不同甘蔗品种单芽段种茎生产性能分析

吴凯朝，徐 林，庞 天，何远兰，邓智年*

(1广西农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业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中农广西化肥有限公司，广西南宁 530001)

0 引言

甘蔗是我国最重要的糖料作物。甘蔗传统种植以非标准化的双芽段、三芽段、多芽段或者是全茎种植等方式进行，这样的方式不利于甘蔗机械精量化种植的发展。目前，蔗农自留种茎占70%左右，这种传统的留种种植方式每公顷下种量最多达 15 t以上，而种茎工厂生产的标准化健康单芽段种茎用种量最低可达 3 t/hm2，仅为传统用种量的 1/5，这样可让很多原本留作种茎的原料蔗都进厂压榨，可直接提高蔗区蔗糖的总产量。甘蔗种茎工厂是国内近几年兴起的甘蔗种业和甘蔗良种繁育与推广结合的小型企业，以甘蔗脱毒组培苗繁育的第一代原种和第二代原种为种源，生产标准化甘蔗种茎。使用标准化甘蔗种茎可确保甘蔗生产用种的纯度和质量；实现壮芽，提高出苗，促根促蘖壮苗，提高产量；耐贮存，抗逆境，降低农业风险；提高种植效率；减少用种量；实现订单生产种茎以及糖企增效蔗农增收等诸多优势。非种茎工厂生产的甘蔗种茎不利于长途运输，容易对蔗芽造成损伤，导致出苗率低，并且运输量大造成劳力财力浪费，增加了甘蔗生产成本。因此，发展单芽段种茎技术进行机械精量化种植已成为甘蔗主产国的研究热点[1-3]。

近年来，甘蔗单芽段种茎生产技术得到不断的完善和发展，已有初步的研究报道。单芽段种茎的发芽率和种茎长度正相关，与种茎保存时间负相关，梢头的甘蔗单芽种茎发芽率较高，单芽种茎发芽率具有明显的基因型差异，桂糖28号和新台糖22号的发芽率较好，可达 70%左右[4]。还有研究指出，通过种茎包衣技术能够显著提高甘蔗单芽种茎的发芽率[4-6]，但甘蔗单芽段种茎包衣后对甘蔗分蘖影响不大[5]。外源低水平赤霉素对甘蔗单芽段种茎蔗芽萌发和生长具有刺激作用，可使蔗芽萌发早，发芽率高[7]。包衣处理甘蔗单芽段种茎在低温下贮存 30天，有效延缓营养物质的下降，减少病菌对甘蔗单芽种茎的侵染，增强蔗种抗逆性，较好的保持甘蔗种茎活力[8]。100 mg/L促根剂处理甘蔗单芽段种茎，能有效促进甘蔗生长，提高甘蔗产量和产糖量[9]。此外，我国还有关于甘蔗单芽段切种机和甘蔗单芽段种植器的研发报道[10-11]。本研究在前期甘蔗单芽段包衣技术研究的基础上，开展不同甘蔗品种单芽段种茎生产性能探讨。通过对不同甘蔗品种单芽段种茎和双芽段种茎的新植蔗、宿根蔗农艺性状、产量性状及品质指标调查和测定，明确不同甘蔗品种单芽段种茎在生产应用上的潜力，为甘蔗机械精量化种植技术的进一步推广和应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及概况

试验设在宾阳县邹圩镇广西润茂农业开发有限公司甘蔗“双高”基地，试验地块平整、方正，排灌方便，土壤类型为紫色页岩成土，肥力适中。宾阳县介于 22°54′～23°27′N之间，属亚热带季风气候区，年日照时数1800 h左右，年平均降水量1100～1800 mm，夏长冬短，高温多雨同期，是最适宜发展甘蔗生产的地方之一[12]。

