宿根蔗種間補種栽培的群體穩定性與生產力研究

摘" 要：本研究開展宿根蔗不同品種間補種栽培的群體穩定性與生產力研究，為從栽培管理上延長甘蔗宿根年限及提高宿根蔗群體穩定性與生產力提供有益借鑒。以機械收獲后即將翻蔸重種的2 a宿根桂糖42號（GT）為研究對象，利用桂輻98-296（GF）種莖對其缺蔸斷壟處進行品種間補種（簡稱“種間補種”）處理，并以同期宿根為對照（不補種，CK），調查處理后第1年被補種的GT（R₁）、R₁+補種的桂輻98-296（新植）（GF₀）（同期的CK設為CK₁）及處理后第2年被補種的GT（R₂）、R₂+桂輻98-296（第1年宿根）（GF₁）（同期的CK設為CK₂）的出苗率、發株率、株高、成莖率和產量等指標，并分析不同處理間的經濟效益。結果表明：處理后第1年，GF₀的出苗率為88.61%，顯著高于R₁和CK₁；從5月和12月的株高差異看，桂輻98-296的株高增長量極顯著大于CK₁和R₁，但CK₁與R₁間的株高增長量差異不顯著；從成熟期看，CK₁和R₁間的成莖率和產量均無顯著差異，但R₁+GF₀甘蔗群體的有效莖數顯著增加，高達62 265條/hm²，導致總產量極顯著高于CK₁，增產24.60 t/hm²，增幅達35.34%。處理后第2年，GF₁的發株率達260.48%，極顯著高于R₂和CK₂，5月和12月的株高差異也極顯著大于CK₂和R₂，但CK₂與R₂間的株高生長量差異不顯著；從成熟期看，CK₂和R₂的成莖率和產量比上茬的均顯著下降，但R₂+GF₁的總產量極顯著高于CK₂，增產4.62%，增幅達161.75%，表明甘蔗混合群體增產主要來自桂輻98-296。經濟效益分析結果顯示，處理后第1年蔗農和制糖企業分別增收8164.88元/hm²和17 655.00元/hm²；處理后第1年和第2年蔗農和制糖企業增收產值相差約2.98倍。以甘蔗良種桂輻98-296種莖對機械收獲下我國甘蔗主栽品種桂糖42號宿根蔗進行補種，可有效解決機械碾壓后宿根蔗缺株斷壟嚴重問題，顯著增加甘蔗群體的有效莖數，延長2 a宿根年限，增產增收效果明顯。因此，桂輻98-296補種技術體系值得在我國蔗區推廣應用。

關鍵詞：宿根蔗；宿根年限；蔗蔸；種莖補種；有效莖數中圖分類號：S566.1 """""文獻標志碼：A

Population Stability and Productivity of Ratoon Sugarcane Through Inter-varietal Replanting Technology

LUO Hanmin^1，2， JIANG Yaqin^2*， ZHOU Huiwen²， WEI Yuanke¹， YOU Jianhua²， XIONG Faqian²， YANG Taiyi²， LI Ming²， WEI Hongchui¹， LIU Ming¹， YAN Haifeng^2**， QIU Lihang^2**

1. Hechi Research Institute of Agricultural Sciences / Hechi Branch， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Hechi， Guangxi 546306， China; 2. Guangxi Academy of Agricultural Sciences / Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement / Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement （Guangxi）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanning， Guangxi 530007， China

