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木薯品种西选07的选育与栽培技术

2020-09-18罗兴录

耕作与栽培 2020年4期
关键词:块根突变体木薯

罗兴录

(1.广西大学农学院,广西 南宁 530005;2.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西 南宁 530004)

木薯(Manihotesculanta)是世界三大薯类(木薯、马铃薯、甘薯)之一,原产于南美洲的圭亚那、哥伦比亚、巴西以及秘鲁一带,是一种适应性很强、耐旱耐瘠的高产薯类作物,其块根含有丰富的淀粉,是热带、亚热带地区6亿多人口的主要粮食作物。有“淀粉之王”、“地下粮食”之誉称。木薯既是优质的淀粉作物,又是重要的生物质能源作物,其用途很广[1,2,3]。木薯块根除了作为加工淀粉、酒精的主要原料外,还可深加工生产变性淀粉、淀粉糖、可降解薄膜、维生素等多种经济价值较高的产品[5,6,7]。据统计,木薯初级和次级加工产品已达2 000多种,涉及食品、饲料、轻化工和医药等多种行业[8,9]。由于木薯具有超常的光、热、水利用率,单位面积生物能产量高,且具有抗旱、耐贫瘠、淀粉及酒精生产率高等特性,加上木薯酒精生产的工艺成本较低,投资回收快,效益高等特点[10,11,12],在生物质能源的开发和利用中占有非常重要的位置[13,14,15,16]。在当今人类面临石化能源短缺和环境污染的情况下,木薯将作为一种重要的生物质能源作物登上历史的舞台[17,18,19,20]。

广西地处热带、亚热带,光、温、水资源丰富,年平均气温17~22 ℃,无霜期长达330~360 d,年日照时数1 600~1 800 h,雨量充足,非常适合木薯生长发育,发展木薯产业得天独厚[21]。自从20世纪80年代以来,广西木薯种植面积、鲜薯产量、淀粉产量均居全国第一位。然而,由于种种原因目前广西生产上木薯品种单一老化,单产低问题仍然没有得到解决,是制约广西木薯产业发展的主要因素之一。与此同时,广西长期以来木薯生产是以人工种植为主,机械化生产很少。传统人工种植,工作效率低,经济效益不高,很难适应产业发展。而且,现在人工费大幅度提高,导致木薯种植成本提高,特别是大规模生产对木薯生产的经济效益影响更大。因此,机械化生产成已经成为木薯产业发展的主要趋势。选育高产优质、适于机械化生产的木薯新品种,实现木薯高产优质、机械化生产,以提高木薯单产和木薯产业的生产水平,是广西木薯产业发展需要研究解决的重要问题。

木薯是用茎秆繁殖的无性繁殖作物,育种方法有有性杂交育种、辐射诱变育种[21,22,23]、化学诱变育种、分子育种等[24,25]。有性杂交育种是木薯最常用的育种方法。有性杂交通过杂交基因重组产生变异群体,在杂交后代选择优良单株,经过单株繁殖、株系比较、品系比较和品种比较,选育成优良新品种。辐射诱变育种、化学诱变育种是通过辐射诱变和化学秀变产生突变体,从突变体中选择优育单株,经过单株繁殖、株系比较、品系比较和品种比较,选育成优良新品种[26,27,28]。Amenorpe等[29]用35 Gy辐射处理木薯种/茎,在突变体后代获块根淀粉含量有显著差异的变异株系。Nwachukwu等[29]利用γ射线对利日尼亚3个木薯品种的种茎进行辐射诱变,在突变体后代获得了一批氢化物、干物质和淀粉含量差异表面的突变株系。Nayar等[30]对木薯茎段进行辐射处理后,在突变体后代获得一种在叶片和块根中HCN含量很高的变异株。Asare等[31]以木种茎为外植体,利用γ射线进行辐射诱变,在突变体后代获得了高产、高抗病、薯块加工性能好的突变株系。陆柳英等以组培苗带芽茎段为材料,利用EMS对木薯品种SC 8和SC 124进行化学诱变,建立了以带芽茎段为外植体的EMS诱变技术体系。本课题组近年来育成的木薯品种新选048丰产性、稳产性好,适应性广,结薯习性好,但是块根含水量偏高。本研究针对木薯品种新选048的农艺性状缺陷,利用钴60辐射诱变和连续定向选择进行农艺性状改良,以育成综合农艺性状优良的品种。

