應用甘蔗蔗蔸形態特征評價甘蔗宿根性研究

林兆里，羅方喻，林承宥，張塏睿，闕友雄，羅 俊*，張 華

（1福建農林大學國家甘蔗工程技術研究中心，福建福州 350002；2福州第四中學，福建福州 350002）

0 引言

【研究意義】甘蔗（spp.hybrid）是禾本科甘蔗屬多年生作物，是我國重要的糖料作物，可多年宿根（Li et al.，2016）。與新植甘蔗相比，宿根甘蔗具有節省勞動力、降低生產成本及甘蔗品質較高、抗逆性強等特點，在甘蔗生產中占有重要地位（Xu et al.，2021）。澳大利亞、巴西和美國的甘蔗宿根年限可長達4~7年（Gomathi et al.，2013）。在我國廣西、云南等甘蔗主產區，宿根蔗種植面積約占甘蔗種植面積的60%~70%，宿根年限一般為2~3年，且存在宿根蔗產量較低的現象。甘蔗宿根性的好壞，直接影響宿根蔗的萌發率，從而對甘蔗產量造成影響（Olaoye，2001；劉洪博等，2013）。為緩解甘蔗生產過程中勞動強度大、勞動力成本上升和甘蔗經濟效益持續低迷等不利影響，甘蔗生產全程機械化已成為推動甘蔗可持續發展的重要舉措。但在甘蔗生產全程機械化推廣中，面臨因機械收獲造成耕層碾壓和蔗頭損傷導致宿根蔗減產和宿根年限縮短等問題（陳超君等，2011；Baquero et al.，2012；李儒仲等，2013；李毅杰等，2017），宿根性已成為評價甘蔗品種（系）是否適宜機械化收獲的重要指標之一。蔗蔸在適宜環境條件下萌發形成宿根蔗，蔗蔸中地下芽庫和根系直接影響宿根蔗莖蘗數的構成與生長發育，是營養物質、水分吸收、儲存和轉運的重要場所，并在植物結構支撐和抗逆性等方面發揮重要作用，直接關系到甘蔗生物量和宿根性表現。蔗蔸作為宿根甘蔗萌發的最主要器官，通過分析蔗蔸形態特征與甘蔗宿根性間的內在聯系，對甘蔗宿根性評價及強宿根性甘蔗品種選育具有重要指導意義。【前人研究進展】前人已有較多關于甘蔗宿根性的研究。Bashir等（2012）研究6個甘蔗品種在不同收獲時期的宿根性表現，發現宿根性強的甘蔗品種具有更多的芽數量和有效莖數。Gomathi等（2013）通過對11個甘蔗品種宿根性的生理研究，發現宿根性較弱的甘蔗品種其分蘗較低，且植株生長和根系發育不良。劉高源等（2017）對23個甘蔗品種的芽庫特征進行分析，結果表明芽形態在甘蔗品種間存在顯著差異，芽數量間的差異主要體現在高位芽的數量方面。Hassan等（2017）研究5個甘蔗品種（系）在不同收獲日期下的宿根性，發現宿根蔗產量高度依賴于芽的總數。覃偉等（2017a，2017b）通過對比不同宿根性甘蔗的表現，發現強宿根性甘蔗具有地下莖平均節間小、有效分蘗數多、地下芽總數多和發株數多等特點，宿根性和蔗蔸形態密切相關。Zhao等（2020）對20個甘蔗實生苗組合的根系性狀和地上部性狀進行分析，結果表明根長、根表面積、根體積與宿根株高呈顯著相關，根體積與宿根理論產量呈顯著相關。楊榮仲等（2021）分析了不同地點的甘蔗家系宿根性，結果表明宿根發株率與甘蔗產量相關農藝性狀的宿根性存在顯著正相關，甘蔗宿根性選擇可通過宿根發株率或產量相關農藝性狀的宿根性進行間接選擇。【本研究切入點】鑒于蔗蔸所處環境的復雜性和研究方法的相對滯后性，目前對甘蔗宿根性的評價主要通過宿根發株情況和蔗莖產量等地上部性狀（韋開軍等，2018；黃玉新等，2019），而對與之相關的蔗蔸形態特征較少涉及，更未見蔗蔸形態特征與甘蔗宿根性間內在聯系的研究。【擬解決的關鍵問題】通過分析不同甘蔗品種（系）間蔗蔸形態特征差異，建立蔗蔸形態特征評價體系，分析蔗蔸形態特征與甘蔗生物量、宿根性間的內在聯系，綜合評價甘蔗的宿根潛力，挖掘宿根特異性種質資源，明確影響甘蔗生物量與宿根性構成的主要蔗蔸形態特征，為強宿根性甘蔗種質資源的鑒定評價和種質創新提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2020—2021 年在福建農林大學進行試驗。試驗地土壤類型為赤紅壤，前作為甘蔗，土壤理化性質：pH 6.50、有機質50.72 g/kg、全氮1.06 g/kg、有效磷56.88 mg/kg、速效鉀162.50 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗以29個甘蔗品種（系）為參試材料，分別為：桂糖06-1492（GT06-1492）、桂糖54號（GT54）、桂糖57號（GT57）、桂糖08-1533（GT08-1533）、桂糖42號（GT42）、云蔗08-1095（YZ08-1095）、云蔗09-1601（YZ09-1601）、云瑞10-197（YR10-197）、云瑞10-701（YR10-701）、粵糖00-236（YT00-236）、粵糖60號（YT60）、粵甘47號（YG47）、粵甘48號（YG48）、粵甘50號（YG50）、福農38號（FN38）、福農41號（FN41）、福農09-2201（FN09-2201）、福農09-7111（FN09-7111）、福農09-4095（FN09-4095）、福農09-12206（FN09-12206）、閩糖06-1045（MT06-1045）、閩糖07-2005（MT07-2005）、德蔗07-36（DZ07-36）、德蔗09-78（DZ09-78）、柳城05-136（LC05-136）、柳城07-150（LC07-150）、柳城07-506（LC07-506）、海蔗22號（HZ22）和新臺糖22號（ROC22）。供試甘蔗品種（系）均由福建農林大學國家甘蔗工程技術研究中心提供。

