吳凱朝，徐 林，龐 天，何遠(yuǎn)蘭，鄧智年*

(1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530007；2中農(nóng)廣西化肥有限公司，廣西南寧 530001)

0 引言

甘蔗是我國(guó)最重要的糖料作物。甘蔗傳統(tǒng)種植以非標(biāo)準(zhǔn)化的雙芽段、三芽段、多芽段或者是全莖種植等方式進(jìn)行，這樣的方式不利于甘蔗機(jī)械精量化種植的發(fā)展。目前，蔗農(nóng)自留種莖占70%左右，這種傳統(tǒng)的留種種植方式每公頃下種量最多達(dá) 15 t以上，而種莖工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化健康單芽段種莖用種量最低可達(dá) 3 t/hm2，僅為傳統(tǒng)用種量的 1/5，這樣可讓很多原本留作種莖的原料蔗都進(jìn)廠壓榨，可直接提高蔗區(qū)蔗糖的總產(chǎn)量。甘蔗種莖工廠是國(guó)內(nèi)近幾年興起的甘蔗種業(yè)和甘蔗良種繁育與推廣結(jié)合的小型企業(yè)，以甘蔗脫毒組培苗繁育的第一代原種和第二代原種為種源，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化甘蔗種莖。使用標(biāo)準(zhǔn)化甘蔗種莖可確保甘蔗生產(chǎn)用種的純度和質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)壯芽，提高出苗，促根促蘗壯苗，提高產(chǎn)量；耐貯存，抗逆境，降低農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；提高種植效率；減少用種量；實(shí)現(xiàn)訂單生產(chǎn)種莖以及糖企增效蔗農(nóng)增收等諸多優(yōu)勢(shì)。非種莖工廠生產(chǎn)的甘蔗種莖不利于長(zhǎng)途運(yùn)輸，容易對(duì)蔗芽造成損傷，導(dǎo)致出苗率低，并且運(yùn)輸量大造成勞力財(cái)力浪費(fèi)，增加了甘蔗生產(chǎn)成本。因此，發(fā)展單芽段種莖技術(shù)進(jìn)行機(jī)械精量化種植已成為甘蔗主產(chǎn)國(guó)的研究熱點(diǎn)[1-3]。

近年來(lái)，甘蔗單芽段種莖生產(chǎn)技術(shù)得到不斷的完善和發(fā)展，已有初步的研究報(bào)道。單芽段種莖的發(fā)芽率和種莖長(zhǎng)度正相關(guān)，與種莖保存時(shí)間負(fù)相關(guān)，梢頭的甘蔗單芽種莖發(fā)芽率較高，單芽種莖發(fā)芽率具有明顯的基因型差異，桂糖28號(hào)和新臺(tái)糖22號(hào)的發(fā)芽率較好，可達(dá) 70%左右[4]。還有研究指出，通過(guò)種莖包衣技術(shù)能夠顯著提高甘蔗單芽種莖的發(fā)芽率[4-6]，但甘蔗單芽段種莖包衣后對(duì)甘蔗分蘗影響不大[5]。外源低水平赤霉素對(duì)甘蔗單芽段種莖蔗芽萌發(fā)和生長(zhǎng)具有刺激作用，可使蔗芽萌發(fā)早，發(fā)芽率高[7]。包衣處理甘蔗單芽段種莖在低溫下貯存 30天，有效延緩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的下降，減少病菌對(duì)甘蔗單芽種莖的侵染，增強(qiáng)蔗種抗逆性，較好的保持甘蔗種莖活力[8]。100 mg/L促根劑處理甘蔗單芽段種莖，能有效促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，提高甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量[9]。此外，我國(guó)還有關(guān)于甘蔗單芽段切種機(jī)和甘蔗單芽段種植器的研發(fā)報(bào)道[10-11]。本研究在前期甘蔗單芽段包衣技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展不同甘蔗品種單芽段種莖生產(chǎn)性能探討。通過(guò)對(duì)不同甘蔗品種單芽段種莖和雙芽段種莖的新植蔗、宿根蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀及品質(zhì)指標(biāo)調(diào)查和測(cè)定，明確不同甘蔗品種單芽段種莖在生產(chǎn)應(yīng)用上的潛力，為甘蔗機(jī)械精量化種植技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及概況

