湛江蔗区8个主栽宿根蔗品种的第3年品质比较与评价

吴罡腾, 朱剑辉, 张祥会, 李荣喜, 董 斌, 刘 文, 贺立红

(1.仲恺农业工程学院农业与生物学院,广东 广州 510225;2.广东农工商职业技术学院热带农林学院,广东 广州 510507)

当前我国甘蔗生产常以1 a新植多年宿根的方式进行。全国一半植蔗面积都种植宿根蔗,且多为2～3 a的宿根蔗[1]。因此,宿根性的好坏直接影响蔗农的经济效益和甘蔗产业的发展[2]。国内有关宿根蔗品质比较与评价的研究已有较多报道。何建河等[3]对福建主栽甘蔗品种进行一新、一宿试验表明,新台糖10号在宿根季减产严重,不适宜旱地种植,适应性较差。马丽等[4]比较了134份国内甘蔗种质6 a宿根蔗的产量,发现近60个强宿根品种的产量超过120 t·hm-2,可作为培育新品种的杂交亲本。罗亚伟等[5]研究表明,桂糖49号和桂糖40号第3年宿根蔗的经济性状表现优于其他参试的桂糖品种。谭秦亮等[6]通过一新一宿的品质比较试验,筛选出产量高、宿根性强的桂热2号,适合在广西南宁进一步推广种植。张革民[7]比较了10个品种在8个种植区域的“两新一宿”甘蔗的经济性状,发现蔗茎产量具有较强的区域性。可见,同一品种在不同地域种植,其宿根蔗的性状表现有差异。张跃彬等[8]研究表明,一些品种在种植2～3 a内仍可保持高糖高产。因此,不同蔗区应筛选出适宜当地种植的宿根蔗,以优化当地甘蔗种质资源,提高蔗农的经济效益。

利用统计学方法进行科学评价,可筛选出综合性状优良的品种[9]。其中,方差分析和相关分析常用于甘蔗品质初期的比较筛选和评价[10-12]。主成分分析通过降维的方式筛选综合变量,降低了重要性较弱的因子对研究结果的影响,根据因子得分加以排名[13-14]。鉴于此,本研究采用方差分析、相关分析和主成分分析比较了广东湛江蔗区主栽品种第3年宿根蔗的农艺性状和经济性状,以期筛选出适宜湛江当地种植的高产高糖强宿根蔗品种,为当地甘蔗产业的可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 参试品种与试验地概况

1.1.1 参试品种 8个宿根蔗品种分别为:海蔗22号(HZ 22)、桂糖08-120(GT 08-120)、桂糖58号(GT 58)、桂糖42号(GT 42)、台糖93/031(TT 93/031)、粤糖61号(YT 61)、桂糖49号(GT 49)和桂柳05-136(GL 05-136)。8个甘蔗品种均是湛江蔗区近年的主栽品种,当地制糖厂收购量均较大。

1.1.2 试验地概况 试验地位于广东省湛江市遂溪县甘蔗产区(109°40′～110°25′E,21°00′～20°31′N)。遂溪县属亚热带季风气候,地处热带北缘,土地肥沃,夏季光热充足、雨量充沛、日照时间长,冬季少雨且气温较低,适合甘蔗糖分的积累,具有良好的甘蔗产业基础[15]。

1.2 试验设计与调查项目

本试验采用随机区组设计。蔗种砍为双芽段,双行“品”字形摆种,于2019年3月下种,2021年12月收获第3年宿根蔗。每个品种设3个重复,种植行距1.5 m、行长10 m,每区5行。所有参试品种采用常规大田管理。参照文献[16-18],测定主要农艺性状和经济性状指标。(1)主要农艺性状包括:株高、叶长、叶宽、茎径、节间长度、分蘖率、单茎重、有效茎数。株高用软尺测量;选取+1叶片并用直尺测量叶长和叶宽;用软尺测量中间茎节的节间长度;用游标卡尺测量茎径;用电子秤测定单茎重。(2)主要经济性状包括:蔗糖分、蔗茎产量和蔗糖产量。锤度用爱拓数显折射仪测定。蔗糖分=锤度×1.085 2-7.703[19];蔗茎产量=单茎重×有效茎数;蔗糖产量=蔗糖分×蔗茎产量。