1.3 試驗方法

試驗采用美植袋種植。美植袋直徑45 cm、深55 cm。每個參試甘蔗品種（系）4個重復，每個重復種植2袋，重復間采用隨機區組排列。采用單芽蔗莖種植于距離美植袋底部45 cm處，每袋種植2段蔗莖，待出苗齊整后每袋留取健康植株1株，甘蔗培土時覆土10 cm。田間栽培管理同當地大田生產一致。

供試甘蔗品種（系）于2020年1月種植，2021年1月完成地上部農藝性狀調查后進行人工砍收，留宿根。甘蔗砍收位置與美植袋上表面齊平。2021年4月待甘蔗宿根發株齊整后挖掘蔗蔸，洗凈，觀測相關指標。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 地上部農藝性狀 以袋為統計單元，在甘蔗分蘗期統計分蘗總苗數，在甘蔗砍收前統計有效莖數（），計算分蘗率（）和成莖率（）。在甘蔗宿根發株齊整后統計宿根總苗數（），計算宿根發株率（）。分蘗率（%）=（分蘗總苗數-基本苗）/基本苗×100，基本苗=1株；成莖率（%）=有效莖數/分蘗總苗數×100；宿根發株率（%）=宿根總苗數/有效莖數×100。

1.4.2 蔗蔸形態特征 宿根蔗發株齊整后采用挖掘法進行蔗蔸取樣，去除種植殘留的蔗種及種根，蔗蔸經清洗、去雜后測定蔗蔸形態特征。采用排水法測定蔗蔸體積（）；以蔗蔸的橫向寬度為蔗蔸寬度（），以蔗蔸的縱向深度為蔗蔸深度（）；以宿根蔗的地下莖基部到土表的平均距離為地下莖高度（）；以土表上分蘗莖與主莖間的平均距離作為株間距（）；統計每袋甘蔗植株地下芽總數（），根據地下芽的干癟情況辨別健康芽數，計算健芽率（）；以土表以下5~10 cm深度的宿根蔗萌發苗數作為低位芽萌芽數（）、以土表以下0~5 cm深度的宿根蔗萌發苗數作為高位芽萌發數（）。健芽率（%）=健康芽數/地下芽總數×100。

