‘桂輻98-296’種莖補種‘桂糖42號’宿根蔗農(nóng)藝性狀與效益分析

游建華，梁 闐，樊保寧，吳凱朝，黃日宏，譚宏偉，廖慶才

（1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，南寧 530007；2廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團柳興制糖有限公司，廣西 柳州 545112；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南寧 530007；4廣西象州縣水晶鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西 象州 545800）

0 引言

甘蔗是多年生植物，上季甘蔗砍收后，利用留在土中和蔗蔸上的側(cè)芽生長成為新的植株，經(jīng)人工培育而成為新的一季甘蔗，稱為宿根甘蔗[1]。保留宿根蔗可節(jié)約種苗、節(jié)省勞動力，提早熟期、有利于降低生產(chǎn)成本[2]，可減少種植的循環(huán)過程，使作物能更好地利用氣候條件，從而延長生產(chǎn)周期[3]。宿根蔗年限越長，整個植蔗周期的種植成本就越低[4]，宿根蔗的品質(zhì)和糖回收率均比新植蔗高[5]。因此，宿根蔗在生產(chǎn)中占有極其重要的地位，為主要蔗糖生產(chǎn)國家所重視[6]。甘蔗種植的長期生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明了，宿根蔗年限越長，整個植蔗周期的種植成本就越低，工農(nóng)業(yè)效益就愈佳[7]。世界上所有產(chǎn)蔗國家均有宿根甘蔗栽培[8]，但留宿根的年限則依品種、自然條件、栽培條件、管理水平、生產(chǎn)水平及種植習(xí)慣的不同而存在差異，古巴普遍5～7年，毛里求斯5～8年，巴西4～5年，南非4～5年，其他國家2～4年，中國蔗糖產(chǎn)區(qū)一般留宿根1～2年。中國宿根蔗一般占甘蔗總播種面積的60%左右[9]，但甘蔗產(chǎn)量長期保持在較低的水平，究其原因主要是缺乏宿根性好的品種[10]。宿根甘蔗在中國糖料生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，然而由于品種退化、地力下降以及不正當(dāng)?shù)奶镩g管理措施，中國宿根甘蔗在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新植甘蔗，并且隨著宿根年限的增長，其產(chǎn)量、品質(zhì)降低，病蟲害加劇，成為制約中國糖料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。甘蔗宿根衰退除了與基因型差異有密切關(guān)系外，還涉及到蔗田土壤、周邊環(huán)境中生物以及非生物因素，并且各個因素之間相互影響，使宿根甘蔗衰退方面的相關(guān)研究面臨諸多困難[11]。謝廷林[12]使用新‘臺糖22號’(ROC22)補苗于ROC22宿根，以“破壟+早施肥+單行補苗+蓋地膜”處理可保證宿根蔗有足夠的苗數(shù)和早生快長，最后獲得高產(chǎn)高糖，比其他處理顯著增產(chǎn)，同時獲得最多的純收益，這一管理水平宜在勞力充足、管理水平高的蔗區(qū)推廣。因為補種的蔗種萌芽期較長，蔗芽出苗后因株齡較小、生長競爭力弱而難以成為有效莖，所以宿根蔗不能直接補種蔗種[13]。宿根栽培一般可進行數(shù)次，但隨次數(shù)的增加，蔗芽數(shù)會越來越少，加上病蟲害發(fā)生率增多，單產(chǎn)會隨之下降[14]。在甘蔗生產(chǎn)中，提高宿根蔗產(chǎn)量、延長宿根年限，前人大多采用本品種提前育苗移栽或移密補疏這兩種傳統(tǒng)方法[15]，但這兩種方法能實施的前提條件是有充足的勞動力和水源作保障，且勞動強度大、工序繁瑣、移栽苗成活率低等。補種的蔗苗移栽定植后需要淋定根水直至蔗葉返青，一般小面積蔗地或試驗地小范圍采用。由于甘蔗大多數(shù)種植在旱坡地，受到水源的缺乏、勞動力缺乏等方面因素的制約，這些方法在大面積生產(chǎn)已鮮有人采用。宿根蔗缺株斷壟嚴(yán)重的地塊，唯有翻蔸進行新植。因此，研究出簡單、高效、實用的宿根蔗補種方法成為了目前甘蔗生產(chǎn)上亟待解決的問題之一。梁闐等[7]經(jīng)過研究首創(chuàng)采用‘桂輻98-296’(GF98-296)種莖直接補種于ROC22宿根缺株斷壟處獲得成功，種莖直接補種處理比對照的蔗莖單產(chǎn)顯著提高，且蔗糖分相當(dāng)，該技術(shù)也獲得了國家發(fā)明專利證書[16]，拉開了種莖直接補種宿根蔗延長年限研究的序幕，目前尚無同類的研究報道。通過研究GF98-296 直接補種解決了廣西蔗區(qū)主栽當(dāng)家品種ROC22 宿根缺株斷壟導(dǎo)致的單產(chǎn)低問題，也初步構(gòu)建了種莖直接補種宿根蔗的新技術(shù)雛形，要形成成熟的技術(shù)體系，還要利用這個新技術(shù)針對其他主要推廣品種，如‘桂糖42號’(GT42)進行實證研究與驗證，以拓展、完善、提升該新技術(shù)的可行性、廣譜性、實用性。本研究主要探討解決GF98-296 種莖直接補種的最適宜時期這個關(guān)鍵性問題，以克服GT42宿根前期早生快發(fā)優(yōu)勢對補種的GF98-296產(chǎn)生蔭蔽、抑制等不利影響，促使兩者在蔗地封行時基本同步生長，使GF98-296 能順利拔節(jié)伸長成為有效莖，達到增產(chǎn)、增收的目的。同時為GF98-296 在其他主推品種的宿根補種試驗研究和推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

