甘蔗抠芽育苗移栽技术研究

吴建明 陈荣发 范业赓 廖李权 李燕娇 丘立杭

甘蔗抠芽育苗移栽技术研究

吴建明1陈荣发1范业赓1廖李权2李燕娇1丘立杭1

（1. 广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室/中国农业科学院甘蔗研究中心 广西南宁 530007；2. 广西扶南东亚糖业有限公司 广西崇左 532100）

为打破传统栽培模式，实现“种苗”代替“种茎”的重大变革，为500万亩双高糖料蔗基地提供配套的栽培技术。以桂糖55号的茎尖组培脱毒健康种苗一代种茎、二代种茎、三代种茎和常规种茎为试验材料。2019—2020年，设计健康种苗一代种茎抠芽（从蔗茎中抠出蔗芽用秧盘育苗）育苗不同密度T1（57 750株/hm2)、T2（33 750株/hm2）、T3（27 750株/hm2）、健康种苗一代种茎直播T4（60 000芽/hm2）和常规种茎对照T-CK（90 000芽/hm2）共5个处理；在此基础上，2021年设计健康种苗抠芽育苗一代种茎F1（30 000株/hm2）、二代种茎F2（30 000株/hm2）、三代种茎F3（30 000株/hm2）和常规种茎F-CK（30 000株/hm2）共4个处理。2019—2020年试验结果表明，健康种苗一代种茎抠芽育苗T3处理的新植蔗和宿根蔗的有效茎数比对照分别提高10.55%和19.27%，产量比对照分别提高7.92%和7.43%；健康种苗一代种茎处理的新植蔗糖分略低于对照，但宿根蔗的糖分没有差异。2021年试验结果表明，健康种苗抠芽育苗一代种茎（F1）、二代种茎（F2）和三代种茎（F3）抠芽育苗的甘蔗有效茎数比对照分别高57.14%、42.41%、42.56%，蔗茎产量比对照分别提高24.78%、39.06%和29.28%，差异均达到显著水平；二代种茎抠芽育苗的产量最高，为100 526.40 kg/hm2，高出对照39.06%，糖分也高出对照0.09（绝对值）。说明在滴灌条件下，甘蔗抠芽育苗的最佳代数是茎尖脱毒健康种苗二代种茎，密度为30 000株/hm2，茎尖脱毒健康种苗的蔗茎产量显著高于常规种茎。

甘蔗；健康种苗；抠芽；育苗

甘蔗是我国重要的糖料作物，产糖量占食糖总产量的90%以上，对我国食糖安全至关重要[1]。甘蔗栽培技术历经上千年的演变，经过大量探索、研究和创新，在各个时期不断得到完善和发展，形成了不同的栽培模式，推动了我国甘蔗产业的发展，但仍存在部分亟待解决的问题[2]。因此，如何突破传统栽培模式，提高甘蔗产量，对于我国甘蔗生产具有重要意义。甘蔗育苗移栽是我国蔗区蔗农在长期生产实践中摸索出来的一项甘蔗栽培技术[3]。一直以来，科学家无间断地对甘蔗育苗移栽进行研究，如不同时期育苗移栽[4]育苗快繁[5]、不同材料育苗[6]、塑料薄膜育苗[7]、育苗补种[8]等方面研究。结果表明，育苗移栽具有保证全苗、提高产量（15%～30%）、提早成熟、防寒防早、减少病虫害、节省蔗种等优点[2]；但也有研究表明，育苗移栽存在用工多、移苗难、容易断根、屈根、伤苗、延长回青滞长期，出现增产不增收的问题，直接影响育苗移栽的推广[9]。虽然前人对育苗移栽已经进行大量研究与报道，但还未见抠芽育苗移栽相关研究报道。针对育苗移栽研究结果存在的分歧，需要在育苗材料选择、育苗体积、配套技术、机械化等方面进行更深入的研究。本试验在前期开展甘蔗健康种苗一代种茎生产力分析[10]、健康种苗不同代数差异分析[11]、不同体积育苗移栽[12-13]等基础上，开展了健康种苗抠芽育苗、健康种苗一代种茎、常规种茎等差异比较试验，探讨其对甘蔗产量和糖分的影响，以期为甘蔗抠芽育苗移栽的推广应用提供更科学的依据，也为500万亩双高糖料蔗基地提供配套的栽培技术。

