甘蔗宿根性研究II.甘蔗种性宿根影响因子与其宿根性的关系

覃 伟，吴才文*，赵俊，姚 丽，陈学宽，杨 昆，曾千春

甘蔗宿根性研究II.甘蔗种性宿根影响因子与其宿根性的关系

覃 伟1，吴才文1*，赵俊1，姚 丽1，陈学宽1，杨 昆1，曾千春2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南甘蔗遗传改良重点实验室，开远661699；2.云南农业大学 农学与生物技术学院，昆明650201）

采用大田生产模式种植，以来自同一亲本组合（粤糖97-20×ROC25）杂交后代分离产生的强宿根甘蔗品（种）系（‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’）和弱宿根甘蔗品（种）系（‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’）为材料，强宿根甘蔗品种‘新台糖22号’及宿根性一般的甘蔗品种‘新台糖10号’为对照，探讨由甘蔗种性决定的宿根影响因子与甘蔗宿根性的关系。结果表明，强宿根甘蔗较弱宿根甘蔗新植蔗蔗芽萌发速度快，萌发数多，且分蘖率高，形成的有效茎数多；强宿根甘蔗宿根发株数多，形成的有效数多于新植蔗，产量较新植蔗高。这些影响甘蔗宿根性的因子与甘蔗品种的种性密切相关。

甘蔗；萌发；宿根性；种性

甘蔗种植过程中，利用宿根生产是一项重要的栽培制度[1]。世界上所有产蔗国家均有宿根甘蔗栽培[2-3]，但留宿根的年限则是依品种、自然条件、栽培条件、管理水平、生产水平及种植习惯的不同而存在差异，古巴普遍是5～7年，毛里求斯是5～8年，巴西、南非是4～5年，其他国家是2～4年[4]，我国蔗糖产区一般留宿根1～2年。保留宿根蔗可节约种苗、节省劳动力、提早熟期[1，5-9]、有利于降低生产成本；可减少种植的循环过程，使作物能更好地利用气候条件，从而延长生产周期[10-11]；且同一甘蔗品种在相同管理条件下，宿根蔗的品质和糖回收率均比新植蔗高[12]。因此宿根蔗在生产中占有极其重要的地位，为主要蔗糖生产国家所重视[13]。我国宿根蔗一般占甘蔗总播种面积的60%左右[1]，但甘蔗产量长期保持在较低的水平，究其原因，主要是缺乏宿根性好的品种[14]。甘蔗种植以收获蔗茎为目的，每公顷蔗茎产量=单茎重×公顷有效茎数。有效茎数由发株数及种植密度决定；单茎重主要由植株的株高和茎径决定；而茎径由品种特性及栽培条件决定，株高由节间长度及节间数决定。在栽培上，第一要争取有效茎数，第二争取大茎[15]。宿根蔗是由蔗蔸侧芽萌发而成，宿根蔗蔸地下芽数量和质量的好坏直接影响宿根蔗发株的多少。笔者以同一杂交组合分离后代中宿根性强、弱不同的甘蔗材料为研究对象，对新植蔗和宿根蔗蔗芽萌发期、分蘖期进行调查研究，并在成熟期进行有效茎数和实称产量统计，通过研究宿根性强、弱不同的甘蔗品种间在影响宿根性关键要素上存在的差异，揭示由甘蔗种性所决定的宿根影响因子与其宿根性的关系，以期为强宿根甘蔗品种的研究和选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

强宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’，弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’四个品种，为云南省农业科学院甘蔗研究所选育的同一组合粤糖97-20×ROC25的杂交后代材料；对照种‘新台糖10号’（ROC10）宿根性一般，‘新台糖22号’（ROC22）为生产上的主推品种，由国家甘蔗种质资源圃提供。材料宿根性强弱顺序参照文献[16]。

1.2 试验设计及田间管理

本试验设在云南省农科院甘蔗研究所旱地育种基地，采用随机区组田间设计，3次重复，4行区，行距1.0m，行长3.5m，小区间走道宽0.5m，小区面积14m2。新植蔗于2010年9月15日播种，蔗种砍成3芽段，播种量为10万芽/hm2。新植播种前用0.2%的多菌灵药液浸种5～10min，田间管理同大田生产。新植蔗成熟后于2012年2月底收获并保留宿根，第一年宿根蔗于2013年2月收获，第二年宿根蔗于2014年2月收获。

