烯效唑浸種對甘蔗分蘗及農藝性狀的影響

范業賡，陳榮發，周慧文，閆海鋒，翁夢苓，丘立杭，黃 杏，周忠鳳，吳建明

（廣西壯族自治區農業科學院甘蔗研究所/農業農村部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/中國農業科學院甘蔗研究中心，廣西 南寧 530007）

【研究意義】甘蔗（Saccharum of ficenarumL.）是我國主要的糖類經濟作物，其產量的大小影響到蔗農的收入和我國經濟穩定發展；廣西作為全國甘蔗的主要產地，甘蔗產量對保證食糖的供給起著重要作用［1］。蔗糖的穩定供給主要取決于甘蔗產量的高低，而甘蔗產量的高低與單位面積有效莖數呈正相關，因此，提高甘蔗單產就要提高甘蔗有效莖數，而促進甘蔗分蘗及其成莖比例是增加有效莖數進而提高甘蔗單產的最行之有效的途徑之一。【前人研究進展】烯效唑（uniconazole，S3307）是一種植物生長延緩劑，對烯效唑在多種作物上的研究表明，烯效唑能夠有效矮化植株、縮短節間長度、促進分蘗、增加光合效率，對作物具有控制旺長、提高產量、改善品質、調節生理代謝、防止早衰、增強抗逆性等作用［2-3］。烯效唑可以通過常規方法施用，包括拌種、土壤浸濕、葉面噴灑和浸種［4］。因此，研究烯效唑對甘蔗農藝性狀和產量的影響，對解決如何通過植物生長調節劑提高甘蔗產量具有重要意義。烯效唑可以增加作物分蘗數、提高產量和提高抗逆性，烯效唑浸種或噴施均能提高草地早熟禾分蘗［5］、茭白分蘗［6］、促進花生分枝［7］、小麥分蘗［8-10］、水稻分蘗［11-12］。葉綠素是植物光合作用的基礎，是反映葉片光合能力的重要指標，其含量與光合速率呈正相關，前人在多種作物上研究發現，烯效唑處理可以提高作物的葉綠素含量［13-15］。【本研究切入點】目前針對烯效唑在甘蔗上的應用研究很少，李松等［16］研究發現烯效唑可以提高甘蔗組培苗幼苗發根量，并提高幼苗移栽成活率，而對于烯效唑對甘蔗浸種促分蘗方面的研究尚未見報道。【擬解決的關鍵問題】本研究應用烯效唑對甘蔗種莖進行浸種處理，篩選能促進甘蔗分蘗提早發生、分蘗成莖率高的烯效唑適宜濃度，從而實現提高甘蔗單位面積有效莖數及產量的目的，并為烯效唑在生產上更好地調控甘蔗分蘗發生提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試甘蔗材料為廣西壯族自治區農業科學院甘蔗研究所自育品種桂糖42號。烯效唑為四川國光農化有限公司生產的可濕性粉劑，有效成分含量5%。

1.2 試驗設計

試驗于2018—2019年在廣西農科院甘蔗研究所基地進行。甘蔗種采用桂糖42號的常規蔗種，蔗種砍收后放置7～9 d，然后砍成雙芽段，用烯效唑浸種處理2 h，用清水浸泡作對照。試驗設0（CK）、20、40、60 mg/L 4個烯效唑濃度處理，蔗種按86 000芽/hm2下種量進行下種，3次重復，共12個小區，每個小區5行，行距1.2 m，面積42 m2。按常規栽培方法管理，調查記錄各項農藝指標。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 農藝指標測定 2018年4—6月（甘蔗苗期）調查甘蔗出苗率和分蘗率，2019年1月（甘蔗收獲期）調查甘蔗莖徑、株高、有效莖數和產量。每小區隨機選取20條蔗莖測量莖徑、株高，用游標卡尺測量中部莖徑，用株高尺從植株基部量起至最高可見肥厚帶的高度為株高；有效莖數指莖長超過1 m（株高超過1.3 m）且莖徑大于1.5 cm的蔗莖總數，測定小區有效莖數和小區產量，換算公頃產量；同時每個小區隨機選取6條有效莖送廣西農科院甘蔗研究所甘蔗分析室分析甘蔗蔗糖分。2019年2—3月調查宿根蔗發株率，2019年12月調查宿根蔗有效莖數和產量，每個小區隨機選取6條有效莖送廣西農科院甘蔗研究所甘蔗分析室分析甘蔗蔗糖分。

