范業(yè)賡 ，陳榮發(fā) ，周慧文 ，丘立杭 ，黃杏 ，吳建明 ，李楊瑞

（1.農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點實驗室，南寧530007；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西南寧530007；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心，南寧530007）

0 引言

甘蔗單產(chǎn)由單位面積有效莖數(shù)和單莖重構(gòu)成，因此提高甘蔗單產(chǎn)就要提高甘蔗有效莖數(shù)，而促進(jìn)甘蔗分蘗是增加有效莖數(shù)的最有效途徑；單位面積有效莖數(shù)與基本苗數(shù)、單株分蘗數(shù)和分蘗成莖等密切相關(guān)[1-2]。植物生長調(diào)節(jié)劑的作用效果與藥劑種類、濃度和處理時間密切相關(guān)，因此，研究不同植物生長調(diào)節(jié)劑浸種處理對甘蔗分蘗、有效莖數(shù)及產(chǎn)量的作用效果[3]，對生產(chǎn)中使用植物生長調(diào)節(jié)劑實現(xiàn)甘蔗增產(chǎn)具有重要意義。甘蔗生產(chǎn)具有大田種植條件復(fù)雜、生長周期長等特點，給生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用研究帶來很多困難，致使生產(chǎn)上應(yīng)用生長調(diào)節(jié)劑實現(xiàn)增產(chǎn)的進(jìn)展緩慢。盡管如此，如何促進(jìn)甘蔗萌發(fā)和分蘗的早生快發(fā)問題受到世界各國相關(guān)學(xué)者的高度重視。我國在上個世紀(jì)就開始進(jìn)行了甘蔗化學(xué)藥劑浸種相關(guān)研究，篩選出了促進(jìn)甘蔗萌發(fā)的相關(guān)化學(xué)藥劑[4]，到目前為止研究較多的是外源施用乙烯利對甘蔗分蘗的影響及其可能的影響機(jī)制；如張向軍等[5]研究發(fā)現(xiàn)，乙烯利浸種提高了甘蔗的分蘗率；邢永秀等[6]、葉燕萍等[7]、李楊瑞等[8]研究發(fā)現(xiàn)，乙烯利可促進(jìn)甘蔗分蘗和伸長、調(diào)節(jié)光合特性及改善甘蔗經(jīng)濟(jì)性狀；葉燕萍等[7]和王威豪等[9-10]研究認(rèn)為，乙烯利浸種影響了甘蔗體內(nèi)的多胺代謝、提高了甘蔗抗旱性、提高了甘蔗的凈光合速率，進(jìn)而影響了甘蔗的分蘗表現(xiàn)；Singh等用2，4-D和乙烯利處理甘蔗可使分蘗死亡率降低，2，4-D最為有效[11]；Croft等用赤霉素、多效唑和抗倒酯處理甘蔗種子，目的是限制垂直生長、降低甘蔗倒伏的風(fēng)險，縮短節(jié)點間的距離[12]。另外，也有采用石灰水、氯化鈣、復(fù)方硫菌靈等化學(xué)藥劑浸種，使甘蔗發(fā)芽快、發(fā)芽率高，達(dá)到節(jié)省種子的效果[13]。近來，也有研究表明，植物生長調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)甘蔗分蘗早發(fā)[14-16]。前人的研究主要集中于浸種后對甘蔗萌發(fā)[6]、分蘗[5，7，9-10]、化學(xué)催熟[8]、抗倒伏[12]等方面的研究，而對于浸種后對甘蔗產(chǎn)量性狀及宿根性的影響還鮮有報道。本試驗以不同植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡蔗種，探討不同植物生長調(diào)節(jié)劑對甘蔗萌發(fā)、分蘗、新植和宿根農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，為篩選不同植物生長調(diào)節(jié)劑對延長甘蔗宿根年限的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所隆安丁當(dāng)基地進(jìn)行，供試甘蔗品種為桂選B9。供試生長調(diào)節(jié)劑包括：赤霉素(GA)、細(xì)胞分裂素(6-BA)、脫落酸(ABA)、多效唑(PP333)、萘乙酸(NAA)。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)5個藥劑處理：赤霉素(GA)、細(xì)胞分裂素(6-BA)、脫落酸(ABA)、多效唑(PP333)、萘乙酸(NAA)和1個清水對照(CK)，各調(diào)節(jié)劑處理濃度均為200 mg/L。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)為5行區(qū)，行長7 m，行距1.2m，小區(qū)面積為42m2。于2016年3月10日下種，下種量95 280芽/hm2，把砍成雙芽段的種莖裝入網(wǎng)袋，然后放入配制好調(diào)節(jié)劑的大桶中，種莖完全淹沒于藥液，浸泡24 h后下種。田間管理措施與大田生產(chǎn)相同。

