甘蔗摳芽育苗移栽技術研究

吳建明 陳榮發 范業賡 廖李權 李燕嬌 丘立杭

甘蔗摳芽育苗移栽技術研究

吳建明1陳榮發1范業賡1廖李權2李燕嬌1丘立杭1

（1. 廣西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；2. 廣西扶南東亞糖業有限公司 廣西崇左 532100）

為打破傳統栽培模式，實現“種苗”代替“種莖”的重大變革，為500萬畝雙高糖料蔗基地提供配套的栽培技術。以桂糖55號的莖尖組培脫毒健康種苗一代種莖、二代種莖、三代種莖和常規種莖為試驗材料。2019—2020年，設計健康種苗一代種莖摳芽（從蔗莖中摳出蔗芽用秧盤育苗）育苗不同密度T1（57 750株/hm2)、T2（33 750株/hm2）、T3（27 750株/hm2）、健康種苗一代種莖直播T4（60 000芽/hm2）和常規種莖對照T-CK（90 000芽/hm2）共5個處理；在此基礎上，2021年設計健康種苗摳芽育苗一代種莖F1（30 000株/hm2）、二代種莖F2（30 000株/hm2）、三代種莖F3（30 000株/hm2）和常規種莖F-CK（30 000株/hm2）共4個處理。2019—2020年試驗結果表明，健康種苗一代種莖摳芽育苗T3處理的新植蔗和宿根蔗的有效莖數比對照分別提高10.55%和19.27%，產量比對照分別提高7.92%和7.43%；健康種苗一代種莖處理的新植蔗糖分略低于對照，但宿根蔗的糖分沒有差異。2021年試驗結果表明，健康種苗摳芽育苗一代種莖（F1）、二代種莖（F2）和三代種莖（F3）摳芽育苗的甘蔗有效莖數比對照分別高57.14%、42.41%、42.56%，蔗莖產量比對照分別提高24.78%、39.06%和29.28%，差異均達到顯著水平；二代種莖摳芽育苗的產量最高，為100 526.40 kg/hm2，高出對照39.06%，糖分也高出對照0.09（絕對值）。說明在滴灌條件下，甘蔗摳芽育苗的最佳代數是莖尖脫毒健康種苗二代種莖，密度為30 000株/hm2，莖尖脫毒健康種苗的蔗莖產量顯著高于常規種莖。

甘蔗；健康種苗；摳芽；育苗

甘蔗是我國重要的糖料作物，產糖量占食糖總產量的90%以上，對我國食糖安全至關重要[1]。甘蔗栽培技術歷經上千年的演變，經過大量探索、研究和創新，在各個時期不斷得到完善和發展，形成了不同的栽培模式，推動了我國甘蔗產業的發展，但仍存在部分亟待解決的問題[2]。因此，如何突破傳統栽培模式，提高甘蔗產量，對于我國甘蔗生產具有重要意義。甘蔗育苗移栽是我國蔗區蔗農在長期生產實踐中摸索出來的一項甘蔗栽培技術[3]。一直以來，科學家無間斷地對甘蔗育苗移栽進行研究，如不同時期育苗移栽[4]育苗快繁[5]、不同材料育苗[6]、塑料薄膜育苗[7]、育苗補種[8]等方面研究。結果表明，育苗移栽具有保證全苗、提高產量（15%～30%）、提早成熟、防寒防早、減少病蟲害、節省蔗種等優點[2]；但也有研究表明，育苗移栽存在用工多、移苗難、容易斷根、屈根、傷苗、延長回青滯長期，出現增產不增收的問題，直接影響育苗移栽的推廣[9]。雖然前人對育苗移栽已經進行大量研究與報道，但還未見摳芽育苗移栽相關研究報道。針對育苗移栽研究結果存在的分歧，需要在育苗材料選擇、育苗體積、配套技術、機械化等方面進行更深入的研究。本試驗在前期開展甘蔗健康種苗一代種莖生產力分析[10]、健康種苗不同代數差異分析[11]、不同體積育苗移栽[12-13]等基礎上，開展了健康種苗摳芽育苗、健康種苗一代種莖、常規種莖等差異比較試驗，探討其對甘蔗產量和糖分的影響，以期為甘蔗摳芽育苗移栽的推廣應用提供更科學的依據，也為500萬畝雙高糖料蔗基地提供配套的栽培技術。

