覃 偉，吳才文，趙 俊，趙培方，楊 昆，陳學(xué)寬，姚 麗，曾千春

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，云南甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 開遠(yuǎn) 661699；2.云南云蔗科技開發(fā)有限公司，云南 開遠(yuǎn) 661699；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

甘蔗宿根性研究I.甘蔗宿根蔗蔸形態(tài)特征與其宿根性的關(guān)系

覃 偉1,2，吳才文1*，趙 俊1,2，趙培方1,2，楊 昆1，陳學(xué)寬1，姚 麗1，曾千春3

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，云南甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 開遠(yuǎn) 661699；2.云南云蔗科技開發(fā)有限公司，云南 開遠(yuǎn) 661699；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

【目的】本文研究了甘蔗宿根蔗蔸形態(tài)特征與甘蔗宿根性的關(guān)系。【方法】采用大田生產(chǎn)模式種植，以來自同一親本組合(粵糖97-20×ROC25)雜交后代分離產(chǎn)生的強(qiáng)宿根甘蔗品(種)系(云蔗06-407、云蔗06-415)和弱宿根甘蔗品(種)系(云蔗06-408、云蔗06-416)為材料，強(qiáng)宿根甘蔗品種新臺(tái)糖22號(hào)為對(duì)照。【結(jié)果】強(qiáng)宿根甘蔗較弱宿根甘蔗的宿根蔗蔸死亡率低，地下蔗莖的平均節(jié)間距小，新植蔗、宿根蔗的有效分蘗數(shù)多，其中宿根蔗的第二和三分蘗形成的有效分蘗數(shù)優(yōu)勢(shì)顯著，且宿根蔗地下總芽數(shù)多，主莖下位芽形成的有效分蘗數(shù)和主莖總有效分蘗數(shù)明顯增多?！窘Y(jié)論】綜合分析宿根性強(qiáng)弱不同的甘蔗表明，宿根蔗蔸形態(tài)特征與甘蔗宿根性存在關(guān)系密切，通過宿根蔗蔸形態(tài)特征研究，可深入了解甘蔗宿根性。

甘蔗；有效分蘗；宿根蔗蔸；宿根性

甘蔗種植過程中，利用宿根生產(chǎn)是一項(xiàng)重要的栽培制度[1]?！狙芯恳饬x】保留宿根蔗可節(jié)約種苗、節(jié)省勞動(dòng)力、提早熟期[1-6]、有利于降低生產(chǎn)成本；可減少種植的循環(huán)過程，使作物能更好的利用氣候條件，從而延長(zhǎng)生產(chǎn)周期[7-8]；且同一甘蔗品種在相同管理?xiàng)l件下，宿根蔗的品質(zhì)和糖回收率均比新植蔗高[9]，因此宿根蔗在生產(chǎn)中占有極其重要的地位，為主要蔗糖生產(chǎn)國(guó)家所重視[10]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】世界上所有產(chǎn)蔗國(guó)家均有宿根甘蔗栽培[11-12]，但留宿根的年限則是依品種、自然條件、栽培條件、管理水平、生產(chǎn)水平及種植習(xí)慣的不同而存在差異，古巴普遍是5～7年，毛里求斯是5～8年，巴西是4～5年，南非是4～5年，其他國(guó)家是2～4年[13]，中國(guó)蔗糖產(chǎn)區(qū)一般留宿根1～2年。中國(guó)宿根蔗一般占甘蔗總播種面積的60 %左右[1]，但甘蔗產(chǎn)量長(zhǎng)期保持在較低的水平，究其原因主要是缺乏宿根性好的品種[14]?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】生產(chǎn)上與甘蔗宿根性密切相關(guān)的是芽和根[12, 15]，宿根蔗是由蔗蔸側(cè)芽萌發(fā)而成，宿根蔗蔸地下芽數(shù)量和質(zhì)量的好壞直接影響宿根蔗發(fā)株的多少，而芽的萌發(fā)也與水分密切相關(guān)。中國(guó)蔗區(qū)約2/3為丘陵旱坡地[16]，隨著全球氣候變暖，干旱程度和頻率不斷加大，干旱對(duì)甘蔗產(chǎn)業(yè)的影響日趨嚴(yán)重?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為此，筆者以同一雜交組合分離后代中宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗材料為研究對(duì)象，于旱地宿根第1年收獲時(shí)對(duì)其進(jìn)行宿根蔗蔸形態(tài)調(diào)查，通過研究宿根性強(qiáng)弱不同的甘蔗品種間宿根蔗蔸形態(tài)特征上的差異，揭示強(qiáng)、弱宿根甘蔗隱藏在土壤深層所不易被發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)差異，深入了解甘蔗維持宿根性能的關(guān)鍵因素，分析甘蔗根部形態(tài)特征與其宿根性的關(guān)系，以期為強(qiáng)宿根甘蔗品種的研究和選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-407和云蔗06-415，弱宿根甘蔗云蔗06-408和云蔗06-416等4個(gè)品種，為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所選育的同一組合粵糖97-20×ROC25的雜交后代材料；對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)(ROC22)為生產(chǎn)上的主推品種，由國(guó)家甘蔗種質(zhì)資源圃提供。材料宿根性強(qiáng)弱順序參照文獻(xiàn)[17]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

