云蔗型甘蔗品种（系）在北缘蔗区的表现及抗寒性评价

吴才文 ，赵俊 ，肖祎 ，刘家勇 ，姚丽 ，吕达 ，覃伟 ，赵培方 ，杨昆，赵丽萍，夏红明，陈道德

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661699；2.四川省植物工程研究院，资中 641200）

云蔗型甘蔗品种（系）在北缘蔗区的表现及抗寒性评价

吴才文1，赵俊1，肖祎2，刘家勇1，姚丽1，吕达2，覃伟1，赵培方1，杨昆1，赵丽萍1，夏红明1，陈道德2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远661699；2.四川省植物工程研究院，资中 641200）

测定了23个云蔗优良品种在四川蔗区自然低温寒害条件下的抗寒性（对照种为ROC22）。结果表明，云蔗 03-194、云蔗 05-51、云蔗 05-49、云蔗 07-2007、云蔗 08-1095、云蔗 08-1609、云蔗 05-326和云蔗07-2178八个品种（系）高产高糖，抗寒性好；云蔗06-193、云蔗04-622、云蔗03-258、云蔗06-407、云蔗05-211、云蔗05-39和云蔗08-1145七个品种（系）农艺性状和抗寒性总体优于对照，其它参试品种不及ROC22。

甘蔗；云蔗品种；表现；抗寒性；评价

随着甘蔗品种改良，甘蔗种植已从热带地区扩展到亚热带和温带地区，但在亚热带、温带地区甘蔗常受低温冻害的影响。低温严重影响甘蔗产量和质量[1]，尤其是近年来气候变化异常，极端低温频繁出现，甘蔗受寒冷灾害影响加重，给蔗农和制糖企业造成较大经济损失[2-3]。而在我国云南省的滇西南甘蔗优势产区，近年来新兴产业不断发展，香料烟、马铃薯等产业显示较强的竞争优势，水稻、蔬菜和水果等传统作物与种植甘蔗相比也有一定的可比效益，甘蔗的发展区域不断向山地转移，甘蔗种植海拔从原来的1300 m，已经上升到1600 m，部分蔗区甚至达到1800 m之上[4]。随着海拔的升高，低温、霜冻危害时有发生，从时间上讲，大部分发生在冬春季节。春季播种期遇到低温霜冻，易导致种芽冻死，出苗率低，基本苗不足。甘蔗成熟期遭遇低温，致使甘蔗“上水”，严重时原料不能进厂入榨，蔗农减产，制糖原料不足；同时，冻害使甘蔗糖分下降，制糖成本增加。宿根蔗甘蔗受冻，发株率降低，宿根年限缩短，种蔗成本增加。因此，加强抗寒甘蔗品种的选育并进行合理布局，对确保蔗糖产业的稳定发展具有重要意义。

由于云南地处云贵高原，不仅蔗区海拔普遍较高，而且蔗区地形地貌复杂，寒害频繁发生，但寒害发生的频度和强度并不稳定。为了确保育成甘蔗品种的抗寒特性，试验地点选择北缘蔗区寒害发生普遍且稳定的四川省植物工程研究院（原四川省制糖糖料工业研究所）资中试验基地进行，该基地育成的品种如川糖61-408（川蔗13号）和川糖79-15（川蔗19号）不仅在云南有较好的适应性，而且还具有较好的抗寒性，先后在云南蔗区大面积推广应用。因此，试验点选择在华中蔗区的资中对云蔗型甘蔗品种进行抗寒性评价，可为云南寒害易发蔗区筛选出适宜的抗寒品种提供可靠的保证。

1 材料与方法

1.1 供试材料

云蔗系列品种（系）3批次共计23个，以新台糖22号为对照，参试品种见表2。

1.2 试验方法

试验地为沙壤土，土地均匀一致，前作甘蔗。3个批次品种（系）分别于2012、2013和2014年3月初气温稳定回升至10℃以上开始育苗，4月下旬小苗出现1～2条苗根后移栽到大田，选取均匀一致的健壮蔗苗移栽，移栽密度为每亩（667m2）4000苗。每个品种（系）栽种1个小区，每区3行，行距1m，行长根据各年试验地大小及各批次出苗多少而异，随机区组排列，1次重复，留宿根观察1年。田间管理按常规进行，且均匀一致。

