不同植物生长调节剂浸种对甘蔗分蘖及产量性状的影响

范业赓 ，陈荣发 ，周慧文 ，丘立杭 ，黄杏 ，吴建明 ，李杨瑞

（1.农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室，南宁530007；2.广西农业科学院甘蔗研究所，广西南宁530007；3.中国农业科学院甘蔗研究中心，南宁530007）

0 引言

甘蔗单产由单位面积有效茎数和单茎重构成，因此提高甘蔗单产就要提高甘蔗有效茎数，而促进甘蔗分蘖是增加有效茎数的最有效途径；单位面积有效茎数与基本苗数、单株分蘖数和分蘖成茎等密切相关[1-2]。植物生长调节剂的作用效果与药剂种类、浓度和处理时间密切相关，因此，研究不同植物生长调节剂浸种处理对甘蔗分蘖、有效茎数及产量的作用效果[3]，对生产中使用植物生长调节剂实现甘蔗增产具有重要意义。甘蔗生产具有大田种植条件复杂、生长周期长等特点，给生长调节剂的应用研究带来很多困难，致使生产上应用生长调节剂实现增产的进展缓慢。尽管如此，如何促进甘蔗萌发和分蘖的早生快发问题受到世界各国相关学者的高度重视。我国在上个世纪就开始进行了甘蔗化学药剂浸种相关研究，筛选出了促进甘蔗萌发的相关化学药剂[4]，到目前为止研究较多的是外源施用乙烯利对甘蔗分蘖的影响及其可能的影响机制；如张向军等[5]研究发现，乙烯利浸种提高了甘蔗的分蘖率；邢永秀等[6]、叶燕萍等[7]、李杨瑞等[8]研究发现，乙烯利可促进甘蔗分蘖和伸长、调节光合特性及改善甘蔗经济性状；叶燕萍等[7]和王威豪等[9-10]研究认为，乙烯利浸种影响了甘蔗体内的多胺代谢、提高了甘蔗抗旱性、提高了甘蔗的净光合速率，进而影响了甘蔗的分蘖表现；Singh等用2，4-D和乙烯利处理甘蔗可使分蘖死亡率降低，2，4-D最为有效[11]；Croft等用赤霉素、多效唑和抗倒酯处理甘蔗种子，目的是限制垂直生长、降低甘蔗倒伏的风险，缩短节点间的距离[12]。另外，也有采用石灰水、氯化钙、复方硫菌灵等化学药剂浸种，使甘蔗发芽快、发芽率高，达到节省种子的效果[13]。近来，也有研究表明，植物生长调节剂能促进甘蔗分蘖早发[14-16]。前人的研究主要集中于浸种后对甘蔗萌发[6]、分蘖[5，7，9-10]、化学催熟[8]、抗倒伏[12]等方面的研究，而对于浸种后对甘蔗产量性状及宿根性的影响还鲜有报道。本试验以不同植物生长调节剂浸泡蔗种，探讨不同植物生长调节剂对甘蔗萌发、分蘖、新植和宿根农艺性状及产量的影响，为筛选不同植物生长调节剂对延长甘蔗宿根年限的应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在广西农业科学院甘蔗研究所隆安丁当基地进行，供试甘蔗品种为桂选B9。供试生长调节剂包括：赤霉素(GA)、细胞分裂素(6-BA)、脱落酸(ABA)、多效唑(PP333)、萘乙酸(NAA)。

1.2 试验方法

试验设5个药剂处理：赤霉素(GA)、细胞分裂素(6-BA)、脱落酸(ABA)、多效唑(PP333)、萘乙酸(NAA)和1个清水对照(CK)，各调节剂处理浓度均为200 mg/L。随机区组排列，3次重复，小区为5行区，行长7 m，行距1.2m，小区面积为42m2。于2016年3月10日下种，下种量95 280芽/hm2，把砍成双芽段的种茎装入网袋，然后放入配制好调节剂的大桶中，种茎完全淹没于药液，浸泡24 h后下种。田间管理措施与大田生产相同。

1.3 测定项目、方法及统计分析

1.3.1 新植甘蔗农艺性状调查

2016年4—5 月（甘蔗苗期）调查甘蔗出苗率和分蘖率；2017年1月（甘蔗收获期）调查甘蔗茎径、株高、有效茎数和产量。其中，每小区随机选取20条进行茎径、株高测量，茎径使用游标卡尺进行测量中部茎径，株高用株高尺从植株基部量起至最高可见肥厚带的高度，有效茎数指茎长超过1m（株高超过1.3 m）、茎径大于1.5 cm的甘蔗植株总数；测定小区有效茎数和小区产量，换算公顷产量。

