桂糖55號的宿根性及不同種植密度對其農藝性狀的影響

賢 武，鄧宇馳，經 艷，黃海榮，譚 芳，王倫旺

(廣西農業(yè)科學院甘蔗研究所/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/農業(yè)農村部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室，南寧 530007)

【研究意義】宿根蔗早生快發(fā)、株齡長、成熟早、節(jié)省生產成本，宿根是重要的糖料蔗栽培制度[1-2]。宿根蔗的生長不僅與品種遺傳特性有關，還與土壤條件和栽培管理技術[3-4]及收獲方式[5]有關。目前廣西蔗區(qū)3個甘蔗主栽品種桂糖42號、柳城05-136和新臺糖22號(ROC22)植蔗面積占總面積的70%以上[6]，均為中大莖、不抗黑穗病品種，其宿根蔗尤其易感黑穗病，嚴重影響廣西蔗區(qū)宿根蔗的產量和栽培年限。近年來，廣西農業(yè)科學院甘蔗研究所在甘蔗常規(guī)選育種中加大對宿根性、抗病性的選育力度，選育出田間自然黑穗病發(fā)病率低、宿根性好的優(yōu)良中莖甘蔗新品種桂糖55號(GT55，原試驗編號為桂糖08-120)[7]，但至今生產上對其宿根性和種植密度與產量關系的了解甚少。因此，分析GT55的宿根性及不同種植密度對其農藝性狀的影響，對GT55的推廣應用和推動廣西蔗糖產業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】國際上主要蔗糖生產國的甘蔗生長周期大多為5年(1年新植4年宿根)[8]，而我國的宿根年限多為2～3年[1，9]，廣西的種植年限一般為3年(1年新植2年宿根)，少數(shù)地方甚至每年新植[8]。GT55于2019年完成非主要農作物品種登記，屬早中熟、高糖、中莖、豐產性好、抗逆性強、宿根好、適應性廣品種[7，9-13]，目前在廣西和廣東湛江蔗區(qū)均有種植。GT55芽體小，出苗和分蘗好，成莖率高，與目前主栽的中大莖品種差異較明顯，下種密度過大容易因有效莖數(shù)過多導致莖徑過小，不利于人工砍收。周一帆[14]統(tǒng)計結果表明，廣西蔗區(qū)的下種量多為100 000～120 000芽/hm2，甘蔗產量隨著下種量的加大呈先升后降變化趨勢，一般下種量80 000～100 000芽/hm2時產量最高。前人對玉米和水稻種植密度的研究也得到相似結果(產量隨著下種量的加大呈先升后降變化趨勢)[15-16]。下種量是影響甘蔗產量的主要因素之一，下種量太少會影響產量和宿根年限。俞華先等[17]研究認為，種植密度對云蔗05-51的有效莖數(shù)、錘度和蔗莖產量影響顯著。丘立杭等[18]對強分蘗甘蔗品種B9的研究結果表明，在種植密度為60 000～150 000芽/hm2的條件下，莖徑幾乎不受種植密度影響，種植密度與甘蔗株高、有效莖和產量呈正相關，與莖徑和田間錘度呈負相關，株高和有效莖數(shù)對產量的貢獻最顯著，過多的有效莖數(shù)不利于田間錘度提高，合理密植對強分蘗甘蔗品種的產量和品質形成極其重要。譚芳等[19-20]研究認為，施肥水平和種植密度是影響桂糖31號產量的主要因素，而種植密度對桂糖32號蔗糖分影響較大。但也有研究表明，種植密度對蔗糖分無明顯影響[21-22]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，針對中莖甘蔗新品種GT55第三年宿根產量變化及不同種植密度對其農藝性狀影響的研究未見報道。【擬解決的關鍵問題】開展GT55新植和宿根的4年品種比較及不同種植密度試驗，分析其宿根特性及不同種植密度對農藝性狀的影響，以期為GT55的推廣應用及推動廣西蔗糖產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2016—2019年4年的品種比較試驗，與2019—2020年2年的種植密度試驗均在廣西農業(yè)科學院甘蔗研究所隆安縣丁當基地進行。供試甘蔗品種為GT55和ROC22(對照，CK)均由廣西農業(yè)科學院甘蔗研究所隆安丁當基地砍收留種。隆安縣位于廣西中部偏西南，地處107°21′～108°6′E，22°51′～23°21′N，位于北回歸線以南，屬南亞熱帶季風氣候。年平均降雨量1301 mm，降雨多集中在夏季。日照充足，年均氣溫21.8 ℃，年均無霜期361 d。土壤類型以沙頁巖赤紅壤為主。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 品種比較試驗和種植密度試驗均設5行區(qū)，行長7.0 m，行距1.2 m，3個重復，隨機區(qū)組排列，次年2—3月砍收測產后保留宿根。4年品種比較試驗的下種量為107 190芽/hm2(因蔗種放置時間過長，下種量略增加)，1年新植及其1年宿根密度試驗設下種量75 000、90 000、105 000和120 000芽/hm2處理(分別為處理1～處理4)，雙芽段雙行品字形排列下種，地膜覆蓋，常規(guī)管理。

