吳罡騰, 朱劍輝, 張祥會(huì), 李榮喜, 董 斌, 劉 文, 賀立紅

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,廣東 廣州 510225;2.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱帶農(nóng)林學(xué)院,廣東 廣州 510507)

當(dāng)前我國(guó)甘蔗生產(chǎn)常以1 a新植多年宿根的方式進(jìn)行。全國(guó)一半植蔗面積都種植宿根蔗,且多為2～3 a的宿根蔗[1]。因此,宿根性的好壞直接影響蔗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益和甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。國(guó)內(nèi)有關(guān)宿根蔗品質(zhì)比較與評(píng)價(jià)的研究已有較多報(bào)道。何建河等[3]對(duì)福建主栽甘蔗品種進(jìn)行一新、一宿試驗(yàn)表明,新臺(tái)糖10號(hào)在宿根季減產(chǎn)嚴(yán)重,不適宜旱地種植,適應(yīng)性較差。馬麗等[4]比較了134份國(guó)內(nèi)甘蔗種質(zhì)6 a宿根蔗的產(chǎn)量,發(fā)現(xiàn)近60個(gè)強(qiáng)宿根品種的產(chǎn)量超過(guò)120 t·hm-2,可作為培育新品種的雜交親本。羅亞偉等[5]研究表明,桂糖49號(hào)和桂糖40號(hào)第3年宿根蔗的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)優(yōu)于其他參試的桂糖品種。譚秦亮等[6]通過(guò)一新一宿的品質(zhì)比較試驗(yàn),篩選出產(chǎn)量高、宿根性強(qiáng)的桂熱2號(hào),適合在廣西南寧進(jìn)一步推廣種植。張革民[7]比較了10個(gè)品種在8個(gè)種植區(qū)域的“兩新一宿”甘蔗的經(jīng)濟(jì)性狀,發(fā)現(xiàn)蔗莖產(chǎn)量具有較強(qiáng)的區(qū)域性?？梢?jiàn),同一品種在不同地域種植,其宿根蔗的性狀表現(xiàn)有差異。張躍彬等[8]研究表明,一些品種在種植2～3 a內(nèi)仍可保持高糖高產(chǎn)。因此,不同蔗區(qū)應(yīng)篩選出適宜當(dāng)?shù)胤N植的宿根蔗,以優(yōu)化當(dāng)?shù)馗收岱N質(zhì)資源,提高蔗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益。

利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),可篩選出綜合性狀優(yōu)良的品種[9]。其中,方差分析和相關(guān)分析常用于甘蔗品質(zhì)初期的比較篩選和評(píng)價(jià)[10-12]。主成分分析通過(guò)降維的方式篩選綜合變量,降低了重要性較弱的因子對(duì)研究結(jié)果的影響,根據(jù)因子得分加以排名[13-14]。鑒于此,本研究采用方差分析、相關(guān)分析和主成分分析比較了廣東湛江蔗區(qū)主栽品種第3年宿根蔗的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀,以期篩選出適宜湛江當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)高糖強(qiáng)宿根蔗品種,為當(dāng)?shù)馗收岙a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 參試品種與試驗(yàn)地概況

1.1.1 參試品種 8個(gè)宿根蔗品種分別為:海蔗22號(hào)(HZ 22)、桂糖08-120(GT 08-120)、桂糖58號(hào)(GT 58)、桂糖42號(hào)(GT 42)、臺(tái)糖93/031(TT 93/031)、粵糖61號(hào)(YT 61)、桂糖49號(hào)(GT 49)和桂柳05-136(GL 05-136)。8個(gè)甘蔗品種均是湛江蔗區(qū)近年的主栽品種,當(dāng)?shù)刂铺菑S收購(gòu)量均較大。

1.1.2 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于廣東省湛江市遂溪縣甘蔗產(chǎn)區(qū)(109°40′～110°25′E,21°00′～20°31′N)。遂溪縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候,地處熱帶北緣,土地肥沃,夏季光熱充足、雨量充沛、日照時(shí)間長(zhǎng),冬季少雨且氣溫較低,適合甘蔗糖分的積累,具有良好的甘蔗產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)[15]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)查項(xiàng)目

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。蔗種砍為雙芽段,雙行“品”字形擺種,于2019年3月下種,2021年12月收獲第3年宿根蔗。每個(gè)品種設(shè)3個(gè)重復(fù),種植行距1.5 m、行長(zhǎng)10 m,每區(qū)5行。所有參試品種采用常規(guī)大田管理。參照文獻(xiàn)[16-18],測(cè)定主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)。(1)主要農(nóng)藝性狀包括:株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖徑、節(jié)間長(zhǎng)度、分蘗率、單莖重、有效莖數(shù)。株高用軟尺測(cè)量;選取+1葉片并用直尺測(cè)量葉長(zhǎng)和葉寬;用軟尺測(cè)量中間莖節(jié)的節(jié)間長(zhǎng)度;用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖徑;用電子秤測(cè)定單莖重。(2)主要經(jīng)濟(jì)性狀包括:蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量。錘度用愛(ài)拓?cái)?shù)顯折射儀測(cè)定。蔗糖分=錘度×1.085 2-7.703[19];蔗莖產(chǎn)量=單莖重×有效莖數(shù);蔗糖產(chǎn)量=蔗糖分×蔗莖產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用 Excel 2022整理數(shù)據(jù);采用SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析;用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行比較和差異顯著性檢驗(yàn)(P<0.05);用Person′s相關(guān)系數(shù)表示相關(guān)性,同時(shí)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試宿根蔗主要農(nóng)藝性狀的比較