1.3.2 SPAD值的測定 在新植蔗苗期（5葉期）采用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定+1葉SPAD值。

試驗數據采用Microsoft Excel 2019、DPS v18.10軟件進行統計分析，用GraphPad Prism 8.0制圖。

2 結果與分析

2.1 不同烯效唑濃度浸種對甘蔗SPAD值的影響

由圖1可知，甘蔗苗期+1葉的SPAD值隨著烯效唑浸種的濃度升高而升高，CK的SPAD值為45.9，而20、40、60 mg/L烯效唑處理的SPAD值分別為55.3、55.6和58.4，分別比對照增加20.5%、21.1%和27.2%，與CK差異均達到極顯著水平；20 mg/L和40 mg/L兩個烯效唑處理間差異不顯著。

圖1 不同烯效唑濃度浸種對甘蔗SPAD值的影響Fig.1 Effects of seed soaking with different concentrations of uniconazole on SPAD value of sugarcane

2.2 不同烯效唑濃度浸種對新植甘蔗農藝性狀和產量的影響

由表1可知，隨著烯效唑浸種濃度的升高，新植甘蔗的分蘗率也隨著升高，20、40和60 mg/L烯效唑處理分別比對照增加48.96%、119.74%和169.90%，差異均達到極顯著水平；20和40 mg/L烯效唑處理的新植甘蔗出苗率高于對照，而60 mg/L處理低于對照，但4個處理間出苗率沒有明顯差異；株高隨著烯效唑濃度的增加呈下降趨勢，但差異不顯著，以對照的株高最高，為296 cm；4個處理中，20 mg/L處理的有效莖數和產量最高，而60 mg/L處理的有效莖數和產量最低，新植甘蔗單位面積的有效莖數和產量并不隨著烯效唑的濃度增加而增加；烯效唑處理的甘蔗蔗糖分均高于對照，但差異均不顯著，其中以60 mg/L處理的甘蔗蔗糖分最高，為15.24%。

2.3 不同烯效唑濃度浸種對宿根甘蔗農藝性狀和產量的影響

由表2可知，經烯效唑處理的宿根甘蔗的發株率均比對照高，但差異不顯著，以20 mg/L烯效唑處理最高，為119.60%；4個處理之間的有效莖數、株高和莖徑沒有明顯的差異，均以20 mg/L處理最高；宿根甘蔗的產量以20 mg/L處理最高，分別比0、40和60 mg/L處理提高16.05%、12.87%和14.79%，差異均達極顯著水平；宿根甘蔗蔗糖分以40 mg/L處理最高、為15.65%，60 mg/L處理的甘蔗蔗糖分最低、為14.87%，兩者間差異顯著。

表1 不同烯效唑濃度浸種對新植甘蔗農藝性狀和甘蔗蔗糖分的影響Table 1 Effects of seed soaking with different concentrations of uniconazole on agronomic characteristics and sucrose content of newly planted sugarcane

表2 不同烯效唑濃度浸種對宿根甘蔗農藝性狀和甘蔗蔗糖分的影響Table 2 Effects of seed soaking with different concentrations of uniconazole on agronomic characteristics and sucrose content of ratoon sugarcane

3 討論

葉綠素是植物進行光合作用所必需的一種光合色素，其含量是反映光合強度的重要生理指標。葉綠素含量的高低可直接反映作物光能利用率，影響作物產量形成［17］。烯效唑處理可增加功能葉的葉綠素相對含量。烯效唑的應用顯著改善了大豆的葉綠素含量、光合速率和抗氧化系統［18］；王振龍等［19］研究發現不同濃度的烯效唑浸種可以提高番茄幼苗葉綠素含量；項祖芬等［20］指出烯效唑的使用提高了水稻劍葉衰老期間的葉綠素含量；劉春娟等［21］發現噴施烯效唑增加了大豆植株不同部位葉片的葉綠素含量；Ahmad等［22-23］發現，在干旱和半干旱地區應用烯效唑可以提高小麥和玉米的葉綠素a和b含量，增強小麥抗旱性；杜超等［24］研究發現烯效唑可以提高向日葵葉片的SPAD值。本研究以烯效唑浸種后，隨著烯效唑濃度的增加，甘蔗葉片的SPAD值也隨之增加，說明烯效唑的使用通過影響葉片的葉綠素含量，進而影響甘蔗光合速率，促進光合作用。

