蔗种茎径对甘蔗农艺性状的影响

谭裕模，苏利荣，何铁光，秦芳，李琴，邢颖，江泽普，黎焕光

(1.广西农业科学院农业资源与环境研究所，南宁 530007；2.广西农业科学院甘蔗研究所，南宁 530007)

0 引言

甘蔗与其它无性繁殖作物如马铃薯一样，种茎体积较大，生产上用种量大，劳务用工多，种苗成本高，并具有繁殖系数低，良种推广速度较慢，多年种植后易造成种性下降等特点[1]。据统计，目前我国甘蔗生产用种量为6～12 t/hm2[1-2]。影响用种量最主要因素是品种特性和茎径。理论上，在单位面积下种芽数相同的情况下，大于3.0 cm 的大茎蔗种的用种量要比小于2.0 cm 的小茎蔗种增加1.25 倍以上。适当的用种量是生产上必须考虑的问题。研究和科学实践表明，马铃薯的种茎大小对其萌芽、生长和最终的产量均有影响，单薯种重为20～50 g的茎块，既可以有较高的萌芽率，幼苗自养期营养供应和整个生长期的正常生长发育获得高产，也不会因种茎过大造成不必要的浪费[3-4]。在甘蔗上，曾有报道，不同大小质量的蔗种对萌芽及其后的生长过程的生长特性和最终的产量会造成不同的影响。甘蔗芽片（仅包括蔗芽和根带约5 cm 宽的半剖茎）虽然能够正常萌芽和生长，节约了蔗种，但比正常的双芽茎蔗种造成明显减产[5]。

甘蔗的茎径性状虽然由品种的遗传特性所决定，但同时受不同的光、温、水、肥、有害生物等环境因素等的影响也很大。相同群体的不同个体之间，甚至相同甘蔗植株不同节间的茎径因环境的变化造成的差异甚至高1 倍以上[6-7]。适当的用种量是甘蔗生产经营上必须考虑的问题。而关于甘蔗种茎的粗细对甘蔗生长的关系和对最终产量影响的研究并不多。精选壮苗对甘蔗品种的提纯复壮作用仍缺乏依据。也没有关于持续选择大茎蔗种种植能否获得大茎的后代并获持续高产的研究报道。本研究试图再通过按茎径大小精选分类形成的大茎、中茎和小茎蔗种对各农艺性状的影响进行田间试验研究，为生产上选择适当的种茎标准提供科学依据，为节本增产增效提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种是‘桂糖49 号’。试验地点设在广西南宁市隆安县农科所农场，属于南亚热带湿润季风气候区。试验地的前作为甘蔗。土壤类型为红壤土，中等养分水平。种植前土壤取样的养分检测结果是：全氮1 400 mg/kg，全磷500 mg/kg，全钾960 mg/kg，有机质27.4 g/kg，pH4.61，速效氮93.0 mg/kg，速效磷24.6 mg/kg，速效钾269.2 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1设计与栽培方法

田间试验设计：设3个处理：A 处理：大茎；B处理：中茎（对照）；C处理：小茎。茎径和种段重：A处理分别为3.29 cm 和96.4 g；B 处理分别为2.33 cm 和44.8 g，C处理分别为1.83 cm和19.4g。随机区组设计，3重复；种植行距1.2 m，行长5 m，每小区设4行，小区面积20.4 m2。

种茎的精选和分类：从成堆的蔗茎中目测初选出大、中、小蔗茎，剥除叶鞘，把蔗种砍成双芽段，再从中精选测量得到大于3.0 cm，2.0～2.5 cm和小于2.0 cm三个处理的用种材料。每级蔗种随机抽样，逐个测量30个样本的茎径、蔗种重量，统计平均值，得到上述A、B、C三个处理的试验用种。

甘蔗下种日期：2019 年3 月22日。下种密度：甘蔗下种量是90 000芽/hm2，每行下种量为54 个芽。下种方法：双行品字形摆放蔗种。种茎的盖土厚度为3～5 cm。施肥：施肥水平，氮（N）330 kg/hm2；磷（P2O5）240 kg/hm2；钾（K2O）360 kg/hm2。基肥使用复合肥（15∶15∶15）750 kg/hm2；追肥使用复合肥（15∶15∶15）850 kg/hm2，加氯化钾200 kg/hm2和尿素195 kg/hm2，混合后在6月中旬施下。

