供试材料：中国热带农业科学院热带生物技术研究所的‘中糖1号’茎尖脱毒组培苗，丛大小均匀、继代一致的增殖苗为试验用苗。

供试培养基：传统增殖培养基和传统生根培养基均为甘蔗组培MS培养基（MS）^[9]，开放式增殖水培培养基为不含琼脂的MS+1.0 mg·L⁻¹ 6BA +0.5 mg·L⁻¹KT +30 g·L⁻¹蔗糖培养基，开放式生根水培培养基为不含琼脂的MS+1 mg·L⁻¹ NAA +20 g·L⁻¹蔗糖培养基。将两种传统培养基经高温高压灭菌后作为对照的培养基，未灭菌直接加入抑菌剂的作为处理培养基。

供试抑菌剂：抑菌剂种类、含量、剂型和生产商见表1。

在干净整洁的接种室，先喷洒75%乙醇，再紫外灯照射35 min进行消杀。开放式接种器具用0.8%（ml/L/）次氯酸钠浸泡15 min灭菌，传统组培器具及培养基采用高压灭菌。

自然落菌试验是指在培养基没有经过常规高压灭菌的情况下，将配置好的培养基分装入培养皿，加入各体积浓度的抑菌剂混合均匀。每种抑菌剂设为1组，9个处理，浓度梯度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7和0.8%（v/v），每个处理30个培养皿，3个重复。每天在空气中暴露3～5 h，进行封口培养，25 d后观察培养基污染情况，记录污染率。

在抑菌剂浓度初筛的基础上，将一定浓度的5种抑菌剂母液分别加入1 000 mL的开放式增殖水培培养基和开放式生根水培培养基中，配制成如表2中的含终浓度抑菌剂培养基，其中，质量分数（W）=m_溶质/m_溶液×100%。

采用开放式接种方法接种，将增殖苗分别接种于含不同种类、不同浓度抑菌剂的开放式增殖水培培养基中，以传统增殖培养接种方法为对照（表2）。每处理接种30瓶，重复3次。在30 ℃、光照度1000 lx，12 h·d⁻¹ 的照射条件下培养25 d后，观察5种抑菌剂在不同浓度培养基中的培养基污染与植株增殖情况，并计算培养基污染率和植株增殖系数。

采用开放式接种方法接种，将增殖苗分别接种于含不同种类、不同浓度抑菌剂的开放式生根水培培养基中，以传统生根培养接种方法为对照。每处理接种30瓶，重复3次（表2）。在30 ℃、光照度1 000 lx，12 h·d⁻¹ 的照射条件下培养30 d后，观察5种抑菌剂不同浓度培养基中的培养基污染与植株生根情况，并计算培养基污染率和植株生根率。

试验数据使用 Excel2021软件进行汇总处理，使用SPSS Statistics 26进行方差分析。

在培养基中添加不同种类的不同浓度抑菌剂，25 d后各处理的自然落菌情况见表3。污染率随着抑菌剂浓度的升高而逐步降低，不添加抑菌剂的情况下，25 d后培养基100%污染；多菌灵的抑菌效果不如代森锌、次氯酸钠、多元醇和异噻唑啉酮。异噻唑啉酮的抑菌效果优于代森锌、多菌灵、次氯酸钠和多元醇，并在0.5%时将其污染率控制在0%。而次氯酸钠抑菌效果仅次于异噻唑啉酮，在0.6%时污染率控制在0%。培养基室内自然落菌试验，对抑制培养基染菌的浓度进行了初试验，为甘蔗开放式水培抑菌剂的筛选奠定了基础。进一步的试验浓度不仅需要考虑培养基染菌情况，还需要考虑甘蔗苗的生长状况。