1 材料与方法

1.1 材料

选用材料为桂糖55号茎尖组培脱毒健康种苗一代种茎（简称一代种茎，下同）和常规种茎；桂糖55号茎尖组培脱毒健康种苗一代种茎F1、二代种茎F2、三代种茎F3和常规种茎F-CK。2019—2020年，用桂糖55号健康种苗一代种茎抠芽育苗（从一代种茎中把芽抠出育苗种植）和常规种茎在广西来宾试验点种植，常规管理。2021年，用桂糖55号茎健康种苗一代种茎、二代种茎、三代种茎和常规种茎抠芽后育苗种植，常规管理。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验开展时间2019年3月至2021年2月。试验地位于广西壮族自治区来宾市兴宾区凤凰镇来宾市金凤凰农业投资有限公司甘蔗种植基地和崇左市扶绥县岜盆乡岜盆村。抠芽用自主研发的抠芽机械（专利号：ZL201821898149.6）[14]，抠出单芽后浸泡于多菌灵3～5 min防病，再浸泡度锐（美国先正达）10 min防虫；然后把芽平摆，用50孔的秧盘盖上营养土（图1），保持秧盘土壤湿度在60%以上。每个小区共种植5行，行距为1.2 m，行长10 m，重复3次，小区面积为60 m2，在区组四周均设有3行保护行。详细试验信息见表1。

图1 甘蔗抠芽育苗

表1 不同试验点的信息

1.2.2 水肥管理 水肥管理：铺设滴灌带，育苗移栽后1～20 d，每隔1 d滴灌3 h，确保移栽苗成活；遇到持续干旱时节，每隔1 d滴灌2 h；其余的除草、培土、施肥等管理措施均一致。

1.2.3 指标测定 砍收前在各处理小区随机选择15株健康甘蔗，连续测量株高、茎径、锤度，调查处理小区有效茎数，按进厂原料蔗砍收，称取各处理小区原料蔗产量，计算单茎重。新植试验、宿根试验分别于每年的12月取样化验分析糖分，每个品种取6 株甘蔗。

1.2.4 成本计算

（1）健康种苗一代种茎成本=脱毒组培苗成本0.8元/株×1 200株/亩+种植2 700元/亩÷40 000芽/亩=0.092元/芽；

（2）健康种苗二代种茎（一代种茎宿根蔗）=田间管理2 300元/亩÷40 000芽/亩=0.058元/芽

（3）健康种苗三代种茎（二代种茎宿根蔗）=田间管理2 300元/亩÷40 000芽/亩=0.058元/芽；

（4）常规种茎生产成本=（常规种茎繁种用种量0.7 t×500元/亩+种植和田间管理2 700元/亩）÷40 000芽/亩=0.076元/芽；

（5）收获种茎成本=机械收获100 元/t×4t/亩÷78 000芽/亩=0.005 2元/芽；

（6）运输成本=装车、运回加工厂费用50元/t×4 t/亩÷78 000芽/亩=0.002 6元/芽；

（7）育苗盘成本=0.2元/50孔÷3（重复用3年）=0.001 4元/芽；

（8）单芽育苗成本=机械砍芽约、智能装育苗盘、盖营养土、机械投入、育苗田间管护等成本成本大约需要0.13元/芽；

（9）不可预见成本=0.01元/芽；

（10）拭芽后剩余原料蔗收入=0.15～0.2 t（每亩抠芽可剩余0.15～0.20 t甘蔗进厂）×490元/t= 70～105元；

（11）健康种一代种茎（双芽段）=市场价格为550元/亩；

（12）常规种茎=农民自留下种量一般为1 t甘蔗，成本为500元/亩。

1.2.5 数据统计分析 数据整理在Excel 2010中进行，统计分析用SPSS 20.0软件，各农艺性状参数值之间差异分析采用单因素方差分析（one-way ANOVA）的最小显著性差异法（least significant difference， LSD）。表中的数值均为（均值±标准误）。