本試驗(yàn)設(shè)在云南省農(nóng)科院甘蔗研究所(開遠(yuǎn))旱地育種基地，采用隨機(jī)區(qū)組田間設(shè)計(jì)。3次重復(fù)，2行區(qū)，行距1.2 m，行長(zhǎng)5.3 m，重復(fù)(小區(qū))間走道寬0.5 m，小區(qū)面積13.92 m2。新植蔗于2009年2月14日播種，蔗種砍成3芽段，播種量為103 448芽/hm2。新植播種前用0.2 %的多菌靈藥液浸種5～10 min，田間管理同大田生產(chǎn)。新植蔗成熟后于2013年2月底收獲并保留宿根，宿根蔗于2014年3月收獲。

1.3 試驗(yàn)項(xiàng)目與數(shù)據(jù)收集方法

試驗(yàn)于2014年3月宿根甘蔗收獲后進(jìn)行地下根部有效分蘗芽數(shù)、有效分蘗芽位點(diǎn)離地表距離、總芽數(shù)、有效分蘗芽產(chǎn)生年份和分蘗級(jí)別調(diào)查。用以計(jì)算地下平均節(jié)間距、地下總芽數(shù)、上下芽位點(diǎn)有效分蘗率、主莖有效分蘗率、分蘗級(jí)數(shù)及株數(shù)等。取樣：從每行的一端開始挖取完整且存活的地下蔗蔸，每個(gè)材料每重復(fù)挖5蔸(存活)，同時(shí)記錄死亡蔗蔸數(shù)及總挖出蔗蔸數(shù)，于水中浸泡洗凈后進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0 軟件分析數(shù)據(jù)，用Duncan’s 新復(fù)極差法檢驗(yàn)顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同宿根性甘蔗品(種)系宿根蔗蔸死亡情況比較

對(duì)同一親本組合分離后代宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗材料第一年宿根收獲后的地下蔗蔸進(jìn)行宿根蔗蔸死亡情況調(diào)查分析。結(jié)果表明，甘蔗保留宿根過程中，強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-407、云蔗06-415和新臺(tái)糖22號(hào)(CK)蔗蔸死亡率低，而弱宿根甘蔗云蔗06-408和云蔗06-416宿根蔗蔸死亡率高。其中，云蔗06-408死亡率最高，其次為云蔗06-416。說明甘蔗宿根性越弱，宿根蔗蔸的死亡率越高。弱宿根品種，可能由于宿根蔗蔸對(duì)逆境(干旱、病蟲害)的適應(yīng)性不強(qiáng)，不能正常發(fā)株、形成有效分蘗，從而導(dǎo)致了蔗樁的死亡(表1)。