1.3.2 甘蔗品质指标分析检测

在2017年1月（新植甘蔗收获）每个处理随机砍收6条甘蔗（不带尾梢和蔗叶），根据GB/T 10499-2014和GB/T 10498-2010测定甘蔗品质指标：出汁率、重力纯度、甘蔗锤度、蔗汁蔗糖分、蔗渣蔗糖分、甘蔗糖分等指标。

1.3.3 统计分析

采用SPSS 17.0软件和Excel 2007结合进行。

2 结果与分析

2.1 不同植物生长调节剂处理对新植甘蔗农艺性状及产量的影响

甘蔗农艺性状的表现不仅取决于性状本身遗传特性，而且还受到外界环境条件的影响。甘蔗出苗率是保障有效茎的重要因素。由表1可看出，新植甘蔗出苗率由高到低为：PP333＞CK＞NAA＞ABA＞GA＞6-BA。PP333的甘蔗出苗率最高（90.8%），比对照高8.2个百分点，其他处理均显著低于对照。说明，PP333浸种处理能提高甘蔗出苗率，而NAA、ABA、GA、6-BA浸种处理均对甘蔗出苗具有明显抑制作用。

表1 不同植物生长调节剂处理对新植甘蔗农艺性状和产量的影响Table 1 Effects of various p lant grow th regulators on agronom ic traits and yield of sugarcane in p lant crop

甘蔗分蘖的多少和分蘖的迟早都受外部和内部因素的影响。由表1可看出，用脱落酸（ABA）处理的甘蔗分蘖率最高（115.6%），高于对照，其次是NAA、PP333处理与对照差异不大，而6-BA和GA的分蘖率则显著低于对照。说明，6-BA和GA处理显著抑制甘蔗分蘖发生。

甘蔗的单位面积产量主要是由有效茎数、茎径、茎高3个基本因素组成的，这3个性状之间存在着一定的矛盾。由表 1可知，不同处理新植蔗株高由高到低为：PP333＞CK＞NAA＞ABA＞6-BA＞GA。PP333、CK、NAA、ABA四个处理之间的差异不显著，而处理6-BA和GA则显著低于对照，说明这两个处理出苗受到抑制后期生长也受到了影响。从茎径的表现来看，只有6-BA和PP333处理高于对照，而其他处理均显著低于对照。不同激素处理甘蔗有效茎数都低于对照，但是PP333、NAA、ABA三个处理与对照之间的差异不显著；而GA和6-BA处理显著低于对照。说明赤霉素和6-BA抑制了甘蔗分蘖发生，继而影响效茎数。

不同处理新植蔗产量由高到低为：CK＞PP333＞NAA＞ABA＞GA＞6-BA，PP333、NAA、ABA 三个处理产量与对照之间差异不显著，而GA和6-BA两个处理产量显著低于对照。说明这两种药剂严重影响甘蔗产量不适用作为浸种剂。

2.2 不同植物生长调节剂处理对新植甘蔗品质的影响

甘蔗品质指标是其重要的经济性状，是衡量甘蔗品种和栽培方式的重要标准，直接决定着甘蔗产糖量的多少。由表2可知，PP333处理甘蔗糖分最高（12.55%），比最低的6-BA高0.91个百分点，与对照持平。说明，不同激素浸种处理对甘蔗品质影响不大。

表2 不同植物生长调节剂处理对新植甘蔗品质的影响Table 2 Effects of various plant grow th regulators on quality of sugarcane in p lant crop

2.3 不同植物生长调节剂处理对宿根甘蔗农艺性状及产量的影响

宿根性是指新植或上代甘蔗收获后，宿根发株的快慢强弱和数量，最终成茎率，有效茎数和产蔗量高低的统称[17]。由表3可知，6-BA处理的发株率最高（252.12%），比对照高64.36个百分点，与对照差异显著；其它处理略高于或低于对照，与对照差异不显著。各处理的株高差异不显著。各处理的茎径只有PP333比对照高，其他均低于对照，但处理之间差异不明显。有效茎为PP333处理最多，折合每公顷达71 385条，比对照多1 035条/hm2，6-BA处理的有效茎显著低于对照，而其他处理与对照差异不显著。从宿根蔗的产量比较结果看，PP333处理的宿根蔗产量最高，为111 841.65 kg/hm2，比对照高产6.07%，而其他处理产量均低于对照。