1 材料與方法

1.1 材料

選用材料為桂糖55號莖尖組培脫毒健康種苗一代種莖（簡稱一代種莖，下同）和常規種莖；桂糖55號莖尖組培脫毒健康種苗一代種莖F1、二代種莖F2、三代種莖F3和常規種莖F-CK。2019—2020年，用桂糖55號健康種苗一代種莖摳芽育苗（從一代種莖中把芽摳出育苗種植）和常規種莖在廣西來賓試驗點種植，常規管理。2021年，用桂糖55號莖健康種苗一代種莖、二代種莖、三代種莖和常規種莖摳芽后育苗種植，常規管理。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗開展時間2019年3月至2021年2月。試驗地位于廣西壯族自治區來賓市興賓區鳳凰鎮來賓市金鳳凰農業投資有限公司甘蔗種植基地和崇左市扶綏縣岜盆鄉岜盆村。摳芽用自主研發的摳芽機械（專利號：ZL201821898149.6）[14]，摳出單芽后浸泡于多菌靈3～5 min防病，再浸泡度銳（美國先正達）10 min防蟲；然后把芽平擺，用50孔的秧盤蓋上營養土（圖1），保持秧盤土壤濕度在60%以上。每個小區共種植5行，行距為1.2 m，行長10 m，重復3次，小區面積為60 m2，在區組四周均設有3行保護行。詳細試驗信息見表1。

圖1 甘蔗摳芽育苗

表1 不同試驗點的信息

1.2.2 水肥管理 水肥管理：鋪設滴灌帶，育苗移栽后1～20 d，每隔1 d滴灌3 h，確保移栽苗成活；遇到持續干旱時節，每隔1 d滴灌2 h；其余的除草、培土、施肥等管理措施均一致。

1.2.3 指標測定 砍收前在各處理小區隨機選擇15株健康甘蔗，連續測量株高、莖徑、錘度，調查處理小區有效莖數，按進廠原料蔗砍收，稱取各處理小區原料蔗產量，計算單莖重。新植試驗、宿根試驗分別于每年的12月取樣化驗分析糖分，每個品種取6 株甘蔗。

1.2.4 成本計算

（1）健康種苗一代種莖成本=脫毒組培苗成本0.8元/株×1 200株/畝+種植2 700元/畝÷40 000芽/畝=0.092元/芽；

（2）健康種苗二代種莖（一代種莖宿根蔗）=田間管理2 300元/畝÷40 000芽/畝=0.058元/芽

（3）健康種苗三代種莖（二代種莖宿根蔗）=田間管理2 300元/畝÷40 000芽/畝=0.058元/芽；

（4）常規種莖生產成本=（常規種莖繁種用種量0.7 t×500元/畝+種植和田間管理2 700元/畝）÷40 000芽/畝=0.076元/芽；

（5）收獲種莖成本=機械收獲100 元/t×4t/畝÷78 000芽/畝=0.005 2元/芽；

（6）運輸成本=裝車、運回加工廠費用50元/t×4 t/畝÷78 000芽/畝=0.002 6元/芽；

（7）育苗盤成本=0.2元/50孔÷3（重復用3年）=0.001 4元/芽；

（8）單芽育苗成本=機械砍芽約、智能裝育苗盤、蓋營養土、機械投入、育苗田間管護等成本成本大約需要0.13元/芽；

（9）不可預見成本=0.01元/芽；

（10）拭芽后剩余原料蔗收入=0.15～0.2 t（每畝摳芽可剩余0.15～0.20 t甘蔗進廠）×490元/t= 70～105元；

（11）健康種一代種莖（雙芽段）=市場價格為550元/畝；

（12）常規種莖=農民自留下種量一般為1 t甘蔗，成本為500元/畝。

1.2.5 數據統計分析 數據整理在Excel 2010中進行，統計分析用SPSS 20.0軟件，各農藝性狀參數值之間差異分析采用單因素方差分析（one-way ANOVA）的最小顯著性差異法（least significant difference， LSD）。表中的數值均為（均值±標準誤）。