1.3 统计与分析

采用 Excel 2022整理数据;采用SPSS 26.0进行单因素方差分析;用Duncan新复极差法进行比较和差异显著性检验(P<0.05);用Person′s相关系数表示相关性,同时进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 参试宿根蔗主要农艺性状的比较

8个参试宿根蔗的主要农艺性状表现见表1。

表1 参试宿根蔗的主要农艺性状表现1)Table 1 Main agronomic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.1.1 叶长、叶宽和株高 8个品种叶长在131.17～172.67 cm之间,其中海蔗22号、粤糖61号、台糖93/031叶长显著高于其他5个品种。8个品种叶宽在4.43～5.73 cm之间,其中海蔗22号叶宽最大、桂柳05-136最小。8个品种株高在284.00～353.33 cm之间,桂糖42号株高显著高于其他品种,桂糖08-120和桂柳05-136则低于其他参试品种。

2.1.2 茎径和节间长度 8个品种茎径在28.38～32.43 mm之间,其中粤糖61号、桂糖08-120茎径显著高于其他品种,桂糖42号则显著低于其他品种。8个品种节间长度在11.38～14.52 cm之间。桂糖49号节间长度最高,且显著高于其他品种;桂糖42和桂糖58号其次,显著高于除桂糖49号以外的其他品种;其余5个品种之间则无显著差异。

2.1.3 分蘖率、单茎重和有效茎数 8个品种分蘖率在566.67%～850.00%之间,桂糖42号分蘖率最高、桂糖08-120最低。8个品种单茎重在1.93～2.32 kg之间,粤糖61号最高,显著高于其他品种;桂柳05-136表现较差,仅1.93 kg。8个品种有效茎数在43 982.50～49 532.50条·hm-2之间,其中桂糖58号有效茎数最高(49 532.50条·hm-2),其次是粤糖61号(47 682.50条·hm-2)。

2.2 参试宿根蔗主要经济性状的比较

由表2可知,8个宿根蔗品种在主要经济性状上存在差异。8个品种的蔗糖分在12.42%～16.88%之间,桂糖49号含糖量显著高于其他品种,台糖93/031则显著低于其他品种;8个品种蔗茎产量在87.63～110.61 t·hm-2之间,粤糖61号显著高于其他品种,海蔗22号、桂糖42号和桂柳05-136蔗茎产量均低于90.00 t·hm-2;8个品种蔗糖产量在12.29～15.77 t·hm-2之间,桂糖49号和粤糖61号显著高于其他品种,台糖93/031和海蔗22蔗糖产量最低。综合来看,桂糖49号和粤糖61号经济效益优于其他参试品种。

表2 参试宿根蔗的主要经济性状表现1)Table 2 Main economic traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.3 参试宿根蔗主要性状的相关分析

8个宿根蔗品种主要农艺性状与经济性状的相关分析见表3。从表3可见,叶长与叶宽、单茎重呈极显著正相关,与蔗糖分呈极显著负相关,与株高无明显相关性;茎径与有效茎数呈显著正相关,与单茎重呈极显著正相关;节间长度与蔗糖分呈极显著正相关;分蘖率与株高呈极显著正相关,与茎径呈极显著负相关,与蔗糖分、蔗糖产量呈显著负相关;蔗茎产量与叶长、叶宽呈显著正相关,与茎径、单茎重、有效茎数呈极显著正相关,与蔗糖分呈显著负相关;单茎重与株高呈显著正相关,与叶宽呈极显著正相关;蔗糖产量与茎径、节间长度、单茎重、有效茎数、蔗糖分、蔗茎产量呈极显著正相关。综上可见,虽然有些宿根蔗品种分蘖率表现较差,但若茎径、蔗茎产量和蔗糖分等表现较优,仍可保持较高的蔗糖产量。

