子。第7因子贡献率为4.26%，蔗蔸深度和地下茎高度对第7因子具有较强的正向载荷，主要反映甘蔗根系在耕层的纵向分布，可称为蔗蔸深度因子。

2.5 地上部农艺性状与蔗蔸形态特征的聚类分析

以因子分析中提取的7个关键因子为指标，采用系统聚类法，对供试甘蔗品种（系）进行聚类分析，在遗传距离15.00处可将29个供试甘蔗品种（系）划分为4个类群，见图1和表6。第Ⅰ类包含GT42、GT54、YZ08-1095、FN09-12206、LC05-136和DZ07-36共计6个品种（系），该类群甘蔗品种（系）的特征为甘蔗地上部生物量高，宿根发株较好，地下根系发达，地下芽健康且宿根萌芽数多，分蘖率较高，甘蔗根系入土较深且分布较广。第Ⅱ类包含YG50、GT08-1533、FN09-4095、HZ22、LC07-150、FN38、FN41和FN09-7111共计8个品种（系），该类群甘蔗品种（系）的特征为生物量较高，宿根性好，地下根系较发达，地下芽健康，根系分布中等但较深。第Ⅲ类包含FN09-2201、YT60、GT57、DZ09-78、YR10-701、YZ09-1601、LC07-506和YR10-187共计8个品种（系），该类群甘蔗品种（系）的特征为甘蔗生物量中等，地下根系和地下芽库较弱，分蘖率低但成茎率高，宿根发株相对较差，根系分布中等但较浅。第Ⅳ类包含YG47、GT06-1492、YG48、MT06-1045、MT07-2005、ROC22和YT00-236共计7个品种（系），该类甘蔗品种（系）的特征为生物量较低，地下根系较弱，地下芽数较为健康但低位芽萌发数少，分蘖率低但成茎率高，宿根发株差，根系分布较窄且浅。

3 讨论

本研究通过对29个甘蔗品种（系）的7个地上部农艺性状和17个蔗蔸形态特征研究发现，除根冠比和高位芽萌发数2个性状外，其余22个性状均在甘蔗品种（系）间存在显著差异，说明甘蔗的生物量、宿根性及蔗蔸形态特征在基因型间存在显著差异。马丽等（2010）对不同甘蔗品种（系）进行多年宿根性评价，结果表明甘蔗生物量和宿根性在不同甘蔗品种（系）间存在显著差异。Pierre等（2019）的研究也揭示甘蔗根系形态特征在不同甘蔗品种（系）间存在显著差异。本研究结果与上述研究结果一致。本研究中，24个性状具有较大的变异系数和遗传多样性，尤其在甘蔗生物量、宿根性和蔗蔸上表现出丰富的遗传多样性和表型差异，蔗蔸形态特征具有较大的遗传改良空间和遗传多样性。但是，性状的变异系数与各自的多样性指数存在一定差异，如健芽率的变异系数最低，多样性指数较高，而根体积的变异系数最高，可多样性指数最低。主要是由于指标的内在含义不同，变异系数反映表型性状数据的变异程度，而Shannon-Wiener多样性指数则是表型性状不同表现等级和数量分布，即丰富度和均匀度的综合评价（许晴等，2011）。需要特别强调的是，甘蔗生物量、宿根性指标均与蔗蔸形态特征（地下茎、地下芽和根系）间显著相关，说明蔗蔸形态特征在甘蔗生物量累积和宿根性形成中发挥重要作用。

甘蔗蔗蔸包含地下茎、地下芽和根系等器官，是甘蔗营养物质吸收、储存和转运的重要场所，在生物量构成中发挥重要作用。邓祖湖和林彦铨（2000）认为宿根能力要和产量性状相结合才能更好、更全面地评价甘蔗品种的宿根性和宿根种植效应。本研究表明，甘蔗生物量与蔗蔸形态特征间关系密切，且是相互影响的关键性状，表明蔗蔸生长发育直接影响甘蔗的高产稳产，蔗蔸及根系较发达的甘蔗品种（系）具有较高的生物量，与玉米（江大龙等，2014）、大豆（杨秀红等，2002）等作物的研究结果一致，有望通过对蔗蔸形态特征的遗传改良提高甘蔗生物量。陈达刚等（2013）研究认为具有根系发达、根系分布广且较深、吸收面积大等特点的植物，能有效促进营养元素和水分的吸收利用，增强植株的抗倒性和抗逆性，有利于高产稳产。甘蔗其他性状也同生物量关系密切，如根冠比和蔗蔸体积。根冠比对甘蔗生物量构成具有较大贡献，但蔡昆争等（2005）研究表明根冠比过大会影响植株生物量积累，可能是由于较大的根系会消耗部分营养成分，与地上部存在一定程度的竞争关系，具体机制有待进一步研究。蔗蔸体积与甘蔗地上部生物量、蔗蔸生物量均显著正相关，是甘蔗生物量构成的关键因子之一，说明对具有根系外展性的甘蔗品种（系）而言，其产量也较高，这可能与甘蔗根系的水分养分吸收空间有关。发达的蔗蔸是甘蔗生物量的基础，地上部生物量是蔗蔸及根系生长状况的重要指征，二者是一个有机整体，相辅相成，因此在甘蔗品种选育过程中，加强对蔗蔸形态特征的遗传改良有利于促进甘蔗产量的提升。

