甘蔗宿根性研究I.甘蔗宿根蔗蔸形態特征與其宿根性的關系

覃 偉，吳才文，趙 俊，趙培方，楊 昆，陳學寬，姚 麗，曾千春

(1.云南省農業科學院甘蔗研究所，云南甘蔗遺傳改良重點實驗室，云南 開遠 661699；2.云南云蔗科技開發有限公司，云南 開遠 661699；3.云南農業大學農學與生物技術學院，云南 昆明 650201)

甘蔗宿根性研究I.甘蔗宿根蔗蔸形態特征與其宿根性的關系

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

(1.云南省農業科學院甘蔗研究所，云南甘蔗遺傳改良重點實驗室，云南 開遠 661699；2.云南云蔗科技開發有限公司，云南 開遠 661699；3.云南農業大學農學與生物技術學院，云南 昆明 650201)

【目的】本文研究了甘蔗宿根蔗蔸形態特征與甘蔗宿根性的關系?！痉椒ā坎捎么筇锷a模式種植，以來自同一親本組合(粵糖97-20×ROC25)雜交后代分離產生的強宿根甘蔗品(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，強宿根甘蔗品種新臺糖22號為對照?！窘Y果】強宿根甘蔗較弱宿根甘蔗的宿根蔗蔸死亡率低，地下蔗莖的平均節間距小，新植蔗、宿根蔗的有效分蘗數多，其中宿根蔗的第二和三分蘗形成的有效分蘗數優勢顯著，且宿根蔗地下總芽數多，主莖下位芽形成的有效分蘗數和主莖總有效分蘗數明顯增多?！窘Y論】綜合分析宿根性強弱不同的甘蔗表明，宿根蔗蔸形態特征與甘蔗宿根性存在關系密切，通過宿根蔗蔸形態特征研究，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，利用宿根生產是一項重要的栽培制度[1]?！狙芯恳饬x】保留宿根蔗可節約種苗、節省勞動力、提早熟期[1-6]、有利于降低生產成本；可減少種植的循環過程，使作物能更好的利用氣候條件，從而延長生產周期[7-8]；且同一甘蔗品種在相同管理條件下，宿根蔗的品質和糖回收率均比新植蔗高[9]，因此宿根蔗在生產中占有極其重要的地位，為主要蔗糖生產國家所重視[10]?！厩叭搜芯窟M展】世界上所有產蔗國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、生產水平及種植習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，其他國家是2～4年[13]，中國蔗糖產區一般留宿根1～2年。中國宿根蔗一般占甘蔗總播種面積的60 %左右[1]，但甘蔗產量長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】生產上與甘蔗宿根性密切相關的是芽和根[12, 15]，宿根蔗是由蔗蔸側芽萌發而成，宿根蔗蔸地下芽數量和質量的好壞直接影響宿根蔗發株的多少，而芽的萌發也與水分密切相關。中國蔗區約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，干旱對甘蔗產業的影響日趨嚴重?！緮M解決的關鍵問題】為此，筆者以同一雜交組合分離后代中宿根性強、弱不同的甘蔗材料為研究對象，于旱地宿根第1年收獲時對其進行宿根蔗蔸形態調查，通過研究宿根性強弱不同的甘蔗品種間宿根蔗蔸形態特征上的差異，揭示強、弱宿根甘蔗隱藏在土壤深層所不易被發現的本質差異，深入了解甘蔗維持宿根性能的關鍵因素，分析甘蔗根部形態特征與其宿根性的關系，以期為強宿根甘蔗品種的研究和選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

強宿根甘蔗云蔗06-407和云蔗06-415，弱宿根甘蔗云蔗06-408和云蔗06-416等4個品種，為云南省農業科學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；對照種新臺糖22號(ROC22)為生產上的主推品種，由國家甘蔗種質資源圃提供。材料宿根性強弱順序參照文獻[17]。

1.2 試驗設計及田間管理

本試驗設在云南省農科院甘蔗研究所(開遠)旱地育種基地，采用隨機區組田間設計。3次重復，2行區，行距1.2 m，行長5.3 m，重復(小區)間走道寬0.5 m，小區面積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。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 試驗項目與數據收集方法