甘蔗开放式增殖培养水培25 d后，5种抑菌剂随着处理浓度的增加，培养基污染率逐渐降低。而不添加任何抑菌剂的处理培养基污染率为100%，与添加抑菌剂的所有处理和开放式增殖水培对照处理，均存在差异显著，表明抑菌剂的添加可有效降低开放式增殖水培的培养基污染率。在供试抑菌剂的浓度中，异噻唑啉酮抑菌效果优于代森锌、多菌灵、次氯酸钠和多元醇的抑菌效果，在异噻唑啉酮的有效浓度为0.08%～0.17%时，其污染率为6.3%～17.04%，污染率显著低于其他抑菌剂的各浓度处理，其中0.14%和0.17%异噻唑啉酮的的培养基污染率分别为7.04%和6.3%，显著低于其他各浓度处理。与开放式增殖水培对照的培养基污染率7.04%无显著差异（表4）。

增殖系数反映的是在一定时间内，通过植物组织培养或其他繁殖方法获得的植物新个体数量相对于原始投入数量的增加数。甘蔗在开放式增殖培养基中水培25 d后，代森锌、多菌灵、次氯酸钠和多元醇4种抑菌剂处理浓度的升高，植株增殖系数逐渐降低，且同一抑菌剂的不同浓度间的植株增殖系数达显著差异，而不同浓度的异噻唑啉酮处理的植株增殖系数与开放式增殖水培对照的植株增殖系数2.72，无显著差异。0.14%异噻唑啉酮处理的植株增殖系数为最高，达到2.71，其次为0.11%和0.14%，分别达到2.67和2.65（图3）。

供试的5种抑菌剂不同浓度处理均能不同程度地降低培养基污染率，同时对植株增殖也有不同程度的抑制作用。经综合分析，异噻唑啉酮显著降低甘蔗开放式增殖水培的培养基污染率，而对植株增殖无明显的抑制作用，在异噻唑啉酮各供试浓度中，0.14%和0.17%的培养基污染率显著低于其他处理，且植株增殖系数无显著抑制作用。

甘蔗在开放式生根培养基水培30 d后，5种抑菌剂各处理间随着抑菌剂浓度的升高，污染率逐渐降低。而不添加抑菌剂的培养基污染率为100%，与添加抑菌剂的所有处理、和开放式生根水培对照处理，均存在显著差异，表明抑菌剂的添加可有效降低开放式生根水培培养基的污染率。在供试抑菌剂的浓度中，异噻唑啉酮与代森锌、多菌灵、次氯酸钠、多元醇处理相比，污染率显著降低。在异噻唑啉酮的有效浓度为0.08%～0.17%时，培养基污染率为4.81%～12.96%，污染率显著低于其他各抑菌剂的各浓度处理。其中0.11%、0.14%和0.17%异噻唑啉酮的培养基污染率分别为6.58%、5.54%和4.81%，显著低于其他各浓度处理和开放式生根水培对照处理（表5）。

生根率是衡量植物组培苗生根情况的1个重要指标，它反映了一定条件下植物根系发育的能力。甘蔗在开放式生根培养基中水培30 d后，代森锌、多菌灵、次氯酸钠、多元醇和异噻唑啉酮5种抑菌剂随处理浓度的增加，植株生根率呈现先逐渐增加后降低的趋势，可能原因是根系敏感，抑菌剂浓度高时会影响植株的根系生长。同一抑菌剂的不同浓度间植株生根率差异不显著，而代森锌、多菌灵、次氯酸钠、多元醇和无添加抑菌剂开放式生根水培处理与开放式生根水培对照，差异显著。而0.08%、0.11%和0.14%异噻唑啉酮处理植株的生根率与开放式生根水培对照的植株生根率（93.92%）相比，之间无显著差异。0.11%异噻唑啉酮处理的生根率最高，达94.44%，其次为0.08%和0.14%异噻唑啉酮处理的，分别达到91.07%和90.03%（表5）。

供试的5种抑菌剂不同浓度处理均能不同程度得降低培养基污染率，同时对植株生根也有不同程度的抑制作用。经综合分析，异噻唑啉酮可显著降低甘蔗开放式生根水培培养基的污染率，而对植株生根无明显的抑制作用，在异噻唑啉酮各供试浓度中，0.11%、0.14%和0.17%的培养基污染率显著低于其他处理，0.11%的植株生根率高于开放式生根水培对照。