1.2.2 農藝性狀調查 于9月下旬調查小區(qū)的有效莖數(shù)，小區(qū)第三行連續(xù)15株甘蔗的株高和莖徑，收獲時測定小區(qū)實際產量(折算為公頃產量)。密度試驗在新植蔗齊苗后調查出苗數(shù)，在宿根蔗破壟后調查發(fā)株數(shù)，計算發(fā)株率[23]，分蘗盛期調查總苗數(shù)，5月調查枯心苗，7月調查黑穗病株數(shù)。

1.2.3 蔗糖分分析 種植密度試驗分別于11月至次年2月的中下旬，每小區(qū)隨機采集2條健康主莖，每處理共6條蔗莖，采用一次旋光法分析其蔗糖分。

1.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007和DPS 16.05進行統(tǒng)計，以Duncan’s新復極差法進行多重比較(對枯心率進行反正弦平方根轉換)。

2 結果與分析

2.1 4年品種比較試驗

2.1.1 品種比較試驗的株高、莖徑、有效莖及產量情況 由表1可知，GT55新植蔗的株高與第二和第三年宿根相近，相互間無顯著差異(P>0.05，下同)，而第一年宿根的株高達296.51 cm，均高于新植(258.48 cm)及第二和第三年宿根(分別為275.04和249.82 cm)，其中顯著高于新植和第三年宿根的株高(P<0.05，下同)；GT55宿根蔗的莖徑為26.50～27.73 mm，呈逐年增大趨勢，但均與同一種植年限的ROC22無顯著差異；GT55新植和宿根的每公頃有效莖數(shù)均顯著高于同一種植年限的ROC22，其中，有效莖數(shù)最多為新植的7.83萬條/hm2，第一和第三年宿根的有效莖數(shù)也保持在7.00萬條/hm2以上(分別為7.33萬和7.01萬條/hm2)，第二年宿根的有效莖數(shù)仍達6.50萬條/hm2；GT55的新植產量為96.77 t/hm2，略低于ROC22的98.80 t/hm2，但差異不顯著，第一年宿根的產量最高，第二年次之，分別為110.63和100.00 t/hm2，且均顯著高于同一種植年限的ROC22和第三年宿根，第三年宿根的產量(79.43 t/hm2)雖顯著降低，但仍顯著高于同一種植年限的ROC22。3年宿根平均產量為96.71 t/hm2，與新植產量相近，比ROC22的3年宿根平均產量(78.96 t/hm2)增產22.48%。可見，GT55的宿根有效莖數(shù)多，高產穩(wěn)產，宿根性強。