2.2 不同宿根性甘蔗品(種)系有效分蘗數(shù)比較

由表2可知，5個(gè)甘蔗品(種)系新植蔗均只有第一分蘗能發(fā)育形成有效分蘗，宿根蔗有效分蘗的形成則因品(種)系宿根性的差異而各異。其中強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407新植蔗的有效分蘗數(shù)均大于對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)和弱宿根甘蔗云蔗06-416 、云蔗06-408達(dá)顯著水平，且云蔗06-415大于云蔗06-407也達(dá)顯著水平。強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407宿根蔗的第一、二和三分蘗均能發(fā)育形成有效分蘗，且每級(jí)分蘗產(chǎn)生的有效分蘗數(shù)和宿根總有效分蘗數(shù)均大于弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408。對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)(CK)在此性狀上，宿根性表現(xiàn)為中等，介于強(qiáng)弱宿根之間，與云蔗06-416 相同僅有第一和二分蘗能發(fā)育形成有效分蘗，但分蘗數(shù)比云蔗06-416 高，云蔗06-408則僅有第一分蘗能發(fā)育形成有效分蘗。以上結(jié)果說明強(qiáng)宿根甘蔗在第一和三分蘗發(fā)育形成有效莖上均較弱宿根甘蔗具有明顯優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為甘蔗宿根性越強(qiáng)，分蘗發(fā)育形成的有效莖數(shù)越多，使得宿根蔗的總有效分蘗數(shù)越多，對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)介于強(qiáng)弱宿根品種之間，僅有第一和二分蘗為有效分蘗，且總有效分蘗不多。

表1 宿根蔗蔸死亡情況

表2 蔗蔸新植、宿根有效分蘗數(shù)

2.3 不同宿根性甘蔗品(種)系宿根蔗蔸地下芽數(shù)比較

地下芽是宿根蔗萌發(fā)的前提條件，是宿根生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障。由表3可見，2個(gè)強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407宿根蔗蔸地下芽數(shù)的表現(xiàn)有所差異，但地下總芽數(shù)均大于對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)和弱宿根甘蔗云蔗06-416 、云蔗06-408達(dá)顯著水平。其中，云蔗06-415第二和三分蘗上的地下芽數(shù)大于對(duì)照種和2個(gè)弱宿根甘蔗達(dá)顯著水平；云蔗06-407第一和二分蘗上的地下芽數(shù)大于2個(gè)弱宿根甘蔗達(dá)顯著水平。

表3 宿根蔗蔸地下芽數(shù)

表4 宿根蔗蔸節(jié)間距

表5 主莖上、下位芽形成的有效分蘗

2.4 不同宿根性甘蔗品(種)系宿根蔗蔸節(jié)間距比較

宿根蔗蔸地下蔗莖的節(jié)間距越小，則節(jié)數(shù)越多；節(jié)間距越大，則節(jié)數(shù)越少。由表4可知，宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗品(種)系間宿根蔗蔸各級(jí)分蘗的節(jié)間距存在一定差異，但波動(dòng)較大，差異不明顯；僅平均節(jié)間距的差異達(dá)顯著水平，表現(xiàn)為2個(gè)弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408的平均節(jié)間距大于強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-415、云蔗06-407和對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)達(dá)顯著水平。

2.5 不同宿根性甘蔗品(種)系上、下位芽有效分蘗數(shù)比較

宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗品(種)系均以下位芽形成的有效分蘗數(shù)多于上位芽，是有效分蘗形成的主體(表5)。其中，所有甘蔗上位芽發(fā)育形成的有效分蘗數(shù)均較少，宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗間差異不明顯；而下位芽發(fā)育形成的有效分蘗數(shù)較多，且強(qiáng)宿根甘蔗云蔗06-415、云蔗06-407和對(duì)照種新臺(tái)糖22號(hào)的下位芽與主莖總有效分蘗數(shù)均多于弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408達(dá)顯著水平。宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗間均以下位芽形成的有效分蘗數(shù)比例遠(yuǎn)高于上位芽，為生產(chǎn)上推廣快鋤低砍增產(chǎn)栽培技術(shù)措施提供了科學(xué)依據(jù)。