Abstract： This study investigated the population stability and productivity of ratoon sugarcane through inter-varietal replanting， aiming to provide agronomic insights for prolonging ratoon cycles and enhancing population stability and productivity through improved cultivation management. Using the second ratoon crop of sugarcane variety Guitang 42 （GT） scheduled for replanting after mechanical harvest， replanting was done with the variety Guifu 98-296 （GF） seedcanes （termed inter-varietal replanting） in the place where the cropping row was broken because of missing sugarcane stubbles， with the same untreated ratoon crop as the control （CK）. Emergence rate， ratoon sprouting rate， plant height， stalk formation rate， and cane yield in the first-year replanted GT ratoon sugarcane （R₁）， R₁+newly planted GF （GF₀） （set the same CK as CK₁）， second replanted ratoon （R₂）， and R₂+first ratoon GF （GF₁） （set the same CK as CK₂） were evaluated. Economic benefits were analyzed across treatments. The results indicated that in the first year after replanting， the GF₀ exhibited a emergence rate of 88.61%， which was significantly higher than that of R₁ and CK₁. GF demonstrated markedly greater plant height increment compared to CK₁ and R₁ but no significant difference existed between CK₁ and R₁ between May and December. At the maturity stage， neither the stalk formation rate nor the cane yield differences showed statistically significant between CK₁ and R₁. However， the millable stalks in the sugarcane population （R₁+GF₀） significantly increased to 62 265 per hectare， resulting in extremely significantly higher cane yield with 24.60 tons per hectare or 35.34% increase over CK₁. In the second year， the sprouting rate of GF₁ reached 260.48%， which was extremely significantly higher than that in R₂ and CK₂. Its plant height difference between May and December was also extremely significantly greater than that of CK₂ and R₂， and there was no significant difference in that between CK₂ and R₂."At the maturity period， the stalk formation rate and cane yield in CK₂ and R₂ were both significantly lower than those in the previous ratoon crop， but the cane yield in the treatment R₂+GF₁ was extremely significantly higher than that in CK₂ by 4.62% with an increase rate of 161.75%. This indicated that the increased cane yield in variety mixed ratoon crop populations mainly came from GF. Economic benefit analysis showed that in the first year after replanting， sugarcane farmers and sugar factories increased their income by 8164.88 Yuan/hm² and 17 655.00 Yuan/hm²， respectively. After replanting treatment， the difference in increased revenue between the first and second years for sugarcane farmers and sugar factories was approximately 2.98 times. Replanting the elite sugarcane variety GF to the ratoon cane of the main cultivated variety GT under mechanical harvesting conditions could effectively address the severe problem of missing plants and broken rows caused by mechanical compaction. This approach significantly increased the millable stalks in the sugarcane population， prolonged the ratoon duration by two more years， and showed a noticeable increase in cane yield and income. Therefore， the replanting technology system of GF is worth promoting in China’s sugarcane-growing areas.

Keywords： ratoon sugarcane; ratoon duration; stubble; replanting with seedcanes; millable stalks