試驗于2014年3月宿根甘蔗收獲后進行地下根部有效分蘗芽數、有效分蘗芽位點離地表距離、總芽數、有效分蘗芽產生年份和分蘗級別調查。用以計算地下平均節間距、地下總芽數、上下芽位點有效分蘗率、主莖有效分蘗率、分蘗級數及株數等。取樣：從每行的一端開始挖取完整且存活的地下蔗蔸，每個材料每重復挖5蔸(存活)，同時記錄死亡蔗蔸數及總挖出蔗蔸數，于水中浸泡洗凈后進行調查統計。

1.4 數據分析

用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0 軟件分析數據，用Duncan’s 新復極差法檢驗顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同宿根性甘蔗品(種)系宿根蔗蔸死亡情況比較

對同一親本組合分離后代宿根性強、弱不同的甘蔗材料第一年宿根收獲后的地下蔗蔸進行宿根蔗蔸死亡情況調查分析。結果表明，甘蔗保留宿根過程中，強宿根甘蔗云蔗06-407、云蔗06-415和新臺糖22號(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逆境(干旱、病蟲害)的適應性不強，不能正常發株、形成有效分蘗，從而導致了蔗樁的死亡(表1)。

2.2 不同宿根性甘蔗品(種)系有效分蘗數比較

由表2可知，5個甘蔗品(種)系新植蔗均只有第一分蘗能發育形成有效分蘗，宿根蔗有效分蘗的形成則因品(種)系宿根性的差異而各異。其中強宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407新植蔗的有效分蘗數均大于對照種新臺糖22號和弱宿根甘蔗云蔗06-416 、云蔗06-408達顯著水平，且云蔗06-415大于云蔗06-407也達顯著水平。強宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407宿根蔗的第一、二和三分蘗均能發育形成有效分蘗，且每級分蘗產生的有效分蘗數和宿根總有效分蘗數均大于弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408。對照種新臺糖22號(CK)在此性狀上，宿根性表現為中等，介于強弱宿根之間，與云蔗06-416 相同僅有第一和二分蘗能發育形成有效分蘗，但分蘗數比云蔗06-416 高，云蔗06-408則僅有第一分蘗能發育形成有效分蘗。以上結果說明強宿根甘蔗在第一和三分蘗發育形成有效莖上均較弱宿根甘蔗具有明顯優勢，表現為甘蔗宿根性越強，分蘗發育形成的有效莖數越多，使得宿根蔗的總有效分蘗數越多，對照種新臺糖22號介于強弱宿根品種之間，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

2.3 不同宿根性甘蔗品(種)系宿根蔗蔸地下芽數比較

地下芽是宿根蔗萌發的前提條件，是宿根生產的基礎保障。由表3可見，2個強宿根甘蔗云蔗06-415和云蔗06-407宿根蔗蔸地下芽數的表現有所差異，但地下總芽數均大于對照種新臺糖22號和弱宿根甘蔗云蔗06-416 、云蔗06-408達顯著水平。其中，云蔗06-415第二和三分蘗上的地下芽數大于對照種和2個弱宿根甘蔗達顯著水平；云蔗06-407第一和二分蘗上的地下芽數大于2個弱宿根甘蔗達顯著水平。

表3 宿根蔗蔸地下芽數

表4 宿根蔗蔸節間距

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)系宿根蔗蔸節間距比較

宿根蔗蔸地下蔗莖的節間距越小，則節數越多；節間距越大，則節數越少。由表4可知，宿根性強、弱不同的甘蔗品(種)系間宿根蔗蔸各級分蘗的節間距存在一定差異，但波動較大，差異不明顯；僅平均節間距的差異達顯著水平，表現為2個弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408的平均節間距大于強宿根甘蔗云蔗06-415、云蔗06-407和對照種新臺糖22號達顯著水平。

2.5 不同宿根性甘蔗品(種)系上、下位芽有效分蘗數比較

宿根性強、弱不同的甘蔗品(種)系均以下位芽形成的有效分蘗數多于上位芽，是有效分蘗形成的主體(表5)。其中，所有甘蔗上位芽發育形成的有效分蘗數均較少，宿根性強、弱不同的甘蔗間差異不明顯；而下位芽發育形成的有效分蘗數較多，且強宿根甘蔗云蔗06-415、云蔗06-407和對照種新臺糖22號的下位芽與主莖總有效分蘗數均多于弱宿根甘蔗云蔗06-416 和云蔗06-408達顯著水平。宿根性強、弱不同的甘蔗間均以下位芽形成的有效分蘗數比例遠高于上位芽，為生產上推廣快鋤低砍增產栽培技術措施提供了科學依據。