表1 桂糖55號品種比較試驗的農藝性狀比較

2.1.2 品種比較試驗的黑穗病自然發(fā)病率 由表2可知，GT55新植蔗的黑穗病發(fā)病率均為0，隨著宿根年限的增加，黑穗病發(fā)病率總體上逐漸上升。其中，第一年宿根的平均黑穗病發(fā)病率僅4.23%；第二年宿根僅第Ⅱ小區(qū)的黑穗病發(fā)病率(18.39%)略高，其他2個小區(qū)的發(fā)病率分別為1.85%和9.72%，平均為9.99%；第三年宿根的平均黑穗病發(fā)病率上升至17.39%，這是第三年宿根產量降低的原因之一。而CK宿根的黑穗病非常嚴重，小區(qū)發(fā)病率為15.88%～58.62%，平均發(fā)病率均高于25.00%?？梢姡珿T55的黑穗病自然發(fā)病率明顯低于ROC22，生產上可采用健康種苗、輪作或及時拔除病株等措施，以減少田間黑穗病孢子量，可使宿根年限達3年或3年以上。

表2 桂糖55號品種比較試驗的黑穗病自然發(fā)病情況

2.2 種植密度試驗

2.2.1 出苗率和發(fā)株率 由表3可知，隨著下種量的增加，GT55新植的出苗率呈上升趨勢，宿根發(fā)株率呈先升后降變化趨勢，但4個處理間均無顯著差異，其中處理3的發(fā)株率最高，達164.76%，而處理4的發(fā)株率最低，為99.65%。

2.2.2 分蘗率 GT55新植和宿根4個處理的分蘗率間差異不顯著。其中，處理3新植的分蘗率最高，達59.57%，但宿根分蘗率最低，為60.55%；而處理1新植的分蘗率最低，為41.83%，但宿根分蘗率最高，為71.42%(表3)。

2.2.3 枯心率 GT55新植4個處理間、宿根4個處理間的枯心率差異不顯著(表3)，說明GT55的枯心率與種植密度無密切關系。

2.2.4 有效莖數(shù) 由表3可知，GT55新植的有效莖數(shù)略高于宿根。隨著下種量的增加，新植的有效莖數(shù)呈先升后降變化趨勢，新植每公頃有效莖數(shù)排序為處理3>處理4>處理2>處理1，其中，處理3和處理4的有效莖數(shù)在7.00萬條/hm2以上，顯著高于處理1的6.23萬條/hm2。宿根的有效莖數(shù)排序為處理3>處理1>處理4>處理2，其中，處理1、處理3和處理4的有效莖數(shù)均在6.00萬條/hm2以上，三者間差異不顯著；處理1新植的平均有效莖數(shù)最少，為6.23萬條/hm2，標準差(0.70萬條/hm2)較大，而其宿根的有效莖數(shù)較多，為6.40萬條/hm2，但標準差(0.80萬條/hm2)最大，重復間差異較明顯；處理3新植和宿根的有效莖數(shù)最多，分別為7.49萬和6.64萬條/hm2，標準差分別為0.18萬和0.41萬條/hm2，重復間差異較小?？梢?，GT55在合理的種植密度下，可獲得較多的有效莖。

2.2.5 產量 從表3可看出，GT55新植的產量隨著下種量的增加呈先升后降變化趨勢，新植產量排序為處理3>處理2>處理4>處理1，其中，處理3新植的產量最高，為92.19 t/hm2，顯著高于處理1，且標準差(0.87 t/hm2)最小，產量表現(xiàn)穩(wěn)定，處理2、處理3和處理4間新植的產量差異不顯著。宿根產量排序為處理3>處理1>處理4>處理2，宿根產量隨著有效莖數(shù)的增加而增加，其中，處理3的宿根產量(100.27 t/hm2)顯著高于處理2的新植和宿根產量，處理1的宿根產量(92.56 t/hm2)顯著高于其新植產量(77.80 t/hm2)，處理2的宿根產量(81.49 t/hm2)最低，且標準差最大(9.56 t/hm2)，重復間差異明顯，而處理4的宿根產量為91.73 t/hm2，比處理3和處理1低，但標準差最小(0.88 t/hm2)，重復間差異小，宿根產量表現(xiàn)最穩(wěn)定?？梢?，GT55下種量大，宿根產量較穩(wěn)定，但未能獲得最佳宿根產量。

