廣西引進(jìn)甘蔗品種（系）的比較篩選與綜合評價

歐克緯，盧業(yè)飛，李佳慧，朱鵬錦，周全光，呂 平，程 琴，張 宇，龐新華

（廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001）

0 引言

【研究意義】甘蔗是世界上種植面積最大的糖料作物，中國甘蔗種植面積約167萬hm2，位居世界第三。其中廣西作為我國甘蔗種植優(yōu)勢區(qū)之一，其甘蔗的種植面積和產(chǎn)糖量連續(xù)10多年位居全國第一。蔗糖產(chǎn)業(yè)不僅是廣西的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)[1-2]，也是廣西的支柱產(chǎn)業(yè)，關(guān)系著我國的食糖安全。但目前，廣西自主選育的優(yōu)異品種較缺乏，到2018年，一些地區(qū)甘蔗種植面積最大的品種仍是新臺糖22號（ROC22）。ROC22是1998年從臺灣引進(jìn)，在廣西種植已有20年之久[3]，長期留蔗梢的無性繁殖方式，導(dǎo)致該品種已出現(xiàn)種性退化、抗病蟲害（花葉病、黑穗病、螟蟲等）能力減弱、宿根年限縮短、產(chǎn)量及品質(zhì)下降等一系列問題[4]。同時，伴隨著種植土地面積縮減、勞動力短缺及農(nóng)資成本提高等問題的日益突出[5-6]，廣西甘蔗生產(chǎn)迫切需要高產(chǎn)、高糖、抗逆性強(qiáng)的甘蔗優(yōu)良新品種以解決當(dāng)前主栽甘蔗品種種性退化、品種結(jié)構(gòu)單一化的問題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，廣西開展了系列甘蔗品種的區(qū)域試驗[7-11]，雖然獲得了一些農(nóng)藝性狀優(yōu)異的品種[1,12-15]，形成了廣西甘蔗自主選育品種種植面積比例逐步提高的良好局面[16]，但在一些地區(qū)，ROC22仍是主栽品種，全區(qū)甘蔗品種結(jié)構(gòu)的豐富性仍有待提高[4]。【本研究切入點】為加快新品種選育進(jìn)程，進(jìn)一步優(yōu)化蔗區(qū)品種結(jié)構(gòu)，廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所于2012年開始引進(jìn)四川涼蔗品種（系），并在廣西多個地區(qū)開展選育和試種試驗。這些引進(jìn)的品種（系）的選育環(huán)境與廣西蔗區(qū)環(huán)境有類似之處，為攀西地區(qū)土壤酸化、有機(jī)質(zhì)含量低、保水保肥力差的旱坡地，但這些品種（系）卻具有高產(chǎn)、高糖、抗逆性強(qiáng)等特點[17-18]。【擬解決的關(guān)鍵問題】這些品種引入廣西蔗區(qū)開展進(jìn)一步的選育和試種試驗，旨在選出優(yōu)于ROC22的高產(chǎn)、高糖、抗逆性強(qiáng)且適宜廣西蔗區(qū)種植的優(yōu)良新品種。鑒于柳州蔗區(qū)為廣西的重要糖料蔗生產(chǎn)基地之一，我們選擇在廣西農(nóng)墾國有新興農(nóng)場對這些品種進(jìn)行品比試驗，以期對這些品種的農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀做出綜合評價，為選育優(yōu)良品種在廣西其他蔗區(qū)推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括從四川涼山州引進(jìn)的甘蔗新品種（系）：桂熱 1號（GR1）、桂熱 2號（GR2）、涼蔗 07-53（LZ07-53）、涼蔗 03-81（LZ03-81）、涼蔗02-186（LZ02-186）、涼蔗 03-23（LZ03-23），以及廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所選育的桂糖42號（GT42）、農(nóng)業(yè)部福建甘蔗生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室培育的福農(nóng)41號（FN41）、柳州柳城縣甘蔗研究中心選育的桂柳05-136（GL05-136），以新臺糖22號（ROC22）為對照（CK）品種。本次試驗地選擇在廣西農(nóng)墾國有新興農(nóng)場甘蔗基地，展開1年新植1年宿根的區(qū)域試驗。該農(nóng)場位于柳州市，地處緯度 24°06′11.5″N，經(jīng)度 109°24′49″，海拔高度106 m，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，境內(nèi)土地肥沃，地勢平坦，氣候溫暖，日照時間長，年平均溫度20.4℃，年均降雨量1 400 mm，氣候條件非常適宜進(jìn)行甘蔗的生產(chǎn)種植。