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.08.011

甘蔗是具有多年宿根的重要糖料作物，主要分布于世界熱帶亞熱帶地區，在我國西南和華南地區廣泛種植。甘蔗種植結構由新植蔗和宿根蔗組成，其產量由單位面積收獲的有效莖數和單莖重決定（即甘蔗產量=單位面積有效莖數×單莖重）^[1]。宿根栽培是甘蔗生產的重要方式，一般占比60%以上，由上茬甘蔗砍收后留在地里蔗蔸的地下側芽在適宜條件下萌發而成的新蔗株，經合理栽培管理后再次生長成為新一茬可收獲的甘蔗^[2]。多年留茬并不斷再生長是甘蔗宿根性的顯著特性，具體表現為宿根年限（亦稱宿根季）越長，可收獲次數就越多，在同一塊蔗地上的總投入成本就越低，總收益則越高。此外，宿根蔗具有早生快發、早熟、高糖、管理成本低等優點^[3]。因此，延長宿根年限對甘蔗產業的降本增效具有重要意義。隨著甘蔗生產機械化的發展，目前我國甘蔗耕種收綜合機械化率超過70%，其中機械收獲（機收率）約35%^[4-5]，機械碾壓已是機械收獲條件下甘蔗宿根年限和產量下降的重要原因之一^[6-7]，而利用不同于宿根蔗品種的種莖補種栽培可有效解決宿根蔗嚴重缺株斷壟問題^[8]。因此，開展宿根蔗種間補種栽培技術研究，對延長甘蔗宿根年限以提高種植效益具有重要意義。通過改善栽培措施延長甘蔗宿根年限，是提高甘蔗種植效益最有效的途徑之一，且宿根年限越長，生產成本（尤其是種植成本）愈低，產業的競爭力就越強^[9]。甘蔗生物產量大，生長周期長，期間難免會遭遇病蟲害、干旱、高溫及冷害凍害等生物與非生物脅迫，加之機械收獲碾壓嚴重損傷宿根蔗蔸，甘蔗地下宿根芽萌發受阻，導致宿根蔗畦出現不同程度的缺株斷壟現象，從而引起后期有效莖數減少，最終造成蔗莖減產^[8]。在甘蔗生產中，為了提高宿根蔗單產和延長種植年限，前人采用以宿根品種為種源的移密補疏或育苗移栽法進行補種，但這2種傳統方法會造成蔗苗二次傷害和存在較長返青期，嚴重影響補種植株的成活率，無法從根本上解決宿根蔗缺株斷壟問題，且勞作成本居高不下^[10]，因此，以宿根品種為種源進行補種難以提高宿根蔗單產和延長宿根年限。梁闐等^[11]、樊保寧等^[12]、游建華等^[13-14]、陳用等^[15]采用桂輻98-296種莖分別開展廣西主栽品種ROC22、桂糖42號（GT）、桂柳05136和ROC16等補種試驗，取得了顯著增產效果，且延長宿根年限1年以上。何遠等^[16]利用桂糖44號種莖對ROC22宿根蔗進行補種獲得了明顯的增產效果，但桂糖44號是否適用于補種其他品種尚未可知。綜上可知，相較于傳統補種方法，利用異于宿根品種對蔗田缺蔸斷壟處進行補種具有可行性，也更具優勢。為了提高補種的效率，廣西農業科學院甘蔗研究所甘蔗生產機械化研究團隊研發了用于補種作業的單芽種莖種植機并開展相關試驗，結果表明，以種植機進行單、雙芽種莖補種效果相近，但種植機補種單芽段作業更有助于提高勞動生產率及降低補種生產成本^[17-18]。前人利用異于甘蔗宿根品種的種源進行補種，實現了甘蔗顯著增產，但補種后甘蔗群體產量形成和農藝性狀表現仍缺乏數據支撐。目前，利用甘蔗良種種莖對宿根蔗進行補種解決機械碾壓后宿根蔗缺株斷壟嚴重問題、延長宿根年限、提高群體穩定性與生產力的研究鮮有報道。本研究在前期多年多點試驗成功的基礎上，以我國種植面積最大的桂糖42號的宿根蔗為研究對象，以桂輻98-296（GF）種莖進行宿根蔗種間補種處理，分析處理后連續2年內甘蔗群體與單一宿根品種間的出苗率、發株率、有效莖數、株高和莖徑等產量構成因子的差異，并進行經濟效益分析，明確種間補種處理后甘蔗群體較桂糖42號單一宿根品種在產量及其構成因子方面的穩定性，以期為通過改善甘蔗品種結構以延長甘蔗宿根年限及提高宿根蔗群體穩定性與生產力提供科學依據。

1" 材料與方法

1.1" 材料

供試甘蔗品種為即將翻蔸重種的桂糖42號（GT）第2年宿根蔗，行距1.2 m，于2020年1月5日采用全程機械化收獲，以及用作種間補種的良種桂輻98-296（GF）。其中，桂糖42號是由廣西農業科學院甘蔗研究所選育的主栽品種，具有高產高糖特性，但宿根蔗易染黑穗病，缺蔸斷壟嚴重；桂輻98-296也是該單位經輻射誘變技術自主選育的具有全期生長快、宿根性好、抗病抗逆性強等特性的栽培品種。

1.2 "方法

1.2.1" 試驗設計 "試驗于2022年3月6日—2024年1月20日在廣西河池市宜州區洛西鎮王格村“雙高”糖料蔗基地（108°48?21?E，24°29?32?N，海拔為150.2 m）進行。蔗田土壤類型為紅壤，肥力中等。

