桂糖57號在來賓蔗區(qū)的表現(xiàn)及其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析

楊祖麗，陳家福，鐘德發(fā)，鄧宇馳，彭蘭慧，胡 好，莫小忠

(1來賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院來賓分院，廣西來賓 546100；2廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點實驗室，廣西南寧 530007)

0 引言

甘蔗新品種是蔗糖業(yè)的核心和保障，實踐證明，品種改良對發(fā)展蔗糖業(yè)的作用十分顯著。不斷選育、引進和推廣新品種可增加蔗農(nóng)和制糖企業(yè)收益、提高甘蔗產(chǎn)業(yè)競爭力，世界上各蔗糖生產(chǎn)國都把新品種的創(chuàng)制和推廣應(yīng)用作為最重要的增產(chǎn)增糖措施之一，品種的多樣性和不斷更新?lián)Q代是蔗糖業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的前提[1-3]。

來賓市是廣西主要蔗區(qū)之一，種植面積和產(chǎn)糖量位居廣西第2，制糖及綜合利用產(chǎn)值超100億元[4]。目前，該蔗區(qū)甘蔗品種結(jié)構(gòu)較為單一，桂柳 05136的種植面積占比接近50%，其次為桂糖42號，2個品種的種植面積合計占比超過 70%。隨著勞動力老齡化和人工成本升高等生產(chǎn)條件的變化[5]，種蔗效益日漸下降，甘蔗生產(chǎn)對良種提出了更高的要求，如更高產(chǎn)高糖、宿根年限長、適應(yīng)機械化作業(yè)等；加上主栽品種逐漸出現(xiàn)不同程度的退化，急需引進更多更適宜的甘蔗品種以促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。甘蔗品種有較強的區(qū)域適應(yīng)性，氣候、土壤、年份等條件的差異均會對其表現(xiàn)產(chǎn)生較大影響[1,6]，在大面積推廣新品種前，必須進行區(qū)域試驗，才能客觀全面地評價其種性和適應(yīng)性，因地制宜地推廣新品種。

桂糖57號[7]是廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的優(yōu)良甘蔗品種，選育過程中的對照品種為 ROC22，于 2020年完成國家非主要農(nóng)作物品種登記[GPD甘蔗(2020)450037]。為加快甘蔗新良種的儲備和推廣應(yīng)用，本團隊于2020年2月至2022年2月在來賓市蔗區(qū)對桂糖57號進行了多點試驗，采用高穩(wěn)系數(shù)法和變異系數(shù)法相結(jié)合的方法[8-9]進行分析和驗證，旨在全面、科學(xué)地評價桂糖57號在當(dāng)?shù)氐姆N性及適應(yīng)性，為其大面積推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試材料

參試品種為桂糖57號，原主栽品種ROC22近年來已逐漸被淘汰，因此選用來賓蔗區(qū)目前的主栽品種桂柳05136為對照品種。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗1

試驗設(shè)計：在來賓市橋鞏鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)等5個種蔗面積較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇當(dāng)?shù)貙I(yè)種蔗戶的2個地塊，共10個地塊，地塊面積0.4～0.67 hm2，2020年2～3月種植，開展1年新植1年宿根的品種對比試驗，管理等栽培措施均由各蔗農(nóng)按其常規(guī)水平進行管理。

調(diào)查方法：試驗期間觀察黑穗病和梢腐病田間自然發(fā)病情況、脫葉性以及倒伏情況；新植蔗、宿根蔗收獲時稱重測定各品種的實際蔗莖產(chǎn)量，換算成公頃蔗莖產(chǎn)量。用10個地塊2年的產(chǎn)量來分析品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。

1.2.2 試驗2

試驗設(shè)計：在來賓市興賓區(qū)橋鞏鎮(zhèn)進行，2020年2月24日種植，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，8行區(qū)，行長10.0 m，行距1.2 m，小區(qū)面積96.0 m2，下種量為10.5萬芽/hm2，新植蔗2021年2月27日砍收，宿根蔗2022年2月26日砍收。施用先正達“度銳”防控甘蔗螟蟲，其他田間管理均與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培措施一致。