1.2 试验材料

供试甘蔗品种为桂糖42号、桂糖44号、桂糖49号、桂糖 55号。甘蔗单芽段种茎包衣剂由广西农业科学院甘蔗研究所甘蔗种业产业化技术创新团队提供。桂糖42号、桂糖44号、桂糖49号、桂糖55号的标准化甘蔗单芽段种茎为脱毒健康种茎第2代原种，由南宁市金桂福农业发展有限公司提供。甘蔗单芽种茎的茎径为2.5～3.0 cm，长度3.5 cm。切好装框的单芽种茎，使用清水浸泡单芽种茎12 h。清水浸泡后的单芽段种茎，使用包衣液浸泡2 min，整框提起后滴干，晾放24 h后种植。桂糖42号、桂糖44号、桂糖49号、桂糖55号的双芽段种茎为甘蔗生产中常规砍种，由广西润茂农业开发有限公司提供。双芽段种茎使用清水浸泡12 h，然后使用多菌灵稀释1500倍液消毒10 min，整框提起后滴干，晾放24 h后种植。

1.3 试验方法

试验设置4个甘蔗品种的单芽段和双芽段处理共计8个处理，分别为桂糖42号单芽段(A1)、桂糖42号双芽段(A2)、桂糖 44号单芽段(B1)、桂糖 44号双芽段(B2)、桂糖 49号单芽段(C1)、桂糖 49号双芽段(C2)、桂糖 55号单芽段(D1)和桂糖 55号双芽段(D2)。试验采用随机区组设计，3个重复，共24个小区，每个处理区5行，行距1.2 m，行长10 m，面积60 m2。甘蔗种植时间为2020年3月20日，种植密度52500芽/hm2，施用基肥750 kg/hm2(复合肥，度锐750 mL/hm2拌肥一起施用)，6月5日施用攻茎肥900 kg/hm2(复合肥)，田间管理按当地传统管理水平进行。

1.4 调查项目及方法

2020年对各处理新植蔗的出苗率、分蘖发生率、分蘖率、分蘖成茎率、成茎率、株高、茎径等农艺性状指标进行调查。2021年1月15日进行产量性状调查，对每小区进行测定蔗茎重量。甘蔗单茎重(kg)=小区甘蔗重量(kg)÷小区有效茎数(条)；单位面积有效茎(条/hm2)=小区有效茎数(条)/小区面积(m2)×10000(m2)。甘蔗单位面积产量(t/hm2)=单茎重(kg)×单位面积有效茎数(条/hm2)/1000。参考《糖料甘蔗试验方法》(GB/T 10499-2014)[13]每小区砍取 10条甘蔗进行蔗汁锤度和甘蔗蔗糖分测定。

2021年对各处理宿根蔗的发株数、发株率、分蘖率、成茎率、株高、茎径等农艺性状指标进行调查。2021年12月28日进行甘蔗产量性状调查及甘蔗品质指标测定。

试验数据采用软件 GraphPad Prism 8.0.2(263)进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同甘蔗品种单芽段种茎和双芽段种茎新植蔗农艺性状比较