蔗蔸是宿根蔗萌发的主要器官，直接影响翌年宿根的好坏。目前，宿根发株率和宿根总苗数是甘蔗宿根性评价最常用指标之一（马丽等，2010；刘洪博等，2013）。Hassan等（2017）研究发现，宿根蔗产量高度依赖于宿根总苗数，宿根总苗数能直接反馈宿根有效茎数。本研究发现宿根发株率与宿根总苗数密切相关，因此采用宿根发株率进行宿根性评价。影响宿根发株率构成的关键性状包括地下芽总数、有效茎数和蔗蔸生物量等，说明宿根发株情况受前茬的植株数量、地下芽库中芽数量及质量、蔗蔸生长状况等多种因素的影响，与覃伟（2017a，2017b）的研究结果一致。有效茎与地下芽库中芽的数量是影响宿根发株率的关键性状。刘高源等（2017）研究表明芽的数量和分布情况可推测宿根蔗种群来年地上营养体的恢复特性。蔗蔸生物量也是影响甘蔗宿根性的重要因素之一，具有较强活力的蔗蔸能为后续宿根蔗萌发提供充足的营养基础。由此可见，甘蔗的宿根性受蔗蔸多重性状影响，且蔗蔸形态特征间的相关性较强，将蔗蔸形态特征纳入宿根性鉴定和评价体系，有助于甘蔗宿根性的综合评价。甘蔗作为多年生作物，其宿根年限较长，因此部分蔗蔸形态特征对宿根性的影响是渐进和累加的，如地下茎高度，随着宿根年限延长，其地下茎不断上移，芽位点也相应提升。本研究中，供试甘蔗品种（系）的地下茎高度也表现出不同程度的提升。随着地下茎高度提升其根系发育和环境耐受性将受影响，并最终影响宿根性。影响甘蔗宿根性的蔗蔸形态特征需经多年考察，才能准确评价其对宿根性的影响，因此还有待深入研究。

影响甘蔗宿根性的最主要因素是品种自身种性，其与血缘成分密切相关（杨荣仲等，2021）。在甘蔗杂交育种过程中，将野生种质资源血缘导入到甘蔗栽培种中已成为提高甘蔗宿根性、增强甘蔗抗逆性和抗病性的重要途径之一（丁雪儿等，2020）。印度种、中国种、割手密和大茎野生种等种质资源均具有根系发达、抗逆性强、宿根性好等特点，为栽培品种的遗传改良提供重要物质基础（吴才文等，2014）。细茎的品种含有较重的印度种和割手密血缘，其品种表现为分蘖力强、宿根性好。杨荣仲（1996）研究表明在甘蔗与割手密杂交育种中，亲本割手密血缘含量越高，其杂交后代的宿根性越好。Sugimoto和Tagane（2009）通过割手密与甘蔗杂交选育出强宿根性、高产的甘蔗品种。本研究中，通过多重性状综合评价，柳城05-136、福农09-12206、德蔗07-36、桂糖42号、桂糖54号和云蔗08-1095表现为甘蔗生物量高、宿根性好、根系较发达。其中柳城05-136和桂糖42的亲本新台糖22号，桂糖42号和和德蔗07-36的亲本桂糖92-66均含有较丰富的割手密血缘（王勤南等，2014），桂糖54号的亲本崖城97-47含有丰富的印度种和中国种血缘（周耀辉等，1999），福农09-12206的亲本崖城97-40含有丰富的斑茅血缘，说明割手密、印度种、中国种及斑茅血缘亲本的应用，进一步拓宽遗传后代中野生种血缘，显著改善了栽培种根系发育状况和宿根性。以宿根性为基础，结合产量与蔗蔸形态特征进行甘蔗宿根性评价是可行的，其综合评价结果与实际情况较一致，柳城05-136与桂糖42号已在我国蔗区大面积推广种植，生物量较高，宿根性较好，表现出较强的生态适应性和对不良环境的耐受性（抗旱性和抗寒性），发达的蔗蔸和根系在其中发挥重要作用，因此在甘蔗品种选育过程中也应注重蔗蔸形态特征考察。鉴于蔗蔸形态特征同生物量、宿根性间关系密切，因此，将蔗蔸形态特征的评价有效融合到甘蔗的宿根性评价中，将有助于筛选出蔗蔸形态特征较发达、宿根强的甘蔗品种（系），并为推进甘蔗全程机械化进程和选育强宿根性甘蔗品种打下基础。

4 结论

供试甘蔗品种（系）在地上部及蔗蔸均存在形态特征差异和丰富的多样性。一方面，蔗蔸体积、有效茎数、根交叉数和地下芽总数是影响甘蔗地上部生物量构成的关键性状；另一方面，有效茎数、地下芽总数和蔗蔸生物量是影响宿根发株率构成的关键性状。同时，蔗蔸形态特征在甘蔗生物量和宿根性评价中发挥重要作用。通过建立基于蔗蔸形态特征、生物量及宿根性的综合评价模型评价甘蔗的宿根性综合表现，筛选出柳城05-136、福农09-12206、德蔗07-36、桂糖54号、桂糖42号和云蔗08-1095等6个具有高生物量、强宿根性的甘蔗品种（系）。