調(diào)查方法：調(diào)查項目均按小區(qū)進行。試驗期間觀察黑穗病和梢腐病田間自然發(fā)病情況、脫葉性以及倒伏情況；每年的11月至翌年2月采樣分析甘蔗蔗糖分，采用小區(qū)混合采樣法，各處理每個重復(fù)采2株甘蔗，共6條甘蔗混合成1個樣；收獲前每小區(qū)連續(xù)測定30株甘蔗的株高、莖徑，調(diào)查各小區(qū)甘蔗有效莖，收獲時稱重，測定各小區(qū)實際的蔗莖產(chǎn)量，換算成公頃蔗莖產(chǎn)量，計算含糖量，含糖量(t/hm2)=蔗莖產(chǎn)量(t/hm2)×平均蔗糖分(%)。

1.3 統(tǒng)計分析方法

高穩(wěn)系數(shù)法側(cè)重于反映品種(系)的豐產(chǎn)性，雖然實用性較強，但穩(wěn)定性劣勢易被高產(chǎn)掩蓋；而變異系數(shù)法側(cè)重于揭示產(chǎn)量的穩(wěn)定性信息，結(jié)合平均產(chǎn)量的變異系數(shù)法計算簡便、直觀易懂，但其可靠性較難保證。采用高穩(wěn)系數(shù)法和變異系數(shù)法相結(jié)合的方法更為客觀、合理。

1.3.1 高穩(wěn)系數(shù)法

計算公式為[8]：

式(1)中，HSC為參試品種的高穩(wěn)系數(shù)；X為參試品種多點平均值，t/hm2；S為產(chǎn)(質(zhì))量變異標(biāo)準(zhǔn)差，XCK為對照品種多點平均值。HSC越大，則認(rèn)為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。

1.3.2 變異系數(shù)法

計算公式為[8]：

式(2)中，CV為參試品種的變異系數(shù)；X為參試品種多點平均值，t/hm2；S為產(chǎn)(質(zhì))量變異標(biāo)準(zhǔn)差。CV越小，說明變異程度越小，越穩(wěn)定。若品種兼具較高的產(chǎn)量，則可判定為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好的品種。

試驗數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2007和 IBM SPSS Statistics 23.0進行處理及統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)性

桂糖57號和對照(CK)桂柳05136的1年新植1年宿根10個試點平均產(chǎn)量表現(xiàn)見表1。與桂柳05136相比，桂糖 57號新植蔗的產(chǎn)量略低，減幅 0.49%，差異不顯著，高穩(wěn)系數(shù)和變異系數(shù)均略小；宿根蔗方面，桂糖57號產(chǎn)量高4.09%，但差異不顯著，高穩(wěn)系數(shù)高9.79%，變異系數(shù)低3.19%；新宿平均方面，桂糖57號產(chǎn)量高1.69%，高穩(wěn)系數(shù)高4.36%，變異系數(shù)低1.56%。

表1 試驗1中各品種的產(chǎn)量及其穩(wěn)定性

從品種的產(chǎn)量和高穩(wěn)系數(shù)的關(guān)系來看，產(chǎn)量高時其高穩(wěn)系數(shù)也高。從高穩(wěn)系數(shù)和變異系數(shù)的關(guān)系來看，桂糖57號宿根蔗、新宿平均的高穩(wěn)系數(shù)比桂柳05136大，相應(yīng)的變異系數(shù)較小，驗證了穩(wěn)產(chǎn)性的表現(xiàn)；新植蔗的高穩(wěn)系數(shù)小，變異系數(shù)也小，但2個品種的 2個系數(shù)數(shù)值相當(dāng)，差異不大。說明桂糖57號新植蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性與桂柳05136相當(dāng)，但宿根、新宿平均的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性比桂柳05136好，尤其是宿根較桂柳05136有較大優(yōu)勢。