表3 桂糖55號種植密度試驗的主要農藝性狀比較

2.2.6 群體整齊度 由表4可知，不同種植密度處理GT55新植和宿根的株高均值在9月均達250.00 cm左右，隨著下種量的增加，株高呈先升后降變化趨勢，但處理間無顯著差異；由于甘蔗在9月仍處于營養(yǎng)生長階段，部分分蘗莖尚未長高，因此株高極差的變化范圍為78.00～120.00 cm；處理4新植和宿根的平均株高分別為251.67和245.62 cm，不僅株高較矮，且極差(83.00和82.00 cm)均較小，標準差(18.49和20.11 cm)均最小，變異系數(shù)較小，個體間差異較小；處理3宿根的株高最高，為258.51 cm，極差(78.00 cm)最小，標準差(20.74 cm)較小，宿根株高群體表現(xiàn)為較高較均勻。

表4 桂糖55號種植密度試驗的株高和莖徑比較

從表4還可看出，各處理GT55宿根的莖徑均略粗于相應新植的莖徑，但新植4個處理間、宿根4個處理間均無顯著差異，其中，處理1新植莖徑的變化范圍為21.60～34.00 mm，該范圍的上限(21.60 mm)在4個新植處理中較大，極差(12.40 mm)最大，而其宿根莖徑的變化范圍為23.40～36.10 mm，該范圍的上限(23.40 mm)和變異系數(shù)(10.56%)在4個宿根處理中均最大，說明處理1莖徑的群體表現(xiàn)較粗大，但均勻度較差；處理3新植莖徑的變化范圍為23.00～33.00 mm，該范圍的下限(33.00 mm)和平均莖徑(28.09 mm)在4個新植處理中均最大，極差(10.00 mm)和變異系數(shù)(8.55%)在4個新植處理中均最小，而其宿根莖徑的變化范圍為23.20～36.00 mm，該范圍的上、下限均居中，變異系數(shù)(9.69%)最小，說明處理3莖徑的群體表現(xiàn)較均勻；處理4新植莖徑的變化范圍為21.30～33.50 cm，該范圍的上限(21.30 mm)和平均莖徑(27.18 mm)在4個新植處理中均最小，而其宿根的平均莖徑(28.62 mm)、莖徑變化范圍的上下限(22.00和33.30 mm)、極差(11.30 mm)和變異系數(shù)(9.82%)均最小，說明處理4莖徑的群體表現(xiàn)較小但較均勻。

2.2.7 黑穗病自然發(fā)病率 由表5可知，不同種植密度下GT55新植蔗的黑穗病自然發(fā)病率均為0；在宿根蔗中，處理1的黑穗病平均自然發(fā)病率最低(0.42%)，處理2和處理3居中(其中處理3有2個小區(qū)的自然發(fā)病率為0)，處理4最高(1.43%，其中一個小區(qū)為0)。說明總體上GT55的黑穗病自然發(fā)病率很低，且與種植密度無密切關系。

表5 桂糖55號種植密度試驗的黑穗病自然發(fā)病情況

2.3 甘蔗蔗糖分析

由表6可知，在不同種植密度下，GT55新植在12月中下旬的蔗糖分除處理4(14.47%)外，其他3個處理均高于14.50%；GT55新植的平均蔗糖分排序為處理2>處理3>處理1>處理4，處理間差異較明顯(最高達15.19%，最低為14.06%)，而GT55宿根的平均蔗糖分排序為處理2>處理1>處理3>處理4，4個處理均大于14.50%，除處理2的平均蔗糖分為15.01%，略低于其對應新植外，其他3個處理宿根的蔗糖分均高于其對應的新植，其中，處理1的增幅為5.41%)，處理4的增幅為3.34%，處理3的增幅為2.26%。說明GT55適當稀植可提高蔗糖分，種植密度過大會影響蔗糖分積累。