1.3 測定項目、方法及統(tǒng)計分析

1.3.1 新植甘蔗農(nóng)藝性狀調(diào)查

2016年4—5 月（甘蔗苗期）調(diào)查甘蔗出苗率和分蘗率；2017年1月（甘蔗收獲期）調(diào)查甘蔗莖徑、株高、有效莖數(shù)和產(chǎn)量。其中，每小區(qū)隨機(jī)選取20條進(jìn)行莖徑、株高測量，莖徑使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量中部莖徑，株高用株高尺從植株基部量起至最高可見肥厚帶的高度，有效莖數(shù)指莖長超過1m（株高超過1.3 m）、莖徑大于1.5 cm的甘蔗植株總數(shù)；測定小區(qū)有效莖數(shù)和小區(qū)產(chǎn)量，換算公頃產(chǎn)量。

1.3.2 甘蔗品質(zhì)指標(biāo)分析檢測

在2017年1月（新植甘蔗收獲）每個處理隨機(jī)砍收6條甘蔗（不帶尾梢和蔗葉），根據(jù)GB/T 10499-2014和GB/T 10498-2010測定甘蔗品質(zhì)指標(biāo)：出汁率、重力純度、甘蔗錘度、蔗汁蔗糖分、蔗渣蔗糖分、甘蔗糖分等指標(biāo)。

1.3.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件和Excel 2007結(jié)合進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對新植甘蔗農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

甘蔗農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)不僅取決于性狀本身遺傳特性，而且還受到外界環(huán)境條件的影響。甘蔗出苗率是保障有效莖的重要因素。由表1可看出，新植甘蔗出苗率由高到低為：PP333＞CK＞NAA＞ABA＞GA＞6-BA。PP333的甘蔗出苗率最高（90.8%），比對照高8.2個百分點，其他處理均顯著低于對照。說明，PP333浸種處理能提高甘蔗出苗率，而NAA、ABA、GA、6-BA浸種處理均對甘蔗出苗具有明顯抑制作用。

表1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對新植甘蔗農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of various p lant grow th regulators on agronom ic traits and yield of sugarcane in p lant crop

甘蔗分蘗的多少和分蘗的遲早都受外部和內(nèi)部因素的影響。由表1可看出，用脫落酸（ABA）處理的甘蔗分蘗率最高（115.6%），高于對照，其次是NAA、PP333處理與對照差異不大，而6-BA和GA的分蘗率則顯著低于對照。說明，6-BA和GA處理顯著抑制甘蔗分蘗發(fā)生。

甘蔗的單位面積產(chǎn)量主要是由有效莖數(shù)、莖徑、莖高3個基本因素組成的，這3個性狀之間存在著一定的矛盾。由表 1可知，不同處理新植蔗株高由高到低為：PP333＞CK＞NAA＞ABA＞6-BA＞GA。PP333、CK、NAA、ABA四個處理之間的差異不顯著，而處理6-BA和GA則顯著低于對照，說明這兩個處理出苗受到抑制后期生長也受到了影響。從莖徑的表現(xiàn)來看，只有6-BA和PP333處理高于對照，而其他處理均顯著低于對照。不同激素處理甘蔗有效莖數(shù)都低于對照，但是PP333、NAA、ABA三個處理與對照之間的差異不顯著；而GA和6-BA處理顯著低于對照。說明赤霉素和6-BA抑制了甘蔗分蘗發(fā)生，繼而影響效莖數(shù)。