1 选育过程

木薯新品种西选07是以木薯品种新选048为材料,利用同位素钴60Co-γ射线辐射诱变,在突变体中选出优良变异单株,经过多年单株繁殖、株系比较、品系比较和定向选择育成的木薯新品种,通过广西农作物品种审定。具体选育程序如图1。

2 产量表现

2.1 品比试验结果

木薯品种西选07于2016—2018年参加品比试验,结果如表1。从表1可以看出,西选07品比试验3年平均产量最高,比对照品种SC 205增产37.68%,达极显著水平。

表1 木薯品种比较试验产量 (单位:kg/hm2)

2.2 区域试验结果

木薯品种西选07于2018年在桂平、武鸣、南宁经开区、兴宁区等主要木薯产区进行区域试验产量结果如表2。从表2可以看出,木薯品种西选07在贵港市桂平市、南宁市武鸣区、经开区、兴宁区等不同区域种植都表现显著增产,平均比对照品种华南205增产31.51%,达极显著水平。表明该品种适应性广。

表2 木薯品种西选07区域试验产量 (单位:kg/hm2)

2.3 生产示范结果

木薯品种西选07在进行区域试验的同时在广西主要木薯产区进行生产示范,增产显著。2018年在贵港市桂平市示范基地种植21.5 hm2,抽样测产,鲜薯产量为57 351 kg/hm2,比对照品种华南205增产33.06%。在南宁市兴宁区示范基地种植10.8 hm2,抽样测产,鲜薯产量为59 457 kg/hm2,比对照品种华南205增产34.88%。在南宁市武鸣区示范基地种植16.5 hm2,抽样测产,鲜薯产量为56 949 kg/hm2,比对照品种华南205增产31.90%。

3 特征特性

木薯品种西选07是木薯品种新选048经过同位素钴60Co-γ射线辐射诱变改良和多年定向选择育成的新品种,它既保持新选048产量高、长势旺、株型好、茎秆坚硬节密、耐旱、耐寒性强、适应性广等诸多优良性状,又克服了新选048薯肉黄、块根含水量偏高的缺点,是一个集高产、优质、理想株型、抗逆性强、适应性广等多种优良农艺性状为一体的优良品种。该品种特征特性: 1)株型好,茎秆直立,不分技或顶部短分枝,茎秆坚硬节密,适于机械化生产,茎秆灰白色,色泽艳明,株高2.5~3.0 m; 2)芽点圆润饱满,突出明显;叶片淡绿色,叶柄青带红色,叶片厚度中等,叶片7~9裂; 3)种茎发芽快,发芽率高,出苗整齐,生长势旺盛; 4)结薯习性好,结薯集中,掌状平展结薯,薯块长而且粗大,大小较均匀,薯块长筒形,表皮土黄色,薯肉白色,结薯多,单株结薯8~10条,多的达13条以上,块根入土浅,容易收获; 5)耐旱、耐寒性强,适应性广,在沙土、壤土、粘土、红壤、黄壤、砖红性土等各种土壤都能生长; 6)丰产性好,一般667 m2产鲜薯3 000~4 000 kg,高产的达5 000 kg; 7)品质好,鲜薯淀粉含量31%~32%,淀粉洁白,色泽鲜明; 8)抗病抗虫性强,种植多年未发现有严重病虫害。

