不同植物生長調(diào)節(jié)劑浸種對(duì)甘蔗分蘗及產(chǎn)量性狀的影響

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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(duì)甘蔗分蘗、有效莖數(shù)及產(chǎn)量的作用效果[3]，對(duì)生產(chǎn)中使用植物生長調(diào)節(jié)劑實(shí)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(diǎn)，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(shí)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(gè)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(duì)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(xiǎn)，縮短節(jié)點(diǎn)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(duì)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(duì)于浸種后對(duì)甘蔗產(chǎn)量性狀及宿根性的影響還鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)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(duì)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(duì)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(yàn)材料

試驗(yàn)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(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)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(gè)清水對(duì)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(xiàng)目、方法及統(tǒng)計(jì)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(gè)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(jì)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(duì)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(duì)照高8.2個(gè)百分點(diǎn)，其他處理均顯著低于對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)照，其次是NAA、PP333處理與對(duì)照差異不大，而6-BA和GA的分蘗率則顯著低于對(duì)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(gè)基本因素組成的，這3個(gè)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(gè)處理之間的差異不顯著，而處理6-BA和GA則顯著低于對(duì)照，說明這兩個(gè)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(duì)照，而其他處理均顯著低于對(duì)照。不同激素處理甘蔗有效莖數(shù)都低于對(duì)照，但是PP333、NAA、ABA三個(gè)處理與對(duì)照之間的差異不顯著；而GA和6-BA處理顯著低于對(duì)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(gè)處理產(chǎn)量與對(duì)照之間差異不顯著，而GA和6-BA兩個(gè)處理產(chǎn)量顯著低于對(duì)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(duì)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(gè)百分點(diǎn)，與對(duì)照持平。說明，不同激素浸種處理對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)照高64.36個(gè)百分點(diǎn)，與對(duì)照差異顯著；其它處理略高于或低于對(duì)照，與對(duì)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(duì)照高，其他均低于對(duì)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(duì)照多1 035條/hm2，6-BA處理的有效莖顯著低于對(duì)照，而其他處理與對(duì)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(duì)照高產(chǎn)6.07%，而其他處理產(chǎn)量均低于對(duì)照。

表3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對(duì)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(duì)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(yàn)，試驗(yàn)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(yàn)一致；而萘乙酸（NAA）和（6-BA）的研究結(jié)果與本試驗(yàn)剛相反，這可能是由于浸種的濃度、品種、砍種時(shí)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(yàn)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(gè)處理均高于對(duì)照；而PP333與對(duì)照之間差異不明顯；另外兩個(gè)處理6-BA和GA的分蘗率則顯著低于對(duì)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(duì)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(yàn)完全一致。浸種處理對(duì)作物分蘗影響相關(guān)研究已經(jīng)有相關(guān)報(bào)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(yàn)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(duì)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(yàn)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(duì)整齊度、苗期生長等方面有大量的研究報(bào)道，但對(duì)產(chǎn)量性狀的相關(guān)研究極少有報(bào)道。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同處理新植蔗產(chǎn)量均低于對(duì)照，但PP333、NAA、ABA三個(gè)處理產(chǎn)量與對(duì)照之間差異不顯著，而GA和6-BA兩個(gè)處理產(chǎn)量顯著低于對(duì)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(duì)照高產(chǎn)6.07%，而其他處理產(chǎn)量均低于對(duì)照。從結(jié)果可看出，不同植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響中只有PP333的宿根產(chǎn)量比對(duì)照高，而其他處理無論新植還是宿根均低于對(duì)照，特別是處理GA和6-BA新植和宿根產(chǎn)量均顯著低于對(duì)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(duì)照，只有多效唑處理宿根蔗產(chǎn)量比對(duì)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(shí)間、不同品種、種子儲(chǔ)存時(shí)間等方面差異也會(huì)對(duì)浸種效果產(chǎn)生不同影響，這些需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)甘蔗品質(zhì)影響在噴施處理方面有報(bào)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(duì)于甘蔗品質(zhì)的影響還未見有相關(guān)報(bào)道，本研究結(jié)果表明，不同激素處理對(duì)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(duì)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(yàn)。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(yàn)。

4 結(jié)論

藥劑浸種的濃度、浸種時(shí)間、砍種后存放時(shí)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(yàn)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。