蘇薯17號的選育及栽培生理研究

謝一芝，賈趙東，郭小丁，馬佩勇，邊小峰，蘇興智，徐宗進(jìn)

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所，江蘇 南京 210014;2.江蘇省東?？h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 東海 222300)

甘薯具有生物產(chǎn)量高、種植區(qū)域廣、抗旱耐瘠性強(qiáng)等特點(diǎn)，甘薯不僅是重要的糧食、飼料、工業(yè)原料作物，而且還是新型能源用塊根作物，甘薯單位面積生產(chǎn)的干物質(zhì)居各類作物之首，是生產(chǎn)燃料乙醇的理想原料，甘薯將在再生能源開發(fā)中起到極其重要的作用［1-3］。甘薯產(chǎn)量的提高主要在于品種的改良和栽培技術(shù)的改進(jìn)［4-5］。為了滿足淀粉加工及能源開發(fā)利用的需要，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選用高淀粉品種蘇薯2號和南薯99為雜交親本，采用有性雜交的方法育成了高產(chǎn)、高淀粉型甘薯新品種蘇薯17號，該品種于2012年通過國家甘薯新品種鑒定，并獲得了國家新品種保護(hù)［6］。通過對蘇薯17號生理指標(biāo)的測定擬探明其高產(chǎn)形成的生理特性;通過不同肥料處理及氮、磷、鉀配比試驗(yàn)，探討蘇薯17號的高產(chǎn)栽培技術(shù)，為蘇薯17號的大面積推廣應(yīng)用提供配套技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 親本選擇

選用江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所育成的高淀粉、高抗根腐病品種蘇薯2號［7］為母本，四川省南充市農(nóng)科所育成的淀粉型甘薯品種南薯99［8］為父本，2005年通過與蕹菜為砧木進(jìn)行嫁接和短日照處理誘導(dǎo)開花，經(jīng)配組雜交獲得雜交種子。

1.2 生產(chǎn)力鑒定

2010—2011年在長江流域薯區(qū)南昌、杭州、南京、長沙、武漢、重慶、成都、南充、綿陽等地設(shè)置18個(gè)點(diǎn)次，2011年在南昌、重慶和南充設(shè)置3個(gè)點(diǎn)。田間試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每小區(qū)種植100株，區(qū)域試驗(yàn)小區(qū)面積為20 m2，生產(chǎn)試驗(yàn)面積為200 m2。根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行田間管理。

1.3 特性鑒定

參照張永剛等［9］甘薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、李強(qiáng)等［10］甘薯DUS測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性狀調(diào)查。

1.4 抗病鑒定

根腐病、莖線蟲病和蔓割病采用病地自然誘發(fā)鑒定，黑斑病采用室內(nèi)薯塊人工接種鑒定法［11-12］。

1.5 采苗量試驗(yàn)

供試品種為蘇薯17號，對照品種為徐薯22，每品種各選10塊薯塊，平均每薯塊500 g，采用大棚+小弓棚+電熱絲，大棚+小弓棚和小弓棚3種育苗方式研究品種的萌芽性，于3月25日排種，當(dāng)薯苗長到20 cm時(shí)進(jìn)行采苗，共采苗6次，每次采苗后進(jìn)行稱重，并統(tǒng)計(jì)苗數(shù)。

1.6 生理指標(biāo)測定

供試品種為蘇薯17號，對照品種為生產(chǎn)上的主栽品種徐薯22［13］。試驗(yàn)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地進(jìn)行，于6月13日栽插，栽插密度為4.95×104株/hm2，11月3日收獲，全生育期142 d。在栽插后第40、60、80、100和120天進(jìn)行田間生長發(fā)育動態(tài)調(diào)查，選取長勢均勻一致有代表性單株作為調(diào)查對象，每個(gè)品種每次調(diào)查10株，調(diào)查測定項(xiàng)目有地上部莖葉鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、地下部塊根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、塊根干物率、葉面積指數(shù)、凈同化率、生物產(chǎn)量(地上部分+地下部分)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)等。