采用Epson數字化掃描儀（Expression 12000XL）掃描洗凈的甘蔗根系，采用WinRHIZO Pro進行根系形態特征分析（趙麗萍，2017），分別測定根長度（）、根表面積（）、根直徑（）、根體積（）、根尖數（）、根分支數（）和根交叉數（）。

1.4.3 甘蔗生物量 待蔗蔸形態特征指標觀測后，將地上部植株（含蔗莖、蔗梢和蔗葉）及地下部蔗蔸在電熱鼓風干燥箱內105 ℃殺青0.5 h，80 ℃烘干至恒重，測定地上部生物量（）和蔗蔸生物量（），并計算根冠比（）。根冠比（%）=蔗蔸生物量/地上部生物量×100。

1.5 統計分析

試驗數據利用Excel 2019和SPSS 22.0進行統計分析。采用Shannon-Wiener進行多樣性指數分析（郝曦煜等，2020）；采用ANOVA單因素法進行方差分析；采用Pearson相關分析法進行簡單相關分析；通過控制除分析的兩變量外的其他變量，對兩變量間進行偏相關分析；采用多元線性回歸中的逐步法建立性狀指標與甘蔗生物量、宿根性間的多元回歸方程，對多元回歸后的相關性狀進行通徑分析（杜家菊和陳志偉，2010；楊玉霞等，2016）；采用最大方差法旋轉獲得因子載荷矩陣，計算因子得分；根據因子得分，以歐式距離作為甘蔗品種（系）間距離，采用Ward聯接法對供試甘蔗品種（系）進行系統聚類分析。

2 結果與分析

2.1 甘蔗品種（系）地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征分析

由表1可知，供試甘蔗品種（系）的7個地上部農藝性狀的變異系數范圍為21.93%~44.67%，平均為28.35%。其中分蘗率的變異系數最大，為44.67%，其次為成莖率，為31.11%，表明這2個農藝性狀具有較大的遺傳變異和遺傳改良空間。宿根總苗數的變異系數最小，為21.93%，具有較強遺傳穩定性。除根冠比外，地上部生物量、有效莖數、分蘗率、成莖率、宿根總苗數和宿根發株率6個農藝性狀均在供試甘蔗品種（系）間存在極顯著差異（<0.01，下同），說明供試甘蔗品種（系）在生物量和宿根性上具有豐富的表型差異。地上部農藝性狀的多樣性指數范圍為1.711~1.991，平均為1.894。成莖率的多樣性指數最高，為1.991，宿根發株率的多樣性指數最低，為1.711。

供試甘蔗品種（系）的17個蔗蔸形態特征的變異相對豐富，變異系數范圍為7.26%~49.47%，平均為29.72%。其中變異系數較高的蔗蔸形態特征是根體積和根交叉數，分別為49.47%和49.36%，變異系數較小的是地下莖高度和健芽率，分別為8.00%和7.26%。除高位芽萌發數外，其余16個蔗蔸形態特征均在供試甘蔗品種（系）間存在顯著（<0.05，下同）或極顯著差異，說明供試的29個甘蔗品種（系）擁有豐富的地下莖、地下芽庫和根系形態特征差異。蔗蔸形態特征的多樣性指數范圍為1.616~2.030，平均為1.913。蔗蔸寬度、地下芽總數、根尖數和健芽率的多樣性指數均高于2.0，其中蔗蔸寬度的多樣性指數最高，為2.030。根體積、宿根發株率、蔗蔸生物量和有效莖數的多樣性指數較低，其中根體積的多樣性指數最低，為1.616。以上分析結果表明，供試的甘蔗品種（系）在地上部農藝性狀和蔗蔸形態特征上擁有較豐富的遺傳多樣性，各性狀在品種（系）間差異明顯，同一性狀的變異系數和多樣性指數表現不完全一致。

