甘蔗抠芽育苗移栽技术研究

为打破传统栽培模式,实现“种苗”代替“种茎”的重大变革,为500万亩双高糖料蔗基地提供配套的栽培技术。以桂糖55号的茎尖组培脱毒健康种苗一代种茎、二代种茎、三代种茎和常规种茎为试验材料。2019-2020年,设计健康种苗一代种茎抠芽(从蔗茎中抠出蔗芽用秧盘育苗)育苗不同密度T1(57 750株/hm^(2))、T2(33 750株/hm^(2))、T3(27 750株/hm^(2))、健康种苗一代种茎直播T4(60 000芽/hm^(2))和常规种茎对照T-CK(90 000芽/hm^(2))共5个处理;在此基础上,2021年设计健康种苗抠芽育苗一代种茎F1(30 000株/hm^(2))、二代种茎F2(30 000株/hm^(2))、三代种茎F3(30 000株/hm^(2))和常规种茎F-CK(30 000株/hm^(2))共4个处理。2019—2020年试验结果表明,健康种苗一代种茎抠芽育苗T3处理的新植蔗和宿根蔗的有效茎数比对照分别提高10.55%和19.27%,产量比对照分别提高7.92%和7.43%;健康种苗一代种茎处理的新植蔗糖分略低于对照,但宿根蔗的糖分没有差异。2021年试验结果表明,健康种苗抠芽育苗一代种茎(F1)、二代种茎(F2)和三代种茎(F3)抠芽育苗的甘蔗有效茎数比对照分别高57.14%、42.41%、42.56%,蔗茎产量比对照分别提高24.78%、39.06%和29.28%,差异均达到显著水平;二代种茎抠芽育苗的产量最高,为100 526.40 kg/hm^(2),高出对照39.06%,糖分也高出对照0.09(绝对值)。说明在滴灌条件下,甘蔗抠芽育苗的最佳代数是茎尖脱毒健康种苗二代种茎,密度为30 000株/hm^(2),茎尖脱毒健康种苗的蔗茎产量显著高于常规种茎。

中国甘蔗栽培的研究进展

甘蔗栽培技术历经上千年的演变,经过大量探索、研究和创新,在各个时期不断得到完善和发展,形成了不同的栽培模式,推动了我国甘蔗产业的发展,但仍存在部分亟待解决的问题。为了解决中国甘蔗栽培技术发展中遇到的问题,以水分管理、养分管理、病虫草害防治等为关键词,在多个知名数据库检索1950-2022年国内外相关文献,并结合课题组20多年的研究成果,针对甘蔗栽培技术中养分、水分、虫害、病害和草害5项内容的发展历程及各阶段的关键技术、技术优劣及推广应用情况等进行了全面的总结和分析,并对未来发展方向提出建议,以期为我国甘蔗栽培管理技术的研究和发展提供参考。

增产增糖剂对甘蔗不同节位糖分积累的调控

以GT58甘蔗品种为试验材料,以叶面喷施清水为对照(CK),使用自主研发的增产增糖剂叶面喷施,分析自然条件下和喷施增产增糖剂处理甘蔗上部、中部和下部节段糖分积累的变化规律。结果表明,在自然条件下,甘蔗生长至7~8节的下部节段糖分含量为7.05%,生长到20~22节糖分含量为13.24%,积累时长为100~110 d;甘蔗生长至11~13节,中部节段糖分含量为6.85%,生长到20~22节糖分含量为13.24%,积累时长为50~60 d;甘蔗生长至16~18节上部节段糖分含量为4.16%,生长到23~25节糖分含量为13.15%,积累时长为30~40 d;甘蔗节间生长至11~22节时的糖分积累量占全部积累量的63.9%。喷施增产增糖剂后,T_(1)(11~13节)到T_(2)(16~18节)时期甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量均低于对照;但到T_(3)(20~22节)时期,上部节段糖分含量高于对照,差异达显著水平,而中部节段和下部节段的糖分含量与对照差异不明显;到T_(4)(23~25节)时期,甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量分别比对照增加了0.96、1.04、0.93个百分点。