研究田間試驗于 2017年3月 28 日—2018年1月13日在廣西象州縣水晶鄉(xiāng)雷安村韋炳坤甘蔗地進行，供試地塊為種植GT42 第三年宿根蔗地（2014年2月23日新植蔗下種），上茬甘蔗砍收時間為2016年12月28日；土壤為紅壤土、肥力偏下。

1.2 試驗材料

供試甘蔗品種為‘桂輻98-296’(GF98-296)和‘桂糖42號’(GT42)。

1.3 試驗方法

試驗設(shè)3個處理，分別為A處理（GF98-296種莖直接補種+GT42 宿根）下種密度為12 芽/m，該處理的各個試驗小區(qū)包含GF98-296 補種和GT42 宿根的蔗株；B 處理（GF42 種莖直接補種+GT42 宿根）下種密度為12 芽/m，該處理的各個試驗小區(qū)包含GT42 補種和GT42 宿根的蔗株；對照（CK，GT42 宿根地塊自然狀態(tài)）不補種。

試驗地的植蔗行距1.0 m，行長12.0 m，5 行區(qū)，小區(qū)面積60.0 m2，3次重復(fù)，共9個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，周邊設(shè)保護行。2017年3月28日各處理下種補種，當(dāng)時宿根蔗苗長出了2～4 片蔗葉，在其蔗畦缺株斷壟處（30 cm 以上地段無蔗蔸或無蔗芽萌動出土）挖植蔗溝，同時清除廢棄蔗蔸，溝底與宿根蔗基部持平。按照新植蔗的種植方法，選擇無病蟲害、蔗莖均勻、蔗芽飽滿的半莖種，斬成單芽或雙芽段，種莖依據(jù)密度要求直接雙行頂接擺種于植蔗溝補種，淺蓋土，并記錄每小區(qū)補種的下種芽數(shù)量，補種的GF98-296 和GT42 出苗后用紅繩綁圈記號以便識別。補種蔗芽出苗后的一切農(nóng)事活動按當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣進行，且田間管理以宿根蔗的要求為準(zhǔn)。4月下旬施分蘗肥后小培土，5月下旬施攻莖肥后大培土；施肥量：30%復(fù)合肥(16-5-9)1.8 t/hm2（分蘗肥0.675 t/hm2、攻莖肥1.125 t/hm2），伸長期加施攻莖肥尿素0.3 t/hm2。

