嚴華兵 陸柳英 謝向譽 陳仲南 曾文丹 賴大欣 周慧文



摘要:【目的】選育高產、高淀粉含量及適合間作套種的木薯新品種,為廣西木薯產業發展提供技術支撐?!痉椒ā?010~2015年,以木薯品種新選048為母本,采用自然雜交與胚挽救的方法,經連續多年多世代系統選育,獲得木薯新品種桂木薯6號,并對其鮮薯產量、淀粉含量、收獲指數、發芽率及抗逆性等進行評價?!窘Y果】2012~2013年初級與高級評價結果表明,桂木薯6號鮮薯產量、淀粉含量和收獲指數均高于對照品種華南205(CK),其中在廣西武鳴初級評價中,鮮薯產量比CK高66.7%,在廣西武鳴和隆安高級評價中,鮮薯產量分別比CK高70.1%和73.3%,增產均達顯著水平(P<0.05,下同);兩年不同地點的評價試驗中,平均鮮薯產量比CK增加70.0%,平均淀粉含量比CK增加1.0%,且收獲指數均高于CK。2014和2015年區域試驗結果表明,3個試驗點(廣西武鳴、桂平和合浦)桂木薯6號平均鮮薯產量分別比CK高53.4%和50.3%,平均淀粉含量分別比CK增加1.4%和2.1%,增產均達顯著水平。桂木薯6號平均發芽率98.5%、平均株高2.5 m、平均莖粗3.5 cm,生長勢較強,屬不分枝類型,具較強抗旱性,但抗風性較差。該品種于2016年4月通過廣西農作物品種審定委員會審定?!窘Y論】桂木薯6號具有穩產高產、收獲指數高、品質優良及抗旱能力強等優點,生產中可單獨種植,也可與其他經濟作物進行間作或套種,適合在廣西進行大面積推廣種植。
關鍵詞: 木薯;桂木薯6號;品種選育;間作套種
中圖分類號: S533.035 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1191(2016)11-1832-05
Abstract:【Objective】The present study was conducted to breed new cassava variety with high yield, high starch content and suitable for intercropping, in order to provide technical support for the sustainable development of cassava production in Guangxi. 【Method】During 2010-2015, taking cassava variety XX048 as female parent, using natural hybridization and embryo rescue methods, new cassava variety Gui 6 was bred through years of multiple generations breeding. Indexes such as fresh cassava yield, starch content, harvest index and germination rate and stress resistance were evaluated. 【Result】Preliminary evaluation and advanced evaluation during 2012-2013 indicated that fresh cassava yield, starch content and harvest index were higher than control variety SC 205(CK). In preliminary evaluation in Wuming, Guangxi, fresh cassava yield of Gui 6 was 66.7% higher than that of CK. In advanced evaluations in Wuming and Longan, Guangxi, fresh cassava yields of Gui 6 were 70.1% and 73.3% higher than those of CK respectively, increase yields were at significant level(P<0.05, the same below). In evaluations at different sites during the two years, average fresh cassava yield increased by 70.0% than that of CK, average starch content increased by 1.0% than that of CK, and harvest indexes were all higher than those of CK. According to regional trials, Gui 6 average fresh cassava yield of three test sites(Wuming, Guiping and Hepu) in 2014 was 53.4% higher than that of CK; the average fresh cassava yield in 2015 was 50.3% higher than that of CK. Gui 6 average starch content of three test sites(Wuming, Guiping and Hepu) in 2014 was 1.4% higher than that of CK; the average starch content in 2015 was 2.1% higher than that of CK, all reaching significant level. Germination rate of Gui 6 was 98.5%, average plant height 2.5 m, average stem diameter 3.5 m with strong growth vigor. Gui 6 was nonbranching plant with strong drought resistance but weak wind resistance. Gui 6 was approved by Guangxi Crop Variety Approval Committee in April, 2016. 【Conclusion】The new cassava variety Gui 6 enjoys advantages including stable yield, high yield, high harvest index, good quality and drought resistance. In actual planting, Gui 6 can be planted alone or interplanted with other cash crops, which is suitable for large scale planting in Guangxi.
