甘蔗是以种茎进行无性繁殖的作物,选定品种后,在种前有计划地选留质量好的种苗,才能有利于全苗、齐苗、壮苗[1]。生产上通常以上一季甘蔗植株作为繁殖用种,以留种方式不同分为全茎种、半茎种及梢部种3种,以下种的芽数不同分为单芽茎、双芽茎、三芽茎、四芽茎和多芽茎（半茎种）等几种,以种茎质量差异分为正常植株种茎、绵蚜危害种茎、螟虫危害种茎、倒伏种茎、黑穗病危害种茎等。
甘蔗种茎的萌芽出苗与蔗茎留种部位、斩种方式、土壤水分、钾肥等有重要影响[1,2,3,4]。而在种植时往往对蔗种留种方式处理不当造成用种量大、出苗不良等,甚至带来病虫害,严重影响甘蔗生长和宿根年限,导致甘蔗种植成本增高。甘蔗种茎留种的部位差别,种茎芽质量的差异以及种茎芽数量的不同,对甘蔗萌芽出苗的影响也不一样,用梢部茎作种茎的蔗芽新鲜和有叶鞘保护可提高发芽率,斩芽多少芽为一段合适则应根据下种时间、栽培管理水平的不同而有差异;春植或温度较高时适宜采用双芽段,单芽段则适宜用于推广良种、育苗移栽或栽培管理水平较高的蔗区或农户[1],而叶燕萍等[5]认为甘蔗剥叶不砍种8~10芽段在春旱时出苗率明显高于不剥叶不砍种处理、双芽苗砍种浸种清毒处理与双芽苗砍种不浸种处理,表现高产高糖的优势。此外,甘蔗病虫害会造成品种优良种性的退化,留种会影响甘蔗萌芽率[1]。
甘蔗种茎的萌芽出苗与留种部位、种茎芽数和种茎质量有重要关系,除了福建农学院曾研究蔗茎的部位对种苗萌芽率的影响外,但未对出苗生长影响进行分析[3]。当前甘蔗种茎留种部位、种茎芽数和种茎质量对甘蔗萌芽和幼苗生长表现的影响多基于经验认识,尚未见有详细的试验数据报道。本文通过对不同部位、不同芽数以及不同质量的种茎开展甘蔗萌芽出苗比较试验,分析不同处理甘蔗种茎萌芽及幼苗生长情况,探讨甘蔗种茎不同处理的萌芽及幼苗生长表现,为甘蔗生产上合理留种、科学用种提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试甘蔗品种为广西蔗区主栽品种新台糖22号。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 设3个不同处理试验：（1）不同部位种茎试验设基部芽（基部1/3种茎部位的芽）、中部芽（中部1/3种茎部位的芽）、梢部芽（梢部1/3种4茎部位的芽）3个处理;（2）不同芽数种茎试验,设单芽茎、双芽茎、三芽茎、四芽茎和多芽茎（半茎种）5个处理;（3）不同质量种茎试验设正常植株种茎、绵蚜危害种茎、螟虫危害种茎、倒伏种茎和黑穗病危害种茎5个处理,3次重复,每小区3行,行长6.0 m、行距1.2 m,小区面积21.6 m2,随机区组排列,设保护行（排）。
1.2.2 种茎处理 以上一年新植蔗（2016年2月20日种植）作为留种地块,2017年1月15日砍种。（1）选择生长正常、直立、无病虫危害的植株,分基部、中部和梢部砍收,作为试验用种,将各处理种茎剥叶,各部位的芽砍成双芽段,除去明显病虫芽、损伤芽;（2）选择生长正常、直立、无病虫危害的植株,以梢部半茎留种,剥叶,按处理要求砍成单芽段、双芽段、三芽段、四芽段、多芽茎（半茎种）等,除去明显病虫芽、损伤芽;（3）选择生长正常直立和无病虫危害的植株、受螟虫危害出现虫害节植株、受绵蚜危害出现煤烟病植株、倒伏植株（伸长末期倒伏,未长气生根,立角≤45°的植株）、受黑穗病危害且茎径>1.5 cm的植株,以梢部半茎留种,砍成双芽段,螟虫危害种茎要求每一节间至少有一个虫蛀孔。
1.2.3 试验过程 试验地位于广西农业科学院甘蔗研究所丁当试验基地,旱地,地势平坦,土壤类型为红壤土,肥力中等,前茬作物为甘蔗。试验于2017年1月15日种植,下种量105 000芽/hm2（228芽/小区、76芽/行,均匀排列）。将各处理的种茎均匀地摆放于种植行沟后,施29%复合肥（N-P-K=10-9-10）375 kg/hm2,2%吡虫啉缓释颗粒剂30 kg/hm2,盖土。1月19日雨后盖膜。其他生产管理与大田一致。
1.3 数据处理
于2017年2月15日、3月2日进行2次出苗数（主苗）调查,分别计算各小区甘蔗萌芽率;5月5日调查幼苗高度（甘蔗基部至最后一张完整叶肥厚带的高度）,每小区调查20株,调查数据用STST软件统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同部位种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响
2月15日前期调查表明,中部种茎和梢部种茎的甘蔗萌芽率较高,与基部种茎的萌芽率差异极显著;3月2日后期调查表明以中部种茎的甘蔗萌芽率较高,与基部种茎的萌芽率差异显著（表1）。中部种茎和梢部种茎萌芽出苗较早,出苗较快。甘蔗幼苗生长以中部芽的甘蔗苗最高,其次为基部芽和梢部芽,各处理间差异显著。
表1 不同部位种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响Tab. 1 Effects of different parts of cane seed stem on the germination and seedling growth |
| 处理 Treatments | 2月15日萌芽率 Germinate rate on 15 February/% | 3月2日萌芽率 Germinate rate on 2 March/% | 5月5日苗高 Height of cane seedlings on 5 May/cm | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | |
| 基部芽 Basal seed stem | 39.50 | 36.80 | 38.20 | 38.16bB | 60.50 | 64.50 | 63.20 | 62.72bA | 41.90 | 42.40 | 44.80 | 43.03bAB |
| 中部芽 Middle seed stem | 47.40 | 47.40 | 55.30 | 50.00aA | 75.00 | 69.70 | 73.70 | 72.81aA | 46.40 | 46.00 | 46.60 | 46.33aA |
| 梢部芽 Tops seed stem | 50.00 | 47.40 | 48.70 | 48.68aA | 71.10 | 64.50 | 71.10 | 68.86abA | 37.90 | 40.60 | 40.20 | 39.57cB |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level, different capital letters indicate extremely significant difference at 0.01 level. | |
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（p<0.05）,不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）。 |
2.2 不同芽数种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响
从表2可以看出,前期调查表明单芽茎的萌芽率最低,与其他处理的差异显著,其他处理间差异不显著;后期调查表明单芽茎的萌芽率与三芽茎的差异不显著,与其他处理的差异显著。三芽茎、四芽茎与多芽茎的甘蔗幼苗高度差异不显著,但与单芽茎的、双芽茎的差异极显著,以单芽茎的最矮。
表2 不同芽数种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响Tab. 2 Effects of different bud numbers of cane seed stem on the germination and seedling growth |
| 处理 Treatments | 2月15日萌芽率 Germinate rate on 15 February/% | 3月2日萌芽率 Germinate rate on 2 March/% | 5月5日苗高 Height of cane seedlings on 5 May/cm | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | ||
| 单芽茎 Single bud seed stem | 13.20 | 22.40 | 21.10 | 18.86bB | 51.30 | 55.30 | 56.60 | 54.39bA | 29.90 | 31.40 | 30.40 | 30.57cC | |
| 双芽茎 Bouble buds seed stem | 35.50 | 39.50 | 36.80 | 37.28aA | 63.20 | 65.80 | 65.80 | 64.97aA | 40.80 | 38.50 | 38.50 | 39.27bB | |
| 三芽茎 Three buds seed stem | 34.20 | 31.60 | 32.90 | 32.89aAB | 64.50 | 52.60 | 56.60 | 57.89abA | 42.70 | 43.00 | 44.70 | 43.47aA | |
| 四芽茎 Four buds seed stem | 47.40 | 34.20 | 36.80 | 39.47aA | 63.20 | 61.80 | 61.80 | 62.28aA | 43.50 | 42.30 | 41.80 | 42.53aAB | |
| 多芽茎 Many buds seed stem | 36.80 | 26.30 | 31.60 | 31.58aAB | 61.80 | 64.50 | 59.20 | 61.84aA | 45.50 | 43.00 | 40.70 | 43.07aAB | |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level, different capital letters indicate extremely significant difference at 0.01 level. | |
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（p<0.05）,不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）。 |
2.3 不同质量种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响