1.2 試驗方法

本試驗于2016年3月至2018年1月在新興農(nóng)場甘蔗基地進(jìn)行，試驗采取隨機(jī)區(qū)組排列，每個品種分別種植3個重復(fù)，每小區(qū)5行，行長7 m，行寬1.2 m，小區(qū)面積約42 m2，新植蔗統(tǒng)一采用的種莖為全蔗莖，剝?nèi)~，雙芽段。用50%多菌靈可濕性粉劑800倍藥液浸種消毒5min。每行下種90芽，雙行種植；邊際設(shè)保護(hù)行，田間常規(guī)管理?；视昧繛樯锓?50 kg·hm-2，農(nóng)藥施用殺蟲雙150 kg·hm-2，用含濃度為1.6%的阿特拉津和3.2%的乙草胺混合液750 kg·hm-2噴施植蔗溝表面后蓋膜封閉。培土期間施肥量為復(fù)合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）1 500 kg·hm-2、尿素 375 kg·hm-2、鉀肥 300 kg·hm-2，施用蔗樂樂 150 kg·hm-2。宿根蔗于甘蔗砍收后10 d進(jìn)行破壟松蔸蓋膜，大培土期間使用復(fù)合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）2 500 kg·hm-2、尿素 375 kg·hm-2、鉀肥 300 kg·hm-2，農(nóng)藥施用蔗樂樂 150 kg·hm-2。

定期調(diào)查各小區(qū)各個品種的甘蔗出苗率、分蘗率和宿根發(fā)株率。出苗率：下種后30 d開始對各品種的出苗率進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，每隔15 d調(diào)查1次出苗數(shù)，總共調(diào)查3次，出苗率=小區(qū)出苗數(shù)/小區(qū)下種總小區(qū)下種總數(shù)×100%；分蘗率：自蔗苗分蘗開始，每隔15 d對各小區(qū)各品種展開分蘗率調(diào)查，總共調(diào)查3次，分蘗率=（小區(qū)總苗數(shù)-小區(qū)基本苗數(shù)）/小區(qū)基本苗數(shù)×100%；發(fā)株率：新植蔗收獲之后的次年對各小區(qū)各品種展開宿根蔗的發(fā)株率調(diào)查，發(fā)株率=宿根蔗發(fā)株數(shù)/小區(qū)蔗頭總數(shù)×100%。

5月中旬對各品種甘蔗的枯心苗數(shù)、黑穗病苗數(shù)、梢腐病苗數(shù)進(jìn)行調(diào)查?；ㄈ~病和薊馬危害情況做目測調(diào)查。螟害枯心率=螟害枯心苗數(shù)/植株總數(shù)×100%，黑穗病病害率=黑穗病害植株數(shù)/植株總數(shù)×100%，梢腐病病害率=梢腐病害植株數(shù)/植株總數(shù)×100%。

7月初至12月上旬每隔1個月調(diào)查1次的株高。隨機(jī)調(diào)查各小區(qū)各品種中間行15株的甘蔗株高，并計算平均生長速（cm·月-1）。

第二年開始每年1月份對各小區(qū)品種進(jìn)行莖徑、有效莖數(shù)、蔗莖產(chǎn)量、蔗糖分和產(chǎn)糖量的測定。莖徑：隨機(jī)調(diào)查各小區(qū)各品種中間行15株甘蔗的莖徑，取平均值。有效莖數(shù)：調(diào)查各小區(qū)甘蔗有效莖總數(shù)，有效莖數(shù)（株·hm-2）=小區(qū)有效莖數(shù)/小區(qū)面積×104。蔗莖產(chǎn)量（t·hm-2）=單莖重×蔗莖數(shù)；單莖重（kg）=（莖徑）2×莖長×0.785 4×1/1 000，其中1表示莖比重；蔗糖分：隨機(jī)測量各小區(qū)各品種中間行20株甘蔗的田間錘度，取平均值，蔗糖分（%）=平均田間錘度（%）×1.082 5-7.703。產(chǎn)糖量（t·hm-2）=蔗糖分（%）×理論蔗莖產(chǎn)量。

