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第三部 宿根甘蔗 · RT01

蔗蔸 地下芽与根系结构

节位校正:芽眼位于节部,新梢由芽眼萌发;种段根由该节环形根带上的多个根原基发生。新梢形成后,其基部短缩节的根带还可发生新根。芽眼、根原基和根毛分别是不同结构;根毛来自根表皮。不能从节间、种段切口或茎底断面画出种段根,也不能把所有根集中在芽眼下面同一点。[B01,B02]

一 宿根再生从保留下来的茎基部开始

生产上常把地下茎基部、附着的芽以及相连根系统称为蔗蔸。为了调查清楚,本书把三者分别记录:茎基部是承载节位和储藏组织的结构,芽是新梢的发生部位,根系承担吸水、吸收矿质养分和固定植株等功能。“宿根”是栽培方式的名称,不能据此把新梢理解成由普通根段直接长出。[1, 2, 9]

蔗蔸的外形不是固定的。原始栽植位置、培土、土壤冲刷或沉降、前几茬的发芽部位和切割方式,都可能改变地下节位相对现有地面的分布。调查芽深时,应以当次真实土面为参照,并另外保留原始种植和培土记录;只写“地下5厘米”而没有参照面,容易造成技术执行偏差。

图1-1(节位校正版 N06) 所有根从所属茎节的根带发出;普通根不直接萌发甘蔗新梢。 依据B01、B02及宿根原文[1,2,9]。
N06 · 图1-1(节位校正版 N06) 所有根从所属茎节的根带发出;普通根不直接萌发甘蔗新梢。 依据B01、B02及宿根原文[1,2,9]。
精确位置结构示意;来源:B01、B02;本版按器官位置绘制 · 点击查看原尺寸

图1-1强调需要同时保全的结构。某个地下芽未被割刀直接切到,并不能说明蔗蔸没有受损:茎基部可能被撕裂、拔松,输导连接可能受到影响,根区也可能遭到碾压。反过来,地上残桩整齐也不代表地下根芽健康。作业质量应通过挖蔸和后续出苗共同检查。

田间比较应先确定“同一个调查单位”。一蔸可能有多个上一茬收获茎基,且每个茎基上有不同节位的芽。按蔸计数、按茎基计数、按米行长计数是三种不同口径,应在记录表中写明,不能在计算时临时混用。

二 芽位与芽的状态要同时记录

看到一个芽眼,只能证明这个位置存在可辨认结构。要判断其后续生产价值,还要检查芽体是否完整、是否已经伸长、是否遭受虫咬或腐烂,以及与周围组织的连接是否保持。对尚未萌动的芽,外观检查往往只能作初筛;必要时用培养观察或经验证的活性检测补充判断。

本书建议以形态状态记录芽,避免把所有未出土芽都记为“未发芽”。下表是调查用的操作分类,正式试验应先统一照片示例和判定人员。培养温度和时间须另行注明,不能用过短培养期把缓慢萌动的芽判死。

表1-1 地下芽的田间操作分类 本书建议

状态记录依据后续核查
完整且未见萌动芽体可辨认,未明显伸长;未见明显腐烂或缺损记为待判活性,不能仅凭外观确认休眠或死亡
萌动或膨大芽鳞或芽体出现明确形态变化记录芽位、照片与判定标准
已伸长且未出土已形成可量测新梢,仍在土中量长度、覆土和方向,检查机械损伤
明显受伤或腐烂破碎、缺损、软腐、蛀食等记录损伤类型,必要时鉴定病原或虫体
结构不清或疑似失活芽体辨认困难或外观异常单列疑似项,培养或检测后再分类

上述分类中的“疑似失活”不能随意并入死芽,也不能从分母中删除。若处理组比对照组更容易挖出完整芽,单纯以可见芽为分母就可能抬高处理组的萌动比例。因此,应同步报告调查蔸数、可辨认总芽数、受伤芽数和无法判定芽数。

芽位与根系存在联系,但“芽越深越好”不是可直接采用的结论。某些芽位可能有较好再生能力,却需要更长的出土路径;某些切割方式可能去除上位芽,同时损伤更深的组织。评价切割位置时,要同时保留芽的数量、活性、根系恢复和后续群体四项信息。