4 栽培技术

4.1 深耕整地,施足基肥

木薯品种西选07块根较长且粗大,块根生长要求土壤耕层深厚,土质疏松。整地要深耕,一般用大型拖拉机深耕25~30 cm。木薯品种西选07属于中迟熟品种,生长期较长,一般种后9个月左右才能收获。为了保证全生育期养分供应,下种前要施足基肥。一般下种前每1 hm2用有机肥15 000~18 000 kg作基肥。

4.2 适时下种,合理密植

木薯品种西选07种茎发芽最低温度14~15 ℃,气温稳定在15 ℃以上即可以种植。根据广西主要木薯产区的气候条件,桂南地区宜在2月下旬至3月上旬下种。桂中和桂西山区宜在3月中旬至下旬下种。种植密度要根据土壤肥力和施肥水平而定,一般在中等肥力土壤和中等施肥水平下,种植密度一般以行距100 cm,株距80 cm左右,每hm2种12 000~15 000株为宜。

4.3 黑膜覆盖,保墒防草

木薯品种西选07块根长而且粗大,薯地耕层土壤疏松湿润,有利于块块根生长发育,对提高产量餐有重要作用。木薯下种时用黑色或银黑色地膜覆盖,不但可以防止土壤板结,减少土壤水分蒸发,使土壤保持在疏松湿润状态,促进块根生长发育,而且可以抑制杂草生长,减少中耕除草成本,提高木薯种植经济效益。

4.4 及早追肥,促苗增薯

木薯品种西选07种茎发芽快,出苗早。出苗后要及早追肥,促薯苗生长和块根分化形成,增加单株块根数。一般在种后50~60 d要进行第1次追肥,每hm2施尿素150 kg,复合肥300 kg。种后100~120 d进行第2次追肥,每hm2施复合肥300 kg,氯化钾225 kg。施肥时在距离植株20 cm处破膜施下即可。

4.5 排水防涝,防治螨害

木薯是耐旱怕涝作物,薯地周围要开好排水沟,防止多雨季节薯地淹水造成涝害。木薯品种西选07抗病抗虫性强,病虫害较少。但是如果遇到长时间高温干旱也会有朱砂叶螨危害,要注意加以防治。防治方法可以用73%克螨特乳油1 000~1 500倍液或20%甲青菊酯1 500倍液喷雾进行防治。

5 讨 论

5.1 木薯育种攻关重点

木薯无论是作为加工淀粉、酒精还是作为食用都是利用其块根的淀粉。块根淀粉含量是重要的品质指标。选育高产、高淀粉品种是木薯育种攻关的重点,是木薯育种的主要目标。产量高低是决定一个木薯品种薯农是否愿意种植,能否大面积推广的重要因素,产量低薯农不愿意种植,难以大面积推广。块根淀粉含量是影响企业加工成本的重要因素。木薯块根淀粉含量低,企业加工成本高而影响企业的经济效益。只有产量高,同时淀粉含量也高的品种才受薯农和加工企业的欢迎。因此,高产、高淀粉是木薯品种选育攻关的重点。

5.2 木薯育种的难点

高产、高淀粉是木薯品种选育的主要目标,但是很多研究表明,木薯产量与淀粉含量存在性状背离,即产量高的品种其淀粉含量较低,而淀粉含量高的品种其产量较低[31,32]。因此,如何使高产和高淀粉性状聚合,是木薯育种的难点[33,34]。

5.3 辐射诱变育种是木薯一个有效的育种途径

木薯辐射诱变育种是指木薯通过辐射诱变产生突变体,然后从突变体中选择优良单株,再经过单株繁殖、株系、品系比较育成新品种。木薯是无性繁殖作物,辐射诱变产生突变体,根据育种的目标,从突变体选择农艺性状优良的单株,通过茎秆繁殖和连续定向选择,使优良的农艺性状稳定育成新品种[35,36]。辐射诱变育种是木薯育种一个有效途径[37]。本研究结果表明,辐射诱变结合连续定向选择既保持亲本材料的诸多优良农艺性状,又能有效改良某一个不良的农艺性状,以育成综合农艺性状优良的木薯新品种。

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