2.2 甘蔗地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征的相關分析

供試甘蔗品種（系）的24個性狀相關分析結果（表2）表明，甘蔗地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征間關系密切。其中，地上部生物量與蔗蔸生物量、有效莖數、分蘗率、宿根總苗數、蔗蔸體積、蔗蔸寬度、蔗蔸深度、株間距、高位芽萌發數、低位芽萌發數、根長度、根表面積、根體積、根尖數、根分支數和根交叉數16個性狀呈顯著正相關，與根冠比呈顯著負相關。蔗蔸生物量與地上部生物量、根冠比、分蘗率、蔗蔸體積、蔗蔸寬度、蔗蔸深度、地下莖高度、株間距、地下芽總數、高位芽萌發數、低位芽萌發數、根長度、根表面積、根直徑、根體積、根尖數、根分支數和根交叉數18個性狀呈顯著正相關，與成莖率呈極顯著負相關。宿根總苗數和宿根發株率是甘蔗品種（系）宿根性評價的重要指標，兩指標間呈極顯著正相關。宿根總苗數與地上部生物量、宿根發株率、地下芽總數和低位芽萌發數呈顯著正相關。宿根發株率與宿根總苗數、地下芽總數、低位芽萌發數呈顯著正相關，與有效莖數、成莖率、地下莖高度呈顯著負相關。

從簡單相關分析結果可知，性狀間的關聯較強，影響較復雜。進一步對甘蔗性狀進行偏相關分析，結果表明，地上部生物量與蔗蔸生物量、有效莖數、地下芽總數呈顯著正相關，與根冠比呈極顯著負相關。蔗蔸干重與地上部生物量、根冠比、蔗蔸體積呈極顯著正相關，與蔗蔸寬度呈顯著負相關。宿根總苗數與成莖率、宿根發株率、地下芽總數呈極顯著正相關。宿根發株率與宿根總苗數呈顯著正相關，與有效莖數、分蘗數、成莖率和高位芽萌發數呈顯著負相關。

2.3 甘蔗地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征的多元回歸及通徑分析

2.3.1 地上部生物量與蔗蔸形態特征的多元回歸及通徑分析 為進一步探明蔗蔸形態特征對甘蔗地上部生物量的影響，采用多元逐步回歸分析建立回歸模型。根冠比性狀為地上部生物量的衍生指標，因此未納入回歸模型。以甘蔗地上部生物量（）為因變量，其他性狀為自變量，其最佳回歸方程為：=109.093+0.476+33.059+0.004+12.275（=0.418，<0.01），說明蔗蔸體積（）、有效莖數（）、根交叉數（）和地下芽總數（）是影響甘蔗地上部生物量構成的關鍵性狀，其決定系數達41.75%。進一步對相關的關鍵性狀進行通徑分析，結果見表3。直接通徑系數越大，對因變量的直接影響也越大。4個性狀對地上部生物量的直接通徑系數均為正向效應，其中以蔗蔸體積的影響最大，有效莖數、根交叉數和地下芽總數的影響依次減小。其中蔗蔸體積對地上部生物量的影響不僅通過自身直接通徑系數影響，還通過根交叉數間接影響。有效莖數和地上部生物量間的簡單相關系數與直接通徑系數較接近，說明有效莖數對地上部生物量的影響主要取決于自身。根交叉數和地下芽總數對甘蔗地上部生物量的影響不僅通過直接通徑系數影響，而且通過蔗蔸體積間接影響。

2.3.2 宿根發株率與蔗蔸形態特征的多元回歸及通徑分析 宿根發株率是甘蔗宿根性的重要評價指標。以宿根發株率（）為因變量，其他性狀為自變量，建立多元逐步回歸方程=123.277-56.928+19.147-0.469（=0.657，<0.01）。有效莖數（）、地下芽總數（）和蔗蔸生物量（）均是影響宿根發株率構成的重要指標，其決定系數達65.70%。表4結果顯示，地下芽總數對宿根發株率的直接通徑系數為正向效應且較高，為0.589，地下芽總數還通過有效莖數的負效應間接對宿根發株率產生影響。有效莖數對宿根發株率的直接通徑系數為負效應，且較大，達-0.714。雖然蔗蔸生物量與宿根發株率間相關性不顯著（>0.05），但其直接通徑系數較大。說明有效莖數和蔗蔸生物量不僅通過自身的負效應產生影響，還通過地下芽總數的正向效應間接對宿根發株率產生影響。