2 结果与分析

2.1 不同密度对新植蔗产量性状和糖分的影响

从表2不同处理的新植蔗可以看出，健康种苗处理的株高、茎径和单茎重均略低于对照（T-CK），但不同处理之间差异不显著。不同处理的有效茎数大小顺序为T1>T4>T2>T3>T-CK，健康种苗处理的有效茎数比对照提高10.55%～ 17.73%，差异达到显著水平；不同处理产量大小顺序为T4>T3>T1>T2>T-CK，T4处理（一代种茎双芽直接种植60 000芽/hm2）的产量最高，比对照提高了7.92%，但不同处理之间的差异不显著。说明，健康种苗一代种茎是通过提高单位面积的有效茎数实现增产。健康种苗处理的糖分比对照低0.15～0.46（绝对值），但不同处理之间的差异不显著。抠芽育苗种植不同密度分析，结果表明，27 750株/hm2（T3）的种植密度产量最高，而57 750株/hm2（T1）和33 750株/hm2（T2）处理之间产量差异不明显。说明，抠芽育苗移栽密度在27 750株/hm2已经满足生产需要。

表2 不同处理新植蔗产量性状和糖分比较

注：不同小写字母表示差异显著（<0.05），不同大写字母表示差异极显著（<0.01），下同。

2.2 不同种植密度对宿根蔗产量性状和糖分的影响

宿根蔗调查结果（表3）显示，常规种茎种植（T-CK）的茎径和单茎重略高于健康种苗处理，但不同处理之间差异不显著。其中，健康种苗一代种茎与常规种茎两者之间单茎重没有明显差异；不同处理之间的株高没有明显差异；不同处理的有效茎数大小顺序为T2>T4>T3>T1>T-CK，健康种苗处理的有效茎数比对照提高16.94%～ 29.08%，差异达到显著水平；不同处理产量大小顺序为T4>T2>T1>T3>T-CK，健康种苗处理的产量比对照提高7.43%～19.45%，差异达到显著水平。不同处理宿根蔗糖分差异不明显。从宿根蔗来看，健康种苗处理宿根蔗的有效茎数和产量优势更明显。

表3 桂糖55号不同处理宿根蔗产量性状和糖分比较

2.3 不同代数抠芽育苗对产量性状和糖分的影响

2019—2020年试验结果表明，抠芽育苗移栽种植密度约30 000株/hm2产量已高于蔗农常规种茎种植。在此基础上，进一步开展健康种苗不同代数的抠芽育苗移栽试验，种植密度统一用30 000 株/hm2，以便为生产提供更科学指导。由表4可看出，健康种苗处理一代（F1）、二代（F2）和三代（F3）分蘖率分别高于对照18.54%、15.08%、13.81%，差异达到显著水平；健康种苗处理之间的分蘖率随着代数的增加而减少，即一代（F1）>二代（F2）>三代（F3），但不同代数之间差异不显著。甘蔗有效茎数与分蘖率的趋势基本一致，健康种苗处理一代（F1）、二代（F2）和三代（F3）分别高于对照57.14%、42.41%、42.56%，差异达到极显著水平；健康种苗一代（F1）处理的有效茎数高于二代（F2）和三代（F3）处理，但不同代数之间差异不显著。健康种苗二代和三代的株高稍高于对照，一代与对照相近，但不同处理之间差异不显著；而健康种苗处理的茎径均低于对照，但差异不显著。健康种苗一代、二代、三代抠芽育苗处理的产量分别比对照提高24.78%、39.06%和29.28%，差异显著。健康种苗一代种茎处理的糖分略低于对照，而健康种苗二代种茎和三代种茎与对照差异不明显，不同处理之间的差异不显著。