表3 不同植物生长调节剂处理对宿根甘蔗农艺性状和产量的影响Table 3 Effects of various p lant grow th regulators on agronom ic traits and yield of sugarcane in ratoon crop

3 讨论

甘蔗萌芽的影响因素很多，而萌芽的好坏直接影响到有效茎及产量的形成，因此，甘蔗生产中有必要采取一些技术措施促进甘蔗萌发。本研究采用了5种不同植物生长调节剂进行浸种处理，发现只有PP333处理的出苗率比CK高，其他处理均低于对照。而文颖等[4]研究先后用22种药剂反复进行了以室内（人工控制光温的暗室或玻璃温室）砂培为主的浸种试验，试验结果表明除100mg/L IBA、20 mg/L和40 mg/LGA3显著抑制了蔗芽萌发，其余20种药剂浸种均不同程度地促进了蔗芽的萌发及幼苗的早期生长。在研究结果中，GA3处理结果与本试验一致；而萘乙酸（NAA）和（6-BA）的研究结果与本试验刚相反，这可能是由于浸种的浓度、品种、砍种时间等不一致导致的结果差异。

甘蔗分蘖决定单位面积有效茎的多少并进而影响单产的重要性状。分蘖是受内部因素和外部环境条件的共同调控。本试验的研究结果表明，用脱落酸（ABA）处理的甘蔗分蘖率最高，其次是NAA，这两个处理均高于对照；而PP333与对照之间差异不明显；另外两个处理6-BA和GA的分蘖率则显著低于对照。陈文瑞等[18]和周文华等[19]利用脱落酸和NAA浸种处理水稻种子，结果，ABA处理对早期分蘖有显著促进作用，且提高了平均分蘖数，这一研究结果与本试验完全一致。浸种处理对作物分蘖影响相关研究已经有相关报道，结果表明，多效唑浸种处理可以促进作物提早分蘖的发生和分蘖数量的增加[20]，本试验研究结果表明，多效唑处理后促进了甘蔗提早分蘖，但是分蘖数量与对照差异不明显，这可能是由于砍种后马上浸种处理，导致甘蔗种吸收药剂有限导致。本试验赤霉素处理的甘蔗分蘖最低，这与刘杨等[21]研究结果赤霉素有抑制分蘖的作用是一致的。本研究另外发现，NAA也具有促进分蘖的作用。

化学药剂浸种处理对整齐度、苗期生长等方面有大量的研究报道，但对产量性状的相关研究极少有报道。本试验结果表明，不同处理新植蔗产量均低于对照，但PP333、NAA、ABA三个处理产量与对照之间差异不显著，而GA和6-BA两个处理产量显著低于对照；宿根蔗的产量，PP333处理的宿根蔗产量最高（111 841.65 kg/hm2），比对照高产6.07%，而其他处理产量均低于对照。从结果可看出，不同植物生长调节剂对甘蔗产量的影响中只有PP333的宿根产量比对照高，而其他处理无论新植还是宿根均低于对照，特别是处理GA和6-BA新植和宿根产量均显著低于对照。从产量结果可看出，GA和6-BA不适合进行甘蔗浸种处理，而其他处理产量也略低于对照，只有多效唑处理宿根蔗产量比对照提高6.07%，说明单一药剂浸种处理难以提高甘蔗产量。当然不同浓度、不同浸种时间、不同品种、种子储存时间等方面差异也会对浸种效果产生不同影响，这些需要进一步研究证实。

植物生长调节剂对甘蔗品质影响在喷施处理方面有报道，如吴建明[22]和梁阗[23]发现一定浓度的赤霉素喷施处理可以提高甘蔗产量和甘蔗蔗糖分；但是在植物生长调节剂浸种处理甘蔗对于甘蔗品质的影响还未见有相关报道，本研究结果表明，不同激素处理对甘蔗品质影响不大。但总体来说，单一植物生长调节剂浸种对甘蔗的影响还是有限，下一步将进行混合型甘蔗浸种剂的研发试验。另外，同一植物生长调节剂处理不同甘蔗品种是否存在差异，也要进行试验。

4 结论

药剂浸种的浓度、浸种时间、砍种后存放时间等方面差异，均影响甘蔗生长和产量，必须经过多年试验筛选才能选出最佳浸种方案。本研究结果表明，PP333在新植蔗中能促进甘蔗出苗，在宿根蔗中表现能促进产量增加；PP333浸种处理要优于其他处理，可作为甘蔗浸种剂进一步筛选出最佳使用浓度和使用方法。