1.3 低温寒害天气情况

试验期间，低温寒害发生时间一般从每年11月底开始，3月初随着气温逐步回升而结束。3批次试验寒害周期约100d，最短97d，最长107d；寒害期间平均低温分别为6.29℃、5.83℃和6.91℃，最低气温1～2℃；寒害期间降雨（含雨夹雪）日数16～35d不等，最冷月发生在12月或1月。3个批次试验低温寒害发生情况及重要气候指标统计见表1。

表1 低温寒害气候指标统计

1.4 资料收集

调查了甘蔗移栽大田后的分蘖率以及后期的株高、茎径及有效茎等产量数据，寒害结束后主要开展了对低温冻害后的蔗芽、蔗尖受害程度、锤度变化和蔗茎纵剖面受损程度、地下芽受冻情况、受冻后宿根发株率等的调查，期间不定期调查病虫害等自然发生情况。

2 结果与分析

表2 参试品种（系）收获期田间农艺性状表现

2.1 甘蔗田间农艺性状表现

由于提供抗寒性评价品种（系）均为在当地表现优良的高代品种（系），尽管年度间自然气候条件不同，生长表现有较大差异，但多数参试品种收获期的株高、茎径、单茎重、有效茎数和蔗茎产量等主要性状均优于对照种ROC22，因此各批次参试品种田间性状总体表现较好（表2）。

参试材料的总体生势较好，第1批参试品种全部株高均优于对照种，第2批参试品种云蔗06-193、云蔗07-2800和云蔗08-1091株高优于对照，第3批参试品种云蔗08-1095和云蔗05-326株高优于对照；其中云蔗05-49、云蔗06-193和云蔗08-1095分别在第1～3批参试品种中株高最高，分别为 266.3cm、304.4cm和191.3cm。

茎径是甘蔗最重要的产量性状之一，茎径的大小不仅对甘蔗产量有着重要的影响，而且在我国目前90%以上的甘蔗还是靠手工收获的情况下，茎径的大小是蔗农对甘蔗品种接受程度的重要指标。第1批参试品种中云蔗04-622、云蔗03-258、云蔗99-91、云蔗05-51、云蔗05-49和云蔗05-211茎径大于对照种，第2批参试品种中云蔗07-2384、云蔗05-39、云蔗01-1413和云蔗08-2060茎径大于对照种，第3批参试品种全部茎径均大于对照种。其中云蔗05-211、云蔗08-2060和云蔗08-1095分别在第1～3批参试品种中茎径最大，分别为2.88cm、2.80cm和2.70cm。

单茎重也是甘蔗最重要的产量性状，是茎径和株高的综合表现，在有效茎数量一定的情况下，单茎重的高低直接决定单位面积的产量高低。在全部23个参试品种（系）中，有15个品种（系）的单茎重均大于对照种。其中，云蔗05-49、云蔗01-1413和云蔗08-1095分别在第1～3批参试品种中单茎重最大，分别为1.46kg、1.49kg 和 1.10kg。

有效茎数也是甘蔗产量的重要构成因素，有效茎数的多少与单位面积的甘蔗产量高低直接相关；在单茎重一定的情况下，有效茎数的多少直接决定单位面积甘蔗产量的高低。试验结果第1和第3批全部试验品种（系）、第2批次中云蔗07-2007、云蔗06-193和云蔗07-2800等16个品种（系）有效茎数量均多于对照种ROC22。其中，云蔗03-194、云蔗06-193和云蔗07-2178分别在第1～3批参试品种中有效茎数最多，分别为6667 条/亩、5733 条/亩和 4962 条/亩。

蔗农种蔗的目的就是收获更多的产量。试验结果第1和第3批全部试验品种（系）、第2批次中云蔗06-193和云蔗01-1413等15个品种（系）的蔗茎产量高于ROC22。其中，云蔗05-211、云蔗06-193和云蔗08-1095分别在第1～3批参试品种中单产最高，分别为6.30t/亩、8.29t/亩和4.50t/亩。

