陳迪文，敖俊華，周文靈，荊紅利，趙尊康，黃振瑞，沈 宏，江 永*

(1廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所) 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642；3廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧530004)

0 引言

海藻是一種豐富的海洋資源，其化學(xué)成分復(fù)雜，種類多，用途非常廣泛[1-3]。海藻素(海藻提取物)是從海藻中提取出具有生物活性的一類天然物質(zhì)，含有多種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，含有褐藻糖膠、海藻多糖、糖醇、氨基酸、維生素、甜菜堿以及酚類化合物等，此外還含有生長(zhǎng)素、細(xì)胞激動(dòng)素、赤霉素等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)[4]，從20世紀(jì)90年代開始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[5-8]。海藻素作為一類生物刺激素既可單獨(dú)對(duì)作物施用，也可與肥料配施，不僅可以調(diào)理土壤[9-10]，提高養(yǎng)分利用效率[11]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育[12-14]，還可以提高作物的抗旱、抗寒等抗逆性[15-17]，目前國(guó)內(nèi)外在多種作物上應(yīng)用海藻素均表現(xiàn)出良好的效果[18]。甘蔗是世界上最主要的糖料作物，也是我國(guó)最重要的糖料作物，對(duì)于我國(guó)食糖生產(chǎn)提供有力保障[19]。在甘蔗上我們先前做過一些海藻素相關(guān)研究的結(jié)果也表明，海藻素對(duì)于促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)，提高甘蔗抗旱性方面有較好的作用[20-23]。而由于同一種作物不同栽培品種之間存在多方面的差異，是否對(duì)于海藻素有相同的響應(yīng)尚不清楚，因此，為了探討不同甘蔗品種對(duì)于海藻素的響應(yīng)程度及海藻素對(duì)于不同甘蔗栽培品種生長(zhǎng)的影響差異，本研究采用噴施的方式將海藻素應(yīng)用于甘蔗葉面，研究不同甘蔗栽培品種在施用海藻素后的生長(zhǎng)變化情況，為海藻素在甘蔗生產(chǎn)上的應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

甘蔗品種：粵糖09-13(海蔗22號(hào))、福農(nóng)41號(hào)、桂糖 02-467、粵糖 00-236、崖城 07-71、ROC22、粵糖 03-393(粵糖 60號(hào))和粵糖 93-159，除了崖城07-71外，其余均為商品大田栽培品種。

本試驗(yàn)所用海藻素由廣州申晶雅農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，為液態(tài)海藻提取物(海藻酸含量≥20 g/L)。試驗(yàn)地點(diǎn)為廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所)廣州本部田間試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)土壤基本理化性質(zhì)：pH 5.01，全氮0.68 g/kg，全磷0.37 g/kg，全鉀2.72 g/kg，有機(jī)質(zhì)18.49 g/kg。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)置

采用微型小區(qū)試驗(yàn)，每個(gè)小區(qū)面積3 m2，種植1行，長(zhǎng)3 m，行距1 m。試驗(yàn)甘蔗于2017年1月3日下種，每個(gè)小區(qū)種植30個(gè)健康種莖芽。出苗后于3月9日每小區(qū)定苗24株。在3月20日和5月15日分別進(jìn)行施肥，肥料總的用量為尿素30 kg/hm2，15:15:15復(fù)合肥1500 kg/hm2，2次施用比例為1:2。在甘蔗分蘗后期至伸長(zhǎng)前期，于 5月 30日和 6月15日分別用海藻素和清水(對(duì)照)進(jìn)行處理。海藻素用量為3 L/hm2，稀釋300倍通過噴霧器進(jìn)行葉面噴霧，每個(gè)處理重復(fù)3次，噴霧時(shí)處理之間用塑料板進(jìn)行隔檔。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