2.2 主要農(nóng)藝性狀

由表2可知，桂糖57號新植蔗的平均株高比對照桂柳05136矮，宿根蔗比對照高，但均相差不大，均無顯著性差異；莖徑方面，桂糖57號新植蔗和宿根蔗均比桂柳05136細，但均無顯著性差異；有效莖數(shù)方面，桂糖57號新植蔗有效莖數(shù)比桂柳05136多，但無顯著差異，而宿根蔗比桂柳05136多5910條/hm2，差異達顯著水平。說明桂糖 57號的株高、莖徑、新植有效莖數(shù)與桂柳05136相當(dāng)，宿根有效莖數(shù)比桂柳05136有優(yōu)勢。

表2 試驗2中各品種主要農(nóng)藝性狀

2.3 蔗莖產(chǎn)量和含糖量

由表3可知，桂糖57號新植蔗、宿根蔗、新宿平均的蔗莖產(chǎn)量分別比對照桂柳 05136高 0.96%、6.33%、3.50%，其中宿根蔗產(chǎn)量差異顯著，新植蔗、新宿平均的蔗莖產(chǎn)量差異不顯著；桂糖57號新植蔗的含糖量比桂柳 05136低 0.42%，宿根蔗、新宿平均的含糖量分別比桂柳05136高5.84%、2.56%。說明桂糖57號產(chǎn)量表現(xiàn)比桂柳05136好，其中新植差異不大，宿根產(chǎn)量有較大幅度提升，綜合新植、宿根2年的數(shù)據(jù)也有一定的增產(chǎn)。

表3 試驗2中各品種的蔗莖產(chǎn)量和含糖量

2.4 甘蔗蔗糖分

從圖1可以看出，新植時，桂糖57號的蔗糖分在 11月與對照桂柳 05136有較大的差距，低0.90%(絕對值，下同)，12月之后桂糖57號的蔗糖分上升較快，其12月至翌年2月各時期的蔗糖分與桂柳05136相當(dāng)，其中1月還比桂柳05136高0.28%；宿根時，桂糖57號蔗糖分與桂柳05136的差異跟新植時類似，但11月2個品種間的差距縮小(桂糖57號低0.56%)，12月后二者蔗糖分接近，其中1月、2月桂糖57號蔗糖分均略高于桂柳05136；桂糖57號新植、宿根的11月至翌年2月平均蔗糖分分別比桂柳05136低0.20%、0.07%。說明桂糖57號早期(11月)蔗糖分比桂柳05136低，12月之后蔗糖分與桂柳05136相當(dāng)，屬中早熟高糖品種。

圖1 試驗2中2個品種的蔗糖分

2.5 田間抗性和其他性狀

根據(jù)田間觀測結(jié)果，試驗1中2個品種10個點的田間抗性和其他性狀整體表現(xiàn)見表 4。黑穗病方面，桂糖57號發(fā)病輕，桂柳05136新植較輕，但宿根發(fā)病率較重；2個品種梢腐病田間自然發(fā)病均較輕；抗倒伏方面，桂糖57號表現(xiàn)為高抗，桂柳05136抗倒伏性較差；脫葉性方面，桂糖57號表現(xiàn)為中等，桂柳05136則為易剝?nèi)~。

表4 試驗1中各品種田間抗性和其他性狀

3 討論

宿根性是甘蔗的重要特性，優(yōu)良的宿根性是甘蔗品種常年穩(wěn)定高產(chǎn)的關(guān)鍵[10]。宿根蔗能節(jié)省蔗種、機械作業(yè)以及勞動力投入，具有節(jié)約成本、抗逆性強、早生快發(fā)等許多優(yōu)點，并且由于減少了種植過程，甘蔗能更好地利用氣候條件，延長生產(chǎn)周期，有利于提早熟期、增產(chǎn)增糖、調(diào)節(jié)農(nóng)事，加上宿根蔗的糖回收率和品質(zhì)都比新植蔗高，而且宿根年限越長，整個植蔗周期的種植成本就越低，經(jīng)濟效益越顯著。因此品種的宿根性對蔗農(nóng)、制糖企業(yè)收益影響重大，在甘蔗生產(chǎn)中占有重要地位[10-13]。在外界環(huán)境因素一致的條件下，甘蔗本身的種性是決定甘蔗宿根性的關(guān)鍵性因素，選擇宿根性強的品種可有效延長宿根年限[12]。此外，品種種性退化、地力下降、病蟲累積疊加為害嚴(yán)重，也是影響宿根蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[13-15]。