試驗數(shù)據(jù)使用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，采用excel 2003軟件進(jìn)行整理、作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀比較

2.1.1 不同品種（系）甘蔗的抗病蟲害能力比較分析通過小區(qū)病蟲害調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果可以看出（表1），GR2的枯心苗率最高，為0.86%；GL05-136枯心苗率最低，為0；LZ03-81和GR1的枯心苗率也非常低，分別僅為0.06%和0.09%；各品種（系）甘蔗的枯心苗率均未達(dá)到1%。ROC22的黑穗病發(fā)病率最高，為2.46%；GR2則未發(fā)現(xiàn)黑穗病。FN41的梢腐病發(fā)病率最高，為3.49%；其次為ROC22，為2.82%。GL05-136、GT42和LZ02-186對花葉病達(dá)到高抗水平，其余品種則中抗花葉病。FN41薊馬感染嚴(yán)重，ROC22和LZ07-53的薊馬危害情況也較重，其余品種則較輕。

表1 不同品種（系）甘蔗抗病害能力Table1 Disease-resistance of selected sugarcane varieties （lines） under study

2.1.2 不同甘蔗品種（系）新植蔗農(nóng)藝性狀的比較表2為各品種（系）新植蔗的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)。由表2可知，出苗率最高的是LZ07-53，最低的是GL05-136，但各品種（系）出苗率之間并沒有顯著差異。而分蘗率方面，各品種（系）的分蘗率均高于CK，其中LZ02-186，LZ07-53，LZ03-81及GR1的分蘗率均顯著高于CK。株高方面，LZ02-186，LZ03-23，LZ07-53的株高均顯著高于CK，F(xiàn)N41的株高則顯著低于CK，其他品種（系）株高與CK之間沒有顯著差異。就莖徑而言，LZ03-23，LZ07-53以及LZ03-81顯著低于CK，其他品種則與CK之間不存在顯著差異。有效莖方面，除GT42和GL05-136外，其余品種（系）均與CK存在顯著差異，其中LZ07-53和LZ03-81的有效莖比CK分別多約94.81%和90.08%。

2.1.3 各品種（系）新植蔗的產(chǎn)量性狀分析 由表3可知，在11月至次年1月份的平均蔗糖分方面，除LZ03-81的蔗糖分顯著低于CK外，其余品種（系）的蔗糖分均未與對照形成顯著差異。但是在蔗莖產(chǎn)量方面，GR、LZ各品種（系）均顯著高于CK，其中蔗莖產(chǎn)量最高的LZ02-186比CK增產(chǎn)67.98%。分析產(chǎn)糖量的數(shù)據(jù)得出，除GL05-136的產(chǎn)糖量與CK相當(dāng)，其余品種（系）的產(chǎn)糖量均顯著高于CK，其中LZ02-186，LZ07-53、GR2和LZ03-81的產(chǎn)糖量依次高于CK 63.05%、58.28%、42.19%、34.73%。

2.1.4 各甘蔗品種（系）宿根蔗農(nóng)藝性狀的比較 表4為各品種（系）2017—2018年宿根蔗的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)。由表4可知，在宿根蔗分蘗率方面，除GL05-136和GT42外，其余甘蔗品種（系）與CK均存在顯著差異，宿根分蘗率最高的為LZ03-81，為62.00%；其次GR2，為58.41%。各品種（系）之間的株高和莖徑差異均不顯著，株高最高的品種為LZ02-186, 比CK高 16.0 cm；其次為GR2，比CK高約11.0 cm。莖徑最大的為GL05-136其值比CK大約0.18 cm。在有效莖方面，LZ、GR系列均與CK之間存在顯著差異，有效莖數(shù)最多的LZ03-81比CK多84.08%。