試驗(yàn)設(shè)在賓陽(yáng)縣鄒圩鎮(zhèn)廣西潤(rùn)茂農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司甘蔗“雙高”基地，試驗(yàn)地塊平整、方正，排灌方便，土壤類(lèi)型為紫色頁(yè)巖成土，肥力適中。賓陽(yáng)縣介于 22°54′～23°27′N(xiāo)之間，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年日照時(shí)數(shù)1800 h左右，年平均降水量1100～1800 mm，夏長(zhǎng)冬短，高溫多雨同期，是最適宜發(fā)展甘蔗生產(chǎn)的地方之一[12]。

1.2 試驗(yàn)材料

供試甘蔗品種為桂糖42號(hào)、桂糖44號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖 55號(hào)。甘蔗單芽段種莖包衣劑由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所甘蔗種業(yè)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提供。桂糖42號(hào)、桂糖44號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖55號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化甘蔗單芽段種莖為脫毒健康種莖第2代原種，由南寧市金桂福農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。甘蔗單芽種莖的莖徑為2.5～3.0 cm，長(zhǎng)度3.5 cm。切好裝框的單芽種莖，使用清水浸泡單芽種莖12 h。清水浸泡后的單芽段種莖，使用包衣液浸泡2 min，整框提起后滴干，晾放24 h后種植。桂糖42號(hào)、桂糖44號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖55號(hào)的雙芽段種莖為甘蔗生產(chǎn)中常規(guī)砍種，由廣西潤(rùn)茂農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司提供。雙芽段種莖使用清水浸泡12 h，然后使用多菌靈稀釋1500倍液消毒10 min，整框提起后滴干，晾放24 h后種植。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)甘蔗品種的單芽段和雙芽段處理共計(jì)8個(gè)處理，分別為桂糖42號(hào)單芽段(A1)、桂糖42號(hào)雙芽段(A2)、桂糖 44號(hào)單芽段(B1)、桂糖 44號(hào)雙芽段(B2)、桂糖 49號(hào)單芽段(C1)、桂糖 49號(hào)雙芽段(C2)、桂糖 55號(hào)單芽段(D1)和桂糖 55號(hào)雙芽段(D2)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)重復(fù)，共24個(gè)小區(qū)，每個(gè)處理區(qū)5行，行距1.2 m，行長(zhǎng)10 m，面積60 m2。甘蔗種植時(shí)間為2020年3月20日，種植密度52500芽/hm2，施用基肥750 kg/hm2(復(fù)合肥，度銳750 mL/hm2拌肥一起施用)，6月5日施用攻莖肥900 kg/hm2(復(fù)合肥)，田間管理按當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)管理水平進(jìn)行。

1.4 調(diào)查項(xiàng)目及方法

2020年對(duì)各處理新植蔗的出苗率、分蘗發(fā)生率、分蘗率、分蘗成莖率、成莖率、株高、莖徑等農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查。2021年1月15日進(jìn)行產(chǎn)量性狀調(diào)查，對(duì)每小區(qū)進(jìn)行測(cè)定蔗莖重量。甘蔗單莖重(kg)=小區(qū)甘蔗重量(kg)÷小區(qū)有效莖數(shù)(條)；單位面積有效莖(條/hm2)=小區(qū)有效莖數(shù)(條)/小區(qū)面積(m2)×10000(m2)。甘蔗單位面積產(chǎn)量(t/hm2)=單莖重(kg)×單位面積有效莖數(shù)(條/hm2)/1000。參考《糖料甘蔗試驗(yàn)方法》(GB/T 10499-2014)[13]每小區(qū)砍取 10條甘蔗進(jìn)行蔗汁錘度和甘蔗蔗糖分測(cè)定。