不同處理新植蔗產(chǎn)量由高到低為：CK＞PP333＞NAA＞ABA＞GA＞6-BA，PP333、NAA、ABA 三個處理產(chǎn)量與對照之間差異不顯著，而GA和6-BA兩個處理產(chǎn)量顯著低于對照。說明這兩種藥劑嚴(yán)重影響甘蔗產(chǎn)量不適用作為浸種劑。

2.2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對新植甘蔗品質(zhì)的影響

甘蔗品質(zhì)指標(biāo)是其重要的經(jīng)濟(jì)性狀，是衡量甘蔗品種和栽培方式的重要標(biāo)準(zhǔn)，直接決定著甘蔗產(chǎn)糖量的多少。由表2可知，PP333處理甘蔗糖分最高（12.55%），比最低的6-BA高0.91個百分點，與對照持平。說明，不同激素浸種處理對甘蔗品質(zhì)影響不大。

表2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對新植甘蔗品質(zhì)的影響Table 2 Effects of various plant grow th regulators on quality of sugarcane in p lant crop

2.3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對宿根甘蔗農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

宿根性是指新植或上代甘蔗收獲后，宿根發(fā)株的快慢強(qiáng)弱和數(shù)量，最終成莖率，有效莖數(shù)和產(chǎn)蔗量高低的統(tǒng)稱[17]。由表3可知，6-BA處理的發(fā)株率最高（252.12%），比對照高64.36個百分點，與對照差異顯著；其它處理略高于或低于對照，與對照差異不顯著。各處理的株高差異不顯著。各處理的莖徑只有PP333比對照高，其他均低于對照，但處理之間差異不明顯。有效莖為PP333處理最多，折合每公頃達(dá)71 385條，比對照多1 035條/hm2，6-BA處理的有效莖顯著低于對照，而其他處理與對照差異不顯著。從宿根蔗的產(chǎn)量比較結(jié)果看，PP333處理的宿根蔗產(chǎn)量最高，為111 841.65 kg/hm2，比對照高產(chǎn)6.07%，而其他處理產(chǎn)量均低于對照。

表3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對宿根甘蔗農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of various p lant grow th regulators on agronom ic traits and yield of sugarcane in ratoon crop

3 討論

甘蔗萌芽的影響因素很多，而萌芽的好壞直接影響到有效莖及產(chǎn)量的形成，因此，甘蔗生產(chǎn)中有必要采取一些技術(shù)措施促進(jìn)甘蔗萌發(fā)。本研究采用了5種不同植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行浸種處理，發(fā)現(xiàn)只有PP333處理的出苗率比CK高，其他處理均低于對照。而文穎等[4]研究先后用22種藥劑反復(fù)進(jìn)行了以室內(nèi)（人工控制光溫的暗室或玻璃溫室）砂培為主的浸種試驗，試驗結(jié)果表明除100mg/L IBA、20 mg/L和40 mg/LGA3顯著抑制了蔗芽萌發(fā)，其余20種藥劑浸種均不同程度地促進(jìn)了蔗芽的萌發(fā)及幼苗的早期生長。在研究結(jié)果中，GA3處理結(jié)果與本試驗一致；而萘乙酸（NAA）和（6-BA）的研究結(jié)果與本試驗剛相反，這可能是由于浸種的濃度、品種、砍種時間等不一致導(dǎo)致的結(jié)果差異。