1.3 试验项目与数据收集方法

试验于2010年9月15日下种后每隔10～15d定时调查各试验材料出苗量、分蘖株数、分蘖苗数、总苗数直至大培土为止。2011年11月、2012年11月和2013年11月调查有效茎数，2012年2月、2013年2月、2014年2月收获时对各试验小区的各试验材料进行称量，获取实称产量。用Microsoft Excel和SPSS 19.0软件分析数据。

2 结果与分析

表1 新植蔗蔗芽萌发数

2.1 新植蔗芽萌发比较

通过对2010年田间秋植试验蔗芽萌发的调查（表1）可知，强宿根甘蔗‘云蔗 06-407’、‘云蔗06-415’和对照种ROC22的蔗芽萌发早，萌发数量多；弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’的蔗芽萌发晚，萌发数量少；对照种ROC10的蔗芽萌发较晚，但萌发数较多。说明多数强宿根甘蔗的蔗芽较弱宿根甘蔗的蔗芽易于萌发，这是由品种的种性所决定的，因此品种的种性为甘蔗宿根蔗芽的萌发提供有利基础。

2.2 宿根蔗发株比较

宿根发株数（表2）结果表明，强宿根甘蔗‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’和ROC22新植蔗芽的萌发量与宿根蔗的发株数均高于其它甘蔗材料，其中以‘云蔗06-407’的表现最优。‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’新植蔗芽萌发数与宿根发株数均低于其它甘蔗材料，且低于宿根性一般的ROC10，其中‘云蔗06-408’在新植和宿根的表现均最差；受旱情影响，所有材料宿根蔗发株数均较新植蔗萌发数少，然而‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的表现仍处于优势地位。

表2 新植与宿根蔗部分性状

2.3 新植分蘖率比较

如图1所示，从2010年田间秋植未脱毒处理的曲线可看出，‘云蔗 06-407’、‘云蔗 06-415’、ROC10和ROC22在2010年11月11日已有分蘖出现，分蘖曲线分布一直处于上方，说明宿根性较强的甘蔗分蘖发生早，分蘖率高。其中，‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的最终分蘖率最高。宿根性弱的甘蔗‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’在2010年12月22日的分蘖率还是0，2011年1月分蘖率才开始上升，但分蘖曲线一直处于下方，说明宿根性弱的甘蔗分蘖发生晚，分蘖率低。

2.4 新植蔗与宿根蔗有效茎比较

由表2可知，强宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’新植蔗的有效茎数均多于两个对照种，两年宿根蔗的有效茎数较新植蔗有不同程度的增加，且第二年宿根比第一年宿根有所增加，有利于多年宿根；而两个对照种宿根蔗的有效茎数随宿根年限的加长而不断减少，说明‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’的宿根性比两个对照种强。‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’有效茎减少的幅度远大于两个对照种，其中‘云蔗06-408’减少近一半。说明甘蔗宿根性弱的主要原因是有效茎的减少。

2.5 新植蔗与宿根蔗产量

表2结果表明，宿根性强的甘蔗‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’和ROC22的两年宿根蔗的产量均高于或相当于新植蔗，且有逐渐升高的趋势，其中‘云蔗06-407’新植蔗产量高，且两年宿根蔗的产量较新植蔗有大幅度提高，说明‘云蔗06-407’的宿根性强，宿根增产幅度大。宿根性一般的ROC10第二年宿根的产量较第一年宿根有较大减产。‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’的宿根蔗产量低于新植蔗，且呈逐年降低的趋势，说明这两个甘蔗材料的宿根蔗产量低，宿根性弱。