2021年對(duì)各處理宿根蔗的發(fā)株數(shù)、發(fā)株率、分蘗率、成莖率、株高、莖徑等農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查。2021年12月28日進(jìn)行甘蔗產(chǎn)量性狀調(diào)查及甘蔗品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件 GraphPad Prism 8.0.2(263)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘蔗品種單芽段種莖和雙芽段種莖新植蔗農(nóng)藝性狀比較

由表1可以得出，4個(gè)甘蔗品種的單芽段種莖處理與雙芽段種莖處理在出苗率等各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)性狀中表現(xiàn)出較大的差異。4個(gè)甘蔗品種的單芽段種莖出苗率均高于雙芽段種莖，差異達(dá)到0.01極顯著差異水平，各個(gè)處理的出苗率由大到小表現(xiàn)為：B1＞D1＞C1＞A1＞A2＞D2＞B2＞C2，桂糖 44號(hào)單芽段種莖出苗率最高，達(dá)到90.77%，比雙芽段種莖處理高出20.30%。各處理的分蘗發(fā)生率因品種不同表現(xiàn)出種間有顯著差異性，單芽段處理和雙芽段處理均表現(xiàn)為：桂糖44號(hào)＞桂糖49號(hào)＞桂糖55號(hào)＞桂糖42號(hào)；相同品種的單芽段種莖處理和雙芽段種莖處理之間也表現(xiàn)出較大的差異，單芽段種莖處理的分蘗發(fā)生率明顯高于雙芽段種莖處理，在桂糖44號(hào)、桂糖49號(hào)和桂糖55號(hào)中表現(xiàn)均達(dá)到0.01極顯著差異水平，分別比雙芽段種莖處理高出 17.74%、16.50%和12.73%。同樣在甘蔗分蘗率上也表現(xiàn)相似的規(guī)律，甘蔗品種間的分蘗率也有很大的差異性，單芽段處理和雙芽段處理的分蘗率從大到小表現(xiàn)為：桂糖44號(hào)＞桂糖49號(hào)＞桂糖55號(hào)＞桂糖42號(hào)；相同品種的單芽段種莖處理與雙芽段種莖處理相比，均達(dá)到 0.01極顯著差異水平，特別是桂糖 44號(hào)，單芽段處理比雙芽段處理高出58.26%。在分蘗的成莖率上，雙芽段種莖處理的分蘗成莖率均表現(xiàn)出高于單芽段種莖處理，其中桂糖42號(hào)和桂糖55號(hào)的雙芽段處理的分蘗成莖率最高，分別達(dá)到45.37%和43.57%，并且與單芽段種莖處理相比均達(dá)到0.01極顯著差異水平，而在桂糖 44號(hào)中表現(xiàn)出0.05顯著差異水平，在桂糖49號(hào)中表現(xiàn)達(dá)不到顯著差異水平。在甘蔗成莖率上，4個(gè)甘蔗品種雙芽段種莖處理的成莖率也優(yōu)于單芽段種莖處理，在桂糖42號(hào)和桂糖44號(hào)中表現(xiàn)達(dá)到 0.01極顯著差異水平，在桂糖 49和桂糖 55號(hào)中則表現(xiàn)為 0.05顯著差異水平。在甘蔗收獲期平均株高和莖徑上，4個(gè)甘蔗品種雙芽段種莖處理的株高比單芽段種莖處理高出35～40 cm，均達(dá)到0.01極顯著差異水平，而4個(gè)甘蔗品種雙芽段種莖處理的莖徑與單芽段種莖處理的莖徑相比差異不顯著。