不同分蘖特性甘蔗品种生产力差异和相关性研究

为分析不同分蘖力特性甘蔗品种的生产力差异及内在关联,为合理促进甘蔗分蘖及构建合理的群体结构提供参考,选用分蘖强的桂糖29号、分蘖中等的桂糖42号和分蘖弱的桂糖03-2112共3个品种为试验材料,采用单因素随机区组设计,进行2年新植试验,测定不同甘蔗品种的农艺性状、产量和品质,探讨不同分蘖特性甘蔗品种性状及产量形成的因素,并分析它们在产量形成中的相互关系。2年试验结果表明,甘蔗的分蘖力与分蘖率成正比,强、中、弱品种间的分蘖率差异达极显著水平;不同品种间的有效茎数也表现出相似的结果,分蘖力强的桂糖29号的有效茎数比分蘖力弱的桂糖03-2112多20 575条·hm^(-2),差异达到显著水平;通过甘蔗品质分析发现,分蘖强的桂糖29号和分蘖中等的桂糖42号的蔗糖分显著高于桂糖03-2112,这3个品种的主茎蔗糖分均高于分蘖茎,其中,2019年3个品种的主茎蔗糖分显著高于分蘖茎。相关性分析结果显示,在甘蔗产量形成过程中,分蘖率和出苗率对产量的贡献是独立的;单位面积甘蔗有效茎数与分蘖率呈极显著正相关,但不同分蘖力品种的株高和茎径与分蘖率均呈负相关,但不显著;分蘖率与蔗糖分呈显著正相关。上述结果表明,在甘蔗产量形成过程中,品种的出苗和分蘖率没有内在关联,分蘖力强的甘蔗品种具有高分蘖率,促进分蘖成茎可以获得较多的有效茎数,但分蘖力中等和弱的品种在产量形成中具有明显的株高和茎径优势;可见,不同分蘖力的甘蔗品种可通过协调主苗和分蘖苗情况,综合重要产量性状的生长发育,形成合理的主茎和分蘖茎比例,从而实现甘蔗高产。该研究结果为构建健壮个体和高产群体、发挥 甘蔗分蘖的生产力、实现稳产高产栽培提供理论依据。

广西甘蔗褐条病病原菌鉴定与杀菌剂敏感度测定

[目的]明确广西甘蔗褐条病的致病菌,为科学有效防控甘蔗褐条病提供参考依据。[方法]利用植物组织分离法从广西甘蔗褐条病发病植株中分离纯化菌株,通过致病性测定、形态学观测及rDNA-ITS、GAPDH、LSU和EF-1α多基因系统发育分析鉴定病原菌,并在室内使用菌丝生长速率法测试该病原菌对9种杀菌剂的敏感度。[结果]从甘蔗褐条病病叶中分离出1株病原真菌,编号为GHT-01,其菌落呈棕色或黑色,有少量白色气生菌丝;孢子单生或丛生,直或略弯曲,孢子为3隔4细胞,第3个细胞相较其他细胞更大、颜色更深,分生孢子大小为12.3~24.1μm×5.2~12.8μm;多位点序列分析结果显示其与Curvularia lunata的模式菌株(CBS730.96,CBS157.34)聚为一支;科赫式法则(Koch’s rules)测定结果表明,病原菌接种健康新鲜甘蔗叶片后表现的症状及从接种发病的叶片上再分离获得的病原菌,其分生孢子形态特征均与最初分离到的病原菌菌株一致。因此,鉴定该病原菌为新月弯孢菌(C.lunata)。9种杀菌剂对该病原菌的室内敏感度测定结果表明,40%苯甲·吡唑醚乳油和45%咪鲜胺水乳剂对病原菌的抑菌效果较好,其抑制中浓度(EC_(50))分别为1.43和1.54μg/mL,60%唑醚·代森联水分散粒剂的抑菌效果较差,其EC_(50)达205.82μg/mL。[结论]在广西发生的甘蔗褐条病病原菌为新月弯孢菌,且为首次报道,筛选出对该病原菌抑菌效果较好的杀菌剂分别为40%苯甲·吡唑醚乳油和45%咪鲜胺水乳剂。

基于蒸发皿水面蒸发量的甘蔗滴灌栽培灌溉量研究

【目的】研究不同灌溉量对甘蔗生长的影响,为制定简单易行的甘蔗滴灌栽培灌溉计划提供参考。【方法】采用单因素随机区组设计进行田间试验,灌溉方式为地下滴灌。设3个不同灌溉量处理(A、B、C),灌溉量分别为甘蔗冠层顶部水面蒸发量的1.25、1.00和0.75倍,以不灌溉处理作对照(CK)。在甘蔗生长过程调查萌芽率、分蘖率、生长速度;收获期调查株高、茎径、有效茎数,分析甘蔗品质,验收产量;甘蔗生育期统计降水量、蒸发量和灌溉量,研究不同灌溉量对甘蔗农艺性状、产量、品质、含糖量及灌溉利用效率的影响。【结果】处理A的萌芽率最高,达73.50%;处理B的分蘖率最高,达27.55%。甘蔗伸长期,各处理株高生长速度先快后慢,滴灌处理的株高生长量均显著高于对照。茎径方面表现为CK>A>C>B,各处理之间无显著差异。处理A、B、C的实收产量均显著高于对照,分别比对照增产46.25%,40.75%和27.29%。处理C蔗糖分最高,达15.20%,处理B次之,CK最低;含糖量方面,处理B最高,为13163kg/ha,处理A次之,为13136kg/ha。处理B的灌溉利用效率和农田总供水利用效率均高于处理A和处理C,分别为49.32和56.60kg/ha·mm,处理B比处理A的灌溉量减少19.89%。【结论】综合考虑甘蔗产量、品质、含糖量和灌溉利用效率,在相似气候地理环境条件下,建议选择以甘蔗冠层顶部水面蒸发量的1.00倍作为甘蔗滴灌栽培的灌溉量。