表4 不同处理的产量性状和糖分比较

2.4 健康种苗抠芽育苗、健康种苗种茎与常规种茎种植成本分析

甘蔗种苗（茎）是影响甘蔗生产成本的重要因素。由表5看出，不同处理的甘蔗种苗（茎）生产成本从高到低顺序为健康种苗一代种茎>常规种茎>健康种苗一代茎抠芽育苗>常规种茎种茎>健康种二代种茎抠芽育苗=健康种三代种茎抠芽育苗；成本最低是甘蔗健康种二代和三代抠芽育苗，为320.57元/667m2，产量最高是甘蔗健康种二代抠芽育苗100 526.40 kg/hm2，其次是三代甘蔗健康种三代抠芽育苗93 459.40 kg/hm2；常规种茎抠芽育苗生产成本也比较低，但甘蔗产量过低，不适宜推广；健康种苗一代种茎双芽段直播产量也比较高，但种苗成本高达550元/667m2。

表5 不同材料种茎（苗）生产成本(667 m2)

2.5 育苗技术探讨

甘蔗育苗移栽是我国蔗区劳动人民在长期生产实践中创造出来的一项先进的甘蔗栽培技术，科学家在1955年，总结了群众的育苗移栽经验[15]。早期，甘蔗不带土育苗移栽主要采用梢部种、中部种、下部2～4个芽段育苗为主，将尾茎、中茎、下茎分开平放于苗床上，每段茎相隔约一指，后盖上混合含草皯灰的细土，厚度2～3 cm；盖上稻草或盖塑料薄膜。随着时间推移，育苗技术不断发展与更新，总结出了单芽育苗[16]、片芽育苗[17]、营养钵育苗[9]、无效分蘖育苗[18]等。但早期育苗移栽技术主要存在以下问题：一是早坡地采用育苗移栽效果不好，因为早坡地的土层浅瘦，水肥条件差，移栽后容易受旱，蔗苗的成活率低，生长弱；二是不带土移栽容易伤根、伤苗、伤叶，移栽后有明显的返青滞长期，一般长达10～15 d；三是没有实现机械化，甘蔗育苗移栽花工多，成本高。针对这些问题，作者前期研究完整单芽、1/2体积单芽、1/4体积单芽育苗、常规种茎种植（对照）4个处理的差异，结果表明，1/2体积单芽、1/4体积单芽处理的原料蔗产量比常规种茎种植的分别提高了6.53%和5.50%。说明，1/4体积单芽已经能满足育苗移栽要求[13]。在此基础上，研制出了甘蔗抠芽机械（专利号：ZL201821898149.6）[14]，通过机械抠芽育苗移栽，实现了甘蔗抠芽育苗生产成本低于蔗农常规自留种（表5）。本试验利用茎尖脱毒健康种茎抠芽育苗，种植密度仅需2 000株/亩，比国内传统育苗技术省种50%以上；还可实现机械化收获、机械剥叶、机械抠芽，生产成本低，只利用1/2～1/4体积单芽，育苗移栽每亩新植蔗可省约0.7 t甘蔗茎榨糖，而且秧盘里的土球内有贮藏的水分，可使植株保持一定的吸水能力，避免幼苗因脱水而枯萎，没有返青期；500万亩双高基地建设后实现规模化和水利化，自主发明了甘蔗种苗种植机械（专利号：ZL201911372350.X.）[19]，可滴灌，移栽成活率高、省工、方法简便等优点（表6）。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 育苗移栽对农艺性状的影响

