经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列（Ⅴ）适宜机械化生产的甘蔗新品种（系）评价

徐良年，邓祖湖，黄潮华，林兆里，赵新旺，黄国强

（1.福建农林大学国家甘蔗产业技术研发中心/农业部福建甘蔗生物学与遗传育种实验室，福州 350002；2.广西大学广西蔗糖产业协同创新中心，南宁 530004）

0 引言

甘蔗新品种适合机械化生产是适应社会发展的需要[1]。随着社会、经济和科技的发展，机械化技术水平不断提高，我国广西、云南、广东等主产区甘蔗生产的全程机械化生产面积不断扩大[2]。但我国现有的品种大多不适宜机械化生产，缺乏适应机械化收获的品种成为阻碍我国机械化生产的重要原因之一。因而选育适应机械化生产的品种急待加强。国内已经重视适于机械收获甘蔗品种的相关研究[3-5]。我们借鉴澳大利亚工农效益最大化的经济遗传值综合选择指数法[6-9]，围绕选育适宜机械化生产的目标来评价品种(系）[10]，以期为选育适宜机械化生产的甘蔗新品种（系）提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参加品种（系）为我国甘蔗育种单位近年选育的10 个新材料，分别为：德蔗07-36、福农09-2201、福农09-7111、桂糖06-2081、桂糖08-1180、海蔗22、柳城07-150、闽糖06-1405、粤甘47、云蔗08-1095，以ROC22为对照品种（CK）。

1.2 试验设计

试验在福州市仓山区福建农林大学旗山校区试验基地进行。试验设计为随机区组3 次重复，3 行小区，行长10 m，行距1.1 m。试验共1次新植2次宿根：2015年新植，2016年3月、2017年3月砍收后留宿根。新植蔗于2015 年1 月种植，双芽苗种茎，下种量82 500 芽/hm2,种植后覆盖地膜，基肥过磷酸钙50 kg、尿素10 kg、杀虫双5 kg。采用小型甘蔗培土机培土，收获时采用割铺机砍倒，并对参试新品种（系）进行花叶病、黑穗病抗性鉴定，花叶病为SCMV、SCSMV、SrMV 混合接种；黑穗病为混合生理小种浸种。其他田间管理方式同大田生产相一致。

1.3 性状调查

在甘蔗生长期间对出苗或发株、分蘖、株高、小区有效茎等性状进行调查。从11 月到翌年3 月每月中旬取样进行糖分化验，每一个品种取6 根甘蔗（5根主茎、1根分蘖茎），测定分析甘蔗蔗糖分和甘蔗纤维分。分析按GB/T10499-2014《糖料甘蔗试验方法》和《甘蔗制糖化学管理统一分析方法》进行；数据结果运用Excel和DPS软件进行处理分析。并对甘蔗新品种（系）花叶病和黑穗病进行抗性鉴定和评价。

1.4 经济权重的计算

1.4.1权重估算的基础数据

参考国外蔗糖产业，结合国内近年来的实际情况，经济权重计算基础见表1。

表1 经济权重计算基础数据Table 1 Basic data for economic weight calculation

1.4.2无性系筛选阶段经济权重的计算

无性系试验阶段，材料通过人工选择后，产量、糖分等基本数据已提高，产量构成因素已得到改善，经济权重基础数据与实生苗阶段不同，性状的权重计算如下。

(1)甘蔗蔗糖分：若甘蔗蔗糖分由14.37%升高1个百分点，即15.37%，则原生产吨糖的8.0 t原料可增加糖的效益为：8.0（t）×1%×87.00%×5 000.00（元/t）=348.00元。

(2)甘蔗纤维分：纤维分对产业的影响主要表现为增加蔗渣的重量，但同时纤维要带走部分的糖。纤维分增加1%，8.0 t甘蔗增加的蔗渣产值为：8.0 t×1%×200.00元/t=16.00元；

蔗渣带走蔗糖值为：8.0 t×1%×2.2%×5 000.00元/t=8.80（元）；产生的总的效益为：16.00-8.80=7.20元。

(3)蔗产量：在同等生产条件下，蔗茎增产所增加的收入对生产管理成本的增减可不予考虑，只增加部分机收成本，甘蔗增产，吨蔗砍收成本下降，按75%计，则当公顷蔗产量增加1 t时，增加效益为：1.0 t×500.00元/t×0.1067-1.0 t×0.1067×（90.00×0.75）元/t=46.148元。