2 結果與分析

2.1 不同密度對新植蔗產量性狀和糖分的影響

從表2不同處理的新植蔗可以看出，健康種苗處理的株高、莖徑和單莖重均略低于對照（T-CK），但不同處理之間差異不顯著。不同處理的有效莖數大小順序為T1>T4>T2>T3>T-CK，健康種苗處理的有效莖數比對照提高10.55%～ 17.73%，差異達到顯著水平；不同處理產量大小順序為T4>T3>T1>T2>T-CK，T4處理（一代種莖雙芽直接種植60 000芽/hm2）的產量最高，比對照提高了7.92%，但不同處理之間的差異不顯著。說明，健康種苗一代種莖是通過提高單位面積的有效莖數實現增產。健康種苗處理的糖分比對照低0.15～0.46（絕對值），但不同處理之間的差異不顯著。摳芽育苗種植不同密度分析，結果表明，27 750株/hm2（T3）的種植密度產量最高，而57 750株/hm2（T1）和33 750株/hm2（T2）處理之間產量差異不明顯。說明，摳芽育苗移栽密度在27 750株/hm2已經滿足生產需要。

表2 不同處理新植蔗產量性狀和糖分比較

注：不同小寫字母表示差異顯著（<0.05），不同大寫字母表示差異極顯著（<0.01），下同。

2.2 不同種植密度對宿根蔗產量性狀和糖分的影響

宿根蔗調查結果（表3）顯示，常規種莖種植（T-CK）的莖徑和單莖重略高于健康種苗處理，但不同處理之間差異不顯著。其中，健康種苗一代種莖與常規種莖兩者之間單莖重沒有明顯差異；不同處理之間的株高沒有明顯差異；不同處理的有效莖數大小順序為T2>T4>T3>T1>T-CK，健康種苗處理的有效莖數比對照提高16.94%～ 29.08%，差異達到顯著水平；不同處理產量大小順序為T4>T2>T1>T3>T-CK，健康種苗處理的產量比對照提高7.43%～19.45%，差異達到顯著水平。不同處理宿根蔗糖分差異不明顯。從宿根蔗來看，健康種苗處理宿根蔗的有效莖數和產量優勢更明顯。

表3 桂糖55號不同處理宿根蔗產量性狀和糖分比較

2.3 不同代數摳芽育苗對產量性狀和糖分的影響

2019—2020年試驗結果表明，摳芽育苗移栽種植密度約30 000株/hm2產量已高于蔗農常規種莖種植。在此基礎上，進一步開展健康種苗不同代數的摳芽育苗移栽試驗，種植密度統一用30 000 株/hm2，以便為生產提供更科學指導。由表4可看出，健康種苗處理一代（F1）、二代（F2）和三代（F3）分蘗率分別高于對照18.54%、15.08%、13.81%，差異達到顯著水平；健康種苗處理之間的分蘗率隨著代數的增加而減少，即一代（F1）>二代（F2）>三代（F3），但不同代數之間差異不顯著。甘蔗有效莖數與分蘗率的趨勢基本一致，健康種苗處理一代（F1）、二代（F2）和三代（F3）分別高于對照57.14%、42.41%、42.56%，差異達到極顯著水平；健康種苗一代（F1）處理的有效莖數高于二代（F2）和三代（F3）處理，但不同代數之間差異不顯著。健康種苗二代和三代的株高稍高于對照，一代與對照相近，但不同處理之間差異不顯著；而健康種苗處理的莖徑均低于對照，但差異不顯著。健康種苗一代、二代、三代摳芽育苗處理的產量分別比對照提高24.78%、39.06%和29.28%，差異顯著。健康種苗一代種莖處理的糖分略低于對照，而健康種苗二代種莖和三代種莖與對照差異不明顯，不同處理之間的差異不顯著。

