甘蔗健康種苗一代種莖生產(chǎn)力分析

周慧文，覃興云，陳榮發(fā)，范業(yè)賡，韋 素，閆海鋒，丘立杭，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/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心，廣西 南寧 530007；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西 南寧 530007；3.來賓市金鳳凰農(nóng)業(yè)投資有限公司，廣西 來賓 546100；4.廣西環(huán)江毛南族自治縣水源鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西 河池 547102）

0 引言

甘蔗（Saccharum officinarum）為禾本科甘蔗屬植物，是世界重要的糖料作物和能源作物［1-3］。我國約90%的食糖來源于甘蔗［4-5］，其中甘蔗食糖的60%以上來源于廣西蔗區(qū)，但目前由于諸多因素，廣西蔗區(qū)普遍面臨著單產(chǎn)不高、種性退化的難題，這會(huì)嚴(yán)重影響我國蔗糖業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。甘蔗是利用種莖上的蔗芽進(jìn)行無性繁殖的作物，優(yōu)質(zhì)的健康種莖是保證甘蔗穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。生產(chǎn)上一般是將蔗莖砍成具有一個(gè)或多個(gè)節(jié)的莖段作種莖進(jìn)行繁殖；或在每年砍收后，利用殘留在土中的莖基上的腋芽作宿根繁殖［6］，但該繁殖方法會(huì)導(dǎo)致甘蔗經(jīng)多年留種種植后，種莖受到多種病原物的反復(fù)侵染并在甘蔗生長時(shí)在植株內(nèi)積累［7］，抑制甘蔗正常生長，導(dǎo)致優(yōu)良種性退化，質(zhì)量和產(chǎn)量不斷下降，給生產(chǎn)造成極大的損失，嚴(yán)重威脅甘蔗產(chǎn)業(yè)安全。

利用甘蔗組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)脫毒健康種苗，可有效解決上述病毒反復(fù)侵染蔗莖問題。其原理是采用甘蔗幼嫩心葉或莖尖分生組織培養(yǎng)，獲得健康脫毒種苗后［8-9］，將健康種苗經(jīng)大田繁殖成一代、二代的健康種莖后用于甘蔗生產(chǎn)［10］。已有關(guān)于甘蔗健康種苗一代種莖在大田種植表現(xiàn)的研究報(bào)道。新臺(tái)糖22號(hào)的健康種苗一代種莖的錘度和產(chǎn)量比對(duì)照有顯著提高［11］。桂糖35號(hào)的錘度比常規(guī)種莖有所提高，產(chǎn)量提高不顯著［6］。有的研究認(rèn)為脫毒一代種莖分蘗多，前期長勢(shì)健壯，但后期有效莖數(shù)顯著低于常規(guī)種莖［12］。還有的研究認(rèn)為果蔗的第二代和第三代健康種莖的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)顯著優(yōu)于第一代，并且一代種莖不能提升產(chǎn)量和糖分，相反還會(huì)降低［13-14］。根據(jù)前人報(bào)道，種植脫毒健康種苗一代種莖（以下簡稱“一代種莖”）是否可以提高甘蔗產(chǎn)量為蔗農(nóng)帶來經(jīng)濟(jì)效益尚未有明確結(jié)論，且試驗(yàn)品種和試驗(yàn)地點(diǎn)有所局限。因此本研究選擇目前廣西主栽5個(gè)糖料蔗品種，在分布于廣西不同地方的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開展一代種莖農(nóng)藝性狀的研究，為明確一代種莖種植潛力和甘蔗的高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試甘蔗品種為桂糖42號(hào)、桂糖46號(hào)、桂糖49號(hào)、桂糖55號(hào)和桂柳05136，常規(guī)種莖和一代種莖由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

在來賓市的1個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)和欽州市的2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開展健康種苗一代種莖與常規(guī)種莖試驗(yàn)示范；欽州久隆鎮(zhèn)的桂柳05136是繁育種莖，詳細(xì)信息見表1。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)信息

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

在上述試驗(yàn)區(qū)選取水肥條件一致的甘蔗地，設(shè)置一代種莖（T）和常規(guī)種莖（CK）兩個(gè)處理；一代種莖和常規(guī)種莖的種植密度分別為4500芽/畝和6000芽/畝；種植行距為1.2米；整個(gè)生育期管理一致。根據(jù)結(jié)果進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)，設(shè)桂糖42號(hào)種植密度分別為一代種莖3500芽/畝和常規(guī)種莖6000芽/畝；桂糖55號(hào)健康種苗種植密度分別為一代種莖4000芽/畝和常規(guī)種莖6000芽/畝。

1.2.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查及產(chǎn)量驗(yàn)收

在甘蔗收獲時(shí)期（2019年12月20日），在CK和一代種莖試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積約為6m×10m，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取樣20株調(diào)查株高、莖徑、單莖重和單位小區(qū)的有效莖數(shù)和產(chǎn)量，并計(jì)算平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 16.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