表6 桂糖55號種植密度試驗的蔗糖分比較

3 討 論

甘蔗在10月開始進入成熟期，常因臺風侵襲或連續(xù)降雨后被風吹傾斜、倒伏，不利于田間數(shù)據(jù)的準確采集。為減少試驗誤差，本研究對GT55在9月下旬的株高進行分析(小區(qū)產量不以株高進行計算，均為小區(qū)砍收測產)，結果發(fā)現(xiàn)，9月下旬的株高雖與成熟期株高相比差異顯著，但能反映品種前期的生長速度，而莖徑和有效莖數(shù)與成熟期差異不明顯；GT55前期生長快，9月下旬的株高與ROC22差異不顯著，與前人的研究結果一致[9-13]?？梢?，GT55早生快發(fā)，前期能充分利用雨季快速生長，尤其在干旱年份和干旱蔗區(qū)，對奪取高產穩(wěn)產十分有利。本研究中，GT55宿根蔗的莖徑為26.50～27.73 mm，屬中莖種，比ROC22略小，隨著宿根年限的增加，GT55莖徑逐漸增大，但與ROC22均無顯著差異；GT55新植和宿根的有效莖數(shù)均顯著高于同一種植年限的ROC22，其中，GT55新植的有效莖數(shù)為7.83萬條/hm2，第一和第三年宿根的有效莖數(shù)也在7.00萬條/hm2以上(分別為7.33萬和7.01萬條/hm2)，雖然第二年宿根的有效莖數(shù)略低，但仍達6.50萬條/hm2?？梢姡珿T55具有良好的宿根發(fā)株力、分蘗力和高成莖率，使其在種植的第4年(第3年宿根)仍能保持較多的有效莖數(shù)，為宿根高產、穩(wěn)產及延長宿根年限打下了良好基礎。

前人研究結果[7，9，12-13]表明，GT55具有新植高產及第一年和第二年宿根增產穩(wěn)定特性，本研究結果與其一致。本研究中，用于品種比較試驗的GT55蔗種在種植前放置時間長達1個多月，新植后產量仍達96.77 t/hm2，與ROC22(98.80 t/hm2)相近，說明GT55蔗種具有較好的耐儲性，與甘崇琨等[9]的研究結果一致；由于GT55宿根早生快發(fā)，其第一年宿根產量達110.63 t/hm2，顯著高于ROC22和其他年份的產量，株高在9月可達296.51 cm，與當年氣候條件較好和調查時間較晚有關；GT55第二年宿根產量仍達100.27 t/hm2。由于GT55的試驗小區(qū)與ROC22相鄰種植，而ROC22的黑穗病發(fā)病嚴重，連續(xù)宿根栽培后田間蓄積了大量的病菌孢子，導致GT55第三年宿根黑穗病發(fā)病率明顯上升，產量下降至79.43 t/hm2，但仍顯著高于ROC22，說明黑穗病田間自然發(fā)病率低也是GT55成莖率高、宿根性強及可延長宿根年限的原因之一。

本研究中，隨著GT55種植密度的增加，新植蔗的出苗率呈上升趨勢，最高為處理4，但處理間差異不顯著，而處理1的出苗率(39.57%)最低，其新植分蘗率、有效莖數(shù)和產量均最低，說明下種量越低對出苗率及其產量構成因素的影響越明顯；GT55的分蘗率為41.83%～71.42%，與廣西區(qū)域試驗結果相近[7]。甘蔗分蘗與光照、土壤類型、養(yǎng)分、種植密度和植期等因素有關，根據(jù)多年多點引種示范觀察，GT55宿根分蘗稍遲，分蘗力屬中上水平，分蘗力不及分蘗性特強的桂糖29號、桂糖44號和桂糖49號等品種，但宿根發(fā)株力和分蘗力好，分蘗莖成莖率高，有效莖多，主莖和分蘗莖差異小，植株較均勻，可減少無效分蘗對營養(yǎng)的損耗，有利于養(yǎng)分的高效利用。