1.2.2测定项目

田间试验数据观测：4月29 日调查全部小区每一行的甘蔗出苗数，计算萌芽率；5 月23 日调查全部小区每一行的总苗数及分蘖数，计算分蘖率；6月23日每小区随机抽样15株测定+1叶的叶长和叶宽（测量叶片最宽处），计算其叶长和叶宽平均值；6月至11月每月的下旬每小区定期随机抽样15株测量株高，计算平均值。

蔗茎产量测定：12 月17 日，检测每行蔗茎数，各小区随机抽样15 株测定蔗株的株高、茎径；按原料蔗质量标准砍收甘蔗，称重测定小区的蔗茎产量。

1.3 数据统计

试验数据采用Microsoft Excel 2007 软件整理，SPSS 19.0 软件进行统计分析，3 个均数间的差异显著性检验采用Duncan多重比较法。

2 结果与分析

2.1 不同茎径蔗种对甘蔗前期农艺性状的影响

（1）甘蔗的萌芽率：表1结果显示，B处理（对照）萌芽率最高，A 处理（大茎）最低；A 处理的萌芽率显著低于对照，差异达显著水平（P＜0.05），而C处理（小茎）的萌芽率与对照的差异很小，没有达到显著差异水平。

表1 不同茎径蔗种对甘蔗前期农艺性状的影响Table 1 Effects of different stalk diameter of cane setts on agronomic traits of sugarcane at early stage

（2）甘蔗的分蘖率：分蘖率的高低与茎径大小呈正相关的趋势，大茎蔗种的分蘖率最高，与小茎蔗种的差异达到显著水平。

（3）其它性状：蔗苗数，B处理最高，A 处理最低。由于A 处理的萌芽率较低，尽管具有较显著的分蘖率，但最终的蔗株数还是最低，3 个处理间的蔗株数没有达到显著差异。前期生长特性，即苗期株高、从地面至最高可见肥厚带的植株高度、从地面至植株最长叶尖高度、正1 叶的叶长，3 个处理之间差异很小，差异均不显著。但其中差异较明显的是叶宽，A处理最大，B处理其次，C处理最小，呈现与蔗种大小正相关关系。

2.2 不同茎径蔗种对蔗株伸长生长的影响

表2显示，3 个处理在7—11月份期间各个月的株高之间的差异都很小，表现出较好的一致性，没有表现出因蔗种的粗细差异而影响甘蔗整个生长期的生长。

表2 不同茎径蔗种对拔节伸长期各月份株高的影响（cm）Table 2 Effects of different stalk diameter of cane setts on plant height in different months at elongation and jointing stage(cm)

2.3 不同茎径蔗种对成熟期农艺性状的影响

（1）茎径：表3 和图1 表明，A 处理的蔗种茎径比B 处理大41.2%，比C处理种茎大79.8%；B 处理比C 处理大27.3%，但种植后的表现却是，无论A 处理与B处理，A处理与C处理，或B处理与C处理间茎径的差异都很小，茎径差都不足1 mm，差异不足平均值的1%。由图1可见，大茎蔗种长成的蔗株并没有表现出比对照（即中径蔗种）的茎径大，小茎蔗种长成的蔗株也没有表现出比对照的茎径小。这说明：蔗种的粗细与其长成蔗株的粗细没有关联性。换言之，无论蔗种粗还是细，其长成蔗株的茎径具有高度的趋同性。

表3 不同茎径蔗种对成熟期农艺性状的影响Table 3 Effects of different stalk diameter of cane setts on agronomic traits

图1 蔗种茎径大小与种植后长成蔗株茎径大小的比较Fig. 1 Comparison of stalk diameter of cane setts and stalk diameter of regenerated plants