1.4 調(diào)查項目

上茬甘蔗砍收前調(diào)查每個小區(qū)有效莖數(shù)，4月中旬調(diào)查A、B處理種莖直接補種的出苗率，大培土前調(diào)查甘蔗（假莖）株高；收獲前調(diào)查有效莖數(shù)、株高、莖徑及分析蔗糖品質(zhì)等。2018年1月13 日廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳組織專家組對試驗地進行實產(chǎn)驗收，按照有關(guān)規(guī)程[17]，測定數(shù)據(jù)包括株高、莖徑、有效莖數(shù)、蔗糖分、產(chǎn)量，其中補種的GF98-296 和GT42 分別計重，以便于統(tǒng)計分析。分別隨機砍取試驗區(qū)GF98-296、GT42及GT42宿根蔗莖各6條送廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測技術(shù)研究所進行蔗糖品質(zhì)分析，出具檢測報告。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理及其品種出苗率、成莖率、發(fā)株率調(diào)查結(jié)果分析

從表1 可以看出，A 處理GF98-296 直接補種的蔗芽數(shù)為23400芽/hm2，出苗率為93.06%，蔗苗成莖率為85.97%，宿根蔗發(fā)株率為87.76%；B處理GT42直接補種的蔗芽數(shù)為25335芽/hm2，出苗率為91.61%，成莖率為26.54%，宿根蔗發(fā)株率為85.81%；CK的宿根蔗發(fā)株率為86.32%。補種GF98-296 的出苗率略高于補種的GT42，差異不大，處于同一水平，說明宿根蔗的早期發(fā)株生長對這兩個補種品種的蔗芽萌動至出苗影響小。但到了宿根蔗拔節(jié)伸長期，蔗株及其蔗葉覆蓋蔗地的面積加大，GF98-296 前期生長快的種性表現(xiàn)凸顯[18]，幾乎沒有受到宿根蔗的抑制影響，而補種GT42 蔗苗大多數(shù)被蔭蔽無法進行正常的光合作用而自然消亡，因此補種的GT42成莖率大大低于GF98-296。A、B及CK各處理宿根蔗的發(fā)株率也基本在同一水平。

2.2 各處理及其品種蔗株生長量調(diào)查結(jié)果分析

從表2看出，5月25日進行大培土?xí)r，蔗株株高從低到高的依次為：GT42 補種蔗苗＜GF98-296 補種蔗苗＜宿根蔗苗，這是宿根蔗苗比作為新植蔗的種莖補種發(fā)株早、長苗早的合理結(jié)果；同為補種的GF98-296和GT42的顯著差異說明了GF98-296早生快發(fā)的種性優(yōu)勢。到了工藝成熟期的12月，補種GF98-296 株高為278～283 cm，各個處理宿根蔗株高265～272 cm，兩者相差約12 cm，GT42 補種的蔗株最低為171 cm。6—12月的生長量比較，GF98-296 補種的生長量最大達234 cm，其次是各個處理宿根蔗的生長量為216～223 cm，補種的GT42 生長量最小為144 cm。補種GF98-296 的生長量大于宿根蔗和補種的GT42，且蔗地封行時，補種GF98-296 的株高與宿根蔗基本齊平，同步生長，有效地避過了占天時地利優(yōu)勢的宿根蔗對其蔭蔽、抑制的不利影響，到了8月底、9月初反轉(zhuǎn)逆襲，總體長勢超過了宿根蔗；而補種的GT42則難逃此厄運，不僅莖細(xì)小，蔗株高度始終置于宿根蔗蔭蔽和抑制之下，大多數(shù)自然消亡，幸免存活下來的蔗株也是總體長勢參差不齊、呈弱小的狀態(tài)。說明了GF98-296不僅前期生長快，尤其是全期生長旺盛[19]，其拔節(jié)至工藝成熟期的生長量能充分滿足目標(biāo)產(chǎn)量有效莖對株高的要求。