表3 参试宿根蔗主要性状的相关性1)Table 3 Correlations of major traits of ratoon sugarcane cultivars tested

2.4 参试宿根蔗的主成分分析

2.4.1 性状 对不同性状进行主成分分析(表4)表明,主成分1～主成分4方差贡献率分别为30.145%、25.609%、17.376%、11.133%,累计贡献率达到84.263%,能够反映所有性状的主要信息,可作为筛选优质宿根蔗品种性状的主要指标。在主成分1中,蔗茎产量特征向量最大,其次是茎径、单茎重。茎径、单茎重决定蔗茎产量,因此主成分1可称为“蔗茎产量因子”。主成分2中,有效茎数特征向量最大,可称为“有效茎数因子”。主成分3中,株高的特征向量最大,其次是蔗糖产量,可称为“株高和蔗糖产量因子”。主成分4中,叶宽和叶长的特征向量最大,可称为“叶片因子”。

表4 不同性状的主成分分析Table 4 Principal component analysis of different traits

2.4.2 品种 通过主成分分析得到了8个品种在不同主成分上的得分。在主成分1中,粤糖61号得分最高,桂糖42号最低;在主成分2中,桂糖49号得分最高,台糖93/031最低;在主成分3中,桂糖42号得分最高,桂柳05-136最低;在主成分4中,桂糖58号得分最高,海蔗22号最低。对8个品种综合评价表明,得分排名前四的品种分别是粤糖61号、桂糖49号、桂糖58号和桂糖08-120,得分靠后的4个品种分别是海蔗22号、桂糖42号、台糖93/031以及桂柳05-136(表5)。

表5 参试宿根蔗的综合排名Table 5 Comprehensive ranking of ratoon sugarcane cultivars tested

3 小结

宿根蔗具有省种、省工、早熟,便于劳动力调配和生产成本低等优点。通过实地调查同一区域内种植的宿根蔗品种,有助于筛选强宿根品种[20]。本研究对湛江蔗区8个主栽品种第3年宿根蔗的主要农艺性状和经济性状调查表明,海蔗22号在叶长、叶宽上表现最优,桂糖42号株高及分蘖率高于其他品种,粤糖61号茎径、单茎重优于其他品种,桂糖49号节间长度优于其他品种,且在蔗糖分上表现最优,桂糖49号、粤糖61号蔗糖产量优于其他品种,桂柳05-136、台糖93/031的主要经济性状表现都较差。本研究中,分蘖率与蔗糖产量呈负相关,这可能是选择的参试甘蔗品种数较少,从而对分析造成影响。下一步可通过增加宿根性差的品种进行比较,以减轻影响。进一步进行主成分分析表明,综合性状较好的是粤糖61号、桂糖49号、桂糖58号、桂糖08-120,综合性状较差的是海蔗22号、台糖93/031、桂柳05-136、桂糖42号;参试甘蔗品种的主成分分析得分综合排名为:粤糖61号>桂糖49号>桂糖58号>桂糖08-120>海蔗22号>桂糖42号>台糖93/031>桂柳05-136。综合方差分析、相关分析以及主成分分析结果表明,可将农艺性状的茎径、单茎重以及蔗糖分、蔗茎产量和蔗糖产量等主要经济性状作为筛选3 a宿根蔗优良品种的指标,这与前人的研究结果[21-23]相似。

综上可见,适合湛江蔗区种植的强宿根蔗品种为桂糖49号和粤糖61号。该2个品种具有茎径适中、单茎较重、含糖量以及蔗糖产量较高的优良性状,建议进一步推广种植。此外,在筛选评价和引进强宿根品种时,建议以茎径、蔗茎产量和含糖量作为主要的筛选指标。