分蘖是甘蔗有效茎形成的关键，也是提高甘蔗产量的有效途径之一。作者前期研究结果表明，不同代数茎尖脱毒健康种苗分蘖率随着代数增加呈骤减趋势，健康种苗原种显著高于一代种茎和二代种茎，分别提高了317.95%和1 937.64%，一代种茎又显著高于二代种茎，提高了387.53%[11]。本研究结果也表明，健康种苗一代种茎（F1）、二代种茎（F2）和三代种茎（F3）分别高于对照18.54%、15.08%、13.81%，差异达到显著水平。可说明，健康种苗后代具有明显分蘖优势。

甘蔗有效茎数、茎长和茎粗是产量构成的3个主要因素。前人研究结果表明，与对照比，育苗移栽密度为3 000株/亩的有效茎数多3.68%，茎径粗1.8%，株高相近；密度为5 000株/亩的有效茎数多23.87%，茎径细3.4%，株高高2.64%；密度为6 000株/亩的有效茎数多34.79%，茎径细2.4%，株高相近；密度为7 000株/亩的有效茎数多60.43%，茎径细3.4%，株高高0.67%；密度为8000株/亩的有效茎数多68.23%，茎径细5.8%，株高相近[4]。前人将其株高、茎粗、有效茎以及单茎重与增产的关系进行相关性分析，证实起主导作用的是单位面积的有效茎数[15,20-21]。本试验结果表明，与对照相比，抠芽育苗的有效茎显著增加，且随着密度的增加而增加；但茎径变细，株高相近，这与前人研究结果基本一致。

3.1.2 育苗移栽对产量和糖分的影响

合理的栽培技术是甘蔗高产途径之一。关于不同密度育苗移栽对产量作用效果研究结果表明，3 000、5 000、6 000、7 000和8 000株/亩分别比种茎种植增产5.28%、18.83%、28.63%、47.85%和51.10%。研究结果说明，密度在3 000～ 7 000株/亩，蔗茎产量随着密度的增加而增加，8 000株/亩的产量比7 000株/亩的略高，但扣去成本后的纯收益低于定植7 000株/亩，故育苗移栽密度以7 000株/亩为宜[4]。本研究结果表明，抠芽育苗约2 000株/亩密度增产效果最好，这与前人研究结果不一致。导致不一致的原因可能是试验材料和栽培条件不一致引起，因为本试验在有滴灌条件下的健康种苗一代种茎育苗，而前人是没有滴灌条件下的常规种茎育苗。但也有不一致的研究结果，梁省东等[6]研究不同育苗材料的增产效果，结果表明，1979和1980年，双育苗比不育苗分别增产3.18%和3.96%；梢头育苗分别减产6.49%和8.16%；芽片育苗分别减少1.1%和19.63%。这可能是由于梢头苗是末成熟茎组织较嫩，不耐贮藏，不耐旱，因此减产；片芽苗切口大，营养体小，体内营养物质易被病菌感染，没有滴灌条件，成活率下降，导致减产。甘蔗糖分是重要品质指标，糖分高低直接影响出糖率。前人研究结果表明，双芽育苗比对照（不育苗）略高，亩含糖量分别高于对照8.35%和6.56%[6]；其他研究也证实，育苗移栽的甘蔗糖分提高0.45%～1.68%[15,22-23]。但也有不一致的研究结果，例如，与对照相比，秋育春植、春育春植和老蔸春育春植3个处理的糖分含量分别降低0.17%、1.23%和1.05%，只有冬育春植的含糖量提高了0.74%[24]。本试验研究结果表明，抠芽育苗移栽2年新植蔗试验结果均表明，甘蔗健康种苗一代种茎育苗移栽的糖分均略低于对照（常规种茎直播或育苗），这与前人的研究结果基本相似。而健康种苗二代种茎和三代种茎育苗移栽的甘蔗糖分略高于对照，这一研究结果与其他人的研究结果[15,22-23]基本一致。说明，育苗移栽的材料、育苗时间、栽培条件等均对糖分有影响。

