甘蔗脱毒健康种苗原苗主茎重复扦插快繁技术

陈荣发 丘立杭 周慧文 周忠凤 翁梦苓 黄杏 李杨瑞 范业赓 吴建明

摘 要： 為了解决目前甘蔗健康种苗生产成本高、生产周期过长、繁育速度慢等问题，该文以桂糖08-120脱毒健康种苗原苗为材料，在甘蔗健康种苗原苗发生分蘖后，剪下原苗主茎进行2次重复扦插移栽技术研究。结果表明：甘蔗健康种苗原苗主茎全埋种植成活率48.20%，主茎斜插种植成活率95.10%;健康种苗原苗、主茎第一次扦插移栽和主茎第二次扦插移栽的移栽成活率分别为97.67%、96.33%和96.00%，分蘖数分别为15条、14条和13条，株高分别为157.67、127.00和123.84 cm，茎径分别为25.52、25.31和25.23 mm，有效茎数分别为87 245、97 465和93 960条·hm-2，产量分别为49 294.5、52 126.00和49 948.50 kg·hm-2;主茎第一次扦插移栽和主茎第二次扦插移栽的株高低于原苗种植，但分蘖数、茎径、有效茎数和产量与原苗种植差异不显著，健康种苗原苗主茎扦插移栽与健康种苗原苗移栽的甘蔗产量效应相差不大;原苗主茎重复扦插快繁成本约为一株0.47元，显著低于原苗常规繁种成本。该研究结果为甘蔗健康种苗降低成本和加快繁育速度提供了技术支撑。

关键词： 甘蔗， 脱毒健康种苗， 田间繁育， 扦插移栽

中图分类号： Q943

文献标识码： A

文章编号： 1000-3142（2021）04-0614-08

Abstract： In order to solve the problems of high production cost， long production cycle and slow propagation speed of sugarcane healthy seedlings， using Guitang 08-120 healthy seedlings as material， after tillers occurred in the original sugarcane virus-free healthy seedlings， the main stem was cut and transplant for two times. The results were as follows： The survival rate of sugarcane healthy seedlings was 48.20% when the main stem was buried and cutting planting seedling was 95.10%; The original seedling planting， the first time cutting transplanting of main stem and the second time cutting transplanting of main stem of the survival rates of transplanting were 97.67%， 96.33% and 96.00%， the number of tillers were 15， 14 and 13， the plant height were 157.67， 127.00 and 123.84 cm， the diameter of stem were 25.52， 25.31 and 25.23 mm， the effective stem number were 87 245， 97 465 and 93 960 bar· hm-2， the yield were 49 294.5， 52 126.00 and 49 948.50 kg·hm-2， respectively; The first time cutting transplanting of main stem and the second time cutting transplanting of main stem were lower than the original seedling planting， but the tiller number， stem diameter， effective stem number and yield were not significantly different from that of the original seedlings， the results showed that there was no significant differences in sugarcane yield between healthy seedlings of cutting transplanting of main stem and original healthy seedlings; The cost of rapid propagation of one main stem of the original seedling is about 0.47 yuan， which is significantly lower than the cost of conventional propagation of the original seedling. The results of this study provide technical support for reducing the cost and accelerating the breeding speed of sugarcane healthy seedlings.

Key words： sugarcane， virus-free healthy seedlings， field propagation， cutting transplanting