表4 不同處理的產量性狀和糖分比較

2.4 健康種苗摳芽育苗、健康種苗種莖與常規種莖種植成本分析

甘蔗種苗（莖）是影響甘蔗生產成本的重要因素。由表5看出，不同處理的甘蔗種苗（莖）生產成本從高到低順序為健康種苗一代種莖>常規種莖>健康種苗一代莖摳芽育苗>常規種莖種莖>健康種二代種莖摳芽育苗=健康種三代種莖摳芽育苗；成本最低是甘蔗健康種二代和三代摳芽育苗，為320.57元/667m2，產量最高是甘蔗健康種二代摳芽育苗100 526.40 kg/hm2，其次是三代甘蔗健康種三代摳芽育苗93 459.40 kg/hm2；常規種莖摳芽育苗生產成本也比較低，但甘蔗產量過低，不適宜推廣；健康種苗一代種莖雙芽段直播產量也比較高，但種苗成本高達550元/667m2。

表5 不同材料種莖（苗）生產成本(667 m2)

2.5 育苗技術探討

甘蔗育苗移栽是我國蔗區勞動人民在長期生產實踐中創造出來的一項先進的甘蔗栽培技術，科學家在1955年，總結了群眾的育苗移栽經驗[15]。早期，甘蔗不帶土育苗移栽主要采用梢部種、中部種、下部2～4個芽段育苗為主，將尾莖、中莖、下莖分開平放于苗床上，每段莖相隔約一指，后蓋上混合含草皯灰的細土，厚度2～3 cm；蓋上稻草或蓋塑料薄膜。隨著時間推移，育苗技術不斷發展與更新，總結出了單芽育苗[16]、片芽育苗[17]、營養缽育苗[9]、無效分蘗育苗[18]等。但早期育苗移栽技術主要存在以下問題：一是早坡地采用育苗移栽效果不好，因為早坡地的土層淺瘦，水肥條件差，移栽后容易受旱，蔗苗的成活率低，生長弱；二是不帶土移栽容易傷根、傷苗、傷葉，移栽后有明顯的返青滯長期，一般長達10～15 d；三是沒有實現機械化，甘蔗育苗移栽花工多，成本高。針對這些問題，作者前期研究完整單芽、1/2體積單芽、1/4體積單芽育苗、常規種莖種植（對照）4個處理的差異，結果表明，1/2體積單芽、1/4體積單芽處理的原料蔗產量比常規種莖種植的分別提高了6.53%和5.50%。說明，1/4體積單芽已經能滿足育苗移栽要求[13]。在此基礎上，研制出了甘蔗摳芽機械（專利號：ZL201821898149.6）[14]，通過機械摳芽育苗移栽，實現了甘蔗摳芽育苗生產成本低于蔗農常規自留種（表5）。本試驗利用莖尖脫毒健康種莖摳芽育苗，種植密度僅需2 000株/畝，比國內傳統育苗技術省種50%以上；還可實現機械化收獲、機械剝葉、機械摳芽，生產成本低，只利用1/2～1/4體積單芽，育苗移栽每畝新植蔗可省約0.7 t甘蔗莖榨糖，而且秧盤里的土球內有貯藏的水分，可使植株保持一定的吸水能力，避免幼苗因脫水而枯萎，沒有返青期；500萬畝雙高基地建設后實現規模化和水利化，自主發明了甘蔗種苗種植機械（專利號：ZL201911372350.X.）[19]，可滴灌，移栽成活率高、省工、方法簡便等優點（表6）。