在上述桂糖42號宿根蔗田中隨機選取6個小區作為試驗區，每個小區面積約90.0 m²，其中，3個進行種間補種處理，另外3個自然留宿根，不進行處理，為對照（CK），其他田間管理措施一致。補種處理為待宿根蔗苗長至3～4葉齡時，利用桂輻98-296種莖對蔗田中缺株斷壟處進行補種，補種密度為12芽/m²，CK為自然留茬的單一品種桂糖42號，不進行種間補種。補種后第1年的桂糖42號第3年宿根蔗命名為R₁，補種的桂輻98-296（新植）命名為GF₀，同期的CK設為CK₁；補種后第2年的桂糖42號第4年宿根蔗命名為R₂，桂輻98-296第1年宿根命名為GF₁，同期的CK設為CK₂。

1.2.2" 測定項目及方法" 參考游建華等^[13]的方法，收獲上茬桂糖42號時調查每個小區的有效莖數，待桂糖42號宿根蔗苗出現3～4片真葉（2022年3月6日）時，凡蔗蔸間出現40 cm及以上空白的均進行桂輻98-296種莖補種處理，記錄每個小區補種的桂輻98-296芽數，并對其隨后生長的植株進行標記，期間分別調查甘蔗群體的出苗率、株高、莖徑、有效莖數和田間錘度等指標。參考游建華等^[14]的方法，于收獲時對試驗小區甘蔗群體的株高、莖徑和有效莖數和蔗莖產量進行測定，參考丘立杭等^[1]的方法測定蔗糖分。

1.3 "數據處理

試驗數據采用Excel 2010軟件進行數據整理，利用DPS v16.0軟件進行方差分析。

2" 結果與分析

2.1 "種間補種處理后甘蔗群體的出苗率、發株率和成莖率

由表1可知，利用桂輻98-296種莖進行種間補種處理后，桂糖42號宿根群體的組成發生了改變，在出苗率、發株率和成莖率方面存在差異。其中，處理后第1年，GF₀出苗率（88.61%）顯著高于被補種群體R₁和對照群體CK₁，說明提前萌發生長的宿根蔗對新補種桂輻98-296種莖的萌發成苗的影響不明顯，即GF₀在生育期滯后于宿根蔗的情況下仍可正常萌發成苗；GF₀的成莖率最高，顯著高于群體R₁和CK₁，說明宿根生長環境下不同品種間的競爭對桂輻98-296成莖無不利影響，也證實前期種間補種具有可行性，意味著不同甘蔗品種間可多元化種植。處理后第2年，雖然R₂和CK₂的發株率極顯著低于上茬R₁和CK₁，但桂輻98-296的發株率高達260.48%，極顯著高于R₂，彌補了甘蔗高產所需的群體苗數。由此可見，從補種后甘蔗群體的苗數、成莖率和有效莖數看，甘蔗群體至少還可再留1 a宿根，即改善宿根蔗的群體構成可延長其宿根年限。

2.2" 種間補種處理后甘蔗群體植株生長的差異

株高是甘蔗植株生長量的直接體現，影響其有效莖的形成。由表2可知，處理后第1年，苗期（2023年5月）甘蔗的株高排序為CK₁≈R₁gt;GF₀。由于宿根蔗的株齡比GF₀的至少提早30 d出苗，導致其株高顯著高于GF₀，但成熟期（2023年12月）時，GF₀的株高反而極顯著高于R₁群體。處理后第2年，在苗期和成熟期，已為宿根蔗的桂輻98-296的株高均顯著高于群體R₂和CK₂，且植株5月和12月生長量的差異也是如此。這些結果說明，桂輻98-296的整個生長期均快速生長的優勢是其在宿根條件下逆勢的種性表現，這為用于宿根蔗補種的品種選育提供參考。