以甘蔗株高變化情況測(cè)定甘蔗生長(zhǎng)速率：從處理當(dāng)天開始，每一個(gè)月測(cè)量一次株高，從5月30日直至10月30日，并計(jì)算每個(gè)月株高凈增長(zhǎng)厘米數(shù)除以天數(shù)即得甘蔗生長(zhǎng)速率(cm/d)。甘蔗于12月25日收獲，收獲時(shí)測(cè)量莖徑、株高及單莖重和小區(qū)產(chǎn)量，株高測(cè)定用株高尺測(cè)量蔗莖底端至甘蔗葉片最高可見肥厚帶的高度，每個(gè)小區(qū)固定測(cè)量第1至第15株，單莖重為每個(gè)小區(qū)取 15條稱重計(jì)算均值，小區(qū)產(chǎn)量為每個(gè)小區(qū)全部甘蔗莖重量總和。所有數(shù)據(jù)通過Excel整理收集，采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方差分析采用鄧肯多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻素對(duì)不同甘蔗栽培品種生長(zhǎng)速率的影響

從表1可以看出，大部分甘蔗品種生長(zhǎng)速率從6月到 8月一直在增加，8月份生長(zhǎng)速率最快，如ROC22的生長(zhǎng)速率達(dá)到1.27～1.32 cm/d，9月開始所有品種生長(zhǎng)速率逐漸下降，10月則進(jìn)一步下降，不同品種之間有一定差異。從施用海藻素與對(duì)照處理之間的生長(zhǎng)速率差異來看，6月份各個(gè)品種的 2個(gè)處理之間均無顯著差異，從7月開始，部分品種開始表現(xiàn)出顯著差異，如粵糖09-13、福農(nóng)41號(hào)、桂糖02-467、ROC22和粵糖02-393，而粵糖00-236、崖城 07-71、粵糖 93-159仍然沒有差異，8月份的處理間差異進(jìn)一步加大，具有差異的品種也增多，而9月份則只有福農(nóng)41號(hào)和粵糖93-159在處理間的生長(zhǎng)速率存在顯著差異，到10月份除粵糖93-159之外其他品種甘蔗處理間的生長(zhǎng)速率均無顯著差異。從處理后5個(gè)月生長(zhǎng)速率的平均值可知，所有甘蔗品種在施用海藻素之后的生長(zhǎng)速率比對(duì)照均得到提升，提升幅度在 7.18%～18.26%之間，說明海藻素對(duì)于不同甘蔗品種生長(zhǎng)均具有促進(jìn)作用，但品種之間存在一定的差異。

2.2 海藻素對(duì)甘蔗不同栽培品種農(nóng)藝性狀的影響

根據(jù)收獲時(shí)對(duì)各個(gè)農(nóng)藝性狀的測(cè)量結(jié)果(表 2)可知，各個(gè)甘蔗品種在施用海藻素處理后株高均高于對(duì)照，增幅為3.82%～8.41%之間，增幅最大的品種為福農(nóng)41號(hào)，另外粵糖09-13、桂糖02-467、粵糖03-393、ROC22和粵糖93-159均比對(duì)照提高10 cm以上，達(dá)到顯著性差異，說明海藻素對(duì)于促進(jìn)甘蔗株高有積極作用。各個(gè)甘蔗品種莖徑在施用海藻素后比對(duì)照有一定的增加，增幅在0.94%～4.48%之間，但與對(duì)照處理的差異不顯著。從單莖重的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，施用海藻素處理對(duì)多個(gè)品種均有提高作用，其中粵糖09-13、福農(nóng)41號(hào)、粵糖93-159提高幅度均超過9%，粵糖00-236和崖城07-71提高幅度相對(duì)較低。