8個(gè)參試宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)見(jiàn)表1。

表1 參試宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)1)Table 1 Main agronomic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.1.1 葉長(zhǎng)、葉寬和株高 8個(gè)品種葉長(zhǎng)在131.17～172.67 cm之間,其中海蔗22號(hào)、粵糖61號(hào)、臺(tái)糖93/031葉長(zhǎng)顯著高于其他5個(gè)品種。8個(gè)品種葉寬在4.43～5.73 cm之間,其中海蔗22號(hào)葉寬最大、桂柳05-136最小。8個(gè)品種株高在284.00～353.33 cm之間,桂糖42號(hào)株高顯著高于其他品種,桂糖08-120和桂柳05-136則低于其他參試品種。

2.1.2 莖徑和節(jié)間長(zhǎng)度 8個(gè)品種莖徑在28.38～32.43 mm之間,其中粵糖61號(hào)、桂糖08-120莖徑顯著高于其他品種,桂糖42號(hào)則顯著低于其他品種。8個(gè)品種節(jié)間長(zhǎng)度在11.38～14.52 cm之間。桂糖49號(hào)節(jié)間長(zhǎng)度最高,且顯著高于其他品種;桂糖42和桂糖58號(hào)其次,顯著高于除桂糖49號(hào)以外的其他品種;其余5個(gè)品種之間則無(wú)顯著差異。

2.1.3 分蘗率、單莖重和有效莖數(shù) 8個(gè)品種分蘗率在566.67%～850.00%之間,桂糖42號(hào)分蘗率最高、桂糖08-120最低。8個(gè)品種單莖重在1.93～2.32 kg之間,粵糖61號(hào)最高,顯著高于其他品種;桂柳05-136表現(xiàn)較差,僅1.93 kg。8個(gè)品種有效莖數(shù)在43 982.50～49 532.50條·hm-2之間,其中桂糖58號(hào)有效莖數(shù)最高(49 532.50條·hm-2),其次是粵糖61號(hào)(47 682.50條·hm-2)。

2.2 參試宿根蔗主要經(jīng)濟(jì)性狀的比較

由表2可知,8個(gè)宿根蔗品種在主要經(jīng)濟(jì)性狀上存在差異。8個(gè)品種的蔗糖分在12.42%～16.88%之間,桂糖49號(hào)含糖量顯著高于其他品種,臺(tái)糖93/031則顯著低于其他品種;8個(gè)品種蔗莖產(chǎn)量在87.63～110.61 t·hm-2之間,粵糖61號(hào)顯著高于其他品種,海蔗22號(hào)、桂糖42號(hào)和桂柳05-136蔗莖產(chǎn)量均低于90.00 t·hm-2;8個(gè)品種蔗糖產(chǎn)量在12.29～15.77 t·hm-2之間,桂糖49號(hào)和粵糖61號(hào)顯著高于其他品種,臺(tái)糖93/031和海蔗22蔗糖產(chǎn)量最低。綜合來(lái)看,桂糖49號(hào)和粵糖61號(hào)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于其他參試品種。

表2 參試宿根蔗的主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)1)Table 2 Main economic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.3 參試宿根蔗主要性狀的相關(guān)分析

8個(gè)宿根蔗品種主要農(nóng)藝性狀與經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)分析見(jiàn)表3。從表3可見(jiàn),葉長(zhǎng)與葉寬、單莖重呈極顯著正相關(guān),與蔗糖分呈極顯著負(fù)相關(guān),與株高無(wú)明顯相關(guān)性;莖徑與有效莖數(shù)呈顯著正相關(guān),與單莖重呈極顯著正相關(guān);節(jié)間長(zhǎng)度與蔗糖分呈極顯著正相關(guān);分蘗率與株高呈極顯著正相關(guān),與莖徑呈極顯著負(fù)相關(guān),與蔗糖分、蔗糖產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān);蔗莖產(chǎn)量與葉長(zhǎng)、葉寬呈顯著正相關(guān),與莖徑、單莖重、有效莖數(shù)呈極顯著正相關(guān),與蔗糖分呈顯著負(fù)相關(guān);單莖重與株高呈顯著正相關(guān),與葉寬呈極顯著正相關(guān);蔗糖產(chǎn)量與莖徑、節(jié)間長(zhǎng)度、單莖重、有效莖數(shù)、蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。綜上可見(jiàn),雖然有些宿根蔗品種分蘗率表現(xiàn)較差,但若莖徑、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分等表現(xiàn)較優(yōu),仍可保持較高的蔗糖產(chǎn)量。