黑穗病是目前危害性最大的甘蔗主要病害之一，嚴(yán)重影響甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明，黑穗病嚴(yán)重時可使甘蔗減產(chǎn)高達 30%，嚴(yán)重威脅甘蔗生產(chǎn)和蔗糖業(yè)的健康發(fā)展，選育及推廣抗黑穗病品種是解決這一問題最經(jīng)濟有效的措施之一[16-18]，抗黑穗病已成為當(dāng)前甘蔗良種選擇的重要指標(biāo)。

在本研究的試驗1中，桂糖57號宿根蔗產(chǎn)量顯著高于桂柳 05136，主要是因為其有效莖數(shù)顯著更多。在試驗2中，桂糖57號宿根產(chǎn)量比桂柳05136高 4.09%，且變異系數(shù)也小于桂柳 05136，即桂糖57號宿根蔗產(chǎn)量穩(wěn)定較高，但二者產(chǎn)量的差異卻未達顯著水平，從數(shù)據(jù)分析過程來看，桂柳05136在10個試驗點中有部分地塊的宿根蔗產(chǎn)量較高，這些地塊的黑穗病發(fā)病率均相對較低，而黑穗病發(fā)病率高的地塊則有效莖數(shù)少，產(chǎn)量低，從而各地塊的宿根產(chǎn)量差異大，這是桂柳05136宿根產(chǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)大的原因，同時也說明其宿根蔗產(chǎn)量低的主要原因是黑穗病發(fā)病率高導(dǎo)致有效莖數(shù)少，這與前人的研究結(jié)果一致[19-20]；而桂糖57號宿根蔗黑穗病發(fā)病率低，有效莖多，宿根蔗高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn)，宿根性比桂柳 05136好。從另一角度看，桂柳 05136部分地塊的黑穗病發(fā)病率低，可能是由于蔗地土壤差異，部分地塊前茬種植的是橙子等其他作物或抗黑穗病的甘蔗品種，黑穗病孢子積累少，因此，生產(chǎn)上應(yīng)采用甘蔗脫毒健康種苗[21-22]、合理輪作等措施，減少蔗區(qū)病菌積累，降低黑穗病發(fā)病率。

甘蔗生產(chǎn)全程機械化是解決勞動力不足、促進甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然途徑[23-24]。我國甘蔗生產(chǎn)機械化程度低，其瓶頸在機械收獲環(huán)節(jié)，其中缺乏宜機收品種從而導(dǎo)致機收損耗率大、宿根蔗生長受影響是機收推廣緩慢的重要原因，抗倒伏、強宿根是適宜機收甘蔗品種的重要指標(biāo)[25-26]。桂糖 57號在抗倒伏能力、宿根性這2個方面優(yōu)于桂柳05136，因此也更適宜機械化收獲。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，桂糖57號新植蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性與桂柳05136相當(dāng)，宿根蔗的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性更好，產(chǎn)量總體表現(xiàn)好；脫葉性中等，會增加人工剝?nèi)~或砍收成本，建議采用機械收獲；早期(11月)蔗糖分不高，但12月之后蔗糖分迅速提升到與桂柳05136相當(dāng)?shù)母咛撬剑瑧?yīng)適當(dāng)延遲該品種的砍收時間。總的來看，桂糖57號在來賓蔗區(qū)表現(xiàn)為植株較高、中大莖、中早熟高糖、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、宿根性強，相比當(dāng)?shù)刂髟云贩N桂柳05136還具有抗倒伏、抗黑穗病、適宜機械化收獲等優(yōu)點。建議在來賓蔗區(qū)及同類型蔗區(qū)進一步推廣種植，該品種也可為優(yōu)化蔗區(qū)品種結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)品種布局多元化、合理化提供良種支持。