Key words: cassava; Gui 6; variety breeding; intercropping
0 引言
【研究意義】木薯(Manihot esculenta Crantz)為大戟科木薯屬植物,耐旱抗貧瘠,是全球三大薯類作物之一,也是全球第六大糧食作物,世界近6億人口以木薯為主要糧食來源。木薯用途廣泛,可食用、飼用和加工成各種不同工業產品。木薯于19世紀20年代最先傳入我國廣東,現主要分布在廣西、廣東、海南和云南4個省(區)(梁海波等,2016)。我國木薯種植面積約40萬ha,其中廣西是木薯種植和生產第一大省,種植面積和產量均占全國60%左右。廣西木薯產業發展已初具規模,但仍存在一些不利因素,如高產穩產品種缺乏、比較經濟效益偏低等(嚴華兵等,2015)。因此,選育適合廣西地區間作套種且高產、高淀粉含量的木薯新品種對當前廣西乃至我國木薯產業的發展均具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】木薯育種方法主要有資源引進和系統選育、種間雜交、雜交與實生種選育、分子標記輔助育種、多倍體育種、誘變育種、轉基因育種等(嚴華兵等,2015)。我國早期木薯品種選育主要是通過資源引進與系統選育,最早是1820年由華僑從馬來西亞引入我國,在廣東省高州一帶種植,隨后再傳播到海南、廣西、云南等地種植。近年來,通過雜交與實生種選育、誘變選育等育種手段先后選育獲得了一些較好的品種,主要有華南124(李開綿,1991)、華南6號(李開綿等,2002)、華南9號(黃潔等,2006)、輻選01(李斌等,2008)、桂熱3號(李軍等,2009)、新選048(羅興錄,2009)、華南10號(葉劍秋等,2011a)和桂熱4號(李軍等,2014)等,這些品種的成功選育極大地促進了我國木薯產業的發展,然而高產、高淀粉含量品種仍然缺乏,新品種推廣速度緩慢,目前廣西木薯主栽品種仍以華南205和南植199為主(李軍等,2009;嚴華兵等,2015)?!颈狙芯壳腥朦c】針對廣西區內開展木薯雜交育種較困難、生產上主栽品種單一、淀粉含量偏低及種植木薯經濟效益較低等問題,通過改進育種方法,選育高產、高淀粉含量、株型直立、前期生長緩慢、抗旱性強的適合間作套種的優良木薯品種?!緮M解決的關鍵問題】以高產木薯新品種新選048為母本進行自然雜交,采集未完全成熟的果實,取幼嫩子葉胚進行胚挽救,獲得實生苗,通過組織培養技術進行擴繁,進而選育高產、高淀粉含量且適合間作套種的木薯新品種,為廣西木薯產業的發展提供技術支撐。
1 選育過程
1. 1 選育目標
針對廣西區內木薯平均產量低、淀粉含量偏低及比較經濟效益較低等突出問題,選育高產、高淀粉含量且適合間作套種的木薯新品種。
1. 2 選育程序
桂木薯6號是以木薯品種新選048為母本進行自然雜交,經過胚挽救、組培快繁、多年品系比較和定向選育而成的木薯新品種。具體選育程序如下:
1. 2. 1 開放雜交授粉、胚挽救與實生苗擴繁 2010年以木薯新品種新選048為母本進行自然雜交,采集未完全成熟的果實,取幼嫩子葉胚進行胚挽救,獲得實生苗,通過組織培養技術繼代、生根和移栽成活。
1. 2. 2 克隆評價 2011年對胚挽救株系材料進行克隆評價,種植6株,株行距為1.0 m×0.8 m,選擇株型好,抗病性強,收獲指數高的優良株系。
1. 2. 3 初級系比評價 2012年在廣西武鳴進行無性系的初級比較試驗,每個重復種植12株,設3個重復,株行距為1.0 m×0.8 m,以華南205為對照(CK),以鮮薯產量、淀粉含量和收獲指數為篩選指標。
1. 2. 4 高級系比評價 2013年在廣西武鳴和隆安2個試驗點進行無性系高級比較試驗,每個點設3個重復,每個重復種植24株,株行距為1.0 m×0.8 m,以華南205為CK,以鮮薯產量、淀粉含量和收獲指數為篩選指標。
1. 2. 5 區域試驗 2014年、2015年分別在廣西武鳴、隆安、合浦3個試驗點進行無性系區域試驗,每個點設3個重復,每個重復種植24株,株行距為1.0 m×0.8 m,以華南205為CK,以鮮薯產量和淀粉含量為篩選指標。2015年底進行測產驗收,2016年4月通過廣西農作物品種審定委員會審定,品種名稱定為桂木薯6號。