当前，我国甘蔗种茎来源主要是农民自选自留的甘蔗尾梢或糖料蔗全茎种，而甘蔗是无性繁殖作物，经多年连续无性留种种植后，多种病原物的反复侵染并在蔗株内积累，抑制甘蔗正常生长，导致优良种性退化，质量和产量不断下降，给生产造成极大的损失，严重威胁甘蔗产业安全（游建华等，2001）。甘蔗脱毒健康种苗是采用甘蔗幼嫩心叶或茎尖分生组织培养，获得的无病甘蔗植株。甘蔗脱毒健康种苗是甘蔗种苗质量保证的关键。因此，甘蔗健康种苗繁育和推广应用对于消除农民自留种具有重要意义。甘蔗脱毒健康种苗具有生长速度快、分蘖力强、成茎率高、产量高、用种量少等优点，可加速甘蔗良种的快速繁殖，解决甘蔗因用种量大而消耗大量原料蔗的问题。目前巴西、美国等国家100%采用健康、无毒的蔗种。为了确保生产上应用甘蔗健康种苗，巴西还通过政府立法，在全国建立甘蔗脱毒健康种苗生产繁殖体系，要求生产上用的种苗必须是经过脱毒的健康种苗，蔗农不能自留蔗种，每个糖厂都必须建有自己的健康种苗生产车间和繁育基地（游建华等，2001）。而我国甘蔗健康种苗覆盖率还不到10%，制约的主要原因就是繁育速度慢和生产成本高两大关键问题。实际上，甘蔗健康种苗一直以来是研究的热点，研究内容涉及培养体系的优化和建立（刘家仪等，2014;Bomfim et al.， 2014; 陈敏敏和孙健，2015;Snyman et al.， 2015; Heringer et al.， 2015; Dinesh et al.， 2015; Dewanti et al.， 2016; Sardar et al.， 2016; Jamil et al.， 2017; Kaur et al.， 2018）、防褐化（杨柳等，2011;汪淼等，2016）、瓶内和瓶外生根技术（Almida et al.， 2005; 刘丽敏等，2009;Richard et al.， 2015）、间歇浸没式生物反应器（Bernal & Machado， 2008; Mordocco et al.， 2009; Yang et al.， 2010）等方面，贯穿了切取单芽—热水处理—高温催芽—挑取茎尖—诱导培养—增殖培养—生根培养整个过程。甘蔗健康种苗田间高效繁育方面在假植练苗、移栽种植、田间管理技术等也有较多研究，并总结出了一些种植管理的经验与方法（沈万宽等，2009;杨本鹏等，2010;李恒锐，2014;蔡文伟等，2016 ），但在健康种苗田间快速繁殖技术研究方面相对薄弱，特别是对于甘蔗健康种苗降低成本和加快繁育速度两个核心问题研究较少，尚未得到很好解决。

扦插种植技术在林木（张锦春等，2018;张捷等，2019;朱佳等，2019 ）、花卉（陈怡超等，2018）、草业（刘青松等，2018）等方面进行了相关研究，证明部分植物枝条具有生根发芽能力。因此，设想甘蔗是否可以扦插种植。早期，德宏州棉作试站开展了单芽斜放密植育苗，挖一条小沟将种苗密密地排在沟边上，芽朝上，放种的斜度60°～70°，获得成功。因此，该研究拟通过甘蔗健康种苗主茎重复扦插移栽，解决目前甘蔗健康种苗存在生产成本高、生产周期过长、繁育速度慢等问题，为降低甘蔗繁育生产成本提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

供试品种为桂糖08-120健康种苗原苗，由广西农业科学院甘蔗研究所提供。

试验于广西崇左市扶绥县双高基地进行，所有试验采取随机区组排列，重复3 次，小区为5行区，行长10 m，行距1.2 m，小区面积为60 m2。土地进行深翻30～40 cm，施入基肥600～750 kg·hm-2，移栽前3～5 d进行整地，按行距100～120 cm开植蔗沟，沟深20～25 cm，沟底宽15～20 cm，沟底平整、细碎松土。主茎扦插试验选取基部两节伸长明显的原苗，剪下主茎，剪去主茎叶片留下靠近叶耳2～3 cm叶片，去掉干枯叶片，再将主茎放入由氯虫苯甲酰胺（50～200 mg·L-1）、烯效唑（50～200 mg·L-1）、咪鲜胺（200～500 mg·L-1 ）混合而成的浸种液中浸泡1～2 h，按45～50 cm株距移栽，密度为15 000～16 500株·hm-2，移栽后拉上滴灌带。