3 討論與結論

3.1 討論

3.1.1 育苗移栽對農藝性狀的影響

分蘗是甘蔗有效莖形成的關鍵，也是提高甘蔗產量的有效途徑之一。作者前期研究結果表明，不同代數莖尖脫毒健康種苗分蘗率隨著代數增加呈驟減趨勢，健康種苗原種顯著高于一代種莖和二代種莖，分別提高了317.95%和1 937.64%，一代種莖又顯著高于二代種莖，提高了387.53%[11]。本研究結果也表明，健康種苗一代種莖（F1）、二代種莖（F2）和三代種莖（F3）分別高于對照18.54%、15.08%、13.81%，差異達到顯著水平。可說明，健康種苗后代具有明顯分蘗優勢。

甘蔗有效莖數、莖長和莖粗是產量構成的3個主要因素。前人研究結果表明，與對照比，育苗移栽密度為3 000株/畝的有效莖數多3.68%，莖徑粗1.8%，株高相近；密度為5 000株/畝的有效莖數多23.87%，莖徑細3.4%，株高高2.64%；密度為6 000株/畝的有效莖數多34.79%，莖徑細2.4%，株高相近；密度為7 000株/畝的有效莖數多60.43%，莖徑細3.4%，株高高0.67%；密度為8000株/畝的有效莖數多68.23%，莖徑細5.8%，株高相近[4]。前人將其株高、莖粗、有效莖以及單莖重與增產的關系進行相關性分析，證實起主導作用的是單位面積的有效莖數[15,20-21]。本試驗結果表明，與對照相比，摳芽育苗的有效莖顯著增加，且隨著密度的增加而增加；但莖徑變細，株高相近，這與前人研究結果基本一致。

3.1.2 育苗移栽對產量和糖分的影響

合理的栽培技術是甘蔗高產途徑之一。關于不同密度育苗移栽對產量作用效果研究結果表明，3 000、5 000、6 000、7 000和8 000株/畝分別比種莖種植增產5.28%、18.83%、28.63%、47.85%和51.10%。研究結果說明，密度在3 000～ 7 000株/畝，蔗莖產量隨著密度的增加而增加，8 000株/畝的產量比7 000株/畝的略高，但扣去成本后的純收益低于定植7 000株/畝，故育苗移栽密度以7 000株/畝為宜[4]。本研究結果表明，摳芽育苗約2 000株/畝密度增產效果最好，這與前人研究結果不一致。導致不一致的原因可能是試驗材料和栽培條件不一致引起，因為本試驗在有滴灌條件下的健康種苗一代種莖育苗，而前人是沒有滴灌條件下的常規種莖育苗。但也有不一致的研究結果，梁省東等[6]研究不同育苗材料的增產效果，結果表明，1979和1980年，雙育苗比不育苗分別增產3.18%和3.96%；梢頭育苗分別減產6.49%和8.16%；芽片育苗分別減少1.1%和19.63%。這可能是由于梢頭苗是末成熟莖組織較嫩，不耐貯藏，不耐旱，因此減產；片芽苗切口大，營養體小，體內營養物質易被病菌感染，沒有滴灌條件，成活率下降，導致減產。甘蔗糖分是重要品質指標，糖分高低直接影響出糖率。前人研究結果表明，雙芽育苗比對照（不育苗）略高，畝含糖量分別高于對照8.35%和6.56%[6]；其他研究也證實，育苗移栽的甘蔗糖分提高0.45%～1.68%[15,22-23]。但也有不一致的研究結果，例如，與對照相比，秋育春植、春育春植和老蔸春育春植3個處理的糖分含量分別降低0.17%、1.23%和1.05%，只有冬育春植的含糖量提高了0.74%[24]。本試驗研究結果表明，摳芽育苗移栽2年新植蔗試驗結果均表明，甘蔗健康種苗一代種莖育苗移栽的糖分均略低于對照（常規種莖直播或育苗），這與前人的研究結果基本相似。而健康種苗二代種莖和三代種莖育苗移栽的甘蔗糖分略高于對照，這一研究結果與其他人的研究結果[15,22-23]基本一致。說明，育苗移栽的材料、育苗時間、栽培條件等均對糖分有影響。