2.4 地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征的因子分析

根據2.1供試甘蔗品種（系）地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征差異分析結果，根冠比和高位芽萌發數2個性狀在供試甘蔗品種（系）間無顯著差異，因此不納入后續因子分析。對供試的29個甘蔗品種（系）其余的22個性狀指標進行因子分析，相關矩陣經KMO和Bartlett，s檢驗，KMO=0.76，Bartlett，s=2984.13（<0.01），適合進行因子分析，旋轉后的因子載荷矩陣見表5。共提取7個因子，方差累積貢獻率達82.09%，包含測定的22個性狀大部分信息。

第1因子貢獻率為36.68%，地上部生物量、蔗蔸生物量、蔗蔸體積、根長度、根表面積、根尖數、根分支數和根交叉數對第1因子有較強的正向載荷，主要反映甘蔗生物量及根系性狀，即生物量和蔗蔸根系性狀因子。第2因子貢獻率為12.65%，健芽率、低位芽萌發數、根直徑和根體積對第2因子有較強的正向載荷，主要反映甘蔗地下芽質量及萌發情況，可稱為地下芽質量因子。第3因子貢獻率為9.84%，宿根總苗數和地下芽總數對第3因子有較強的正向載荷，反映地下芽庫中芽總數較高的甘蔗品種（系）宿根總苗數也較高，可稱為宿根總苗數因子。第4因子貢獻率為7.88%，分蘗率載荷較高且為正值，成莖率的載荷較高但為負值，主要反映分蘗率較強的甘蔗品種（系）成莖率較低，可稱為甘蔗分蘗、成莖因子。第5因子貢獻率為5.83%，有效莖數具有較強的正向載荷，而宿根發株率為負向載荷，主要反映有效莖較多的甘蔗品種（系）其宿根發株率較低，可稱為宿根發株率因子。第6因子貢獻率為4.95%，蔗蔸寬度和株間距對第6因子具有較強正向載荷，反映株間距較寬的甘蔗品種（系）其根分布也較廣，體現甘蔗植株基部株型性狀，可稱為甘蔗株型因子。第7因子貢獻率為4.26%，蔗蔸深度和地下莖高度對第7因子具有較強的正向載荷，主要反映甘蔗根系在耕層的縱向分布，可稱為蔗蔸深度因子。

2.5 地上部農藝性狀與蔗蔸形態特征的聚類分析

以因子分析中提取的7個關鍵因子為指標，采用系統聚類法，對供試甘蔗品種（系）進行聚類分析，在遺傳距離15.00處可將29個供試甘蔗品種（系）劃分為4個類群，見圖1和表6。第Ⅰ類包含GT42、GT54、YZ08-1095、FN09-12206、LC05-136和DZ07-36共計6個品種（系），該類群甘蔗品種（系）的特征為甘蔗地上部生物量高，宿根發株較好，地下根系發達，地下芽健康且宿根萌芽數多，分蘗率較高，甘蔗根系入土較深且分布較廣。第Ⅱ類包含YG50、GT08-1533、FN09-4095、HZ22、LC07-150、FN38、FN41和FN09-7111共計8個品種（系），該類群甘蔗品種（系）的特征為生物量較高，宿根性好，地下根系較發達，地下芽健康，根系分布中等但較深。第Ⅲ類包含FN09-2201、YT60、GT57、DZ09-78、YR10-701、YZ09-1601、LC07-506和YR10-187共計8個品種（系），該類群甘蔗品種（系）的特征為甘蔗生物量中等，地下根系和地下芽庫較弱，分蘗率低但成莖率高，宿根發株相對較差，根系分布中等但較淺。第Ⅳ類包含YG47、GT06-1492、YG48、MT06-1045、MT07-2005、ROC22和YT00-236共計7個品種（系），該類甘蔗品種（系）的特征為生物量較低，地下根系較弱，地下芽數較為健康但低位芽萌發數少，分蘗率低但成莖率高，宿根發株差，根系分布較窄且淺。