表1 不同處理新植蔗農(nóng)藝特性指標(biāo)比較

2.2 不同甘蔗品種單芽段種莖和雙芽段種莖宿根蔗農(nóng)藝性狀比較

從表2可知，單芽段種莖處理的宿根蔗農(nóng)藝特性與雙芽段種莖處理之間也存在一定的差異。在宿根蔗發(fā)株數(shù)和發(fā)株率上，4個(gè)甘蔗品種單芽段種莖處理明顯高于雙芽段種莖處理，均達(dá)到極顯著差異水平，特別是分蘗性較強(qiáng)的桂糖44號(hào)和桂糖49號(hào)的單芽段種莖處理的宿根蔗有較高發(fā)株數(shù)和發(fā)株率，發(fā)株數(shù)分別提高15865和13090株/hm2，發(fā)株率分別提高12.64%和10.46%。在宿根蔗分蘗率、成莖率、株高和莖徑上，4個(gè)甘蔗品種單芽段種莖處理與雙芽段種莖處理之間的差異均未達(dá)到0.05差異水平。

表2 不同處理宿根蔗農(nóng)藝特性指標(biāo)比較

2.3 不同甘蔗品種單芽種莖和雙芽種莖新植蔗產(chǎn)量和品質(zhì)性狀比較

從表 3可以得出，4個(gè)甘蔗品種新植蔗單芽段種莖處理的單莖重都表現(xiàn)出低于雙芽段種莖處理的單莖重，且均達(dá)到 0.01極顯著差異水平。同樣地，在單位面積產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)糖量上，單芽段種莖處理也表現(xiàn)為明顯低于雙芽段種莖處理，均達(dá)到0.01極顯著差異水平。在單位面積有效莖上的表現(xiàn)則相反，4個(gè)甘蔗品種單芽段種莖處理新植蔗的單位面積有效莖數(shù)高于雙芽段種莖處理的單位面積有效莖數(shù)，且均達(dá)到0.01極顯著差異水平，特別是桂糖 44號(hào)單芽段種莖處理的單位面積有效莖數(shù)比雙芽段種莖處理的單位面積有效莖數(shù)增加15.49%。在新植蔗蔗汁錘度和甘蔗蔗糖分上，單芽段種莖處理與雙芽段種莖處理之間的差異沒(méi)達(dá)到0.05差異水平。

表3 不同處理新植蔗產(chǎn)量和品質(zhì)性狀指標(biāo)比較

2.4 不同甘蔗品種單芽種莖和雙芽種莖宿根蔗產(chǎn)量和品質(zhì)性狀比較

由表4得出，不同處理的宿根蔗產(chǎn)量和品質(zhì)性狀與新植蔗的表現(xiàn)不同。在宿根蔗的單位面積有效莖、產(chǎn)量和產(chǎn)糖量上，4個(gè)甘蔗品種單芽段種莖處理均明顯高于雙芽段種莖處理，都達(dá)到0.01極顯著差異水平，特別是桂糖44號(hào)單芽段種莖處理的單位面積有效莖數(shù)、產(chǎn)量和產(chǎn)糖量相比雙芽段種莖處理分別增加15.39%、13.59%、13.12%。而在宿根蔗的單莖重、蔗汁錘度和甘蔗蔗糖分上，4個(gè)甘蔗品種的單芽段種莖處理與雙芽段種莖處理均未達(dá)到 0.05差異統(tǒng)計(jì)水平。