3.2 結論

甘蔗健康種苗具有分蘗力強、成莖率高、產量高、用種量少等優點，增產效果顯著。因此，利用甘蔗健康種苗育苗移栽對于消除農民自留種具有重要意義。本研究表明，在有滴灌條件下，甘蔗健康種苗一代種莖的摳芽育苗種植密度為27 750株/hm2的蔗莖產量已高于常規種莖種植；健康種苗摳芽育苗密度為30 000株/hm2條件下，二代種莖摳芽育苗的產量最高，為100 526.40 kg/hm2，高于對照39.06%，糖分也高于對照0.09（絕對值）。因此，在有滴灌條件下，建議甘蔗健康種苗二代種莖摳芽育苗移栽密度為30 000株/hm2。

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Study on Yield and Sugarcane Content of Sugarcane Transplanted by the Mode of Bud Picking

WU Jianming1CHEN Rongfa1FAN Yegeng1LIAO Liquan2LI Yanjiao1QIU Lihang1

(1. Sugarcane Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement/Sugarcane Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007, China; 2. Guangxi Funan East Asia Sugar Industry Co., Ltd., Chongzuo, Guangxi 532100, China)

To change the traditional cultivation mode, achieve the prime change of “seed seedling” instead of “seed stem”, and provide supporting cultivation technology for 5 million mu “high sugar content and yield” sugar cane base. The first, second, and third generations of virus-free healthy shoots of the sugarcane variety ‘Guitang 55’ and its seed stem were selected as experimental materials. From 2019 to 2020, the first generation of healthy seedlings were treated at five densities: T1 (57 750 shoots·hm–2), T2 (33 750 shoots·hm–2), T3 (27 750 shoots·hm–2), T4 (60 000 shoots·hm–2) and T-CK (90 000 shoots·hm–2). Based on the above design, in 2021, a total of four treatments were designed, they are the first-generation seed-stem F1 (30 000 plants·hm–2), the second-generation seed-stem F2 (30 000 plants·hm–2), the third-generation seed-stem F3 (30 000 plants·hm–2) and the conventional seed stem F-CK (30 000 plants·hm–2). From 2019 to 2020, the results showed that under the T3 condition, the affective stem number of newly planted sugarcane and ratoon sugarcane of the first generation of healthy seedlings was 10.55% and 19.27% higher than that of the control, and the yield was 7.92% and 7.43% higher than that of the control sample, respectively. The sucrose content of the new plants in the treatment of the first seed stem of healthy seedlings was slightly lower than that of the control, but there were no differences in the sugar content of the ratoon cane. In 2021, the results showed that the number of effective sugarcane stems in the first generation (F1), the second generation (F2), and the third generation (F3) of healthy seedlings were 57.14%, 42.41% and 42.56% higher than that of the control, respectively, and the cane stem yield was 24.78%, 39.06% and 29.28% higher than that of the control sample, respectively. The differences were significant. The highest product of the second-generation seedling was 100 526.40 kg·hm–2, which was 39.06% higher than that of the control one, and the sugar content was 0.09 (absolute value). Under drip irrigation conditions, the optimal generation of sugarcane transplanted by the mode of bud picking is the second-generation seed stem of virus-free and healthy seed-seedlings. The yield of sugarcane stem with a density of 30 000 plants·hm–2is significantly higher than that of conventional seed stem.

sugarcane; healthy seedling; bud picking; seedling

S566.1

A

10.12008/j.issn.1009-2196.2023.09.006

2023-02-16；

2023-02-26

國家重點研發計劃項目（No.2022YFD2301104-04）；國家現代農業產業技術體系廣西甘蔗創新團隊建設（No.nycytxgxcxtd- 2021-03）；廣西農業科學院科穩定資助團隊項目（No.桂農科2021YT012）。

吳建明（1978—），男，博士，研究員，主要研究方向為甘蔗栽培與分子生物學研究，E-mail：wujianming2004@126.com。

丘立杭（1983—），男，碩士，副研究員，主要研究方向為甘蔗栽培與分子生物學研究，E-mail：442472073@qq.com。

（責任編輯 龍婭麗）