1.4.3参试品种经济遗传值的校正值

适宜机械化生产的品种不仅要满足传统的良种评价目标要求，亦即高产、高糖、抗逆、强宿根，还应注意适宜机械作业的形态学特征。对机械化种植而言，要求蔗芽不暴凸，生长带不过分鼓胀，芽体陷入芽沟，芽翼等保护蔗芽避免机械损伤的有益性状；对机械化中耕管理来说，要求分蘖性强，先促蘖，后伸长，主茎、分蘖整齐均匀的品种，避免使用主茎伸长较早、分蘖出生较晚的品种，以保证中耕培土的作业适期和作业质量；机械收获则要求甘蔗品种抗倒伏，易脱叶，脱叶性不好会导致机收杂率较高；以及中小茎，株高整齐等。因而选用以下几个性状做为校正参数（表2）。

1.5 数据统计分析

采用Excel2010及R3.3.3软件的相关程序进行经济遗传值的计算。

表2 经济遗传值的校正值Table 2 Correction of economic genetic values

2 结果与分析

2.1 农艺性状分析

2.1.1出苗率和发株率

由表3 可知，参试品种新植平均出苗率为37.05%～81.04%，其中出苗率最高的为德蔗07-36 和ROC22；最低的为福农09-2201。发株率为52.89%～77.54%，其中发株率最高的为桂糖08-1180和德蔗07-36。

表3 参试品种农艺性状Table 3 Agronomic traits of tested varieties

2.1.2分蘖率

参试品种的分蘖率变化范围为87.03%～134.00%。分蘖率高于100% 的品系有福农09-2201（134.00%）、桂糖08-1180（111.70%)、海蔗22号（107.10%）、新台糖22号（113.30%）、云蔗08-1095（106.10%），其中分蘖率最高的是福农09-2201（134.04%），最低的是闽糖06-1405（87.03%）。

2.1.3茎径

参试品种的平均茎径为2.47～2.92 cm，蔗茎最粗的是粤甘47 号，蔗茎最细的是福农09-7111、桂糖08-1180（2.47 cm）。

2.1.4株高

参试品种的平均株高为250～300 cm。新植期株高最高的是闽糖06-1405（304 cm），最矮的是粤甘47号（276 cm）；宿根期最高的是德蔗07-36（288 cm），最矮的是粤甘47号（238 cm）。

2.1.5有效茎数

参试品种中新植期有效茎数最多的是福农09-2201（86 205 条/hm2）,最少的是柳城07-150（55 725 条/hm2）；宿根期有效茎数最多的是福农09-7111（67 755条/hm2）；最少的是柳城07-150（46 696条/hm2）。

2.1.6蔗产量

由表4 可知，在1 年新植2 年宿根中福农09-7111 的蔗茎产量99.79 t/hm2，位列第一，比对照品种ROC22增产10.45%。柳城07-150 的蔗茎产量72.44 t/hm2，位列最后，比对照品种ROC22减产19.83%。参试品种新植期中蔗茎产量为89.40～125.34 t/hm2；宿根期中蔗茎产量为51.01～102.96 t/hm2。除了柳城07-150、桂糖08-1180表现为减产，其余品种都有不同程度的增产。

表4 参试品种蔗茎产量Table 4 Cane yield of tested varieties

表5 参试品种（系）甘蔗蔗糖分Table 5 Cane sucrose content of tested clones

2.2 工艺性状分析

2.2.1甘蔗蔗糖分

由表5可知，参试品种1年新植2年宿根11月份至翌年3月份平均甘蔗蔗糖分中，闽糖06-1405的平均甘蔗蔗糖分（15.22%）为所有品系中最高，其次为柳城07-150，平均蔗糖分是15.19%。粤甘47 号、云蔗08-1095、桂糖08-1180的平均蔗糖分低于对照种ROC22，其余参试品种都高于对照种ROC22，表现高糖的特性。柳城07-150和闽糖06-1405在11—12月平均甘蔗蔗糖分比ROC22高0.5个百分点，表现为早熟高糖。