图1 新植蔗分蘗率

3 讨论

甘蔗的生产以收获蔗茎为主要目的，各个农艺性状的差异最终均以产量的形式表现出来，包括蔗茎产量和糖产量。蔗茎产量可以直接称量得到，而糖产量的确定需要通过品质鉴定来分析和计算。有效茎是产量构成的重要决定因子，而有效茎的形成与蔗芽萌发所提供的有利基础密不可分。蔗芽的萌发除受温湿度影响外，在同等外界条件下，更重要的则是由品种的种性所决定。本研究结果表明，强宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’在新植蔗中蔗芽萌发速度快，萌发数多，且分蘖率高，形成的有效茎数多，产量均高于对照种ROC10和ROC22；在宿根蔗中发株数多，形成的有效数多于新植蔗，产量较新植蔗高，且高于ROC10和ROC22。这充分说明了强宿根甘蔗‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’宿根影响因子的种性优于对照种，其宿根性较对照种强。而弱宿根甘蔗‘云蔗06-408’和‘云蔗06-416’宿根影响因子的种性与‘云蔗06-407’和‘云蔗06-415’恰好相反。不但新植蔗的萌发和宿根蔗的发株都慢，而且，萌发数少，分蘖率低，形成的有效茎数少，产量低，宿根蔗的产量低于新植蔗，是典型的弱宿根甘蔗。

甘蔗宿根性研究是一个深远的研究课题，但影响甘蔗宿根性的因素较多，因此研究难度较大。笔者多年研究总结认为，甘蔗宿根性影响因素过多，因此不能广泛以宿根性为研究目的进行课题设计，而应找出影响甘蔗宿根性的各个因子，并逐一研究突破，才能最终更全面地解决甘蔗宿根问题。甘蔗宿根性影响因子可分为内因和外因，内因主要包括蔗芽的质量、蔗芽的萌发快慢及成茎率等，由甘蔗的种性所决定，同时也可以说由遗传决定；外因包括温度、湿度、营养和病虫害等，外因有些可人为改变，有些则不能；因此，在尽力提供有利外因的情况下，品种的种性将是决定甘蔗宿根性的关键因子，与甘蔗宿根性密切相关。本研究认为，宿根甘蔗的早生快发是多数强宿根甘蔗必备的基本条件，若地下芽在地上部分收获后未能在短时间内萌发出土，受土壤温湿度条件限制过多，则受干旱影响宿根蔗蔸的死亡率会大大提高，严重影响甘蔗宿根性。以甘蔗蔗芽的萌发为切入点，深入研究甘蔗蔗芽萌发的这一品种种性问题，将有利于推动强宿根甘蔗新良种的选育。

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Research on Ratoon Ability of Sugarcane II.Relationship between the Impact Factors and Sugarcane Ratoon

QIN Wei1,WU Cai-wen1*,ZHAO Jun1,YAO Li1,CHEN Xue-kuan1,YANG Kun1,ZENG Qian-chun2
(1.Sugarcane Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661699;2.College of Agriculture and Biotechnology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201)

A field experiment containing 4 varieties(strains)derived from the same parents Yuetang97-20× ROC25 was conducted with a good ratoon cultivar ROC22 and a common ratoon cultivar ROC10 as control，among 4 varieties,YZ06-407 (released in 2013)and YZ06-415 were good ratooning,and another 2 offspring YZ06-408 and YZ06-416 were poor ratooning.The relationship between the ratoon ability and impact factors decided by the varietal characters of sugarcane ratooning was explored.The results showed that the bud germination speed,number of germination,tillering rate,and number of effective stem of sugarcane of good ratooning were better than that of the sugarcane of poor ratooning.What's more,the amount of budding,survival rate and total yield of good ratooning sugarcane were higher than that of new planting sugarcane.All of these factors listed above were closely related to the varietal characters of sugarcane.

sugarcane；sprouting；ratooning ability;varietal characters

S566.1

A

1007－2624（2017）01－0001－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.01.001

2016-08-15

国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-20-1-1）；云南省创新人才专项基金（2010CI078）；云南省甘蔗遗传改良重点实验室开发课题基金（ysri201202）；云南省重点新产品开发计划项目（2010BB011、2012BB014）；重大科技专项-生物（2015ZA001）；云南省科技创新人才计划（2014HC015）。

覃伟（1987-），男，硕士，助理研究员，主要从事甘蔗遗传育种、生理与分子研究，E-mail：weiqin20100707@163.com

吴才文，学士，研究员，主要从事甘蔗遗传育种研究，E-mail：gksky_wcw@163.com