1.7 栽培技術(shù)研究

供試品種為蘇薯17號，試驗(yàn)在東?？h雙店鎮(zhèn)季嶺村試驗(yàn)地上進(jìn)行，試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，土壤中有機(jī)質(zhì)含量為 0.75%，堿解氮為 145.5 mg/kg，有效磷為 5.88 mg/kg，速效鉀為 61.0 mg/kg，土壤 pH 值為 5.69。本試驗(yàn)通過不同肥料處理研究施肥水平及配比對蘇薯17號主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響。氮肥為尿素(含N46%)、磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)、鉀肥為硫酸鉀(含k2O 50%)，所有肥料均一次性基施。本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)8個(gè)處理，小區(qū)面積33 m2，5行區(qū)，重復(fù)3次，試驗(yàn)于2013年5月17日栽插，栽插密度為5.25×104株/hm2，10月30日收獲，全生育期165 d。具體處理及編號見表1。

表1 肥料處理及編號Tab.1 Fertilizer treatment and its code

2 結(jié)果與分析

2.1 蘇薯17號的選育

2005年選用江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所育成的高淀粉品種蘇薯2號為母本，四川省南充市農(nóng)科所育成的淀粉型品種南薯99為父本，通過與蕹菜為砧木進(jìn)行嫁接和短日照處理誘導(dǎo)開花，經(jīng)配組雜交獲得雜交種子200粒，2006年春天種子經(jīng)催芽處理后在南京苗床播種，然后移栽到大田，收獲時(shí)根據(jù)產(chǎn)量、薯形、品質(zhì)等綜合性狀的表現(xiàn)而選出，原系號為寧M51-5，2007年進(jìn)行復(fù)選鑒定，2008—2009年進(jìn)行鑒定品比試驗(yàn)，2010—2011年參加國家長江流域薯區(qū)甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)，因在2010年的長江流域薯區(qū)甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)突出，于2011年提前1年同步進(jìn)行了長江流域薯區(qū)甘薯品種生產(chǎn)試驗(yàn)，2012年3月通過國家甘薯品種鑒定委員會的品種鑒定。

2.2 主要特性

2.2.1 形態(tài)特征 蘇薯17號頂葉色綠，葉脈淡褐色，葉色深綠，葉片形狀心形，莖色綠帶褐;最長蔓長202.4 cm，單株分枝數(shù)4.78個(gè)，莖粗0.73 cm。薯形長紡錘形，薯皮紅色，薯肉黃色，單株結(jié)薯數(shù)3～4個(gè)，結(jié)薯集中整齊，大中薯率92.06%，薯塊萌芽性較好。

2.2.2 抗病性 2010—2011年參加國家長江流域薯區(qū)甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)，經(jīng)區(qū)域試驗(yàn)指定單位鑒定表明，蘇薯17號中抗黑斑病和莖線蟲病。經(jīng)徐州甘薯研究中心田間誘發(fā)鑒定表明蘇薯17號抗根腐病，經(jīng)福建省農(nóng)科院作物研究所接種鑒定表明蘇薯17號抗蔓割病。

2.2.3 品質(zhì) 經(jīng)國家長江流域薯區(qū)多年多點(diǎn)的鑒定，蘇薯17號的塊根平均烘干率33.20%，比對照品種徐薯22高2.14個(gè)百分點(diǎn);平均淀粉率22.53%，比對照品種徐薯22高1.86個(gè)百分點(diǎn)。熟食甜面味香，品質(zhì)優(yōu)良。

2.2.4 萌芽性 萌芽試驗(yàn)結(jié)果表明3種育苗方式蘇薯17號的平均產(chǎn)苗數(shù)為207.33株/kg，徐薯22的平均產(chǎn)苗數(shù)為273.17株/kg，蘇薯17號比徐薯22少產(chǎn)65.84株/kg。但百株苗質(zhì)量高于徐薯22，蘇薯17號3種育苗方式的平均百株苗質(zhì)量為1.70 kg，徐薯22為1.56 kg。3種育苗方式中以大棚+小弓棚+電熱絲育苗方式對蘇薯17號產(chǎn)苗更為有利。

2.3 生產(chǎn)力鑒定

2010—2011年經(jīng)21點(diǎn)次的鑒定，蘇薯17號的平均鮮薯產(chǎn)量33.85 t/hm2，比對照徐薯22增產(chǎn)13.80%，薯干平均產(chǎn)量 11.16 t/hm2，比對照增產(chǎn) 22.80%，淀粉平均產(chǎn)量 7.58 t/hm2，比對照增產(chǎn) 25.34%(表 2)。