样品照片应至少包含完整蔗蔸、带标尺的侧面和需要说明的局部。拍摄前记录原有土面,在清土过程中保护芽体。病蔸和正常蔸最好在同一天、同一地块取样;来源不同的两张图片,可以用于识别,不能构成处理效果的直接对照。

三 既有根系与新根的衔接

甘蔗新植种段可先从原有节部根原基形成种段根,随后新梢基部形成与新梢相连的根系。[1] 宿根田已经保留了上一茬形成的茎基和根网,其再生不能简单套用新植种段的全部时间表。尤其不能假定收割时旧根全部死亡,或用“有旧根”推断其吸收能力完全不变。

田间判断应围绕功能展开:有无新根发生,根尖是否持续生长,根与土是否保持接触,根区是否有水且通气,以及植株能否维持后续生长。把根挖出来拍照只能获得部分信息。土壤含水量、洗根损失、取样土层和取样位置不同,都会改变肉眼看到的根量。

澳大利亚研究先比较20个品种的根系性状,又在温室中对5个品种进行人工限制分蘖处理。减少分蘖并未使根质量占全株质量的比例明显增加,植株会调整每个分蘖的节根数量和单位根质量对应的根长。[9] 这提醒我们,苗数与根量之间不是固定的一对一关系。该结果也不能直接当成田间疏苗增产建议。

表1-2 常用根系指标及其解释范围

指标回答的问题解释限制
根鲜重或干重取样范围内有多少根组织鲜重受水分影响;均不能独立表示活性
总根长和根长密度单位样品或土体内的根延伸程度必须注明土层、体积与直径识别阈值
根表面积与根体积根组织的几何量如何变化不是直接测得的吸水量或吸肥量
根尖数和新根数分枝与新生根的数量变化洗根断裂和扫描算法会影响计数
根的生理或水力指标呼吸、活性或水分输导表现方法、温度和样品处理必须一致

挖根比较应采用相同的取土尺寸和深度。若只挖到30厘米,结果应称为“0—30厘米取样层根系”,不能写成整株全部根系。记录根重时,需区分每蔸、每根有效茎、每平方米地面或每立方厘米土体;不同归一化方式可以给出不同排序。

现场先保留原位信息,再清洗根系。土壤块、压实层、地下水、轮迹与根的相对位置,常比一张洗得很干净的根系照片更能说明限制因素。

四 真实显微图能够说明什么

根横切面可以把肉眼难以区分的组织显示出来。表层、皮层和维管柱的比例,提供了结构差异的线索;是否提高吸水能力、是否耐涝以及是否增产,还需要对应的功能测量和田间结果。组织面积较大或图像看起来更完整,都不应直接转写为“更高产”。

图1-2  ZZ2与ZZ9种段根横切面。A为ZZ2,B为ZZ9;原图黑色双向箭头示皮层厚度,黄色双向箭头示维管柱直径,比例尺均为100 μm。转载Zheng等(2025)图4,CC BY 4.0;仅作格式转换和等比例排版,保留原标注。[4]
RT_02 · 图1-2 ZZ2与ZZ9种段根横切面。A为ZZ2,B为ZZ9;原图黑色双向箭头示皮层厚度,黄色双向箭头示维管柱直径,比例尺均为100 μm。转载Zheng等(2025)图4,CC BY 4.0;仅作格式转换和等比例排版,保留原标注。[4]
真实显微图;来源:Zheng等2025 图4;CC BY 4.0;宿根文献[4] · 点击查看原尺寸

这组真实切片来自室内种段试验。研究在培养第12天取根,取样位置距根尖3厘米,并进行石蜡切片观察。[4] 因此,它可以用于认识甘蔗根的组织构造和品种差异,却不能作为“微喷磷钾改善了田间宿根根系”的图片证据。图注必须同时写出材料、处理、时间和取样部位。

读图先看比例尺,再看取样位置。距根尖不同距离的组织处于不同发育阶段;同一处理若只挑选最好看的切片,也会产生偏差。比较处理时,应预先规定取样部位,保留独立植株重复,并对组织尺寸进行统计,而不只展示一对代表图片。

显微图中的空隙可能来自组织本身,也可能受固定、脱水或切片过程影响。病原定位还需要特异染色或分子检测等配套证据。组织损伤、病原存在、功能变化和田间损失是不同层次的问题,证据应逐层对应。