表4 不同處理宿根蔗產(chǎn)量和品質(zhì)性狀指標(biāo)比較

3 討論

健康種莖工廠化供種確保種莖純度和質(zhì)量，可快速恢復(fù)蔗區(qū)甘蔗品種優(yōu)良種性，種苗發(fā)芽率、分蘗率、生長(zhǎng)速度、成莖率高于自留種莖，可以減少農(nóng)藥使用，實(shí)現(xiàn)訂單生產(chǎn)，按需按時(shí)按量供應(yīng)蔗種，確保蔗種新鮮度。甘蔗單芽種植技術(shù)是在甘蔗健康種莖工廠化生產(chǎn)及種莖包衣的基礎(chǔ)上，配套精量機(jī)械種植等技術(shù)的現(xiàn)代甘蔗生產(chǎn)新模式，以解決目前我國(guó)甘蔗生產(chǎn)中甘蔗種植下種量大、種植效率低、成本高、種莖質(zhì)量較差等一系列問(wèn)題，該技術(shù)的應(yīng)用和推廣對(duì)加快推進(jìn)甘蔗良種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，有效降低甘蔗生產(chǎn)成本，促進(jìn)甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。近幾年來(lái)，甘蔗單芽段種莖技術(shù)研究得到不斷的完善和發(fā)展，特別是單芽段種莖的包衣技術(shù)能夠顯著提高甘蔗單芽段種莖的發(fā)芽率[4-6]，能有效保證種莖質(zhì)量，降低農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)[8]，提高甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量[9]。在本研究中，不同甘蔗品種的單芽段種莖處理新植蔗在產(chǎn)量性狀上有一定的劣勢(shì)，分析其中的原因，單芽段種莖處理的出苗率、分蘗發(fā)生率及分蘗率都明顯高于甘蔗雙芽段種莖，在苗期和分蘗期的水肥營(yíng)養(yǎng)跟不上，會(huì)導(dǎo)致分蘗苗的成莖率較低；在同樣的施肥水平和管理?xiàng)l件下，分蘗苗過(guò)多，營(yíng)養(yǎng)分配的不平衡，分蘗苗沒(méi)能長(zhǎng)成莖也消耗過(guò)多的養(yǎng)分，主莖的生長(zhǎng)也會(huì)受到影響，植株的高度顯著低于雙芽段種莖處理，最終產(chǎn)量指標(biāo)上不去。而在宿根蔗的表現(xiàn)則不同，單芽段種莖處理的宿根蔗獲得較多的發(fā)株數(shù)和較高的發(fā)株率，在同樣管理?xiàng)l件下，發(fā)株數(shù)和發(fā)株率決定了后期的有效莖數(shù)，產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)于雙芽段種莖處理的宿根蔗。單芽段種莖的新植蔗出苗率高，分蘗苗多，需水需肥多，應(yīng)在分蘗前期增施一次壯蘗肥，促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)同時(shí)提高分蘗苗的成莖率，所以在生產(chǎn)中采用單芽段種莖后，栽培技術(shù)應(yīng)作出相應(yīng)的變化，確保獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

在過(guò)去，甘蔗單芽段種莖主要用于甘蔗育苗移栽，而單芽段種莖生長(zhǎng)出來(lái)的蔗苗與種莖這個(gè)營(yíng)養(yǎng)體有密切的關(guān)系，雖然經(jīng)過(guò)浸種、消毒等一些技術(shù)處理，其長(zhǎng)出的苗還是弱于雙芽段種莖長(zhǎng)出來(lái)的蔗苗[14]。范業(yè)賡等[15]的研究發(fā)現(xiàn)單芽段種莖的蔗苗質(zhì)量與種莖莖體體積密切相關(guān)，表明莖體營(yíng)養(yǎng)對(duì)蔗苗生長(zhǎng)的重要性。本研究針對(duì)甘蔗單芽段種莖在依靠莖體營(yíng)養(yǎng)上就表現(xiàn)為先天不足，出苗表現(xiàn)根點(diǎn)少、幼苗細(xì)弱、生長(zhǎng)緩慢、死苗多的問(wèn)題，對(duì)單芽段種莖進(jìn)行包衣技術(shù)處理，解決出苗、苗弱、生根、分蘗、生長(zhǎng)及病蟲(chóng)防治等一系列問(wèn)題。在進(jìn)一步的研究中，將在單芽段種莖的長(zhǎng)度上進(jìn)行優(yōu)化，篩選適合的單芽段種莖長(zhǎng)度；對(duì)配套精量種植的機(jī)械進(jìn)行升級(jí)；根據(jù)甘蔗品種特性優(yōu)化包衣配方實(shí)現(xiàn)促根促蘗；在甘蔗栽培技術(shù)上，特別是分蘗早、分蘗強(qiáng)的甘蔗品種，提前施壯蘗肥，促進(jìn)有效莖形成，而出苗率、分蘗率較低的品種，如桂糖 42號(hào)和桂糖 55號(hào)，應(yīng)適當(dāng)增加下種量，以保證獲得高產(chǎn)。