甘蔗分蘗決定單位面積有效莖的多少并進(jìn)而影響單產(chǎn)的重要性狀。分蘗是受內(nèi)部因素和外部環(huán)境條件的共同調(diào)控。本試驗的研究結(jié)果表明，用脫落酸（ABA）處理的甘蔗分蘗率最高，其次是NAA，這兩個處理均高于對照；而PP333與對照之間差異不明顯；另外兩個處理6-BA和GA的分蘗率則顯著低于對照。陳文瑞等[18]和周文華等[19]利用脫落酸和NAA浸種處理水稻種子，結(jié)果，ABA處理對早期分蘗有顯著促進(jìn)作用，且提高了平均分蘗數(shù)，這一研究結(jié)果與本試驗完全一致。浸種處理對作物分蘗影響相關(guān)研究已經(jīng)有相關(guān)報道，結(jié)果表明，多效唑浸種處理可以促進(jìn)作物提早分蘗的發(fā)生和分蘗數(shù)量的增加[20]，本試驗研究結(jié)果表明，多效唑處理后促進(jìn)了甘蔗提早分蘗，但是分蘗數(shù)量與對照差異不明顯，這可能是由于砍種后馬上浸種處理，導(dǎo)致甘蔗種吸收藥劑有限導(dǎo)致。本試驗赤霉素處理的甘蔗分蘗最低，這與劉楊等[21]研究結(jié)果赤霉素有抑制分蘗的作用是一致的。本研究另外發(fā)現(xiàn)，NAA也具有促進(jìn)分蘗的作用。

化學(xué)藥劑浸種處理對整齊度、苗期生長等方面有大量的研究報道，但對產(chǎn)量性狀的相關(guān)研究極少有報道。本試驗結(jié)果表明，不同處理新植蔗產(chǎn)量均低于對照，但PP333、NAA、ABA三個處理產(chǎn)量與對照之間差異不顯著，而GA和6-BA兩個處理產(chǎn)量顯著低于對照；宿根蔗的產(chǎn)量，PP333處理的宿根蔗產(chǎn)量最高（111 841.65 kg/hm2），比對照高產(chǎn)6.07%，而其他處理產(chǎn)量均低于對照。從結(jié)果可看出，不同植物生長調(diào)節(jié)劑對甘蔗產(chǎn)量的影響中只有PP333的宿根產(chǎn)量比對照高，而其他處理無論新植還是宿根均低于對照，特別是處理GA和6-BA新植和宿根產(chǎn)量均顯著低于對照。從產(chǎn)量結(jié)果可看出，GA和6-BA不適合進(jìn)行甘蔗浸種處理，而其他處理產(chǎn)量也略低于對照，只有多效唑處理宿根蔗產(chǎn)量比對照提高6.07%，說明單一藥劑浸種處理難以提高甘蔗產(chǎn)量。當(dāng)然不同濃度、不同浸種時間、不同品種、種子儲存時間等方面差異也會對浸種效果產(chǎn)生不同影響，這些需要進(jìn)一步研究證實。

植物生長調(diào)節(jié)劑對甘蔗品質(zhì)影響在噴施處理方面有報道，如吳建明[22]和梁闐[23]發(fā)現(xiàn)一定濃度的赤霉素噴施處理可以提高甘蔗產(chǎn)量和甘蔗蔗糖分；但是在植物生長調(diào)節(jié)劑浸種處理甘蔗對于甘蔗品質(zhì)的影響還未見有相關(guān)報道，本研究結(jié)果表明，不同激素處理對甘蔗品質(zhì)影響不大。但總體來說，單一植物生長調(diào)節(jié)劑浸種對甘蔗的影響還是有限，下一步將進(jìn)行混合型甘蔗浸種劑的研發(fā)試驗。另外，同一植物生長調(diào)節(jié)劑處理不同甘蔗品種是否存在差異，也要進(jìn)行試驗。

4 結(jié)論

藥劑浸種的濃度、浸種時間、砍種后存放時間等方面差異，均影響甘蔗生長和產(chǎn)量，必須經(jīng)過多年試驗篩選才能選出最佳浸種方案。本研究結(jié)果表明，PP333在新植蔗中能促進(jìn)甘蔗出苗，在宿根蔗中表現(xiàn)能促進(jìn)產(chǎn)量增加；PP333浸種處理要優(yōu)于其他處理，可作為甘蔗浸種劑進(jìn)一步篩選出最佳使用濃度和使用方法。