2 產量與淀粉含量表現
2. 1 2011~2013年桂木薯6號克隆評價、初級比較與高級比較試驗結果
2011年克隆評價結果(表1)顯示,桂木薯6號的收獲指數為0.64,比CK高0.05。2012~2013年對桂木薯6號進行初級與高級評價,結果表明,兩年評價中桂木薯6號的淀粉含量、鮮薯產量和收獲指數均高于CK,其中在廣西武鳴的初級評價中,桂木薯6號鮮薯產量比CK高66.7%,在廣西武鳴和隆安的高級評價中,桂木薯6號鮮薯產量分別比CK高70.1%和73.3%,增產均達顯著水平(P<0.05,下同)。兩年不同地點的評價試驗中,桂木薯6號平均鮮薯產量比CK顯著增加70.0%,平均淀粉含量比CK顯著增加1.0%,且收獲指數均高于CK,收獲指數最高時達0.70,表明桂木薯6號具有較強的光合產物轉化能力。
2. 2 2014~2015年桂木薯6號區域試驗結果
2014年的區域試驗結果(表2)表明,廣西武鳴、桂平和合浦3個試驗點桂木薯6號鮮薯產量比CK高39.4%~93.2%,平均鮮薯產量比CK高53.4%,增產均達顯著水平;3個試驗點桂木薯6號淀粉含量比CK增加1.0%~2.1%,平均淀粉含量比CK顯著增加1.4%。
2015年的區域試驗結果(表3)表明,廣西武鳴、桂平和合浦3個試驗點桂木薯6號鮮薯產量比CK高41.4%~ 68.2%,平均產量比CK高50.3%,增產均達顯著水平;3個試驗點桂木薯6號淀粉含量比CK增加1.4%~2.5%,平均淀粉含量比CK顯著增加2.1%。2. 3 2011~2015年桂木薯6號發芽及生長狀況
木薯生長勢可分為強、中和弱,以株高≥2.5 m、莖粗>3.0 cm為生長勢強,株高在2.0~2.5 m、莖粗在3.0~3.3 cm為中,株高<2.0 m、莖粗<3.0 cm為弱;分支情況可分為不分枝和分枝[角度?。?30°)、角度中(30°~45°)、角度大(>45°)](葉劍秋等,2011b)。由表4可知,桂木薯6號發芽率(98.5%)、株高(2.5 m)和莖粗(3.5 cm)均顯著高于CK,且生長勢較強,屬不分枝類型。
2. 4 桂木薯6號抗逆性表現
通過田間觀察發現,在持續90 d干旱的情況下,桂木薯6號葉片仍保留40%,華南205葉片僅保留20%,表明桂木薯6號較華南205具有較強的抗旱性;但桂木薯6號抗風性較差,在收獲時觀察發現,風力較大的地區有50%植株出現倒伏,而華南205僅有9%植株出現倒伏。因此,桂木薯6號應盡量避免在臺風發生較多或風力較大的地區種植,若種植地區風力較大,種植時要加強培土,以避免倒伏。
3 品種特征特性
桂木薯6號株型緊湊,植株直立不分枝,莖稈粗大,平均株高2.5 m,莖灰褐色,莖內皮為綠色;葉片多為7裂,葉片大,為披針形,綠色,頂端未展開葉淺綠色,葉柄紅帶乳黃;垂直分散結薯,平均結薯10.5條/株,薯塊粗壯、大小均勻,薯形為圓錐或圓柱形,薯表皮黃褐色,皮薄,內皮白粉,肉質乳黃(圖1)。
4 栽培技術要點
4. 1 桂木薯6號間作套種西瓜高產高效栽培技術
4. 1. 1 選地與整地 選擇地勢較高、排灌方便、光照充足、土地肥沃的沙壤土地,最好前茬不種植瓜菜類作物。秋季土地深翻耙碎,春季用大型拖拉機深耕0.35~0.40 m,耙碎,每4.00 m開一條西瓜種植行,施足基肥后起畦,畦面0.80 m,再覆蓋1.00 m寬農用膜,膜四周用泥土壓實。地塊開好排灌水溝。
4. 1. 2 適時播種,合理密植 木薯一般于3月中旬~4月上旬種植,木薯種植結束后,立即種植西瓜苗。木薯與西瓜間作套種模式一般為2行西瓜間種4行木薯。桂木薯6號種植株行距為(0.80~0.90) m×1.00 m,種植密度11100~12450株/ha;西瓜種植株行距(0.60~ 0.75) m×4.00 m,種植密度3300~4200株/ha。
4. 1. 3 平衡施肥 西瓜需肥量大,基肥一般每公頃采用腐熟的農家肥22.5~30.0 t,與磷肥750 kg、碳銨750 kg,花生麩600 kg和進口45%復合肥450 kg混勻堆漚1個月以上施用。西瓜結果期,當幼瓜有雞蛋大小時,每公頃追施復合肥300 kg,同時,在葉面噴施磷酸二氫鉀300倍液,每5~7 d噴1次,連續噴3~4次。西瓜收獲后,結合壓蔓除草施用結薯肥,一般每公頃施木薯專用肥(N∶P2O5∶K2O=9∶6∶13)750 kg、尿素150 kg,或進口45%復合肥450 kg、鉀肥150 kg,施后壓蔓培土。