（2）蔗株数：A 处理的公顷蔗株数比B 处理的少8.9%，而C 处理与B 处理（对照）的公顷蔗株数很接近，差异只有1.4%。

（3）蔗茎产量：3 个处理间的蔗茎产量差异较小，A处理由于公顷蔗株数较少，蔗茎产量比B处理略有减产（-4%），而C 处理与B 处理对照的差异只有不到1%，都没有达到差异显著水平。

3 讨论与结论

3.1 蔗种茎径大小与萌芽率的关系

蔗种的茎径大小对萌芽和植株生长的影响并不大。在本试验设计中，3 个处理间蔗种茎径大小的差距应该达到了足够大，其中A 处理蔗种的茎径是B 处理（对照）的141.2%，分别是C处理茎的179.8%，但处理间的萌芽率均没有显著差异。这与我们于2011年在隆安县莲花村做的3个品种不同粗细蔗种对萌芽的影响结果一致，即蔗种茎径大小对萌芽的影响并不大，3 个品种中‘中桂02-901’和‘新台糖22 号’两个品种的大茎蔗种表现比对照更低的萌芽率，分别降低1.2 和4.6 个百分点，‘桂97-69’则高4.6 个百分点。这与前人用芽片和单芽段的试验结果不一致[5]。笔者认为，小茎或特小的蔗种毕竟是一个具有完整的芽和根点结构蔗种，而蔗芽片并不是一个完整的节，缺少了大部分根点，种根数量和蔗芽活力均受到影响。本试验结果可能表明，蔗种体内营养物质的多少对萌芽和幼苗生长的影响并不大，其并不需要太多的体内蔗糖和营养物质就能满足蔗芽出土成苗而完成其自养阶段，随着蔗种的种根萌发和蔗芽萌发出土成苗进入到异养阶段的时间比较短。关于甘蔗自养到异养的“断奶期”机理仍需进一步研究。

3.2 蔗种茎径大小对各生育期农艺性状的影响

本试验在同一个品种中分别选择大于该品种平均值的特大或者特小的种茎种植，其后代并不会因为蔗种特大茎而表现出大茎，或因蔗种特小茎而表现小茎的表型遗传相关关系，而是表现出其长成蔗株的茎径的高度趋同性或一致性。从甘蔗解剖学机理上可知，甘蔗蔗茎的增粗生长过程是首先由顶端茎尖侧生增生组织细胞的有限次数的侧向分裂，在同一品种中形成较恒定的周向细胞数，然后继续细胞的增大就决定了品种茎径粗细。甘蔗是无性繁殖作物，同一品种的不同蔗茎直径大小的差异是外因条件如光、温、水、气、营养、有害生物等因素综合影响造成的。特大的茎粗是在特定的生理阶段如秋笋或冬笋等在特定的光、温、水和营养特殊供应的条件下形成的，特小的蔗茎是缺乏正常的光、温、水和营养或有害生物等因素所致，但当特定的外界条件一旦解除，除已造成的影响不可逆外，其茎径以后的生长就会逐渐恢复原来的正常水平，由外部环境造成的茎径差异是不可遗传的。因此，笔者认为，在甘蔗生产中希望通过选择壮茎壮苗来提纯复壮，作为提高或维持其生产性能的手段是不太可能的。

3.3 蔗种茎径大小的生产实践意义

本试验结果表明，用比正常茎径小得多的蔗种种植，对蔗种萌芽、前期的蔗苗生长、中期的拔节伸长生长等都没有明显影响，获得与对照同样高的产量。在生产实践上，大多数直径小于2.0 cm的蔗茎都是株高不足1 m 的无效茎（非原料蔗）。因此，在南亚热带湿润季风气候区或类似地区生产上特意精选大茎蔗种或弃除过细蔗种，都是没有必要的。用过大的蔗茎作种明显增加生产成本，并造成原料甘蔗的浪费，萌芽率也不高。适当选用较小的苗圃蔗茎作为种苗，或充分利用无效蔗茎作蔗苗，具有较好的实践意义，可大幅度地降低用种量和生产成本，提高经济效益。另外，充分利用特小蔗茎和无效分蘖蔗茎，在良种繁殖上同样具有意义。