表1 海藻素對(duì)不同甘蔗栽培品種生長(zhǎng)速率的影響 單位：cm/d

表2 海藻素對(duì)甘蔗不同栽培品種農(nóng)藝性狀的影響

2.3 海藻素對(duì)甘蔗不同栽培品種產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，施用海藻素對(duì)多個(gè)甘蔗栽培品種的產(chǎn)量均有顯著提高，提高幅度在 4.30%～10.66%之間，平均提高8.55%，除粵糖00-236和崖城07-71的2個(gè)品種之外其余品種施用海藻素處理產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照，其中提高幅度最高的為粵糖09-13，其次是粵糖03-393和ROC22。我們將施用海藻素能顯著增產(chǎn)的甘蔗栽培品種定義為高響應(yīng)型，包括粵糖 09-13、福農(nóng) 41號(hào)、桂糖 02-467、ROC22、粵糖03-393和粵糖93-159，這些栽培品種對(duì)海藻素響應(yīng)程度高，增產(chǎn)效果好；將施用海藻素對(duì)增產(chǎn)不顯著的甘蔗栽培品種定義為低響應(yīng)型，包括粵糖00-236和崖城07-71，這些栽培品種對(duì)海藻素響應(yīng)程度低，增產(chǎn)效果不顯著。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同甘蔗栽培品種在施用海藻素之后的生長(zhǎng)速率比對(duì)照處理得到不同程度的提升，株高、莖徑、單莖重等各方面性狀及產(chǎn)量均有不同程度提高。這主要原因是由于海藻素中除了含 有一定量的中微量營(yíng)養(yǎng)元素之外，還含有如植物生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等多種有利于促進(jìn)植物生長(zhǎng)的活性物質(zhì)[1,3,24]，前人在多種作物上的應(yīng)用研究表明其對(duì)于促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物抗逆性及改善品質(zhì)方面均有良好效果[16,25-26]。同時(shí)，與其他作物一樣，不同品種的甘蔗由于其自身基因型差異，在生長(zhǎng)及對(duì)于養(yǎng)分吸收利用等方面均存在一定差異。

因此，本研究中不同栽培品種對(duì)于海藻素的響應(yīng)程度不一，從而產(chǎn)量提升幅度存在差異，有的響應(yīng)程度高，產(chǎn)量提高幅度則大，僅從本研究中選取的8個(gè)品種來看，其中有6個(gè)栽培品種都對(duì)海藻素響應(yīng)程度高，能顯著提高產(chǎn)量，響應(yīng)程度低的2個(gè)品種中崖城 07-71為含有斑茅血緣的甘蔗育種親本材料，其可能由于自身基因型的差異而對(duì)海藻素的響應(yīng)程度低?？傮w來說，海藻素對(duì)于甘蔗產(chǎn)量提升具有積極作用。

對(duì)于農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用制劑來說，不同的施用方式對(duì)于作物的效果是不同的，常用的肥料施用方式有溝施、撒施、滴灌、噴霧及淋施等。本研究中海藻素的施用方法是采用葉面噴霧的形式，主要考慮到一方面海藻素本身的液體屬性，適合作為液體肥施用，另一方面甘蔗大多種植在缺水的旱坡地，在甘蔗生產(chǎn)上也很少采用噴灌或者滴灌的水肥一體化設(shè)備，而人工澆灌或者淋施也難以實(shí)現(xiàn)，因此通過葉面噴霧是比較適當(dāng)?shù)姆绞?，由于試?yàn)小區(qū)面積非常小，采用人工噴霧方便操作。同時(shí)由于甘蔗中后期植株高大，無法人工施肥操作，而隨著無人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用普及，海藻素也可以通過無人機(jī)噴施的方式進(jìn)行應(yīng)用[21]，因此本試驗(yàn)處理選擇在生長(zhǎng)中期進(jìn)行。另外，本研究只關(guān)注了海藻素對(duì)于甘蔗產(chǎn)量的影響，未調(diào)查分析海藻素對(duì)于甘蔗糖分方面的影響，因此下一步將探討海藻素對(duì)于甘蔗糖分的影響進(jìn)行試驗(yàn)。

表3 不同處理下的甘蔗產(chǎn)量及不同栽培品種對(duì)海藻素的敏感度

綜上所述，葉面噴施海藻素對(duì)于多個(gè)甘蔗不同栽培品種均具有促進(jìn)生長(zhǎng)的效應(yīng)，能顯著提高產(chǎn)量，因此，建議將海藻素應(yīng)用在甘蔗農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，對(duì)于產(chǎn)量提高具有一定的幫助。