由表1可以得出，4个甘蔗品种的单芽段种茎处理与双芽段种茎处理在出苗率等各项农艺指标性状中表现出较大的差异。4个甘蔗品种的单芽段种茎出苗率均高于双芽段种茎，差异达到0.01极显著差异水平，各个处理的出苗率由大到小表现为：B1＞D1＞C1＞A1＞A2＞D2＞B2＞C2，桂糖 44号单芽段种茎出苗率最高，达到90.77%，比双芽段种茎处理高出20.30%。各处理的分蘖发生率因品种不同表现出种间有显著差异性，单芽段处理和双芽段处理均表现为：桂糖44号＞桂糖49号＞桂糖55号＞桂糖42号；相同品种的单芽段种茎处理和双芽段种茎处理之间也表现出较大的差异，单芽段种茎处理的分蘖发生率明显高于双芽段种茎处理，在桂糖44号、桂糖49号和桂糖55号中表现均达到0.01极显著差异水平，分别比双芽段种茎处理高出 17.74%、16.50%和12.73%。同样在甘蔗分蘖率上也表现相似的规律，甘蔗品种间的分蘖率也有很大的差异性，单芽段处理和双芽段处理的分蘖率从大到小表现为：桂糖44号＞桂糖49号＞桂糖55号＞桂糖42号；相同品种的单芽段种茎处理与双芽段种茎处理相比，均达到 0.01极显著差异水平，特别是桂糖 44号，单芽段处理比双芽段处理高出58.26%。在分蘖的成茎率上，双芽段种茎处理的分蘖成茎率均表现出高于单芽段种茎处理，其中桂糖42号和桂糖55号的双芽段处理的分蘖成茎率最高，分别达到45.37%和43.57%，并且与单芽段种茎处理相比均达到0.01极显著差异水平，而在桂糖 44号中表现出0.05显著差异水平，在桂糖49号中表现达不到显著差异水平。在甘蔗成茎率上，4个甘蔗品种双芽段种茎处理的成茎率也优于单芽段种茎处理，在桂糖42号和桂糖44号中表现达到 0.01极显著差异水平，在桂糖 49和桂糖 55号中则表现为 0.05显著差异水平。在甘蔗收获期平均株高和茎径上，4个甘蔗品种双芽段种茎处理的株高比单芽段种茎处理高出35～40 cm，均达到0.01极显著差异水平，而4个甘蔗品种双芽段种茎处理的茎径与单芽段种茎处理的茎径相比差异不显著。

表1 不同处理新植蔗农艺特性指标比较

2.2 不同甘蔗品种单芽段种茎和双芽段种茎宿根蔗农艺性状比较

从表2可知，单芽段种茎处理的宿根蔗农艺特性与双芽段种茎处理之间也存在一定的差异。在宿根蔗发株数和发株率上，4个甘蔗品种单芽段种茎处理明显高于双芽段种茎处理，均达到极显著差异水平，特别是分蘖性较强的桂糖44号和桂糖49号的单芽段种茎处理的宿根蔗有较高发株数和发株率，发株数分别提高15865和13090株/hm2，发株率分别提高12.64%和10.46%。在宿根蔗分蘖率、成茎率、株高和茎径上，4个甘蔗品种单芽段种茎处理与双芽段种茎处理之间的差异均未达到0.05差异水平。

表2 不同处理宿根蔗农艺特性指标比较

2.3 不同甘蔗品种单芽种茎和双芽种茎新植蔗产量和品质性状比较

从表 3可以得出，4个甘蔗品种新植蔗单芽段种茎处理的单茎重都表现出低于双芽段种茎处理的单茎重，且均达到 0.01极显著差异水平。同样地，在单位面积产量和单位面积产糖量上，单芽段种茎处理也表现为明显低于双芽段种茎处理，均达到0.01极显著差异水平。在单位面积有效茎上的表现则相反，4个甘蔗品种单芽段种茎处理新植蔗的单位面积有效茎数高于双芽段种茎处理的单位面积有效茎数，且均达到0.01极显著差异水平，特别是桂糖 44号单芽段种茎处理的单位面积有效茎数比双芽段种茎处理的单位面积有效茎数增加15.49%。在新植蔗蔗汁锤度和甘蔗蔗糖分上，单芽段种茎处理与双芽段种茎处理之间的差异没达到0.05差异水平。

表3 不同处理新植蔗产量和品质性状指标比较

2.4 不同甘蔗品种单芽种茎和双芽种茎宿根蔗产量和品质性状比较

由表4得出，不同处理的宿根蔗产量和品质性状与新植蔗的表现不同。在宿根蔗的单位面积有效茎、产量和产糖量上，4个甘蔗品种单芽段种茎处理均明显高于双芽段种茎处理，都达到0.01极显著差异水平，特别是桂糖44号单芽段种茎处理的单位面积有效茎数、产量和产糖量相比双芽段种茎处理分别增加15.39%、13.59%、13.12%。而在宿根蔗的单茎重、蔗汁锤度和甘蔗蔗糖分上，4个甘蔗品种的单芽段种茎处理与双芽段种茎处理均未达到 0.05差异统计水平。