3 討論

本研究通過對29個甘蔗品種（系）的7個地上部農藝性狀和17個蔗蔸形態特征研究發現，除根冠比和高位芽萌發數2個性狀外，其余22個性狀均在甘蔗品種（系）間存在顯著差異，說明甘蔗的生物量、宿根性及蔗蔸形態特征在基因型間存在顯著差異。馬麗等（2010）對不同甘蔗品種（系）進行多年宿根性評價，結果表明甘蔗生物量和宿根性在不同甘蔗品種（系）間存在顯著差異。Pierre等（2019）的研究也揭示甘蔗根系形態特征在不同甘蔗品種（系）間存在顯著差異。本研究結果與上述研究結果一致。本研究中，24個性狀具有較大的變異系數和遺傳多樣性，尤其在甘蔗生物量、宿根性和蔗蔸上表現出豐富的遺傳多樣性和表型差異，蔗蔸形態特征具有較大的遺傳改良空間和遺傳多樣性。但是，性狀的變異系數與各自的多樣性指數存在一定差異，如健芽率的變異系數最低，多樣性指數較高，而根體積的變異系數最高，可多樣性指數最低。主要是由于指標的內在含義不同，變異系數反映表型性狀數據的變異程度，而Shannon-Wiener多樣性指數則是表型性狀不同表現等級和數量分布，即豐富度和均勻度的綜合評價（許晴等，2011）。需要特別強調的是，甘蔗生物量、宿根性指標均與蔗蔸形態特征（地下莖、地下芽和根系）間顯著相關，說明蔗蔸形態特征在甘蔗生物量累積和宿根性形成中發揮重要作用。

甘蔗蔗蔸包含地下莖、地下芽和根系等器官，是甘蔗營養物質吸收、儲存和轉運的重要場所，在生物量構成中發揮重要作用。鄧祖湖和林彥銓（2000）認為宿根能力要和產量性狀相結合才能更好、更全面地評價甘蔗品種的宿根性和宿根種植效應。本研究表明，甘蔗生物量與蔗蔸形態特征間關系密切，且是相互影響的關鍵性狀，表明蔗蔸生長發育直接影響甘蔗的高產穩產，蔗蔸及根系較發達的甘蔗品種（系）具有較高的生物量，與玉米（江大龍等，2014）、大豆（楊秀紅等，2002）等作物的研究結果一致，有望通過對蔗蔸形態特征的遺傳改良提高甘蔗生物量。陳達剛等（2013）研究認為具有根系發達、根系分布廣且較深、吸收面積大等特點的植物，能有效促進營養元素和水分的吸收利用，增強植株的抗倒性和抗逆性，有利于高產穩產。甘蔗其他性狀也同生物量關系密切，如根冠比和蔗蔸體積。根冠比對甘蔗生物量構成具有較大貢獻，但蔡昆爭等（2005）研究表明根冠比過大會影響植株生物量積累，可能是由于較大的根系會消耗部分營養成分，與地上部存在一定程度的競爭關系，具體機制有待進一步研究。蔗蔸體積與甘蔗地上部生物量、蔗蔸生物量均顯著正相關，是甘蔗生物量構成的關鍵因子之一，說明對具有根系外展性的甘蔗品種（系）而言，其產量也較高，這可能與甘蔗根系的水分養分吸收空間有關。發達的蔗蔸是甘蔗生物量的基礎，地上部生物量是蔗蔸及根系生長狀況的重要指征，二者是一個有機整體，相輔相成，因此在甘蔗品種選育過程中，加強對蔗蔸形態特征的遺傳改良有利于促進甘蔗產量的提升。

蔗蔸是宿根蔗萌發的主要器官，直接影響翌年宿根的好壞。目前，宿根發株率和宿根總苗數是甘蔗宿根性評價最常用指標之一（馬麗等，2010；劉洪博等，2013）。Hassan等（2017）研究發現，宿根蔗產量高度依賴于宿根總苗數，宿根總苗數能直接反饋宿根有效莖數。本研究發現宿根發株率與宿根總苗數密切相關，因此采用宿根發株率進行宿根性評價。影響宿根發株率構成的關鍵性狀包括地下芽總數、有效莖數和蔗蔸生物量等，說明宿根發株情況受前茬的植株數量、地下芽庫中芽數量及質量、蔗蔸生長狀況等多種因素的影響，與覃偉（2017a，2017b）的研究結果一致。有效莖與地下芽庫中芽的數量是影響宿根發株率的關鍵性狀。劉高源等（2017）研究表明芽的數量和分布情況可推測宿根蔗種群來年地上營養體的恢復特性。蔗蔸生物量也是影響甘蔗宿根性的重要因素之一，具有較強活力的蔗蔸能為后續宿根蔗萌發提供充足的營養基礎。由此可見，甘蔗的宿根性受蔗蔸多重性狀影響，且蔗蔸形態特征間的相關性較強，將蔗蔸形態特征納入宿根性鑒定和評價體系，有助于甘蔗宿根性的綜合評價。甘蔗作為多年生作物，其宿根年限較長，因此部分蔗蔸形態特征對宿根性的影響是漸進和累加的，如地下莖高度，隨著宿根年限延長，其地下莖不斷上移，芽位點也相應提升。本研究中，供試甘蔗品種（系）的地下莖高度也表現出不同程度的提升。隨著地下莖高度提升其根系發育和環境耐受性將受影響，并最終影響宿根性。影響甘蔗宿根性的蔗蔸形態特征需經多年考察，才能準確評價其對宿根性的影響，因此還有待深入研究。