本研究选取了代森锌、多菌灵、次氯酸钠、多元醇和异噻唑啉酮5种抑菌剂。异噻唑啉酮，化学式为C₈H₉ClN₂O₂S₂，是一种广谱抑菌剂，对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的杀灭和抑制作用。陈华保等^[9]研究表明异噻唑啉酮对菌葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）、可可毛色二孢菌（Lasiodiplodia）、小新壳梭孢菌（neofusicoccum parvum）均具有较好的抑制作用。王向辉等^[10]研究表明异噻唑啉酮可快速降解，不易形成生物积累，较温和对植物的低毒性。本试验结果表明，异噻唑啉酮综合效果最好，能显著降低污染率，而对增殖系数和生根率的影响不显著，这表明在控制污染的同时对甘蔗组培苗的增殖效率和生根率影响较小。

污染率和增殖系数是考察抑菌剂在开放式水培中的重要指标。白一苇等^[11]对甘薯（Ipomoea batatas）、烟草（Nicotiana tabacum L.）和拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh.）3种组培材料进行研究，利用药液包衣法，配制含有25 mg·L⁻¹头孢霉素+30 mg·L⁻¹的代森锰锌与百菌清1∶1混合液的水培基，并在外植体插入水培基前利用100 mg·L⁻¹多菌灵药液或100 mg·L⁻¹代森锰锌与百菌清1∶1混合液进行浸润包衣，显著降低被污染风险。此方法繁琐且需要3种抑菌剂搭配使用，增加了应用成本。扁红英等^[12]对白刺（Nitraria tangutorum Bobrov）开放式组培研究时认为15～20 mg·L⁻¹次氯酸钠可作为开放式组培抑菌剂。徐程等^[13]在对铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura & Migo）组培的研究中，添加异噻唑啉酮50 mg·L⁻¹于水培基中，有效控制培养基染菌且能提高增殖系数。本研究结果表明，异噻唑啉酮能够有效控制甘蔗水培培养基染菌的同时，增殖系数与对照CK差异不显著。

增殖苗生根率的高低是考察抑菌剂选用的重要因素。本研究探讨了不同抑菌剂不同浓度对甘蔗开放式生根水培的影响，特别关注抑菌剂浓度对污染率和生根率的影响。结果表明，添加异噻唑啉酮显著降低了培养基的污染率，并且在一定浓度下提高了生根率。其中，0.11%的异噻唑啉酮处理显示出最佳的抑菌效果和生根促进作用，其污染率和生根率与开放式生根水培对照，差异不显著，甚至略有优势。

异噻唑啉酮作为一种有效的抑菌剂，在甘蔗开放式水培应用中展示了其控制污染的潜力，特别是在寻求降低成本和大规模快速繁殖的情况下，这一发现不仅强调了异噻唑啉酮在甘蔗开放式水培中的应用价值，也为其他植物组培中抑菌剂的选择和应用提供了参考。通过对抑菌剂的精确选择和应用，可以显著提高组培植物的生产效率和质量。今后的研究应该考虑探索异噻唑啉酮对甘蔗组培苗生长发育的长期影响，以及这种抑菌剂在不同植物种类中的普适性。本研究不仅通过使用异噻唑啉酮抑菌剂显著降低了甘蔗组培苗在开放式水培中的污染率，同时也不影响植株的增殖系数和生根率。这一结果为甘蔗开放式水培体系的进一步建立和优化提供了坚实的基础。

本研究围绕甘蔗开放式水培开展抑菌剂的筛选探索，通过对5种抑菌剂的筛选试验，结果发现抑菌剂异噻唑啉酮的综合效果最佳。这个结果不仅填补了‘中糖1号’甘蔗开放式水培研究上的空缺，也为类似品种提供了参考依据。然而，由于样本量的限制，研究结果的普遍性需要进一步验证。未来的研究可以通过扩大样本量和考察不同品种的变量关系来克服这一局限性。总体而言，本研究为甘蔗开放式水培研究提供了新的方向，并在理论和实践上具有重要意义。