貴州木薯雜交選育新品系GZ14系列研究初報

饒萍 羅春芳 歐珍貴 劉瑩詩瑪 楊仕梅 班秀芝 盧加舉 楊龍

(1貴州省亞熱帶作物研究所 貴州興義 562400;2臨沂大學 山東臨沂 276007)

木薯（Manihot esculentaCrantz）屬大戟科（Eu-phorbiaceae）木薯屬（Manihot），是世界六大作物之一，與馬鈴薯、甘薯并稱為世界三大薯類作物［1-2］。木薯具有耐旱、耐酸、耐瘠的優良特性，可將其作為糧食作物和工業原料加工成木薯淀粉、變性淀粉、工業乙醇等2 000多種產品，被廣泛應用于食品、飼料、醫藥、造紙、紡織、制酒等行業［3-8］。中國木薯近5年種植面積約26.67萬hm2，而僅2017年中國進口木薯干片即高達800萬t，是中國年產量的5倍以上，市場需求巨大［4，7］。因此，大力發展木薯產業，選育高產、高淀粉含量的優質木薯品種，對保障國家糧食安全、緩解中國能源供求矛盾、促農增收等都有重大意義。

貴州地處北緯24°35'～29°9'，東經103°36'～109°35'，屬于中國9個熱區省份之一，年平均氣溫為17.6～21.0℃，≥10℃的年有效積溫為5 200～7 000℃·d，無霜期達325 d，年平均降水量在1 300 mm以上，年日照時數1 100～1 500 h，可滿足種植木薯所需的生長環境要求，且能促使木薯開花結實［2，4］。貴州適宜木薯發展區域面積12.67萬hm2［4，8］。2014年，貴州省亞熱帶作物研究所對貴州熱區木薯進行普查，貴州木薯零星種植面積6.7 hm2左右［9］。貴州熱區多數為老少邊窮地區，坡耕地多，種植結構單一，為此，貴州于1959—1960年從廣西農科院引進馬來紅、糯米茨木薯品種，并在望謨試種，種植面積達666.67 hm2［9］。貴州省亞熱帶作物研究所自2009年開展木薯研究以來，利用木薯在貴州能夠開花的特點，采用人工授粉和自然授粉等方式進行木薯雜交育種，于2014年選育出GZ14系列，經過長達5年的試驗，篩 選 出GZ14-006、GZ14-012、GZ14-031、GZ14-055、GZ14-071等5個株系。本研究對GZ14系列木薯新品系的農藝性狀、品質、產量進行綜合評價，以期篩選出適宜貴州種植的高產、高淀粉含量的優質木薯品種，并為其今后在貴州的推廣提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試木薯材料為貴州省亞熱帶作物研究所于2014年經自然授粉雜交獲得的一批雜交種質，命名為GZ14系列（母本為GR911，父本不詳），經5年的選育，篩選出GZ14-006、GZ14-012、GZ14-031、GZ14-055、GZ14-071等5個株系，以SC205為對照。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

在貴州省熱帶作物研究所望謨試驗場進行品種比較試驗，以GZ14系列的5個株系為處理、SC205為對照，進行單因素隨機區組設計，3次重復，每處理為一個小區；小區長4 m，寬5 m，小區面積20 m2，種植株行距0.8 m×1.0 m，每小區種植20株；采用歐珍貴等［2］的田間管理方式，于2019年3月15日種植，12月25日收獲。

1.2.2 項目觀測

依照木薯種質資源描述規范［10］記載的調查方法，對部分植物學性狀和農藝性狀進行觀測，并取樣進行品質分析；收獲指數＝單株薯塊鮮重/（單株莖葉鮮重＋單株薯塊鮮重）。用鮮薯淀粉測量儀，分別稱5 kg左右的鮮薯空中重和水中重［11］，然后根據國際熱帶農業中心制定的公式計算鮮薯干物率和鮮薯淀粉含量，薯干率（%）＝158.3×［空中重/（空中重－水中重）］－142.0，鮮薯淀粉含量（%）＝210.8×［空中重/（空中重－水中重）］－213.4；鮮薯產量是以各小區的鮮薯重量為基準進行折算，薯干產量＝鮮薯產量×薯干率，淀粉產量＝鮮薯產量×鮮薯淀粉含量。

1.2.3 數據處理

采用Excel進行數據整理，采用SPSS 26.0進行數據分析，并用Duncan新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 植株性狀比較