2.2 田间自然病虫害及不良性状发生情况

发病轻重及不良性状的多少将对甘蔗新品种的推广应用前景产生重要影响。表3可见，3个批次参试品种中，仅云蔗05-211、云蔗08-1091、云蔗08-1609及第1次试验中对照种ROC22未发生枯心苗，其它批次品种均不同程度发生。其中云蔗03-194、云蔗06-193、云蔗08-1095及第3批次对照种ROC22枯心苗率最高，分别为4.55%、8.80%、4.80%和4.80%。

参试品种（系）中，抗病性总体表现较强。就花叶病而言，在第1批次试验中仅云蔗03-194和对照种ROC22发生花叶病，发病率均为100%；在第2批次试验中云蔗 05-39、云蔗 07-2800、云蔗 08-2060、云蔗08-1091有少量花叶病发生，发病率分别为20.0%、10.0%、5.0%和5.0%；在第3批次试验中云蔗08-1145和对照种ROC22花叶病发病率为100%，云蔗08-1609、云蔗05-326和云蔗08-1095花叶病发生率分别为40.0%、11.1%和9.5%均低于对照，3次试验中其它参试品种（系）未见花叶病发生，所有品种（系）均未发生黑穗病和黄叶综合病。

参试品种（系）总体不良性状较少，仅在第2批次试验中云蔗08-2060、云蔗08-1091、云蔗07-2384和云蔗06-193发生倒伏，倒伏率分别为100%、100%、80%和60%；云蔗07-2800出现轻度空绵心。除此之外，其它品种没有发现倒伏、空绵心和孕穗等不良表现。

2.3 低温寒害（成熟）期间田间锤度变化情况

在0℃～10℃的低温条件下，甘蔗植株一系列生理活动受到阻碍或破坏，逐渐表现出寒害症状[7]。寒害对甘蔗蔗糖分积累和田间锤度的变化产生不利的影响，而且温度越低、持续时间越长，受危害程度越重[8-9]。我国属北半球，每年11月至次年3月即是甘蔗的成熟期，而部分北缘蔗区或高海拔蔗区因寒害气温过低也会对甘蔗产生冻害，试验所在地最低温度发生在每年的12月或次年1月，2月虽仍处于低温寒害阶段，但已逐渐回升（表1），因此2—3月甘蔗糖分的高低变化情况能在一定程度反映出参试品种的抗寒特性。

由表4可见，参试品种（系）在工艺成熟或寒害期间，甘蔗田间锤度的高低和变化趋势存在较大差异。在全部3批试验23个品种（系）中，云蔗 99-91、云蔗 03-194、云蔗05-51和云蔗05-49（第1批），云蔗07-2007和云蔗05-39（第2批），云蔗08-1095、云蔗08-1145、云蔗08-1609、云蔗05-326和云蔗07-2178（第3批）11个品种不仅田间锤度高于ROC22，而且寒害后田间锤度不断增长或变化不大，表现为优良的早熟抗寒特性；另外，云蔗06-407、云蔗05-211和云蔗07-2800等品种（系）虽然田间锤度不及ROC22，但寒害后田间锤度不断增长或变化不大，表现为晚熟抗寒特性；其余品种因寒害后田间锤度下降幅度大而表现出较差的抗寒特性。

表3 参试品种(系)田间自然病虫害及不良性状调查

表4 寒害期（成熟期）田间锤度（%）

2.4 植株寒害症状表现

2.4.1 低温及寒害持续时间对甘蔗植株的影响 在全部3次试验中，第2次试验受寒害时间为107d，较第1次和第3次均长10d，平均低温为5.83℃，分别较第1和第3次低0.46℃和1.08℃，最低温度较第3次试验低1℃（表1）。分析表5可见，第2批试验受冻后受冻芽率、生长点死亡率、蔗茎“上水率”、地下芽受冻率、宿根发株率等许多指标均大幅劣变。其中，平均蔗茎“上水率”高达57.4%，分别较第1批和第3批的15.9%和24.1%高出2.9和1.9倍；宿根发株率仅为89.5%，约为第1批和第3批平均值的43.5%。由于参试品种的差异试验结果可能不同，但比较ROC22在3次试验中的表现，在第2次试验中，ROC22 蔗茎“上水率”（79.7%）、地下芽受冻率（72.7%）、宿根发株率（81.0%）等指标的劣变率均最大，受冻芽率与第3次相当，但仍处于受冻害最重档次。由此可见，在温度低于10℃以下时，温度越低、持续时间越长甘蔗受寒害越严重。