表2 不同品種（系）新植蔗主要農(nóng)藝性狀Table2 Major agronomic traits of sugarcane varieties（lines）for one-year-new-planting

表3 各品種（系）新植蔗的產(chǎn)量性狀Table3 Yield traits of sugarcane varieties（lines）for one-year-new-planting

2.1.5 各甘蔗品種（系）宿根蔗產(chǎn)量性狀的比較 各品種（系）宿根蔗的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)如表5。由表5可知，LZ系列的LZ02-186，LZ07-53，LZ03-81以及GR2的蔗莖產(chǎn)量均達(dá)100 t·hm-2以上，且均與CK形成顯著差異。蔗莖產(chǎn)量最高的為GR2，達(dá)到126.05 t·hm-2，超過CK 55.69%；LZ02-186，LZ07-53，LZ03-81的蔗莖產(chǎn)量則分別高出對照32.08%、25.68%、32.42%。蔗糖分各品種（系）間差異不顯著。產(chǎn)糖量方面，只有GR2與CK差異顯著，其余品種與CK差異不顯著。GR2的產(chǎn)糖量也為最高，達(dá)到16.32 t·hm-2，超過CK 57.68%。LZ02-186和LZ03-81產(chǎn)糖量分別比對照增加20.29%、15.94%。

表4 不同品種（系）宿根蔗主要農(nóng)藝性狀Table4 Major agronomic traits of sugarcane varieties（lines）for one-year-ratooning

表5 各品種（系）宿根蔗的產(chǎn)量性狀Table5 Yield traits of sugarcane varieties（lines）for one-year-ratooning

2.2 各甘蔗品種（系）抗寒、耐旱性的分析比較

2.2.1 各甘蔗品種（系）的抗寒性比較 甘蔗自7月份開始拔節(jié)，8月份即測量并計算其生長速度。由圖1可以看出，除FN41、GT42外，其余甘蔗品種（系）的生長速度在9月份均達(dá)到最大值，其中GR2的生長速度最快。自9月份開始，隨著月平均氣溫的逐步下降，甘蔗的生長速度總體呈現(xiàn)逐漸變緩的趨勢。GR及LZ系列甘蔗品種在月均氣溫較低的12月份仍然保持一定的生長速度且高于對照（ROC22）。

2.2.2 各甘蔗品種（系）的耐旱性比較 柳州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，降雨量充沛，年均降水量在1 400 mm左右。由圖2可以看出，自8月份開始，隨著降雨量的降低，除FN41、GT42外，其余甘蔗品種（系）的生長速度在9月份均達(dá)到最大值。12月份的降雨量為下半年最低值，但是GR及LZ系列甘蔗仍然保持著較好的生長優(yōu)勢。