表2 蘇薯17號區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果Tab.2 The yield results of Sushu17 in the regional and production test

2.4 產(chǎn)量形成的生理究特點(diǎn)

2.4.1 葉面積指數(shù)變化動態(tài) 葉面積指數(shù)研究表明，蘇薯17號生育期的平均葉面積指數(shù)為2.12，略低于對照品種徐薯22的2.20，在生育期前90 d蘇薯17號的葉面積指數(shù)低于對照品種徐薯22，但在生育后期則一直保持較高的葉面積指數(shù)(圖1)。

2.4.2 凈同化率變化動態(tài) 蘇薯17號全生育期的平均凈同化率為5.45，比對照品種徐薯22高13.97%，在40～80 d時(shí)，蘇薯17號一直保持了較高的凈同化率，且在生長后期其凈同化率下降較為緩慢，而徐薯22則衰減較快。蘇薯17號的平均凈同化率高是其獲得高產(chǎn)的主要生理基礎(chǔ)(圖1)。

圖1 不同階段葉面積指數(shù)和凈同化率的變化Fig.1 The development trend of leaf area index and net assimilation rat during different growing period

表3 不同生育時(shí)期的干物質(zhì)積累與分配動態(tài)Tab.3 The trend of dry matter accumulation and distribution during different growing period

2.4.3 干物質(zhì)積累與分配 蘇薯17號的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在生育期的前60 d均高于徐薯22，具有早熟特性;蘇薯17號在中期的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低于徐薯22，但在后期的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量又高于徐薯22。塊根干物質(zhì)積累在生長后期的100～120 d時(shí)蘇薯17的積累速率顯著高于對照品種徐薯22。蘇薯17號在栽后60 d后始終保持較高的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，并最終獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。蘇薯17號的T/R值在甘薯的生長進(jìn)程中整體呈下降趨勢，蘇薯17號的T/R值除中期高于徐薯22外，前期和后期的T/R值均低于徐薯22(表3)。

2.5 高產(chǎn)栽培技術(shù)研究

2.5.1 肥料處理效應(yīng) 經(jīng)方差分析表明，鮮薯產(chǎn)量、莖葉產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量在處理間差異均達(dá)極顯著水平，總結(jié)薯數(shù)和干物率在處理間差異不顯著(表4)。

表4 施肥處理對蘇薯17號主要性狀的影響Tab.4 The effects of fertilizer on characters of Sushu17

2.5.2 不同施肥處理及配比對產(chǎn)量性狀的影響 鮮薯產(chǎn)量:鮮薯產(chǎn)量不僅與氮和鉀的施用量有關(guān)，還與氮、磷、鉀配比有關(guān)，其中鉀占主導(dǎo)作用，本試驗(yàn)中以施鉀量為225 kg/hm2處理鮮薯產(chǎn)量最高，而該處理的施氮量為 112.5 kg/hm2，并不是施氮量最高的 150 kg/hm2處理，該處理的氮、磷、鉀配比為 1.5∶1∶3，其鮮薯產(chǎn)量比不施肥的對照處理增產(chǎn)38.41%，比氮、磷、鉀配比為1∶1∶1處理1增產(chǎn)22.47%，增產(chǎn)均達(dá)極顯著水平。鮮薯產(chǎn)量其次的為氮、磷、鉀配比為2∶1∶3處理，該處理的鮮薯產(chǎn)量比不施肥的對照處理增產(chǎn)33.76%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，比氮、磷、鉀配比為 1∶1∶1 處理 1 增產(chǎn) 18.35%(表 4)。

莖葉產(chǎn)量:莖葉產(chǎn)量與施氮量有關(guān)，莖葉產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，本試驗(yàn)中以施氮量為150 kg/hm2時(shí)莖葉產(chǎn)量最高，莖葉產(chǎn)量比不施肥的對照增產(chǎn)39.80%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平。其次為施氮為112.5 kg/hm2的處理4和處理3。從氮、磷、鉀配比來分析莖葉產(chǎn)量是以氮、磷、鉀配比為2∶1∶3的處理最高，也是各處理中氮比例最高的一個(gè)配比處理(表4)。