2.3" 種間補種處理后甘蔗產量及其構成要素比較

有效莖數、株高、莖徑和單莖質量是甘蔗產量的核心要素，其中，同一品種的株高和莖徑相對穩定，有效莖數是決定產量的關鍵，即成莖率高則有效莖數多，蔗莖產量就高，而有效莖數多的基礎是苗數多，反之亦然。由表3可知，R₁與CK₁個體間的產量（單產）無顯著差異，而R₁與桂福98-296的總產量（94.20"t/hm²）比CK₁高24.60"t/hm²，增產35.34%，差異極顯著。由此可見，種間補種是促進甘蔗群體產量顯著提高的重要原因，主要體現在補種GF后混合群體總有效莖數明顯增加。處理后第2年的增產效果更明顯，其中，R₂與桂福98-296的總產量（98.55"t/hm²）比CK₂的高60.90"t/hm²，增產161.75%，差異極顯著；R₂與桂福98-296的總產量比R₁與桂福98-296的總產量增產4.62%，主要得益于GF₁的有效莖數較GF₀凈增26 625條/hm²。CK₂的產量極顯著低于CK₁，降幅高達84.86%，說明機械收獲條件下宿根蔗產量呈不斷下降趨勢，可能是機械碾壓加劇了宿根蔗的缺株斷壟，從而導致宿根蔗的生產力逐年降低。

2.4" 種間補種處理后甘蔗群體的蔗糖分比較

蔗糖分是甘蔗制糖的最重要工藝指標，田間錘度是蔗莖糖分的直接體現。由表4可知，工藝成熟期R₁、CK₁的蔗糖分和田間錘度總體上均略高于對應的R₂和CK₂，但差異不顯著；從品種個體上看，由于宿根蔗的糖分積累時間較新植蔗長，因此，R₁和CK₁的錘度和蔗糖分均略高于新植GF₀；而R₂和GF₁均屬宿根蔗，二者的田間錘度及蔗糖分均相當接近，分別為22.31～22.45 °Bx和15.36%～15.47%。由此可見，桂糖42號宿根蔗通過采用GF種莖進行種間補種處理，其混合群體中原料蔗莖的制糖品質未受到明顯不利影響。

2.5" 種間補種處理后甘蔗群體的經濟效益分析

由表5可知，經補種處理，宿根蔗獲得了顯著的增產和增收效果。其中，在相同的補種下種量下，R₂+GF₁的新增產值（31 668.00元/hm²）約是R₁+GF₀的2.50倍，扣除農業成本后，R₂+GF₁純增收約為R₁+GF₀的2.98倍，究其原因，主要是補種桂福98-296延長了2 a宿根收獲年限，還節約了蔗種費和補種作業費的成本支出。由此可見，GF種間補種可提高甘蔗群體的有效莖數，延長甘蔗群體的收獲年限至少2 a，極大減少農業成本投入，實現甘蔗種植增產和增收。

由表6可知，經種間補種處理后，甘蔗混合群體在顯著增產的同時也獲得了明顯的工業效益，主要表現在甘蔗群體R₁+GF₀和R₂+GF₁的工業產糖量均明顯增加；R₁+GF₀的產糖量和工業總產值較CK₁分別增加3.21 t/hm²和17 655.00元/hm²；R₂+GF₁的產糖量和工業總產值較CK₂分別增加8.11 t/hm²和47 212.00元/hm²，2 a的工業總產值累計增加64 867.00元/hm²。因此，GF種莖補種對甘蔗制糖工業增效發揮著重要作用。