圖1 各甘蔗品種（系）的抗寒能力表現(xiàn)Fig.1 Cold-tolerance of sugarcane varieties（lines）

圖2 各甘蔗品種（系）的耐旱能力表現(xiàn)Fig.2 Drought-resistance of sugarcane varieties（lines）

3 討論與結(jié)論

廣西甘蔗種植面積占全國種蔗面積的60%左右，產(chǎn)糖量占全國產(chǎn)糖量的70%左右，是我國重要的產(chǎn)糖地[19]，而近年來我區(qū)甘蔗產(chǎn)業(yè)正面臨單位面積產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本高和種植效益下降等困局[20]。甘蔗的產(chǎn)量性狀包括蔗莖產(chǎn)量和產(chǎn)糖量等，其產(chǎn)值除受到基因型的影響外、還會受到氣候條件、病蟲害和栽培條件等多方面因素的共同作用[21-29]。而廣西蔗區(qū)較容易出現(xiàn)旱澇和霜凍等極端氣候。近50多年的氣象數(shù)據(jù)顯示，廣西的降水出現(xiàn)了分布不均，旱澇災(zāi)害等現(xiàn)象[30]。我區(qū)的甘蔗種植地區(qū)九成以上都為旱坡地，土地貧瘠且灌溉設(shè)備落后，這對甘蔗各個時期的生長都是嚴(yán)峻的考驗[31-32]。同時，廣西較容易發(fā)生寒凍害[33]。凍雨、低溫霜凍天氣不僅造成甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量減產(chǎn)、導(dǎo)致制糖企業(yè)效益下滑，甚至還會影響來年宿根蔗的收成，這些因素都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[34-35]。由于傳統(tǒng)的雜交育種方式篩選具有優(yōu)良性狀的甘蔗品種存在概率低、耗時長等問題，引進(jìn)其他地區(qū)的甘蔗優(yōu)良種質(zhì)資源就顯得尤為重要。涼蔗系列甘蔗由攀西蔗區(qū)引入，該地區(qū)冬季長且寒冷，干旱、低溫和洪澇災(zāi)害等氣象災(zāi)害發(fā)生頻率高，范圍也較大，涼蔗系列品種（系）經(jīng)此惡劣環(huán)境篩選，在攀西蔗區(qū)表現(xiàn)出抗逆性強(qiáng)等優(yōu)良特性[36]，將涼蔗引入廣西蔗區(qū)進(jìn)行試驗種植，有望克服目前主栽品種新臺糖22號存在的耐寒性差、宿根年限縮短、抗病性差等問題。

柳州位于廣西的中北部，是廣西的主要產(chǎn)糖地之一，其土質(zhì)和氣候特點對桂北地區(qū)的山地氣候特征具有一定的代表性，對甘蔗新品種在這一片區(qū)域的適應(yīng)性種植及推廣具有十分重要的參考意義。本試驗選出了一個高產(chǎn)、高糖、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良新品種GR2。GR2在柳州地區(qū)的種植表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性，在有效莖數(shù)、產(chǎn)糖量和產(chǎn)量方面均明顯高于對照品種ROC22，尤其是GR2在宿根性方面表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢。本試驗共篩選出3個表現(xiàn)較突出的品種，具體性狀如下：

GR2：該品種新植和第一年宿根的蔗莖產(chǎn)量和有效莖數(shù)均比CK增產(chǎn)，該品種的蔗莖產(chǎn)量和有效莖數(shù)與對照相比均達(dá)極顯著水平；該品種的蔗糖分含量雖然略低于CK，但由于在蔗莖產(chǎn)量和有效莖數(shù)方面的優(yōu)勢使得其在產(chǎn)糖量平均值方面明顯高于CK。GR2出苗率高、宿根性好、有效莖數(shù)多、產(chǎn)量高、57號毛群一般、不易抽穗、晚熟、耐旱性及抗寒性好、抗病性強(qiáng)，宿根性強(qiáng)且易于管理，適合坡地種植，該品種可進(jìn)一步擴(kuò)大示范。

LZ02-186：該品種新植蔗和宿根蔗的有效莖數(shù)、蔗莖產(chǎn)量和產(chǎn)糖量均高于CK。但該品種蔗糖分含量低，糖分性狀需進(jìn)一步跟蹤觀察。LZ02-186出苗率高、有效莖數(shù)多、株高較高、易脫葉、57號毛群一般、不易抽穗、宿根性好、產(chǎn)量高、晚熟且抗性好，適合作為種質(zhì)資源。

LZ03-81：該品種新植和宿根蔗在蔗莖產(chǎn)量、有效莖數(shù)和產(chǎn)糖量方面都較CK增產(chǎn)，且出苗率高、有效莖數(shù)多、蔗莖產(chǎn)量高、葉片大且直立，但易倒伏、糖分低、節(jié)間較短，晚熟。更適合作為種質(zhì)資源。

GR2增產(chǎn)性能好，能為農(nóng)戶節(jié)約成本，但作為晚熟品種，其糖分性狀仍需進(jìn)一步跟蹤觀察，建議GR2作為下一步重點示范的新品系。LZ02-186和LZ03-81雖然糖分略低，但在有效莖條數(shù)、蔗莖產(chǎn)量方面都存在較大優(yōu)勢，抗性也較好，建議作為優(yōu)良的種質(zhì)資源備用。