李晓君,罗正清,陆昌强,曹 琦,董有波,唐吉昌,周 中
(1滇西科技师范学院生物技术与工程学院,云南临沧677000;2临沧市甘蔗技术推广站,云南临沧677000;3双江县甘蔗技术推广站,云南临沧677300)
甘蔗是我国的主要糖料作物,我国蔗区主要分布在广西、云南、广东和福建等地。云南是中国的第2大蔗区,甘蔗种植面积、甘蔗产量和蔗糖产量在国内仅次于广西,食糖产量占全国的 23%[1]。2019/20榨季,云南省甘蔗种植面积达28.993万hm2,产业覆盖全省 8个州(市)50余个县(市、区)约 600余万蔗农,蔗糖产业是云南省的高原特色产业之一[2]。但云南蔗区生产条件差,大部分甘蔗种植在无灌溉条件的旱坡地,2019年入春以来,云南出现持续严重干旱,近 1.5万 hm2甘蔗遭受干旱,甘蔗大幅减产[2]。生产上,采用抗旱良种或抗旱栽培是克服干旱的主要措施。近年来,研究者通过人工模拟干旱桶栽试验,测定甘蔗干旱胁迫前后的生理生化指标筛选甘蔗抗旱良种,获得了一些较为抗旱的甘蔗种质材料,如桂糖05-3864[3]、桂南亚08-186[3]、NCo310[4]、GT28[4]、桂糖 03-2287[5]、桂辐 98-296[5]等;也有学者将抗旱性和农艺性状结合,筛选了桂糖 97-69[6]、桂糖 02-901[6]、柳城 05-136[7]、粤糖00-236[7]等抗旱良种。2018年,本研究团队选择云南省甘蔗主栽区临沧市栽培面积超万亩的甘蔗良种及近年来在区域试验中综合性状较好的品种(系)作为参试材料,进行人工模拟干旱试验,从20个甘蔗品种(系)中获得了 5个较为抗旱的甘蔗品种(系)(试验结果另文发表)。为了验证这5个品种在生产上的应用潜力,于2019年进行品种田间比较试验,以期为旱地甘蔗品种的选择提供参考。
5个参试甘蔗品种(系)的名称和信息见表1,以主栽品种ROC22为对照,进行田间农艺性状比较,试验所用的种茎采集于云南省临沧市云县幸福甘蔗品比试验基地及双江县甘蔗技术推广站试验基地。
表1 参试甘蔗品种基本情况
试验地位于双江自治县沙河乡忙开村,地处23˚33"15.4""N,99˚50"30.1""E,海拔 1315 m,土壤类型属红壤,梯地,肥力中等。该地区2019年月均温度和总降雨量如图 1,受云南全省干旱影响,试验地2019年均温度为20.8℃,降水总量仅545.7 mm,其中1~5月的降雨量仅有108.1 mm,此时正值甘蔗出苗,降水集中于 6~9月,10~12月也较为干旱,甘蔗后期生长和糖分累积也受到影响。因全年气候极为干旱,进行抗旱甘蔗品种的田间筛选,在生产上具有较好的指导意义。
1.3.1 田间试验设计
图1 2019年试验地双江县各月均温度和降水情况
采用随机区组设计法进行品种布局,将坡地分为3区组,同区组位于同一梯地,每个品种设3个重复随机分布于各区组。因试验地为旱坡地,种植沟长度有所差别,因此各小区栽培面积有所不一,3~4行为1个小区,每个小区面积均大于30 m2,行距为1 m,采用双芽双行进行种植,按照14芽/m种植沟下种,栽培密度为140070芽/hm2,在每个梯地边缘留0.6 m步道,试验区周围种植保护行。
1.3.2 栽培方案
甘蔗种采集后,晒种 5天,于 2019年 3月 8日进行栽培,将甘蔗种2芽一段砍好,用大水缸配制百菌清和高效氯氰菊酯的1000倍液,将甘蔗种浸泡20 min后,晾干备用。栽培前按照3600 kg/hm2有机肥(有机质含量45%,总养分5.0%)+复合肥(N∶P∶K=10∶10∶10) 1200 kg/hm2+噻虫嗪60 kg/hm2配成药肥混合物,均匀施于种植沟内,施用后覆盖薄土使得种肥隔离。采用双芽双行方式进行下种,芽朝两侧,摆种后覆土5~7 cm,全膜覆盖。于2019年8月6日按600 kg/hm2尿素追施拔节肥。
1.3.3 农艺性状测定
栽培后3个月进行出苗率统计,出苗率=出苗数/下种芽数×100%,栽培后4个月进行分蘖率统计,分蘖率=(总苗数-出苗数)/出苗数×100%,栽培后10个月,甘蔗进入成熟期,本期进行甘蔗株高、茎径、有效茎数、锤度和产量测定,成茎率=有效茎数/总苗数×100%,样点糖分=平均锤度×1.0825-7.703,理论产量=0.785×平均株高×平均茎径2×有效茎数。
1.3.4 病害调查
分别于苗期、分蘖期、伸长期和成熟期进行甘蔗花叶病、梢腐病、锈病、轮斑病、褐条病等病害调查,在成熟期各小区随机选取10株甘蔗,用叶绿素仪进行+3叶的叶绿素测定,比较病害对叶片的损伤程度。
1.3.5 数据分析
采用Excel进行数据的统计和作图,采用SPSS软件进行数据的差异性显著(LSD法)分析以及相关性分析(Pearson简单相关分析法)。