2.4.2 甘蔗品种（系）寒害后的表现 第1批9个参试品种（系）中除云蔗99-596和云蔗99-91表现不同程度受到冻害外，其余材料均未受冻，表现出较强的抗寒性。云蔗99-596和云蔗99-91的抗寒性差，主要表现为蔗尖全部受冻害死亡，死亡率均达100%；蔗茎受寒“上水”率分别为67.2%和91.4%，此外，云蔗99-596地下还有3.8%芽表现出冻害症状。从宿根发株率看，参试材料中有4个宿根发株率高于对照（184.6%），分别为云蔗03-194、云蔗06-407、云蔗05-49和云蔗05-51。另外，云蔗04-622、云蔗03-258和云蔗05-211因没表现出寒害症状，虽然宿根发株率不如对照ROC22，所反应的应为品种的宿根特性，而非抗寒性。

第2批试验因冬季温度低且低温持续时间长，所有9个参试品种（系）均表现出不同程度的寒害。从生长点受冻情况看，云蔗02-2509和云蔗01-1413蔗尖对低温较敏感，生长点全部受冻害死亡，死亡率均达100%。从侧芽受冻情况看，云蔗02-2509和云蔗07-2007侧芽受冻率明显高于对照种ROC22，其余7个品种（系）侧芽受冻与对照相当或较轻；云蔗05-39、云蔗01-1413侧芽对受冻不敏感，从外观看受寒害表现不明显。从蔗茎受冻情况看，云蔗02-2509和云蔗01-1413蔗茎“上水”率高，节间受冻“上水”达100%和96.5%；其余参试品种（系）蔗茎受冻均轻于对照种，其中云蔗07-2800和云蔗07-2384“上水”率均超过50%，表现出较重的受冻症状；云蔗07-2007、云蔗06-193、云蔗08-2060和云蔗08-1091“上水”率均在10%以下，受冻害轻，抗寒性较强。从地下芽和宿根发株率看，云蔗02-2509全部受冻，发株率仅7.8%；云蔗07-2384、云蔗01-1413、云蔗08-2060和云蔗08-1091等品种（系）地下芽受冻率为33.3%～57.1%不等，但受冻后宿根发株率明显偏低，表现出较差的抗寒性；此外，云蔗07-2800、云蔗07-2007和云蔗06-193地下芽受冻率分别为80.0%、66.7%和70.0%，与对照种ROC22的72.7%相当，但宿根发株率分别为121.6%、188.2%和166.3%，高于ROC22的81.0%，地下芽虽受冻但不严重，且对宿根发株率影响不大，表现出较强的抗寒性。通过综合表现分析，在第2批试验中云蔗05-39、云蔗06-193和云蔗07-2007抗寒性表现较突出。

第3批试验虽寒害天数并不是最长，平均低温和最低温度并不是最低，但降温早，12月平均温度较第1、2批试验均低0.3℃（表1），因此其寒害症状还是较明显。侧芽受冻率为5.3%～23.4%，其中云蔗05-326最高（23.4%），云蔗08-1095和ROC22居中分别为13.4%和15.4%，云蔗08-1145、云蔗08-1609和云蔗07-2178均在10%以下，受冻率较低。虽全部品种蔗尖均未受冻害，但蔗茎和地下芽经低温后均有一定程度的“上水”及受冻现象，不过“上水”率仅介于15.7%～33.4%，地下芽受冻率为50.0%～83.3%，差异不大，其中云蔗08-1095虽然蔗茎“上水率”和地下芽受冻率较对照高，但宿根发株率较ROC22好；云蔗08-1145和云蔗08-1609与对照比，蔗茎“上水率”、地下芽受冻率及宿根发株率虽有高低，但总体抗寒性相当；云蔗05-326和云蔗07-2178因蔗茎“上水率”和地下芽受冻率均低于对照，宿根发株率高于对照，表现出较强的抗寒性。