本书对图1-2只作形态说明,不从转载图中重新估算未报告的绝对尺寸。原论文方法和结果对样本数量的表述存在需进一步核实之处,故不据此重建精确统计检验。后续若安排新的田间切片试验,应保存取样清单、原始图和量测记录。

五 切割深度试验中的根芽与产量关系

云南开远试验采用YZ081609,在雨养砂壤土条件下比较地表、地下5厘米和地下10厘米三种人工切割;每处理3个重复,小区30平方米。[2] 下表保留原文均值和显著性字母,以说明“有效茎更多”和“产量更高”需要分别检查。

表1-3 切割深度与两茬宿根的产量构成 摘自文献[2]表1

茬次切割位置蔗产量 t/ha有效茎 千根/ha茎粗 cm
第一宿根地表83.07 b56.32 b2.70 a
第一宿根地下5 cm117.85 a71.55 a2.91 a
第一宿根地下10 cm89.68 b71.92 a2.65 a
第二宿根地表86.79 b57.83 b2.51 b
第二宿根地下5 cm124.50 a67.37 ab2.91 a
第二宿根地下10 cm99.15 b73.02 a2.88 a

字母仅在同一茬次、同一指标内比较;有共同字母者差异未达到原文Tukey检验P<0.05标准。本表列均值,不转写原文表1中未单独说明类型的“±”值,不自行补造标准误或置信区间。

图1-3  依据文献[2]表1均值重绘。两图纵轴不同,均从0起;未添加误差线。地下10厘米处理的茎数优势没有转化为最高蔗产量。
RT_03 · 图1-3 依据文献[2]表1均值重绘。两图纵轴不同,均从0起;未添加误差线。地下10厘米处理的茎数优势没有转化为最高蔗产量。
原有结构或数据图;见图注;来源:宿根原书对应图注及参考文献 · 点击查看原尺寸

该研究说明了收获位置、根系和群体之间值得联合考察的关系。它采用清土后精确人工切割,其结果不能直接变成所有机械割台都必须入土5厘米的操作规定。本文不据单个地点给出统一切割深度。

原论文2021年更正补充了图例,并将一处根体积单位改为cm³/m²。[3] 本书已核对该更正;本表不涉及被更正的根体积数据。

六 从结构检查转向田间诊断

当一段蔗行没有出苗时,第一步应判断地下是否还有完整蔗蔸和可辨认芽。如果蔗蔸被拔走,补水或追肥不能恢复已经缺失的器官;如果芽存在但处于未萌动状态,则应继续检查温湿条件和活性。如果芽已伸长而未出土,问题可能在于出土路径或后续损伤,诊断方向又不同。

建议同时查看正常段、异常段及两者交界。只取最严重的死蔸会夸大整块田的损失,只取看起来完整的蔗蔸又会低估问题。剖蔸调查是破坏性操作,取过样的位置应作标记,不能继续作为不受干扰的测产样段。

表1-4 根据蔗蔸与根芽状态确定下一步检查 本书诊断框架

观察优先补查尚不能直接得出的结论
蔗蔸缺失或明显松动收割与运输轨迹、拔蔸和压行记录不能直接归因为干旱或缺肥
芽完整但未萌动土温、水分、培养活性和取样时间不能仅凭外观认定芽已死
新梢在土中受阻覆土、结皮、残叶、弯曲及受伤部位不能用地表苗数代表萌动芽数
已出苗但长势衰弱新根、根区水气、虫害和必要的病原检测不能只按叶色决定施肥

病害检查尤其需要避免把“矮、小、黄”直接等同于某一种病。宿根矮化病可能缺乏可靠的外部特征,诊断应结合适当检测。[11] 本章所列状态只是入口,病害确诊和防治将在第四篇逐种展开。

一次调查完成后,应留下可复核记录:地块和样点、品种及茬次、收割日期、调查日期、土面位置、蔗蔸照片、芽分类、根系与轮迹、近期水肥和天气。这样,下一次出苗调查才能回答损伤是否继续扩大、存活芽是否转成正常苗,而不只是又拍一组照片。

本章的生产含义是先确认再生基础,再选择促进措施。健康蔗蔸、可用芽和能够恢复功能的根系,共同决定后续管理能发挥多大作用。具体灌排、病虫防治和机械调整,应针对已经识别的限制环节实施。

本部分完整参考资料 →

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