3 討 論

甘蔗的宿根性受到前茬有效分蘗數(shù)量、地下芽數(shù)量和質(zhì)量的影響，同時(shí)也受病蟲害、自然環(huán)境和栽培管理等一系列外界因素的影響[18]。外界因素有的可控，有的不可控，而品種的宿根性主要取決品種自身前茬有效分蘗數(shù)量、地下芽數(shù)量和質(zhì)量。前茬形成的有效分蘗數(shù)多，則地下芽的數(shù)量多；芽的質(zhì)量好，萌發(fā)率高，形成新一輪宿根蔗的有效分蘗數(shù)多，甘蔗產(chǎn)量高，則甘蔗的宿根性強(qiáng)。筆者對(duì)宿根性強(qiáng)、弱不同的甘蔗品(種)系進(jìn)行宿根蔗根部形態(tài)特征分析研究。結(jié)果表明，旱地條件下強(qiáng)宿根甘蔗的宿根蔗蔸死亡率低于弱宿根甘蔗，新植蔗和宿根蔗的有效分蘗數(shù)明顯多于弱宿根甘蔗，宿根蔗地下總芽數(shù)多于弱宿根甘蔗，地下平均節(jié)間距小于弱宿根甘蔗，且主莖下位芽形成的有效分蘗數(shù)和主莖總有效分蘗數(shù)明顯多于弱宿根甘蔗。

弱宿根甘蔗宿根蔗蔸死亡率高于強(qiáng)宿根甘蔗，這與地下芽的質(zhì)量有很大關(guān)系，間接反應(yīng)出弱宿根甘蔗地下芽質(zhì)量較差，抗逆境能力差，蔗蔸死亡率高。而強(qiáng)宿根甘蔗未發(fā)現(xiàn)死亡蔗蔸，說明強(qiáng)宿根甘蔗地下芽質(zhì)量好，抗逆境能力強(qiáng)，能很好的萌發(fā)并發(fā)育形成有效分蘗。新植蔗和宿根蔗的有效分蘗數(shù)同時(shí)也反映出強(qiáng)宿根甘蔗的蔗芽萌發(fā)并發(fā)育形成有效分蘗的效果明顯優(yōu)于弱宿根甘蔗，表現(xiàn)為有效分蘗數(shù)多，且產(chǎn)生分蘗的級(jí)數(shù)多。弱宿根甘蔗僅有一級(jí)分蘗或少量有二級(jí)分蘗出現(xiàn)，而強(qiáng)宿根甘蔗則有較多二、三級(jí)分蘗出現(xiàn)，成為有效分蘗的重要組成部分，是甘蔗宿根性強(qiáng)的一個(gè)重要體現(xiàn)。強(qiáng)宿根甘蔗有效分蘗數(shù)多和蔗蔸平均節(jié)間距短的優(yōu)勢(shì)，使得地下芽數(shù)多于弱宿根甘蔗，為宿根蔗的高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。芽的萌發(fā)離不開水，宿根蔗芽的萌發(fā)除了品種自身的蔗芽質(zhì)量存在差異外，還可能與根系形態(tài)分布及其在旱地、水田條件下對(duì)水分的吸收存在一定關(guān)系，具體情況仍有待進(jìn)一步研究。