表5 参试品种（系）受寒害情况

3 讨论

3.1 最低温度及发生时间的早迟和持续时间对蔗株的影响

甘蔗是热带和亚热带作物，成熟期对低温十分敏感，由于各部位敏感程度不同，因此冻害表现较为复杂。分析3次试验参试品种ROC22受冻情况可知，第2次试验低温持续时间107d，最低温度仅1℃，低温持续时间长，温度低，田间锤度下降程度大，蔗茎“上水”率、地下芽受冻率均明显高于第1和第3次试验，受冻程度严重。第3次与第1次试验相比虽然受冻持续时间相同，且平均低温和最低温度均比第一次高，但降温早，12月气温较前2次低0.3℃，由于植株缺乏低温锻炼，所有品种（含ROC22）均表现出侧芽受冻率、蔗茎“上水”率、节间受冻率、地下芽受冻率及宿根发株率较第1次试验受冻更为严重。

3.2 品种经低温冻害后的表现形式

受品种种性的影响，蔗株不同部位与冻害的敏感性并不一致，受冻程度及对产业的影响各异[10]。如侧芽受冻率高的品种，蔗茎“上水”率不一定高，侧芽受冻严重不能作种，但蔗茎“上水”率低，可能对蔗糖生产的影响并不大。试验研究可知，低温寒害对株蔗的影响是多方面的，成熟期蔗茎受低温冻害后，蔗尖和侧芽逐渐变软呈水渍状最后死亡，严重时蔗茎不能作种，如云蔗99-596、云蔗99-91、云蔗02-2509、云蔗01-1413及ROC22。蔗茎受冻，内部酸性转化酶活性提高，还原糖含量增加[9]，蔗糖含量降低，抗寒性差的品种降幅最大，如云蔗02-2509、云蔗01-1413及ROC22。严重受冻蔗茎则会出现“上水”现象，蔗株逐渐坏死，随着时间的延长，蔗茎组织发酵散发出酒味，则不能用于制糖，制糖企业原料减少，制糖效益下降。同时，随着温度的降低或受冻时间的延长，低温还将使地下芽受冻，宿根蔗发株数减少，使宿根减产，如云蔗99-596、云蔗008-2060、云蔗02-2509、云蔗01-1413、云蔗08-1091及ROC22等。

4 结论

综合分析参试甘蔗品种（系）抗寒试验中产量、锤度、发株率和抗寒性表现，3次试验中表现为高产高糖抗寒性优良的有云蔗03-194、云蔗05-51、云蔗05-49、云蔗07-2007、云蔗08-1095、云蔗08-1609、云蔗05-326和云蔗07-2178八个品种（系），可以在北缘蔗区或低温经常为害的蔗区推广应用；表现较为优良的云蔗06-193、云蔗04-622、云蔗03-258、云蔗06-407、云蔗05-211、云蔗05-39和云蔗08-1145七个品种（系），甘蔗产量、田间锤度、宿根发株率、抗寒性等主要性状优于对照ROC22，但仅某1～2个性状与对照种相当，建议继续进行抗寒试验检测，为选育抗寒甘蔗品种或进一步明确推广区域积累科学依据。

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Evaluation on Cold Resistance and Performance of Sugarcane Clones in the North Marginal Cane-growing Region

WU Cai-wen1,ZHAO Jun1,XIAO Yi2,LIU Jia-yong1,YAO Li1,LV Da2,QIN Wei1,ZHAO Pei-fang1,et al
（1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661699,Yunnan;2.Sichuan Academy of Botanical Engineering,Zizhong 641200,Sichuan）

Tests were carried out to evaluate the cold tolerance of YZ sugarcane varieties at natural low temperatures in Zizhong area,Sichuan province,with ROC22 as a control.The results showed that eight sugarcane clones of YZ03-194,YZ05-51,YZ05-49,YZ07-2007,YZ08-1095,YZ08-1609,YZ05-326 and YZ07-2178 had strong cold tolerance and high yield and high sugar content characters.Seven clones of YZ06-193,YZ04-622,YZ03-258,YZ06-407,YZ05-211,YZ05-39 and YZ08-1145 had better cold tolerance and agronomic traits,but the traits of others were poorer than that of ROC22.

sugarcane;YZ cultivars;performance;cold tolerance;evaluation

S566.103

A

1007－2624（2017）06－0008－05

10.13570/j.cnki.scc.2017.06.003

2017-05-31

现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-170101）；云南省重大科技专项-生物（2015ZA001）；云南省科技创新人才计划（2014HC015）。

吴才文（1963-），男，研究员，研究方向为甘蔗遗传育种。E-mail：gksky_wcw@163.com