植物地上部分的生長情況在一定程度上反映了植物對自然環境的適應程度［12］。由表1～3可看出，GZ14系列木薯植株可通過葉片、植株、果實等外觀性狀進行分辨。由表4可知，GZ14系列木薯的主莖與CK（SC205）相比不存在顯著差異，但品系間差異明顯，其中GZ14-012主莖最粗，為39.33 mm；GZ14-071和GZ14-012的株高顯著高于CK，其余品系與對照無顯著差異；地上部分重量各品系間不存在顯著差異；在參試的所有品系中，GZ14-071存活率最高，為88%，其余品系都低于對照，其中GZ14-055存活率最低，只有56%。

表4 木薯新品系GZ14系列收獲時地上部分生物學特性

2.2 結薯情況

木薯GZ14新品系植株結薯情況見表5。CK單株結薯個數高于GZ14系列，除GZ14-012、GZ14-031與CK無顯著差異外，其余品系均顯著低于對照；各品系間最大薯長和最大薯直徑均不存在顯著差異；各品系單株薯重均與CK無顯著差異，GZ14-031單株薯重最高，為7.54 kg。

表5 木薯新品系GZ14系列植株結薯情況

2.3 品質表現

薯類作物栽培的最終目的是收獲鮮薯，而木薯鮮重主要由水分和干物質組成，其中干物質才是木薯鮮重的價值所在，同時淀粉含量也是薯類作物品質的重要檢測指標［13］。GZ14-071和GZ14-012的干物質率與CK無顯著差異（表6），其余3個品系均顯著低于對照，其中GZ14-006干物質率最低，為37.48%；GZ14系列木薯的薯干率和鮮薯淀粉含量由高到低排序均為GZ14-071＞GZ14-055＞SC205（CK）＞GZ14-012＞GZ14-006＞GZ14-031，其 中GZ14-071的薯干率和鮮薯淀粉含量均顯著高于對照，分別為41.00%和30.29%；GZ14-055的薯干率和鮮薯淀粉含量均略高于對照，但不存在顯著差異；其余品系無論薯干率還是鮮薯淀粉含量均顯著低于對照。GZ14-071收獲指數最高（59.77%），顯著高于對照，其余品系均與對照無顯著差異。

表6 木薯新品系GZ14系列品質表現

表2 木薯新品系GZ14系列植株性狀差異

表3 木薯新品系GZ14系列果實性狀差異

2.4 木薯新品系GZ14系列產量表現

以收獲塊根為主的木薯經濟產出主要取決于鮮薯產量，薯干產量和淀粉含量也是重要的經濟指標。由表7可知，GZ14-071的鮮薯、薯干、淀粉產量為55.47、22.74、16.80 t/hm2，分別比對照高5.6%、15.03%、23.93%；GZ14-031鮮薯產量和薯干產量分別比對照高22.12%、9.24%，但其淀粉產量比對照低2.86%；其余品系的鮮薯、薯干、淀粉產量均低于對照。

表7 木薯新品系GZ14系列產量表現

3 討論

選育高產、高淀粉品種是木薯育種的主要目標，產量決定作物的經濟效益，淀粉含量決定木薯的食用性與加工性［14］。本試驗通過分析比較木薯新品系GZ14系列收獲時地上部分生物學特性、植株結薯情況、產量及品質表現，為新品種（系）區域試驗提供一定的參考；今后將以此為基礎，對GZ14新品種（系）區域試驗綜合性狀加以分析討論。

GZ14-071木薯新品系存活率和收獲指數最高，且該品種干物質率、薯干率、鮮薯淀粉含量及薯干、淀粉產量等指標均高于其余4個品系，鮮薯產量、薯干產量和淀粉產量分別為55.47、22.74、16.80 t/hm2，在所有品系中產量最高，其主莖粗、地上部重量略高于對照，但結薯數較少，單株薯重為5.05 kg。GZ14-031木薯新品系鮮薯產量在所有參試品系中最高，為64.15 t/hm2，結薯個數較多，單株薯重為7.54 kg，高于其余參試品系；主莖粗和地上部分重量略高于對照，但其鮮薯淀粉含量僅為20.53%，薯干產量和淀粉產量也較低，同時干物質率、薯干率、收獲指數與其它品系相比也并無明顯優勢；其余品系各方面表現均一般。綜上所述，推薦GZ14-071進一步參加區域性試驗和生產性試驗。

本研究僅在貴州省亞熱帶作物研究所望謨示范園進行了為期5年的品種選育試驗，因局部地區氣候條件、土壤肥力及環境因素等多種影響因子會聯合影響品種的產量和品質，因此，今后還需要開展區域性試驗和生產性試驗，進行多年多點持續試種觀測，驗證其區域適應性和豐產穩定性，并探究穩定高產的栽培模式。