不同质量种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长有较大的影响（表3）。前期调查表明正常种茎的萌芽率和倒伏种茎的相当,差异不显著;绵蚜危害种茎的萌芽率与螟虫危害种茎的相当,差异不显著,而以黑穗病危害种茎的萌芽率最低,与其他处理差异极显著。后期调查仍表明正常种茎的萌芽率和倒伏种茎的相当,差异不显著;螟虫危害种茎的萌芽率与正常种茎差异显著;绵蚜危害种茎的萌芽率与正常种茎差异极显著;而以黑穗病危害种茎的萌芽率最低,与其他处理差异极显著。正常种茎的甘蔗幼苗生长高度与螟虫危害种茎的相当,差异不显著;螟虫危害种茎、绵蚜危害种茎和倒伏种茎的甘蔗幼苗生长高度差异不显著;以黑穗病危害种茎的甘蔗幼苗生长高度最矮。调查发现黑穗病种茎处理只有3.82%植株为正常苗,平均苗高只有29.77 cm,其余的均为黑穗苗。
表3 不同质量种茎对甘蔗萌芽及幼苗生长的影响Tab. 3 Effects of different quality of cane seed stem on the germination and seedling growth |
| 处理 Treatments | 2月15日萌芽率 Germinate rate on 15 February/% | 3月2日萌芽率 Germinate rate on 2 March/% | 5月5日苗高 Height of cane seedlings on 5 May/cm | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 Average | ||
| 正常种茎 Normal seed stem | 53.90 | 53.90 | 57.90 | 55.26aA | 75.00 | 71.10 | 78.90 | 75.00aA | 41.30 | 40.80 | 42.30 | 41.47aA | |
| 绵蚜危害种茎 Aphids damaged seed stem | 43.40 | 31.60 | 26.30 | 33.77bBC | 52.60 | 40.80 | 32.90 | 42.11cB | 37.10 | 36.50 | 36.40 | 36.67bA | |
| 螟虫危害种茎 Borers damaged seed stem | 36.80 | 43.40 | 34.20 | 38.16bB | 60.50 | 55.30 | 64.50 | 60.09bA | 38.10 | 37.70 | 43.90 | 39.90abA | |
| 倒伏种茎 Fall seed stem | 55.30 | 55.30 | 50.00 | 53.51aA | 64.50 | 71.10 | 65.80 | 67.11abA | 35.70 | 39.20 | 37.70 | 37.53bA | |
| 黑穗病危害种茎 Smut damaged seed stem | 25.00 | 22.40 | 19.70 | 22.37cC | 32.90 | 31.60 | 25.00 | 29.82dB | 29.50 | 30.30 | 29.50 | 29.77cB | |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level, different capital letters indicate extremely significant difference at 0.01 level. | |
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（p<0.05）,不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）。 |
3 讨论
种茎的部位不同对种苗的萌芽率有差异。20世纪80年代福建农学院研究表明上部种苗、中部种苗和下部种苗的甘蔗萌芽率分别为82.56%、68.70%、32.78%,萌芽盛期分别为29、26、35 d[3],说明中部和梢部的甘蔗种茎萌芽及幼苗生长较好,与本试验结果基本一致。蔗茎中部的蔗芽已发育成熟,种茎内含物多,水分、单糖、可溶性氮化物含量丰富,因此萌芽率较高,出苗较好;而梢部的蔗芽发育未完全成熟和中部以下的蔗芽组织衰老,营养物质相对较少导致其萌芽率较低、出苗较差[10]。甘蔗种茎芽数较多有利于甘蔗种茎萌芽及幼苗生长。本试验表明在冬春种植单芽段萌芽出苗最差,苗期生长最慢,这与病菌侵染和种茎营养物质消耗有关,因为冬、春植温度低,单芽茎萌芽慢、出苗时间长,容易遭受凤梨病菌侵染,发生凤梨病,消耗种茎水分、营养,危害蔗芽萌发;但如在夏秋植或单芽室温育苗条件下其萌芽出苗情况也许有所不同。而三芽段、四芽段、多芽茎（半茎种）因有多个节的保护,病菌侵染较慢,可以较长时间的保护芽的活性,促进萌芽和苗期生长。本研究表明不同质量种茎对甘蔗种茎萌芽及幼苗期生长的影响较大,以黑穗病危害种茎萌芽出苗最差。甘蔗种茎受黑穗病危害后其幼苗生长最慢,长出的植株96.20%为黑穗病苗。这与王文治等[11]认为在不同的气候环境下种植携带黑穗病菌的蔗种黑穗病发病差异显著基本一致。此外,本研究发现倒伏对种茎萌芽影响不大也许与所选用的种蔗倒伏不严重（如在生长末期倒伏）、倒伏时间不长、尚未长气生根等有关。
生产上应加强种用甘蔗的生产管理,积极防治病虫害,防止甘蔗倒伏,以提高蔗种质量,应选择病虫害少,没有倒伏和甘蔗生长正常的蔗田进行留种[1]。建议以甘蔗植株中部或梢部留种,留半茎种或梢部1/3种为宜,种植时以双芽段、三芽段、四芽段或多芽段种茎均可。在干旱或低温多雨季节,以三芽段、四芽段或多芽段种茎种植为宜,可以减少凤梨病菌危害,较长时间地保护种芽活性,减少种茎养分和水分损失,促进甘蔗萌芽和苗期生长。