生物產(chǎn)量:生物產(chǎn)量以施氮量為150 kg/hm2，施鉀量為225 kg/hm2，氮、磷、鉀配比為2∶1∶3的處理最高，比不施肥的對照處理增產(chǎn)36.63%，其次為施氮量為112.5 kg/hm2，施鉀量為225 kg/hm2，氮、磷、鉀配比為1.5∶1∶3處理，生物產(chǎn)量比不施肥的對照處理增產(chǎn)32.62%。生物產(chǎn)量與莖葉產(chǎn)量的趨勢較為一致，均是以氮、磷、鉀配比為2∶1∶3的處理最高(表4)。

薯干產(chǎn)量:薯干產(chǎn)量以施鉀量為 225 kg/hm2，施氮量為 112.5 kg/hm2，氮、磷、鉀配比為 1.5∶1∶3 處為最高，其薯干產(chǎn)量比不施肥的對照處理增產(chǎn)41.42%，比氮、磷、鉀配比為1∶1∶1處理1增產(chǎn)19.68%，增產(chǎn)均達(dá)極顯著水平(表4)。

3 結(jié)論與討論

蘇薯17號為江蘇省農(nóng)科院糧食作物研究所育成的一個(gè)淀粉加工型甘薯品種，本試驗(yàn)的對照品種徐薯22為全國長江流域甘薯品種區(qū)域試驗(yàn)的對照品種，也是目前甘薯生產(chǎn)上的主栽品種之一。蘇薯17號與對照品種徐薯22相比，表現(xiàn)為鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量高，為優(yōu)良的淀粉加工型甘薯品種。

蘇薯17號全生育期的平均凈同化率高，特別是在生育后期仍保持較高的葉面積指數(shù)是其獲得高產(chǎn)的主要生理基礎(chǔ)。

鮮薯產(chǎn)量不僅受氮和鉀的施用量影響，而且與氮、磷、鉀的配比有關(guān)，其中鉀占主導(dǎo)作用，本試驗(yàn)中以施鉀量為225 kg/hm2，氮、磷、鉀配比為1.5∶1∶3時(shí)鮮薯產(chǎn)量最高，在土壤類型及土壤養(yǎng)份含量與本試驗(yàn)土壤相似的地區(qū)可參照本試驗(yàn)的施肥方案進(jìn)行施肥。

［1］劉慶昌.甘薯在我國糧食和能源安全中的重要作用［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2004，9:21-22.

［2］馬代夫，劉慶昌.中國甘薯育種與產(chǎn)業(yè)化［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2005:295-298.

［3］宋紅葉，趙日全.生物質(zhì)能作物—甘薯開發(fā)利用現(xiàn)狀及趨勢［J］.雜糧作物，2006，26(5):369-370.

［4］謝一芝，郭小丁，尹晴紅.甘薯品種寧薯192的高產(chǎn)生理及栽培技術(shù)研究［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(4):498-501.

［5］趙卓亞，徐福樂.甘薯專用肥對甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，18(3):185-188.

［6］謝一芝，郭小丁，賈趙東，等.甘薯新品種蘇薯17號的選育和栽培技術(shù)［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(11):91-92.

［7］邱瑞鐮，徐品蓮，張黎玉，等.甘薯高淀粉工業(yè)用甘薯新品種蘇薯2號選育報(bào)告［J］.中國甘薯，1990(4):138-143.

［8］吳小平.甘薯新品種南薯 99［J］.作物雜志，1999，6:36.

［9］張?jiān)蕜?，房伯?甘薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

［10］李強(qiáng)，馬代夫，李洪民，等.甘薯DUS測試標(biāo)準(zhǔn)制定及新品種保護(hù)［J］.雜糧作物，2005，25(1):24-26.

［11］謝逸萍.北方薯區(qū)主要病害抗病性鑒定方法［J］.中國甘薯，1996(8):164-167.

［12］方樹民，何明陽，康玉珠.甘甘薯品種對蔓割病抗性的研究［J］.植物保護(hù)學(xué)報(bào)，1988，15(3):43-48.

［13］馬代夫，謝逸萍，李洪民，等.高淀粉甘薯新品種徐薯22的選育與栽培要點(diǎn)［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，31(6):47-48.