表1 各處理及其品種出苗率、成莖率、發(fā)株率調(diào)查結(jié)果

表2 各處理及其品種蔗株6—12月生長量調(diào)查結(jié)果 cm

2.3 各處理單位面積產(chǎn)量構(gòu)成因子及其蔗莖產(chǎn)量比較分析

從表3看出，A、B、CK各處理的宿根蔗有效莖數(shù)、莖徑、株高、單莖重及蔗莖產(chǎn)量間差異不明顯，種莖直接補種沒有干擾到GT42宿根蔗的正常生長。種莖直接補種的GF98-296 和GT42 的有效莖數(shù)分別為18720、6160 條/hm2，莖徑分別為2.41、1.92 cm，株高分別為281、171 cm，單莖重分別為1.14、0.95 kg/條，蔗莖產(chǎn)量分別為21.34、5.85 t/hm2。A 處理的蔗莖產(chǎn)量為77.93 t/hm2，比CK、B分別增產(chǎn)19.79、14.15 t/hm2，增幅分別達34.03%、22.18%；其中，A處理蔗莖產(chǎn)量與CK、B處理差異達極顯著水平；B處理產(chǎn)量與CK差異不顯著。由此可見，A 處理相比B 處理增產(chǎn)是因補種的GF98-296 有效莖數(shù)是補種GT42 有效莖數(shù)的3 倍多，且單莖也比其重；A處理比CK顯著增產(chǎn)也幾乎得益于補種GF98-296有效莖數(shù)的增多，充分說明了補種對宿根蔗地塊蔗莖的同比增產(chǎn)作用。

2.4 各處理及其品種蔗糖分分析

表4 蔗糖分和田間錘度分析看出，3 個處理的GT42 宿根蔗莖的田間錘度達到21.46°～22.05°BX，蔗糖分達到14.87%～14.95%，均高于GT42補種蔗莖的田間錘度和蔗糖分，但低于GF98-296補種蔗莖的田間錘度和蔗糖分。這符合甘蔗同一品種宿根蔗的田間錘度、蔗糖分高于新植蔗的糖分成熟規(guī)律，再次證明了GF98-296 是適應(yīng)性強的高糖品種[20]。利用GF98-296作為種莖直接補種GT42 宿根蔗，不會降低這兩個品種新植與宿根蔗的混合群體作為原料蔗進糖廠壓榨制糖的產(chǎn)糖率，提升單位面積產(chǎn)糖量。

2.5 各處理的經(jīng)濟效益比較分析

（1）農(nóng)業(yè)產(chǎn)值效益分析。表5結(jié)果顯示，與CK相比，A處理增產(chǎn)19.79 t/hm2，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值9895.0元/hm2，扣除補種系列成本 4388.4 元/hm2，純增收5506.6 元/hm2；B處理增產(chǎn)5.64 t/hm2，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值2820.0元/hm2，扣除補種系列成本 2800.8 元/hm2，純增收 19.2 元/hm2。說明了利用GF98-296 和GT42 種莖直接補種GT42 宿根蔗對蔗農(nóng)而言可增產(chǎn)、增收，但從經(jīng)濟效益最大化而言，利用GF98-296相比增產(chǎn)、增收的幅度更大。

（2）工業(yè)產(chǎn)值效益分析。從表6看出，A處理因補種GF98-296的蔗莖產(chǎn)量大幅度增產(chǎn)，且其蔗糖分相比補種GT42 及其宿根蔗均處于較高值，在工藝成熟期兩個品種混合群體蔗莖砍收作為原料進糖廠壓榨制糖的單位面積產(chǎn)糖量也相比顯著提高，增加的工業(yè)產(chǎn)值非?？捎^。因此，A處理合計產(chǎn)糖量達9.942 t/hm2，工業(yè)產(chǎn)值也達57663.6元/hm2，與B處理產(chǎn)糖量8.049 t/hm2、工業(yè)產(chǎn)值 46684.2 元/hm2和 CK 產(chǎn)糖量 7.388 t/hm2、工業(yè)產(chǎn)值42850.4元/hm2比較，A處理的工業(yè)產(chǎn)值分別比B處理、CK增效10979.4、14813.2元/hm2。

從以上工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值分析看出，A 處理相比CK，因蔗莖增產(chǎn)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增收5506.6元/hm2；同時原料蔗進制糖企業(yè)壓榨制糖后，因增產(chǎn)食糖而增效的工業(yè)產(chǎn)值也達14813.2 元/hm2。因此，新增工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達20319.8元/hm2。