4. 1. 4 加強田間管理,適時早收 西瓜定植后要整蔓壓蔓;授粉時可采用人工輔助授粉或放蜂授粉;當幼瓜長至雞蛋大小時,每株選取離根部1.5 m左右的位置保留發育正常的幼瓜2個;生長期間注意控制徒長,防治病蟲害;西瓜成熟時,應選擇晴天及時收獲,收獲時小心運輸,盡量避免碰傷木薯莖葉。西瓜收獲后,桂木薯6號田間管理按栽培技術要點進行。
4. 2 桂木薯6號間作套種大豆高產高效栽培技術
4. 2. 1 選地與整地 選擇地勢較平坦,土壤酸堿度中性、肥力中等的地塊種植。種植地深耕0.35~0.40 m,施足基肥后耙碎混勻,起畦種植。一般畦寬3.00~4.00 m,溝深0.20~0.30 m,溝寬0.30 m。地塊四周開排水溝。
4. 2. 2 適時早播,合理密植 南方一般驚蟄至春分為種植大豆和木薯的最佳季節,木薯和大豆最好同時種植。木薯間作套種大豆模式一般為2行木薯間種2行大豆。桂木薯6號種植株行距為(0.80~0.90)m×1.00 m,種植密度11100~12450株/ha;大豆株行距(0.10~0.15)m×0.50 m,種植密度8.25萬~9.00萬株/ha。
4. 2. 3 平衡施肥 基肥一般每公頃施用農家肥22.5~30.0 t。大豆分枝期、開花期可適量補充微量元素和磷酸二氫鉀葉面肥。
4. 2. 4 加強田間管理,適時早收 一般選擇適應南方種植的高產大豆良種與木薯間種,播種前需伴菌種,種植后2~3 d需噴施除草劑封土除草,出苗后及時間苗定苗,綜合防治病蟲草害,及時防治蚜蟲、斜紋夜蛾、豆莢螟、地下害蟲等,出苗期和鼓粒期遇旱要及時灌水。大豆長勢過快會導致徒長倒伏、籽粒不飽滿,進而影響木薯產量,可噴施15%多效唑進行化學調控。當大豆大部分葉片變黃并開始落葉,飽滿的豆莢從青色轉成金黃色并開始干枯時需及時收割,暴曬脫粒后貯藏(陳仲南,2013)。大豆收獲后,桂木薯6號田間管理按栽培技術要點進行。
5 討論
自然條件下,在廣西絕大部分地區種植的木薯不易開花或果實不能正常發育成熟,有性雜交育種難度較大(陸柳英等,2014)。目前,適應廣西氣候條件的優良木薯品種較少,生產中大面積栽培的木薯品種也存在單產較低、淀粉含量偏低等問題,導致種植木薯的經濟效益較低。
桂木薯6號是通過在廣西區內種植親本材料,于9~10月進行自然雜交,雜交授粉約1個月后采集未完全成熟的果實,利用幼胚離體培養技術,經過胚成熟培養、成苗培養、繼代生根與煉苗移栽等獲得雜交實生苗,再通過一系列無性系比較試驗(如克隆評價、初級系比、高級系比、區域試驗)選育而成的木薯新品種,該品種具有穩產高產、收獲指數高、品質優良及抗旱能力強等優點,其成功選育對提升廣西木薯育種水平及促進木薯產業發展具有重要意義。
種植比較經濟效益低是影響廣西木薯產業發展的主要問題之一,而選育高產、高淀粉含量、適合間作套種的優良品種和開展木薯配套間作套種栽培技術研究是解決這一問題的重要手段。桂木薯6號在2014~2015年的區試平均鮮薯產量為44056.35 kg/ha,比對照品種華南205增產51.8%,淀粉含量為29.2%,比華南205增加0.5%。桂木薯6號株型緊湊,植株前期生產緩慢,植株直立不分枝,且抗旱能力強,適合間作套種和秋旱地區種植,可間作套種西瓜、大豆、花生(唐秀梅等,2015)、穿心蓮(陸柳英等,2016)等作物,經濟效益顯著。在廣西區桂平市開展的桂木薯6號與西瓜間作套種,經濟效益可達75000~90000元/ha,農民增產增收效果明顯。木薯在生產上是用種莖繁殖,一般第二年農戶自留種種植,因此,為增加良種覆蓋面積,今后應進一步擴大種植、示范和推廣面積。
6 結論
桂木薯6號具有穩產高產、收獲指數高、品質優良及抗旱能力強等優點,生產中可單獨種植,也可與其他經濟作物進行間作或套種,適合在廣西進行大面積推廣種植。
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(責任編輯 王 暉)