1.2 试验方法

1.2.1 甘蔗健康种苗原苗移栽后期主茎生长情况观察 2017年12月开展试验，观测原苗主茎在甘蔗脱毒健康种苗原苗生长后期的变化规律。

1.2.2 原苗主茎全埋种植与斜插种植试验 2018年2月7日选择合适的主茎进行试验，全埋种植将修剪好、浸泡过浸泡液的主茎一字型、平行于行沟摆种（参照常规种茎种植），摆好后覆土盖膜;斜插种植前往种植沟内回填3～5 cm细土，覆盖上生物降解除草地膜，用打洞器打洞后，将剪下的甘蔗健康种苗原苗主茎与行沟成60°斜插入洞中，斜插深度7～10 cm，地面留长度8～15 cm。

1.2.3 原苗与主茎扦插移栽试验 2018年5月6日，将甘蔗健康种苗原苗带营养土移栽;2018年7月21日，待甘蔗健康种苗原苗90%发生分蘖时，进行第一次主茎扦插试验;2018年9月7日，待第一次扦插茎100%发生分蘖时，剪下主茎进行第二次主茎扦插试验（移栽方法与第一次完全一致）。

1.3 指标测定方法

2018年3月30日测定全埋种植和斜插种植试验成活率;原苗与主茎扦插移栽试验测定相关产量性状，原苗、主茎第一次扦插和主茎第二次扦插分别于2019年1月8日、2月24日和3月12日进行测产验收，每处理随机选取20 条甘蔗测量其茎径、株高（植株基部量起至最高可见肥厚带的高度）、有效茎数（茎长超过1 m、茎径大于1.5 cm甘蔗植株数）和产量（田间按蔗种规格砍收称量的甘蔗）。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007 和 DPS 16.05 軟件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 甘蔗健康种苗原苗移栽后期主茎生长情况

田间调查发现健康种苗移栽繁育主要是依靠分蘖成茎，而大部分主茎到后期无法成茎甚至出现死亡现象（图1）。

2.2 甘蔗健康种苗原苗主茎全埋种植和扦插种植效果比较

甘蔗主茎全埋种植和扦插种植试验结果表明（表1），扦插成活率为95.1%，而全埋种植植株成活为48.2%，成活率显著低于扦插种植;扦插单株平均分蘖数为每株12条，单株平均有效分蘖数为每株8条，而全埋种植平均分蘖数为每株6条，单株平均有效分蘖数为每株5条，有效分蘖数显著低于扦插种植;斜插种植苗长势显著优于全埋种植苗（图2）。因此，选用扦插种植作为甘蔗健康种苗原苗主茎快速繁育的技术手段。

2.3 甘蔗健康种苗原苗主茎重复扦插快速繁育技术对甘蔗产量性状及产量的效应

扦插移栽苗的产量性状调查结果显示（图3和表2 ），原苗种植、主茎第一次、第二次移栽的甘蔗苗生长情况良好，移栽后基本全部成活，移栽成活率分别为97.67%、96.33%和96.00%，健康种苗原苗、主茎第一次扦插移栽和主茎第二次扦插移栽的分蘖数分别为15、14和13， 株高分别为157.67、127.00和123.84 cm，茎径分别为25.52、25.31和25.23 mm，有效茎数分别为87 245、97 465和93 960条·hm-2，产量分别为49 294.5、52 126.0和49 948.5 kg·hm-2，主茎第一次扦插移栽和第二次扦插移栽的分蘖、茎径、有效茎数和产量与原苗种植无显著差异，而株高显著低于原苗种植。说明重复扦插2次对甘蔗产量效应差别不大。

2.4 甘蔗健康种苗原苗主茎重复扦插快速繁育技术成本核算

按健康种苗原苗市场价格每株1.00元计算，种植一株原苗的价格约为0.10元，原苗常规繁育成本约为一株1.10元;主茎第一次扦插，人工剪下一株主莖成本约为每株0.06元，种植一株扦插苗成本约为0.10元;主茎第二次扦插人工剪下一株主茎成本约为0.06元，种植一株扦插苗成本约为0.10元。原苗主茎重复扦插快繁技术每株成本约为（1.1+0.16+0.16）/3=0.47元，比原苗常规繁育技术种植成本减少57.27%，大幅度节约了种苗的生产成本（表3）。