3" 討論

3.1 "種間補種處理改善群體組成以實現增產

甘蔗是可多年收獲的禾本科糖料作物，以收獲地上有效莖為主，可進行多年宿根栽培。但甘蔗宿根栽培一直面臨著品種組成單一、產量和宿根年限減少的嚴重問題^[18-21]。縱觀我國甘蔗栽培史，優良新品種對甘蔗品種構成和單產改善雖然發揮著極大的促進作用^[22-23]，但甘蔗種植存在長期連作、育種周期長而新品種更新迭代滯后引發甘蔗主栽品種結構單一化問題，不利于產業結構調整和產量的進一步提升^[24]。迄今，我國已經涌現出許多甘蔗優良新品種，豐富了甘蔗品種構成，單產也得到大幅提高，但這些品種的宿根能力依然不強，且宿根產量逐年銳減，主要原因是大部分栽培品種屬于區域化選育，缺乏廣適性。因此，區域性加單一化品種構成已是新形勢下制約我國甘蔗單產提高的核心問題，在宿根蔗上表現尤其突出，宿根蔗缺株斷壟現象極其嚴重^[4]。本研究結果表明，利用GF種莖補種解決缺株斷壟問題，在處理后的第1年形成GF₀和R₁的二元產量群體，可實現產量與重要農藝性狀表現共贏，GF在桂糖42號宿根蔗田中補種的表現與其在田間常規新植表現相同，萌芽出土快，前期生長旺，出苗率、成莖率均達到常規新植的生產水平，意味著GF可克服具有光、溫、水和植期先決優勢的GT宿根蔗對其生長發育的不利影響（宿根逆境）；在伸長初期（2023年5—6月），GF₀與R₁的株高和長勢基本一致，且補種的GF₀植株絕大多數能成長為有效莖，彌補GT宿根蔗缺株的損失；成熟期GF₀的株高顯著高于R₁，R₁+GF₀的總產量顯著高于CK₁；在補種后第2年，GF₁的發株率極顯著高于其他群體，有效莖數在R₁+GF₀和R₂+GF₁中的比例不斷增大，顯著地促進了補種后宿根蔗混合群體的總產量提高；另外，桂輻98-296的生長并未明顯受桂糖42號宿根蔗（被補種對象）的抑制，這可能是其強逆境適應性特點的體現^[18]。由此可見，GF補種改善了桂糖42號宿根蔗單一的品種結構，可解決甘蔗種植業中宿根蔗因缺株斷壟而產量銳減的難題。

3.2 "種間補種處理延長宿根年限以提高甘蔗生產力

宿根蔗是甘蔗種植結構的重要組成，占比60%以上，具有早生、生育期長、早熟和高糖等優點^{[20， 25-28]}，但其生產力長期受單一化種植結構與品種種性退化的制約。因此，受品種宿根性^[28-29]、種植制度^[30-32]、氣候條件^[33]等影響，宿根蔗面臨產量逐年下降的嚴重問題，其中，品種宿根性又受種植制度和氣候條件的嚴重制約。本研究利用GF種莖補種于桂糖42號宿根蔗的缺株斷壟處后，宿根蔗群體的株高和有效莖數均得到提高，連續2年內均表現出較好的穩定性，與羅俊等^[34]研究認為宿根蔗產量性狀（株高和有效莖數）的穩定性和適應性是決定其產量和生產年限關鍵的觀點相符。從農藝性狀表現看，GF展現了其對宿根逆境的適應性，提高了甘蔗群體的生產力，實現宿根蔗群體增產。基于本研究中以GF種莖進行補種后的甘蔗群體株高和有效莖數表現、甘蔗增產情況及蔗糖分表現判斷，在補種后延長2"a宿根的基礎上，至少還可多留1～2 a宿根，其中，群體的有效莖數表現出更明顯的穩定性可能是補種處理能延長宿根年限并持續增產的關鍵^[35]。GT是早熟高糖品種^[36]，也是廣西乃至我國種植面積最大的主栽品種，通過GF種莖補種于GT宿根蔗缺蔸（株）斷壟處，可達到延長甘蔗宿根年限及節約一系列生產成本的目的，其中，農業新增產值約為CK的2.50～2.98倍，制糖工業新增經濟效益17 655.00～47 212.00元/hm²。

產量與蔗糖分是糖料蔗生產的2項重要指標，也是檢驗甘蔗栽培技術是否值得推廣應用的風向標。綜合分析GF種莖補種后連續2個宿根季的甘蔗群體產量相關農藝性狀表現、蔗糖分及其經濟效益，結合前人的研究結果，GF補種技術適合在我國蔗區推廣應用，而補種后甘蔗群體響應宿根逆境的分子生態機制有待探究。

4 "結論

在機械收獲條件下，利用甘蔗良種桂輻98- 296種莖對我國種植面積最大的主栽品種桂糖42號宿根蔗進行補種，可有效解決機械碾壓后宿根蔗缺株斷壟嚴重問題，顯著增加甘蔗群體的有效莖數，延長2年宿根年限，增產增收效果明顯。因此，桂輻98-296+桂糖42號補種技術體系適合在我國蔗區推廣應用。

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