表4 不同处理宿根蔗产量和品质性状指标比较

3 讨论

健康种茎工厂化供种确保种茎纯度和质量，可快速恢复蔗区甘蔗品种优良种性，种苗发芽率、分蘖率、生长速度、成茎率高于自留种茎，可以减少农药使用，实现订单生产，按需按时按量供应蔗种，确保蔗种新鲜度。甘蔗单芽种植技术是在甘蔗健康种茎工厂化生产及种茎包衣的基础上，配套精量机械种植等技术的现代甘蔗生产新模式，以解决目前我国甘蔗生产中甘蔗种植下种量大、种植效率低、成本高、种茎质量较差等一系列问题，该技术的应用和推广对加快推进甘蔗良种产业化进程，有效降低甘蔗生产成本，促进甘蔗产业可持续发展具有重要作用。近几年来，甘蔗单芽段种茎技术研究得到不断的完善和发展，特别是单芽段种茎的包衣技术能够显著提高甘蔗单芽段种茎的发芽率[4-6]，能有效保证种茎质量，降低农业风险[8]，提高甘蔗产量和产糖量[9]。在本研究中，不同甘蔗品种的单芽段种茎处理新植蔗在产量性状上有一定的劣势，分析其中的原因，单芽段种茎处理的出苗率、分蘖发生率及分蘖率都明显高于甘蔗双芽段种茎，在苗期和分蘖期的水肥营养跟不上，会导致分蘖苗的成茎率较低；在同样的施肥水平和管理条件下，分蘖苗过多，营养分配的不平衡，分蘖苗没能长成茎也消耗过多的养分，主茎的生长也会受到影响，植株的高度显著低于双芽段种茎处理，最终产量指标上不去。而在宿根蔗的表现则不同，单芽段种茎处理的宿根蔗获得较多的发株数和较高的发株率，在同样管理条件下，发株数和发株率决定了后期的有效茎数，产量指标优于双芽段种茎处理的宿根蔗。单芽段种茎的新植蔗出苗率高，分蘖苗多，需水需肥多，应在分蘖前期增施一次壮蘖肥，促进甘蔗生长同时提高分蘖苗的成茎率，所以在生产中采用单芽段种茎后，栽培技术应作出相应的变化，确保获得高产稳产。

在过去，甘蔗单芽段种茎主要用于甘蔗育苗移栽，而单芽段种茎生长出来的蔗苗与种茎这个营养体有密切的关系，虽然经过浸种、消毒等一些技术处理，其长出的苗还是弱于双芽段种茎长出来的蔗苗[14]。范业赓等[15]的研究发现单芽段种茎的蔗苗质量与种茎茎体体积密切相关，表明茎体营养对蔗苗生长的重要性。本研究针对甘蔗单芽段种茎在依靠茎体营养上就表现为先天不足，出苗表现根点少、幼苗细弱、生长缓慢、死苗多的问题，对单芽段种茎进行包衣技术处理，解决出苗、苗弱、生根、分蘖、生长及病虫防治等一系列问题。在进一步的研究中，将在单芽段种茎的长度上进行优化，筛选适合的单芽段种茎长度；对配套精量种植的机械进行升级；根据甘蔗品种特性优化包衣配方实现促根促蘖；在甘蔗栽培技术上，特别是分蘖早、分蘖强的甘蔗品种，提前施壮蘖肥，促进有效茎形成，而出苗率、分蘖率较低的品种，如桂糖 42号和桂糖 55号，应适当增加下种量，以保证获得高产。