GT55種植密度試驗的平均莖徑在4個處理間無顯著差異，與俞華先等[17]、丘立杭等[18]的研究結果一致。由于受光合效率和營養(yǎng)分配影響，隨著下種量的增加，GT55新植和宿根的株高及新植的有效莖數(shù)和產量均呈先升后降的變化趨勢，與周一帆等[14]、陸文娟等[22]的研究結果一致。本研究中，處理2的種植密度和新植產量均高于處理1，但宿根產量(81.49 t/hm2)最低，標準差最大，重復間差異明顯，其分蘗率為63.11%，標準差高，可能與甘蔗砍收時蔗種堆放及破壟和培土等農事操作引起的誤差有關；處理1新植出苗率和分蘗率最低，有效莖數(shù)最少，新植產量最低，緣于部分蔗地不封行不蔭蔽，土壤水分蒸發(fā)散失大，但蔗株得到的光照充足，宿根分蘗率最高，莖徑粗大，有效莖數(shù)僅次于處理3，因此其宿根產量較高(居第二位)，可見GT55群體調節(jié)能力非常強；處理3新植的分蘗率、宿根發(fā)株率最高，宿根分蘗率最低，群體密度合理，植株光合效率高，株高和莖徑較均勻整齊，有效莖數(shù)多，其新植和宿根產量最高；處理4新植的出苗率最高，而宿根發(fā)株率最低，但由于群體密度大，光照不足、光合效率低，新植和宿根的株高和莖徑偏小，群體蔗株較小，其有效莖數(shù)和產量均不及處理3，宿根的產量也低于處理1；GT55在較低種植密度下，通過群體的光、溫、水、氣、肥調節(jié)，可獲得較粗的莖徑和較多的有效莖數(shù)，從而獲得較高產量，與前人的研究結果相似[20-22]。因此認為，合理的種植密度可使GT55有效莖數(shù)增多，光合效率提高，群體株高和莖徑整齊度好，有利于獲得多年高產和穩(wěn)產。此外，GT55的黑穗病自然發(fā)病率與種植密度無密切關系，與前人研究結果一致[24-25]。由于不同年份環(huán)境因素存在差異，本研究中2組試驗GT55第一年宿根的黑穗病發(fā)病率為0.42%～4.23%，略有差異，與許莉萍等[26]、黃玉新等[27]的研究結果相似。

本研究中，不同種植密度的GT55在12月中下旬的平均蔗糖分均在14.40%以上，與廣西區(qū)試結果[7]一致，其中，處理2新植和宿根的蔗糖分均最高，除處理2宿根平均蔗糖分(15.01%)略降低于其對應新植平均蔗糖分外，其他3個處理的平均蔗糖分均較新植提高；GT55適當稀植可提高蔗糖分，種植密度過大會影響蔗糖分積累，與丘立杭等[18]、譚芳等[20]的研究結果相似，但與梁闐等[21]、陸文娟等[22]的研究結果存在差異，應與研究所用品種和栽培條件不同有關。

4 結 論

GT55早生快發(fā)，宿根分蘗略遲，但分蘗力和宿根發(fā)株力好，群體調節(jié)能力強，宿根性強，黑穗病自然發(fā)病率低，宿根年限可達3年。種植戶可根據(jù)具體栽培條件選擇適宜的種植密度，在旱地種植，推薦每公頃下種量105 000芽，在土壤條件較疏松透氣的沙質土、沙壤土或水肥一體化的蔗田種植，可酌情減少下種量。