甘蔗茎尖脱毒组织培养技术研究进展

文章从危害甘蔗的主要病害、甘蔗茎尖脱毒技术的发展及原理、甘蔗茎尖脱毒技术在生产上的应用、影响甘蔗茎尖脱毒效率的因素等方面介绍了甘蔗茎尖脱毒组培技术,提出培养基中植物生长调节剂的绝对浓度和配比、培养基的状态及如何解决培养中的酚污染等问题仍是甘蔗茎尖脱毒培养研究的热点。由于碱性孔雀绿、2,4-D、硫尿嘧啶、TS制剂(一种病毒钝化剂)等在其他作物组织培养脱毒培养中可以提高脱毒效率,因此,今后需研究这些化学制剂在甘蔗组培脱毒中的应用效果,并继续深入研究间歇浸没式反应器和植物无糖组培快繁技术等先进技术体系在甘蔗中的应用,运用新技术新设备提高甘蔗组培生产效率并降低生产成本。

利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗组培快繁的研究

以甘蔗(新台糖22号)茎尖脱毒组培苗为材料,利用间歇浸没式生物反应器(TIBs)进行组培快繁的技术体系研究.结果表明:TIBs系统可使甘蔗组织培养一代增殖40倍以上,远远高于传统方法;TIBs系统以第3代继代的材料为宜;10～15株/瓶的接种密度最有利于组培苗的增殖;激素选择与传统方法相似,0.5～1.0 mg/L 6-BA适合甘蔗组织的增殖,4 mg/L NAA有利于根的诱导;浸没间歇频率以浸没1 min间歇3 h处理的增殖和生长表现比较优异,而6 h时则有利于根的诱导和根的生长.

甘蔗茎尖胚状体脱毒苗快繁技术研究

以茎尖为供体诱导胚状体分化成苗,完善与改进甘蔗脱毒健康种苗生产技术。以甘蔗新台糖22号为材料,比较茎尖胚状体、茎尖与腋芽3种分化成苗繁育方法在不同时期接种、不同激素水平下的组培苗增殖速度、苗素质及脱毒效果。结果表明,组培苗繁殖速度以茎尖胚状体分化苗最快,增殖5代后扩繁2 589倍,茎尖297倍,腋芽104倍,培养基以6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.01～0.1 mg/L增殖效果最好;组培苗质量与繁殖速度相反。本试验中出现不正常生长的苗有白化苗、细弱小苗、玻璃化苗、疯长苗等4种,茎尖胚状体苗发生率1.77%,茎尖苗1.56%,腋芽苗0.31%;不同处理间组培苗生根及移栽成活率差异不显著,生根率茎尖胚状体苗75.3%、茎尖苗76.9%、腋芽苗76.6%,移栽成活率茎尖胚状体苗94.8%、茎尖苗95.4%、腋芽苗95.1%,生根培养基以NAA 7.5 mg/L+ABA2.5 mg/L最好;去除甘蕉宿根矮化病(RSD)、花叶病方面,以茎尖胚状体苗最好,RSD去除率95%、花叶病去除率100%,茎尖苗RSD去除率70%、花叶病去除率75%,腋芽苗未能去除RSD、花叶病。说明应用茎尖胚性细胞再生植株,脱毒效果好,繁殖速度快,可克服目前脱毒苗生产中试管苗扩繁量小、成本高的难题。

甘蔗间套种大豆研究进展

甘蔗间套种大豆,能有效解决甘蔗与其他作物争地的矛盾,还能充分利用不同时间与空间的光、热、水、气等自然资源,增加了单位土地面积的经济效益,是我国蔗区农业未来发展的一个重要方向。文章综述了甘蔗间种大豆的生产概况、间种模式、栽培技术、综合效益等方面内容,同时,针对甘蔗间套种大豆的发展,提出加强间套种大豆专用品种选育、加大甘蔗间套作大豆的标准化与机械化研究的建议,为甘蔗间套种大豆技术的可持续发展提供参考。

甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPSⅢ基因表达的初步研究

【目的】了解蔗糖磷酸合成酶基因在甘蔗中表达特性及其对甘蔗糖分积累影响的作用机理。【方法】以甘蔗品种桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)为供试材料,选取0叶、+1叶、幼嫩叶鞘、幼茎,通过半定量RT-PCR法对甘蔗SPSIII基因的表达进行分析。【结果】SPSIII在4个甘蔗基因型中的0叶、+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,在GT284个不同部位的表达量较低,在拔地拉4个不同部位表达较均匀,在ROC204个部位中以嫩叶鞘的表达较高,在ROC22中以幼茎的表达较高。【结论】SPSIII在4个甘蔗基因型中的0叶和+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,但SPSIII表达因甘蔗基因型不同而有所差异。

广西北海甘蔗锈病生物学特性研究及防治对策

甘蔗锈病是危害甘蔗叶片的主要病害。对在广西北海蔗区发现的甘蔗锈病病原进行了生物学特性研究。结果表明:黑暗条件和浓度为1.5%的葡萄糖可促进该病菌夏孢子萌发;较适宜萌发温度范围为20～25℃,最适宜温度是25℃;在相对湿度为80%以上的条件下,夏孢子均能萌发,最适宜的萌发湿度是100%+水滴,萌发率达28.3%;在pH值4.0～11.1范围内,夏孢子均能萌发,最适合萌发的pH值是7.0;常规条件下,夏孢子的存活期最长达120d。防治对策着重在于选种抗病品种和加强栽培管理。

甘蔗工艺成熟期转化酶及其抑制子与蔗糖积累的相关性研究

以工艺成熟期2个甘蔗品种不同节间为材料,分析转化酶及其抑制子与蔗糖积累的关系。结果表明,节间SAI酶活性与节间蔗糖含量负相关,NI在+6节^+31节中酶活性显著低于+1节中酶活性。节间CIN酶活性与节间蔗糖含量正相关,CIN酶活性在GT28中低于ROC22中酶活性,而So Inv Inh2基因相对表达量在GT28中高于ROC22,相关性分析表明So Inv Inh2基因表达量与CIN酶活性呈显著负相关。基于以上结果,认为在甘蔗工艺成熟期蔗茎SAI和NI酶活性降低有利于蔗糖积累,而节间CIN酶活性提高,可能有利于蔗糖从低浓度节间向高浓度蔗节间的运输。So Inv Inh2基因可能是节间CIN酶活性重要调节因子,能抑制其酶活性。

甘蔗工艺成熟期SS和SPS酶活性与糖分积累的相关性研究

以工艺成熟期甘蔗品种GT28(早熟)和ROC22(早中熟)+1叶和不同节间为材料,分析SPS、SS合成和SS分解方向酶活性与节间糖分积累的相关性。结果表明,+1叶中SPS、SS合成和分解方向的酶活性比蔗茎中高,说明+1叶代谢活跃,是蔗茎糖分不断积累的物质基础。节间SPS酶活性与节间锤度、可溶性总糖和蔗糖含量都正相关,GT28节间SPS酶活性比ROC22中高。节间SS合成方向酶活性与锤度和蔗糖含量都负相关,GT28中SS合成方向酶活性比ROC22中低。而SS分解方向酶活性与ROC22节间锤度、可溶性糖和蔗糖含量都呈负相关,与GT28中呈正相关,未达到显著水平。说明成熟期节间SPS和SS合成方向酶活性提高有利于蔗糖的积累,而随着节间成熟,蔗糖含量可能是促使SS酶活性由合成方向向分解方向转化的一个重要调节因子。

甘蔗试管苗光合自养生根技术研究

为了简化甘蔗组织培养流程,降低生产成本,该文以甘蔗品种GT44和B9无根试管苗为材料,先经叶片喷施植物生长调节剂处理,然后炼苗24 h,接着把处理后的试验苗移植于沙土混合栽培基质中,研究其在日光温室条件下完成不定根的形成和生长过程;同时比较了无根试管苗和有根试管苗的移栽存活率和生长情况。试管苗生根率调查时间为试管苗移植后第3天开始至第10天结束,成活率的调查时间为试管苗移植后的第30天。结果表明:经吲哚丁酸(IBA)和ABT2号生根粉处理的无根试管苗的移栽成活率分别为96.3%和97.7%,接近传统生根试管苗的移栽成活率,且其单株试管苗生根成本为传统生根方法的1/28。甘蔗品种GT44和B9试管苗首次出现可见根的时间均发生在试管苗移栽后的第4天。试管苗根的再生可以在有菌的沙土基质栽培和日光温室条件下完成,而不需要在无菌的MS生根培养基和培养室中进行生根;基因型和试管苗素质是影响甘蔗试管苗光合自养生根的关键因素;甘蔗试管苗光合自养生根技术比传统试管苗培养基生根技术拥有更多优势,且操作简单、程序简化、生根率和成活率高、省工、节省能源和生产成本、效率高,替代传统的试管苗生根技术,应用于商业化生产。