3 讨论

3.1 甘蔗健康种苗原苗移栽后期主茎生长情况

甘蔗脱毒组培苗的主茎比原种茎和分蘖茎细小，主茎茎径变小的原因主要与光合产物的供应有关。主茎植株的光合产物除要满足自身的需要外，还要满足太多分蘖发生和生长的需要。这种光合产物分配上的“源小于库”，必然导致主茎的生长受到抑制，不仅茎径小，拨节后主茎的生长也不比分蘖茎快（曹干，1998）。适时采主茎，可以减少幼小分蘖枯死，促进分蘖的发生和增长。本实验观察到甘蔗脱毒健康种苗原苗移栽后期，原苗主茎出现了不同程度的萎缩甚至死亡，结果与前人一致。

3.2 甘蔗健康种苗原苗主茎全埋种植和扦插种植效果比较

甘蔗是无性生殖的作物，利用种茎繁育是甘蔗常规繁育手段。如果甘蔗芽眼完好而抽不出苗，主要是因为土壤中的含水量过多或蔗苗失水过度。如果土壤中的含水量大于40%，则种苗因缺氧而不能萌发，甚至腐烂。本研究中主茎全埋种植的成活率显著低于斜插种植，可能是因为全埋种植的主茎因连带有幼嫩尾部，而盖膜和滴灌致使土壤湿度过高，主茎全埋后易腐烂，成活率低。而斜插种植因埋于土壤部分的基部是比较坚硬的部分，不易腐烂，故而成活率显著高于主茎全埋种植。

3.3 甘蔗健康种苗原苗主茎重复扦插快速繁育技术对甘蔗产量性状及产量的效应

扦插种植技术在林木上的应用已有大量报道，而德宏州棉作试站成功开展了甘蔗单芽斜放密植育苗试验，说明甘蔗蔗茎跟其他植物枝条一样具有生根发芽能力。甘蔗健康种苗蔗茎达到1 m以上，每条茎有10以上的成熟侧芽，作种茎利用率高，侧芽生活力强，是繁种的最佳时期。本研究结果表明甘蔗脱毒健康种苗主茎斜插效果与原苗种植差异不大，扦插第二次仍能发挥生根发芽能力，蔗茎株高和节数均达到了种茎要求，一年内主茎可重复种植3次，可以分别在次年1月份、2月份和3月份收获全茎做种，扩大了繁育基数，第一年可实现繁育速度比常规组培原苗一次移栽翻两倍，第二年使用收获的种茎繁育亦可再翻两倍。

3.4 甘蔗健康种苗原苗主茎重复扦插快速繁育技术成本核算

按现健康种苗原苗市场价格每株1元，每株种植人工约0.1元，一株原苗常规繁育成本约1.1元，每亩种植1 000株种苗，不考虑其他各种因素造成部分甘蔗苗死亡的问题，原苗常规繁育成本在每公顷16 500元左右，通过主茎重复扦插快速繁育技术，一株种苗繁育成本约0.47元，可以控制繁育成本在每公顷7 050元左右，每公顷可节约了甘蔗健康种苗繁育生产成本9 450元。

4 结论

甘蔗健康种苗原苗主茎重复扦插移栽繁育技术不仅可以增加蔗种收获次数，避免不同蔗区因蔗种集中收获而导致淡旺季过度明显、后期严重缺种等问题，还因同一株原苗主茎重复扦插两次，大幅度降低了甘蔗健康种苗繁育生产成本，并通过浸种液浸泡主茎后再种植达到防虫效果，减少后期农药施用量，有利于环境保护和土壤再生，为降低甘蔗繁育生产成本和提高繁育效率提供了技术支撑，对促进甘蔗优良新品种的繁育和推广具有重要意义。

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（责任编辑 周翠鸣）