3.2 结论

甘蔗健康种苗具有分蘖力强、成茎率高、产量高、用种量少等优点，增产效果显著。因此，利用甘蔗健康种苗育苗移栽对于消除农民自留种具有重要意义。本研究表明，在有滴灌条件下，甘蔗健康种苗一代种茎的抠芽育苗种植密度为27 750株/hm2的蔗茎产量已高于常规种茎种植；健康种苗抠芽育苗密度为30 000株/hm2条件下，二代种茎抠芽育苗的产量最高，为100 526.40 kg/hm2，高于对照39.06%，糖分也高于对照0.09（绝对值）。因此，在有滴灌条件下，建议甘蔗健康种苗二代种茎抠芽育苗移栽密度为30 000株/hm2。

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Study on Yield and Sugarcane Content of Sugarcane Transplanted by the Mode of Bud Picking

WU Jianming1CHEN Rongfa1FAN Yegeng1LIAO Liquan2LI Yanjiao1QIU Lihang1

(1. Sugarcane Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement/Sugarcane Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007, China; 2. Guangxi Funan East Asia Sugar Industry Co., Ltd., Chongzuo, Guangxi 532100, China)

To change the traditional cultivation mode, achieve the prime change of “seed seedling” instead of “seed stem”, and provide supporting cultivation technology for 5 million mu “high sugar content and yield” sugar cane base. The first, second, and third generations of virus-free healthy shoots of the sugarcane variety ‘Guitang 55’ and its seed stem were selected as experimental materials. From 2019 to 2020, the first generation of healthy seedlings were treated at five densities: T1 (57 750 shoots·hm–2), T2 (33 750 shoots·hm–2), T3 (27 750 shoots·hm–2), T4 (60 000 shoots·hm–2) and T-CK (90 000 shoots·hm–2). Based on the above design, in 2021, a total of four treatments were designed, they are the first-generation seed-stem F1 (30 000 plants·hm–2), the second-generation seed-stem F2 (30 000 plants·hm–2), the third-generation seed-stem F3 (30 000 plants·hm–2) and the conventional seed stem F-CK (30 000 plants·hm–2). From 2019 to 2020, the results showed that under the T3 condition, the affective stem number of newly planted sugarcane and ratoon sugarcane of the first generation of healthy seedlings was 10.55% and 19.27% higher than that of the control, and the yield was 7.92% and 7.43% higher than that of the control sample, respectively. The sucrose content of the new plants in the treatment of the first seed stem of healthy seedlings was slightly lower than that of the control, but there were no differences in the sugar content of the ratoon cane. In 2021, the results showed that the number of effective sugarcane stems in the first generation (F1), the second generation (F2), and the third generation (F3) of healthy seedlings were 57.14%, 42.41% and 42.56% higher than that of the control, respectively, and the cane stem yield was 24.78%, 39.06% and 29.28% higher than that of the control sample, respectively. The differences were significant. The highest product of the second-generation seedling was 100 526.40 kg·hm–2, which was 39.06% higher than that of the control one, and the sugar content was 0.09 (absolute value). Under drip irrigation conditions, the optimal generation of sugarcane transplanted by the mode of bud picking is the second-generation seed stem of virus-free and healthy seed-seedlings. The yield of sugarcane stem with a density of 30 000 plants·hm–2is significantly higher than that of conventional seed stem.

sugarcane; healthy seedling; bud picking; seedling

S566.1

A

10.12008/j.issn.1009-2196.2023.09.006

2023-02-16；

2023-02-26

国家重点研发计划项目（No.2022YFD2301104-04）；国家现代农业产业技术体系广西甘蔗创新团队建设（No.nycytxgxcxtd- 2021-03）；广西农业科学院科稳定资助团队项目（No.桂农科2021YT012）。

吴建明（1978—），男，博士，研究员，主要研究方向为甘蔗栽培与分子生物学研究，E-mail：wujianming2004@126.com。

丘立杭（1983—），男，硕士，副研究员，主要研究方向为甘蔗栽培与分子生物学研究，E-mail：442472073@qq.com。

（责任编辑 龙娅丽）