影響甘蔗宿根性的最主要因素是品種自身種性，其與血緣成分密切相關（楊榮仲等，2021）。在甘蔗雜交育種過程中，將野生種質資源血緣導入到甘蔗栽培種中已成為提高甘蔗宿根性、增強甘蔗抗逆性和抗病性的重要途徑之一（丁雪兒等，2020）。印度種、中國種、割手密和大莖野生種等種質資源均具有根系發達、抗逆性強、宿根性好等特點，為栽培品種的遺傳改良提供重要物質基礎（吳才文等，2014）。細莖的品種含有較重的印度種和割手密血緣，其品種表現為分蘗力強、宿根性好。楊榮仲（1996）研究表明在甘蔗與割手密雜交育種中，親本割手密血緣含量越高，其雜交后代的宿根性越好。Sugimoto和Tagane（2009）通過割手密與甘蔗雜交選育出強宿根性、高產的甘蔗品種。本研究中，通過多重性狀綜合評價，柳城05-136、福農09-12206、德蔗07-36、桂糖42號、桂糖54號和云蔗08-1095表現為甘蔗生物量高、宿根性好、根系較發達。其中柳城05-136和桂糖42的親本新臺糖22號，桂糖42號和和德蔗07-36的親本桂糖92-66均含有較豐富的割手密血緣（王勤南等，2014），桂糖54號的親本崖城97-47含有豐富的印度種和中國種血緣（周耀輝等，1999），福農09-12206的親本崖城97-40含有豐富的斑茅血緣，說明割手密、印度種、中國種及斑茅血緣親本的應用，進一步拓寬遺傳后代中野生種血緣，顯著改善了栽培種根系發育狀況和宿根性。以宿根性為基礎，結合產量與蔗蔸形態特征進行甘蔗宿根性評價是可行的，其綜合評價結果與實際情況較一致，柳城05-136與桂糖42號已在我國蔗區大面積推廣種植，生物量較高，宿根性較好，表現出較強的生態適應性和對不良環境的耐受性（抗旱性和抗寒性），發達的蔗蔸和根系在其中發揮重要作用，因此在甘蔗品種選育過程中也應注重蔗蔸形態特征考察。鑒于蔗蔸形態特征同生物量、宿根性間關系密切，因此，將蔗蔸形態特征的評價有效融合到甘蔗的宿根性評價中，將有助于篩選出蔗蔸形態特征較發達、宿根強的甘蔗品種（系），并為推進甘蔗全程機械化進程和選育強宿根性甘蔗品種打下基礎。

4 結論

供試甘蔗品種（系）在地上部及蔗蔸均存在形態特征差異和豐富的多樣性。一方面，蔗蔸體積、有效莖數、根交叉數和地下芽總數是影響甘蔗地上部生物量構成的關鍵性狀；另一方面，有效莖數、地下芽總數和蔗蔸生物量是影響宿根發株率構成的關鍵性狀。同時，蔗蔸形態特征在甘蔗生物量和宿根性評價中發揮重要作用。通過建立基于蔗蔸形態特征、生物量及宿根性的綜合評價模型評價甘蔗的宿根性綜合表現，篩選出柳城05-136、福農09-12206、德蔗07-36、桂糖54號、桂糖42號和云蔗08-1095等6個具有高生物量、強宿根性的甘蔗品種（系）。