3 討 論

甘蔗的宿根性受到前茬有效分蘗數量、地下芽數量和質量的影響，同時也受病蟲害、自然環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量、地下芽數量和質量。前茬形成的有效分蘗數多，則地下芽的數量多；芽的質量好，萌發率高，形成新一輪宿根蔗的有效分蘗數多，甘蔗產量高，則甘蔗的宿根性強。筆者對宿根性強、弱不同的甘蔗品(種)系進行宿根蔗根部形態特征分析研究。結果表明，旱地條件下強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明顯多于弱宿根甘蔗，宿根蔗地下總芽數多于弱宿根甘蔗，地下平均節間距小于弱宿根甘蔗，且主莖下位芽形成的有效分蘗數和主莖總有效分蘗數明顯多于弱宿根甘蔗。

弱宿根甘蔗宿根蔗蔸死亡率高于強宿根甘蔗，這與地下芽的質量有很大關系，間接反應出弱宿根甘蔗地下芽質量較差，抗逆境能力差，蔗蔸死亡率高。而強宿根甘蔗未發現死亡蔗蔸，說明強宿根甘蔗地下芽質量好，抗逆境能力強，能很好的萌發并發育形成有效分蘗。新植蔗和宿根蔗的有效分蘗數同時也反映出強宿根甘蔗的蔗芽萌發并發育形成有效分蘗的效果明顯優于弱宿根甘蔗，表現為有效分蘗數多，且產生分蘗的級數多。弱宿根甘蔗僅有一級分蘗或少量有二級分蘗出現，而強宿根甘蔗則有較多二、三級分蘗出現，成為有效分蘗的重要組成部分，是甘蔗宿根性強的一個重要體現。強宿根甘蔗有效分蘗數多和蔗蔸平均節間距短的優勢，使得地下芽數多于弱宿根甘蔗，為宿根蔗的高產奠定基礎。芽的萌發離不開水，宿根蔗芽的萌發除了品種自身的蔗芽質量存在差異外，還可能與根系形態分布及其在旱地、水田條件下對水分的吸收存在一定關系，具體情況仍有待進一步研究。

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]。陳超君等研究結果表明，地下芽的上位芽占總芽數的21.47 %，下位芽占了總芽數的78.52 %，下位芽是宿根蔗發株的主要芽源[17]。本研究中所有甘蔗品(種)系下位芽的有效分蘗數所占的比例，也說明了下位芽是宿根發株和形成有效分蘗的主要來源。強、弱宿根甘蔗間上位芽有效分蘗數的差異不顯著，但強宿根甘蔗主莖下位芽有效分蘗數和主莖總有效分蘗數多于弱宿根甘蔗達顯著水平，說明下位芽形成的有效分蘗是甘蔗宿根性強、弱差異的重要體現，對甘蔗宿根性強、弱的研究具有重要意義。

宿根蔗的地下芽多，但活芽少，萌動芽就少。其影響因素含干旱、病蟲害、土壤結構和土壤養分等，主要原因目前尚不明確，通過根部形態的表現，深入發掘影響蔗芽萌發的內在因素及其與甘蔗宿根性的關系，將有利于強宿根甘蔗新品種的選育。

4 結 論

宿根性強弱不同的甘蔗材料在宿根蔗蔸形態特征上存在很大差異。研究結果表明，強宿根與弱宿根甘蔗在宿根蔗蔸死亡率、地下蔗莖的平均節間距、有效分蘗數和地下總芽數上存在差異。綜合分析可得，宿根蔗蔸形態特征與甘蔗宿根性存在較大關系，通過宿根蔗蔸形態特征研究，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

國家現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-20-1-1)；云南省重大科技專項基金(2015ZA001)；云南省技術創新人才培養計劃(2014HC015和2016HB031)；云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室開發課題基金(ysri201202)；云南省科技惠民計劃(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

(責任編輯 王家銀)