表3 參試宿根蔗主要性狀的相關(guān)性1)Table 3 Correlations of major traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.4 參試宿根蔗的主成分分析

2.4.1 性狀 對(duì)不同性狀進(jìn)行主成分分析(表4)表明,主成分1～主成分4方差貢獻(xiàn)率分別為30.145%、25.609%、17.376%、11.133%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到84.263%,能夠反映所有性狀的主要信息,可作為篩選優(yōu)質(zhì)宿根蔗品種性狀的主要指標(biāo)。在主成分1中,蔗莖產(chǎn)量特征向量最大,其次是莖徑、單莖重。莖徑、單莖重決定蔗莖產(chǎn)量,因此主成分1可稱為“蔗莖產(chǎn)量因子”。主成分2中,有效莖數(shù)特征向量最大,可稱為“有效莖數(shù)因子”。主成分3中,株高的特征向量最大,其次是蔗糖產(chǎn)量,可稱為“株高和蔗糖產(chǎn)量因子”。主成分4中,葉寬和葉長(zhǎng)的特征向量最大,可稱為“葉片因子”。

表4 不同性狀的主成分分析Table 4 Principal component analysis of different traits

2.4.2 品種 通過(guò)主成分分析得到了8個(gè)品種在不同主成分上的得分。在主成分1中,粵糖61號(hào)得分最高,桂糖42號(hào)最低;在主成分2中,桂糖49號(hào)得分最高,臺(tái)糖93/031最低;在主成分3中,桂糖42號(hào)得分最高,桂柳05-136最低;在主成分4中,桂糖58號(hào)得分最高,海蔗22號(hào)最低。對(duì)8個(gè)品種綜合評(píng)價(jià)表明,得分排名前四的品種分別是粵糖61號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖58號(hào)和桂糖08-120,得分靠后的4個(gè)品種分別是海蔗22號(hào)、桂糖42號(hào)、臺(tái)糖93/031以及桂柳05-136(表5)。

表5 參試宿根蔗的綜合排名Table 5 Comprehensive ranking of ratoon sugarcane cultivars tested

3 小結(jié)

宿根蔗具有省種、省工、早熟,便于勞動(dòng)力調(diào)配和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)地調(diào)查同一區(qū)域內(nèi)種植的宿根蔗品種,有助于篩選強(qiáng)宿根品種[20]。本研究對(duì)湛江蔗區(qū)8個(gè)主栽品種第3年宿根蔗的主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查表明,海蔗22號(hào)在葉長(zhǎng)、葉寬上表現(xiàn)最優(yōu),桂糖42號(hào)株高及分蘗率高于其他品種,粵糖61號(hào)莖徑、單莖重優(yōu)于其他品種,桂糖49號(hào)節(jié)間長(zhǎng)度優(yōu)于其他品種,且在蔗糖分上表現(xiàn)最優(yōu),桂糖49號(hào)、粵糖61號(hào)蔗糖產(chǎn)量?jī)?yōu)于其他品種,桂柳05-136、臺(tái)糖93/031的主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)都較差。本研究中,分蘗率與蔗糖產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),這可能是選擇的參試甘蔗品種數(shù)較少,從而對(duì)分析造成影響。下一步可通過(guò)增加宿根性差的品種進(jìn)行比較,以減輕影響。進(jìn)一步進(jìn)行主成分分析表明,綜合性狀較好的是粵糖61號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖58號(hào)、桂糖08-120,綜合性狀較差的是海蔗22號(hào)、臺(tái)糖93/031、桂柳05-136、桂糖42號(hào);參試甘蔗品種的主成分分析得分綜合排名為:粵糖61號(hào)>桂糖49號(hào)>桂糖58號(hào)>桂糖08-120>海蔗22號(hào)>桂糖42號(hào)>臺(tái)糖93/031>桂柳05-136。綜合方差分析、相關(guān)分析以及主成分分析結(jié)果表明,可將農(nóng)藝性狀的莖徑、單莖重以及蔗糖分、蔗莖產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量等主要經(jīng)濟(jì)性狀作為篩選3 a宿根蔗優(yōu)良品種的指標(biāo),這與前人的研究結(jié)果[21-23]相似。

綜上可見(jiàn),適合湛江蔗區(qū)種植的強(qiáng)宿根蔗品種為桂糖49號(hào)和粵糖61號(hào)。該2個(gè)品種具有莖徑適中、單莖較重、含糖量以及蔗糖產(chǎn)量較高的優(yōu)良性狀,建議進(jìn)一步推廣種植。此外,在篩選評(píng)價(jià)和引進(jìn)強(qiáng)宿根品種時(shí),建議以莖徑、蔗莖產(chǎn)量和含糖量作為主要的篩選指標(biāo)。