通常將分布在土表下0～10 cm的蔗芽稱上位芽(又稱高位芽)，土表下10 cm以下的蔗芽稱中、下位芽(又稱低位芽)[19]。陳超君等研究結(jié)果表明，地下芽的上位芽占總芽數(shù)的21.47 %，下位芽占了總芽數(shù)的78.52 %，下位芽是宿根蔗發(fā)株的主要芽源[17]。本研究中所有甘蔗品(種)系下位芽的有效分蘗數(shù)所占的比例，也說明了下位芽是宿根發(fā)株和形成有效分蘗的主要來源。強(qiáng)、弱宿根甘蔗間上位芽有效分蘗數(shù)的差異不顯著，但強(qiáng)宿根甘蔗主莖下位芽有效分蘗數(shù)和主莖總有效分蘗數(shù)多于弱宿根甘蔗達(dá)顯著水平，說明下位芽形成的有效分蘗是甘蔗宿根性強(qiáng)、弱差異的重要體現(xiàn)，對(duì)甘蔗宿根性強(qiáng)、弱的研究具有重要意義。

宿根蔗的地下芽多，但活芽少，萌動(dòng)芽就少。其影響因素含干旱、病蟲害、土壤結(jié)構(gòu)和土壤養(yǎng)分等，主要原因目前尚不明確，通過根部形態(tài)的表現(xiàn)，深入發(fā)掘影響蔗芽萌發(fā)的內(nèi)在因素及其與甘蔗宿根性的關(guān)系，將有利于強(qiáng)宿根甘蔗新品種的選育。

4 結(jié) 論

宿根性強(qiáng)弱不同的甘蔗材料在宿根蔗蔸形態(tài)特征上存在很大差異。研究結(jié)果表明，強(qiáng)宿根與弱宿根甘蔗在宿根蔗蔸死亡率、地下蔗莖的平均節(jié)間距、有效分蘗數(shù)和地下總芽數(shù)上存在差異。綜合分析可得，宿根蔗蔸形態(tài)特征與甘蔗宿根性存在較大關(guān)系，通過宿根蔗蔸形態(tài)特征研究，可深入了解甘蔗宿根性。

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ResearchonRatoonAbilityofSugarcaneI.RelationshipbetweenRatooningAbilityandMorphologicalCharacteristicsofRatoonStools

QIN Wei1,2, WU Cai-wen1*, ZHAO Jun1,2, ZHAO Pei-fang1,2, YANG Kun1, CHEN Xue-kuan1, YAO Li1, ZENG Qian-chun3

(1.Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Yunnan Kaiyuan 661699, China; 2. Yunnan Yunzhe Science & Technology Development Co.,Ltd., Yunnan Kaiyuan 661699, China; 3.School of Agriculture and Biological Technology, Yunnan Agricultural University, Yunnan Kunming 650201, China)

【Objective】The relationship between the ratoon ability and morphological characteristic of ratoon stools were studied. 【Method】An outfield experiment containing 4 clones of a sugarcane family Yuetang97-20 × ROC25 and a good ratoon cultivar ROC22 was conducted. Among 4 clones, YZ06-407 (released in 2013) and YZ06-415 were good ratooning, and another 2 offspring YZ06-408 and YZ06-416 were poor ratooning. 【Result】 As compared with poor ratooning clones, the result indicated that good ratooning clones had much lower dead stool rate, much shorter underground internodes, and much higher number of effective tillers，of which more second and third class tillers contributing to millable stalks at both plant and ratoon crop，significantly higher number of underground buds. The underground bud of their primary stem generated much higher numbers of both effective tillers and total tillers. 【Conclusion】Comprehensive analysis of good rationing and poor rationing sugarcane showed that the ratoon ability and morphological characteristic of ratoon stools were closely related. It was good for studing ratoon ability.

Sugarcane; Effective tillers; Ratoon stools; Ratooning ability

1001-4829(2017)5-0989-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.002

2015-04-28

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-20-1-1)；云南省重大科技專項(xiàng)基金(2015ZA001)；云南省技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(2014HC015和2016HB031)；云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)課題基金(ysri201202)；云南省科技惠民計(jì)劃(2014RA059)

覃 偉(1987-)，壯族，男，廣西人，碩士，助理研究員，主要從事甘蔗遺傳育種、生理與分子研究，E-mail：weiqin20100707@163.com，*為通訊作者,吳才文，E-mail：gksky_ wcw@163.com。

S572.06

A

(責(zé)任編輯 王家銀)