由表2可知，在供試的廣西主栽5個(gè)糖料蔗品種中，采用一代種莖種植對(duì)于甘蔗株高、有效莖數(shù)和產(chǎn)量的影響是正面的。在株高中，除了桂糖42號(hào)，其余品種的株高增加不顯著，有效莖數(shù)除了桂糖46號(hào)和桂柳05136以外，均提高10%以上，結(jié)果達(dá)顯著性差異。5個(gè)品種產(chǎn)量均有提升，除了桂糖49號(hào)，種植一代種莖的其余4個(gè)品種的產(chǎn)量提升超過10%，結(jié)果達(dá)極顯著差異。種植一代種莖的桂柳05136和桂糖55號(hào)莖徑略有增加，差異不顯著；其余3個(gè)品種有微小的降低，差異也并不顯著，因此可以得出一代種莖對(duì)莖粗影響并不大。單莖重具有同樣表現(xiàn)，種植一代種莖和常規(guī)種莖對(duì)5個(gè)品種的單莖重影響不顯著。

表2 廣西主栽5個(gè)糖料蔗品種種植一代種莖農(nóng)藝性狀

從目前廣西主栽品種推廣面積和試驗(yàn)結(jié)果考慮，選擇桂糖42號(hào)和桂糖55號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的種植一代種莖和常規(guī)種莖的比較試驗(yàn)，結(jié)果如表3。結(jié)果表明，重復(fù)種植2個(gè)品種的試驗(yàn)表現(xiàn)與前一次種植表現(xiàn)類似，說明試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性有保證。一代種莖的株高、有效莖數(shù)和產(chǎn)量較種植常規(guī)種莖有不同程度的提高，株高和有效莖數(shù)提高不顯著；在產(chǎn)量方面，桂糖55號(hào)提高顯著，莖徑2個(gè)品種種植一代種莖略有降低，桂糖42號(hào)處理的單莖重比對(duì)照下降，但在莖徑和單莖重這2個(gè)性狀中，處理和對(duì)照這兩者之間的差異不顯著。

表3 桂糖42號(hào)和桂糖55號(hào)重復(fù)種植一代種莖表現(xiàn)

3 討論

種植脫毒組培苗一代種莖能有效抑制甘蔗花葉病、宿根矮化病等病毒性病害發(fā)生，使甘蔗種性得到較好的恢復(fù)，有提純復(fù)壯的效果［12］，現(xiàn)已有較多的報(bào)道對(duì)一代種莖生產(chǎn)潛力做了相關(guān)研究。

種植一代種莖是否有良好表現(xiàn)依品種而定。比如新臺(tái)糖22號(hào)種植一代種莖后錘度和產(chǎn)量均有顯著提高［11-12，15-16］?；浱?0-236種植一代種莖后產(chǎn)量顯著提高，糖分提高不顯著［17］。黔糖1號(hào)種植一代種莖的產(chǎn)量和糖分同樣具有正向提升［12］。桂糖35號(hào)種植一代種莖后錘度和產(chǎn)量增加不顯著［11］。對(duì)于果蔗而言，一代種莖并未顯著提升農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量，甚至有負(fù)面影響，而二代和三代種莖對(duì)產(chǎn)量和糖分有正面影響［13-14］。負(fù)面影響可能是由于低代種莖苗分蘗多，相互之間爭(zhēng)奪水分、養(yǎng)分和陽光，產(chǎn)生的無效分蘗較多，不能為產(chǎn)量和糖分做貢獻(xiàn)［18］。在本實(shí)驗(yàn)中，種植一代種莖對(duì)5個(gè)廣西主栽品種的有效莖數(shù)和產(chǎn)量有不同程度的提高。而種植一代種莖是否對(duì)于每個(gè)甘蔗品種都有正面提升還未能確定，因此還需要在甘蔗品種生產(chǎn)前進(jìn)行種植一代種莖的比較試驗(yàn)方可判斷。

種植一代種莖能提高產(chǎn)量的主要原因之一是有效莖數(shù)增多，有效莖數(shù)來源于甘蔗分蘗，因此有效莖數(shù)的增多原因是一代種莖的分蘗率增加。分蘗增加的原因推測(cè)是由于在甘蔗脫毒組培苗未移栽時(shí)種植于含有外源激素的培養(yǎng)基中，組培苗擴(kuò)繁時(shí)外源激素有所殘留并對(duì)組培苗繁育成的種莖有影響，因此組培苗繁育成的種莖分蘗率高于常規(guī)種莖，也因此一代種莖有效莖數(shù)增多［19］。但若分蘗過多就會(huì)造成分蘗之間爭(zhēng)奪營養(yǎng)無法形成有效分蘗，因此在種植一代種莖后要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑耘喙芾泶胧?，促進(jìn)有效分蘗的形成，抑制無效分蘗的形成，就可避免分蘗過多而分蘗之間養(yǎng)分不足形成無效分蘗的情形。

4 結(jié)論

種植桂糖42號(hào)、桂糖46號(hào)、桂柳05136、桂糖49號(hào)和桂糖55號(hào)這5個(gè)廣西主栽糖料蔗品種的脫毒組培苗一代種莖后，產(chǎn)量有不同程度的提升，部分品種產(chǎn)量提升顯著，因此可適當(dāng)推廣種植脫毒苗一代種莖。