^(15)N同位素稀释法研究固氮菌接种对甘蔗生物固氮的影响

利用15N同位素稀释法,研究接种固氮菌klebsiella L03对甘蔗品种B8和ROC22的生物固氮的影响。结果表明:B8的固氮百分率最高为31.28%Ndfa,从苗期开始就显著高于ROC22,分蘖期和伸长初期的固氮量和固氮百分率与ROC22相比差异达到极显著水平。B8和ROC22的根、茎、叶都可发生固氮,以伸长初期(60d)叶片中的固氮能力最强。接种L03能显著提高B8和ROC22各器官的含氮量,其中对ROC22叶片和B8茎的含氮量提高作用最明显。不同甘蔗品种、相同品种的不同器官甚至相同器官的不同生长时期固氮作用有很大差异。

甘蔗试管苗瓶外生根技术的研究

为优化甘蔗试管苗瓶外生根的环境条件,提高成活率,降低生产成本,进行了外界环境因素对甘蔗无根试管苗瓶外生根及生长的影响研究。结果表明,高肥力基质(如商品基质)处理的无根试管苗成活率低,但成活植株生长快,植株高;而低肥力基质(如新鲜河沙土)有利于无根试管苗生根成活,但植株生长慢;适合甘蔗无根试管苗移栽的基质包括新鲜河沙土、田园土和河沙与田园土的混合物。温度、光照和湿度是甘蔗试管苗瓶外生根维持高存活率的关键外部因素,利用遮阳网和盖膜等措施调节温度、湿度和光照可使试管苗的生长环境逐渐过渡到自然环境条件。试管苗瓶外生根技术有利于简化传统甘蔗试管苗生产,降低生产成本,促进甘蔗健康种苗的推广应用。

甘蔗家系配合力研究与应用

采用100个甘蔗亲本配制了144个杂交组合,分析其有性世代主要农艺性状、田间锤度、蔗糖分配合力,次年参照常规选育方法选择宿根杂种优良株系。结果表明:早熟组合前7名均为以桂糖与CP为亲本的组合,以ROC22作为父本易得到植株较高和较高糖分的F1;在小区含糖量组合配合力前30名的组合中,小区含糖量组合配合力与小区含糖量的特殊配合力和父本的一般配合力呈正相关,相关系数分别为0.67和0.44。

甘蔗宿根矮化病研究进展

甘蔗宿根矮化病(Ratoon stunting disease,RSD)是由一种木质部限制性病原菌引起的病害,感染RSD的蔗株一般表现为植株矮化、分蘖少、生长缓慢,成熟蔗茎基部节位维管束组织一般呈粉红色至橙红色等变色症状。被染污的收割工具很容易将病菌传染给健康蔗株而使RSD迅速传播蔓延。酶免疫方法和PCR方法是检测RSD的常用方法,各有优缺点。用于RSD病原细菌培养的培养基有多种,使用最多的是SC培养基。选育抗RSD品种和健康种茎生产体系相结合是防治RSD最有效的措施。对RSD的基因分析已有一定进展,建议进一步利用基因组学和蛋白质组学分析方法进行研究。

甘蔗健康组培苗后代主要农艺性状的田间表现研究

为了研究甘蔗健康种苗后代农艺性状的田间表现,以ROC22和桂糖35号脱毒健康种苗第1代种茎为试验材料,采用随机区组试验比较研究甘蔗健康第2至第3代新植及其宿根蔗的主要农艺性状的田间表现与其供体品种间的差异。结果表明:ROC22和桂糖35号脱毒处理的分蘖率、发株率和每667 m2有效茎数均高于对照;但参试品种脱毒处理的茎径均小于对照,桂糖35号脱毒处理的茎径与对照的差异达到显著水平;两个参试品种脱毒处理的每667 m2有效茎数、株高和每667 m2产量与对照的差异没有达到显著水平。本研究表明:ROC22和桂糖35号茎尖脱毒后代主要农艺性状的田间表现并不优于对照。