分蘗是甘蔗生長發育進程中的一個顯著特點，提高甘蔗單產的關鍵是促進分蘗，提高有效莖數及促進其發育成莖。甘蔗分蘗除受到品種制約外，也受到環境影響。利用植物生長調節劑控制甘蔗分藥具有相當顯著的作用，如外源乙烯利（Ethephon）葉面噴施可促進甘蔗分蘗的發生［25-28］，柴亮［29］發現DA-6可以促進甘蔗分蘗，范業賡等［30］發現多效唑浸種可以提高甘蔗分蘗率。烯效唑也能促進分蘗發生，王忠閣等［11］發現烯效唑浸種可以促進水稻分蘗；烯效唑能抑制赤霉素的合成，對水稻、小麥有促蘗增穗效應［8,31-32］。本研究中烯效唑浸種提高了甘蔗的分蘗，這與前人在其他作物上的研究相一致；而隨著烯效唑濃度增加，新植蔗的有效莖數和產量呈現降低趨勢，說明過高烯效唑濃度產生的分蘗多為無效分蘗，這些分蘗會造成分蘗成莖率低，且會對有效分蘗的生長發育產生抑制作用；前人研究也認為，無效分蘗會競爭植株營養分配，降低有效分蘗對資源的利用，最終產量下降［33-34］。同時，隨著烯效唑濃度的增加，新植蔗的株高也有所降低，說明高濃度的烯效唑有可能抑制甘蔗節間伸長，進而影響甘蔗的株高，這也與前人研究一致。閆艷紅等［35］研究表明大豆噴施烯效唑可以降低株高，增加莖粗；田再民等［36］發現隨著烯效唑的濃度的增加，玉米株高受到的抑制也逐漸增強；張偉等［37］用烯效唑噴施甜高粱，發現烯效唑可以有效降低甜高粱株高。本研究中，新植和宿根蔗的蔗糖分并不隨著烯效唑的濃度增加而增加，雖然烯效唑處理新植蔗的蔗糖分都高于對照，但差異并不顯著；宿根蔗以40 mg/L處理的蔗糖分最高，以60 mg/L處理最低，說明烯效唑對甘蔗蔗糖分的影響并不明顯。因此，對蔗種進行低濃度浸種處理，可以促進分蘗早發、提高分蘗率，進而可以減緩烯效唑對株高的抑制作用。本研究中，20 mg/L烯效唑處理提高了甘蔗有效莖數，進而提高了宿根蔗的發株率，然而受2019年廣西全區干旱無雨旱情影響，宿根蔗的株高和莖徑都不大，且都低于新植蔗，雖然單位面積的有效莖數比新植蔗有所提高，但單位面積產量與新植蔗相差不大。

4 結論

本研究結果表明，以適當濃度的烯效唑浸種，可有效提高新植蔗苗期+1葉的SPAD值，可提高新植蔗的分蘗率，而新植蔗的單位面積有效莖數和產量并不隨著烯效唑濃度增加而增加，以20 mg/L烯效唑浸種為佳；宿根蔗的發株率、有效莖數也以20 mg/L烯效唑濃度為宜；新植蔗和宿根蔗的甘蔗蔗糖分與烯效唑的濃度關系不大。因此，烯效唑浸種對促進甘蔗分蘗、提高單位面積有效莖數和產量并不是烯效唑濃度越高越好，而是需要一個適宜的濃度來促進分蘗，并控制好無效分蘗；而且過高的烯效唑濃度會抑制赤霉素合成，抑制甘蔗伸長，影響甘蔗株高，最終影響甘蔗產量。