2.2.2含糖量

由表6可知，在1年新植2年宿根中福农09-7111的平均含糖量位列第一，比对照种ROC22增产11.81%。柳城07-150新植和宿根蔗的平均含糖量都位列最后，比对照种ROC22减产17.70%。除了柳城07-150、桂糖08-1180、云蔗08-1095和粤甘47号的含糖量低于对照外，其余品种都有不同程度的增糖。

表6 参试品种含糖量Table 6 Sugar yield of testing varieties

表7 参试品种甘蔗纤维分Table 7 Cane fiber content of tested varieties

2.2.3甘蔗纤维分

由表7可知，甘蔗纤维分在11.10%～11.89%之间,最高为ROC22（11.89%）,桂糖08-1180最低。

2.3 甘蔗病害及孕穗表现

从表8参试品种花叶病和黑穗病抗性鉴定结果可知，所有的参试品种花叶病抗病反应型为中抗以上，所以发病率低。参试品种中黑穗病反应型为感以上的有福农09-2201、闽糖06-1405 和云蔗08-1095，其余品种均达中抗以上，其中德蔗07-36、桂糖06-2081、海蔗22 号和柳城07-150 属高抗。福农09-7111、桂糖06-2081有个别出现孕穗现象，德蔗07-36、闽糖06-1405个别出现开花现象，不利于甘蔗的推广种植。

2.4 各性状的遗传值分析

从表9列出的12个主要性状的遗传值可知，含糖量最高的是德蔗07-36，其次福农09-7111，最低的是柳城07-150；蔗产量福农09-7111 最高，其次为福农09-2201，最低的为柳城07-150；甘蔗蔗糖分柳城07-150、闽糖06-1405 最高，云蔗08-1095 最低。出苗最好的是福农09-7111，宿根发株率最好的是福农09-2201，分蘖最好的是德蔗07-36，有效茎最多的是福农09-7111。

表9 各性状的遗传值Table 9 Economic genetic value of traits of testing varieties

表10 各品种经济遗传值及校正值Table 10 Corrected economic genetic value of tested varieties

2.5 各品种的经济遗传值分析

经济遗传值是通过对各性状遗传值给予不同的权重，然后对各性状进行加权，最后综合为一个以货币为单位的指数。经济遗传值是对产业经济效益有较大关系的各种主要经济性状的遗传效应与性状的经济权重形成的一种选择指数。该方法的优点在于，考虑了多个性状的遗传因素、经济重要性和市场需求[4]。因此，它所反映出的价值是全面的，选择方法也简单，只要按其大小对甘蔗无性系进行排序，指导无性系的选择即可。从表10的校正经济遗传值的大小可以看出，福农09-7111，海蔗22号是参试品种中经济遗传值较大的，云蔗08-1095、柳城07-150、粤甘47号、桂糖08-1180的经济遗传值为负，且低于对照，生产不宜采用。

3 讨论与结论

本研究从我国甘蔗育种单位近年选育的11 个新品种（系）中，筛选出2 个经济育种值最高的品种福农09-7111 和海蔗22 号，尤其是海蔗22 号，因抗倒伏性，脱叶好，高抗黑穗病等，获得较多加分，使得总排名上升。福农09-7111和海蔗22号均于2018 年申报新品种登记，2019年1月通过非主要农作物新品种登记。现已入选农业农村部在全国开展的由6个品种组成的2019年登记品种第一轮示范展示。而其余品种则未入选或未申请登记，也可说明该评价体系具有较高的准确性和合理性。

适宜机械化生产的新品种评价是一项长期的工作。由于适宜机械化生产的甘蔗新品种选育的各性状的经济权重会随着经济发展变化、农机的种类不同而变，因而经济权重应在今后的工作实践中不断调整和完善，以期提高评价的准确性和合理性。本研究的试验仅在一点实施，同时机械化操作过程与全程机械化还有差异，有关利用适宜机械化生产的经济遗传值评价方法的重演性和实用性及其对新品种的评价有待进一步扩大到有机收条件的多点试验下深入研究。