由表2可见,6个甘蔗品种的出苗率在30.92%~49.72%之间,出苗率最高的为柳城05-136(49.72%),其次是福农 40号,其余品种出苗率均低于对照ROC22,出苗率最低的品种为柳城03-1137,但柳城03-1137在后期的分蘖率为最高,达到229.71%,且与其他各个品种的差异性达到显著水平,分蘖率最低的品种为福农40号,除了柳城系列的2个品种外,其余品种的分蘖率均低于对照品种。
表2 参试品种生长前期农艺性状
由表3可见,成熟期柳城05-136的有效茎数最高,达81220条/hm2,云蔗05-49与福农40号的有效茎数较低,明显低于对照,其余品种有效茎数与对照差异不显著,成茎率最高的品种为桂糖06-2681,最低的为柳城 03-1137,值得注意的是,在前期,桂糖06-2681的分蘖率最低,而柳城03-1137的分蘖率最高,说明在本研究的栽培密度下,分蘖率和成茎率存在一定的负相关。成熟期株高在各品种间差异不大,最高的品种为福农40号,所有品种的株高均与对照品种ROC22差异不显著;除了柳城05-136和对照品种ROC22为中大茎种,其余品种均为大茎种;糖分最高的品种为云蔗05-49,其次为柳城03-1137,这2个品种的糖分均显著高于对照,其余品种间差异不大;产量数据如图2所示,最高的品种为桂糖06-2081,与对照品种的差异显著,其余品种与对照差异不大,产量排序为桂糖06-2081>柳城03-1137>福农40号>ROC22>柳城05-136>云蔗05-49。
表3 参试品种的成熟期农艺性状
图2 参试品种产量比较
通过简单双变量相关性分析,结果如表 4,出苗率与分蘖率呈显著负相关,说明出苗较多的品种在分蘖期的分蘖率反而不高;分蘖率与成茎率呈极显著负相关,说明分蘖期总苗数越多,有效茎数则相对较低;产量与茎径成极显著正相关,有效茎数与单茎重是决定产量的2个重要因子,本研究的样本中,因株高的差异性无茎径大,因此相关分析结果显示茎径是决定产量的重要因子。
表4 品种间农艺性状的相关性分析
对试验田进行甘蔗病害调查,结果如表 5,各品种的病害发生情况不一,其中,对照品种ROC22的花叶病较为严重,其他品种对甘蔗花叶病的抗性较强;桂糖 06-2081的病害发生较轻,除对照品种ROC22外,叶绿素含量最高,其余品种均有中度的病害,其中福农40号感染的病害数量较多,叶绿素含量也较低。
2019年云南省旱情较为严重,试验地选择在临沧市双江县旱坡地,年均降水量为545.7 mm,1~5月极为干旱,较适合进行抗旱品种的田间试验。通过田间试验,各品种表现如下:
表5 参试品种的病害发生情况及叶绿素含量
对照ROC22出苗率中等,分蘖率中上,有效茎数中上,成茎率中等,株高偏上,中茎,糖分最低,产量在参试品种中排名第 4,易感花叶病。在前人的研究中,ROC22为抗旱性较强的品种,在各大蔗区广泛栽培[6]。
桂糖06-2081,出苗率中等,分蘖率较对照低,有效茎数中等,成茎率最高,株高中下等,大茎,糖分较对照略高,产量最高,与对照差异显著,增产27.23%,抗病性较强,植株清秀,适宜作为旱区的推广品种。桂糖 06-2081在临沧、德宏和广西蔗区的品比试验中表现也较好,蔗茎产量显著高于对照[8-10]。
柳城05-136,出苗率最高,分蘖率中上,但成茎率较低,有效茎最高,株高中等,中茎种,糖分中等,产量中下,较对照减产11.53%,该品种中感褐条病。在前人的研究中,该品种抗旱性较强[7]。该品种在德宏蔗区的品种比较试验中,糖分、产量、含糖量及抗逆性表现较好[11]。在耿马蔗区表现出良好的适应性,丰产、稳产性能好,早熟高糖性能突出,抗旱性强,综合表现优良[12]。
柳城 03-1137出苗率最低,分蘖率最高,有效茎数中等,成茎率最低,株高中等,大茎种,糖分较高,产量排名第2,较对照增产20.86%,该品种中感稍腐病。在前人的试验中,柳城 03-1137抗旱性较对照品种ROC22强[3]。在广西田间品种比较试验中,柳城03-1137,分蘖率,有效茎数和产量均优于对照[13];
云蔗 05-49出苗率中下等,分蘖率中下,有效茎较低,成茎率中等,株高最低,中大茎,糖分最高,产量在各品种中最低,较对照减产18.87%,该品种中感褐条病。云蔗 05-49在临沧的栽培和品种试验中表现较好[14],在德宏蔗区含糖量和产量也优于对照[15]。
福农40号出苗率中上,分蘖率最低,有效茎数最低,成茎率较高,株高最高,大茎种,糖分中等,产量排名第3,较对照增产9.57%,该品种中感褐条病,轻感稍腐病和轮斑病。福农40号在耿马蔗区的品比试验中的理论蔗茎产量显著高于对照[14];在德宏蔗区的品种比较试验中,糖分、产量、含糖量及抗逆性表现较好[11];在芒市蔗区表现为早中熟,含糖量高[16]。
综上所述,各品种在不同蔗区表现有所差异,因此在选择品种时,需以本蔗区的实验结果作为参考。研究认为桂糖06-2081、柳城03-1137及福农40号可作为抗旱品种在临沧市旱地蔗区进行推广,柳城05-136和云蔗05-49产量较对照略低,差异不显著,可根据生产要求作为备选品种。