表3 各處理單位面積產(chǎn)量構(gòu)成因子調(diào)查結(jié)果及比較

表4 各處理及其品種蔗糖分調(diào)查結(jié)果

3 結(jié)論與討論

3.1 GF98—296種莖直接用于補種GT42宿根，從農(nóng)藝性狀表現(xiàn)是適宜的

（1）作為新植蔗的GF98-296 的出苗、成莖沒有受到或微小受到作為宿根蔗的GT42 發(fā)株對其蔭蔽、水肥競爭、抑制等因素的影響，混合群體各自能正常發(fā)株、出苗，互不干擾，幼苗期整體齊苗、壯苗，為達到目標(biāo)產(chǎn)量打下了良好的基礎(chǔ)。（2）GF98-296早生快發(fā)、全期旺盛的長勢優(yōu)勢保證了其拔節(jié)伸長至工藝成熟期的生長量能與GT42宿根蔗齊頭并進，甚至趕超，確保了株高這個決定試驗研究是否成功及達到預(yù)期目標(biāo)產(chǎn)量的主要關(guān)鍵要素的穩(wěn)定。（3）GF98-296 種莖直接補種GT42 宿根混合群體的整體單位面積產(chǎn)量對比宿根蔗不補種的增產(chǎn)部分幾乎就是補種蔗株蔗莖的產(chǎn)量，而這部分產(chǎn)量也大約占整體產(chǎn)量的1/3，恰好填補了宿根蔗缺株斷壟的空白，達到了增產(chǎn)的目的。（4）GF98-296種莖直接補種GT42宿根混合群蔗莖在工藝成熟期的蔗糖分指標(biāo)旗鼓相當(dāng)，蔗莖砍收作為原料進制糖企業(yè)壓榨制糖是有利的。

3.2 GF98-296種莖直接補種GT42宿根，從經(jīng)濟成本核算對產(chǎn)業(yè)是有利的

蔗糖產(chǎn)業(yè)是工農(nóng)業(yè)緊密聯(lián)系，且相互依賴、依存的有機整體，主要由甘蔗種植業(yè)、制糖業(yè)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)構(gòu)成。因此，甘蔗種植（種莖直接補種宿根蔗）就是一項經(jīng)濟活動，就要從經(jīng)濟成本核算來界定這種活動是否有價值和意義。這個問題的答案已經(jīng)在前面的分析中蔗農(nóng)增收、制糖企業(yè)增效的結(jié)果得到了肯定的回答，在此不必贅述了。另外，從種莖直接補種成功就意味著有效延長了宿根蔗年限1年以上，也降低了甘蔗從下種至翻蔸淘汰整個生長周期的種植生產(chǎn)成本，對植蔗節(jié)本增效，增強甘蔗種植業(yè)的市場競爭力是十分有意義的

3.3 GT42種莖直接補種GT42宿根是不適宜的

GT42 種莖直接補種GT42 宿根雖然是同屬一個品種之間的不同種植制度，但由于植期的差異，新植蔗的蔗芽萌動出土長苗明顯滯后于宿根蔗的早生快發(fā)易被蔭蔽、抑制，造成幼苗期苗小、苗弱，無法進行正常的光合作用大多自然消亡，能勉強成莖的也是蔗莖矮小，參差不齊，成莖率低，與GF98-296 相比對整體的單產(chǎn)貢獻極小，而且也不經(jīng)濟劃算，許多文獻均有類似表述[13]。

表5 試驗結(jié)果的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益分析

表6 2017年試驗結(jié)果工業(yè)經(jīng)濟效益分析

GT42 經(jīng)過多年的示范、推廣，已經(jīng)成為廣西蔗區(qū)的主要推廣品種之一。但該品種易感染黑穗病[21]，加之蔗莖收砍時的人畜、機械踐踏、地下害蟲的為害等因素導(dǎo)致宿根蔗缺株斷壟嚴(yán)重，許多蔗地第二、第三年宿根蔗被迫翻蔸重種了，造成人力、物力、財力、地力的極大浪費。本試驗研究獲得成功，總結(jié)出了一套高效實用種莖直接補種GT42 宿根蔗延長年限的新技術(shù)，建議種植GT42 面積較大的有關(guān)市縣（區(qū)）政府有關(guān)部門、制糖企業(yè)加大這項新技術(shù)的示范、推廣力度，通過科技進步來促進蔗農(nóng)增產(chǎn)增收、制糖企業(yè)增效。