自动脱叶甘蔗新品种桂糖10-2003的选育与区域性表现

2021-11-21覃彬源吕凤连胡水凤欧阳静刘晓燕李毅杰宋修鹏李长宁王泽平梁光凤

甘蔗糖业 2021年5期

梁强，覃彬源，吕凤连，胡水凤，欧阳静，刘晓燕*，李毅杰，宋修鹏，李长宁，王泽平，梁光凤

(1广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所/中国农业科学院甘蔗研究中心，广西南宁 530007；2广西来宾东糖集团有限公司，广西来宾 546100)

0 引言

甘蔗是我国的主要糖料作物。目前我国甘蔗生产中，“耕、种、管”环节的机械化作业已经得到较快发展，但是“收”环节机械利用率并不高，以致多数蔗区还是以人工收获作业为主、机械收获作业为辅的生产现状，削弱了我国蔗糖产业的竞争力[1-3]。在人工收获模式下，多数甘蔗品种都需要投入大量劳力进行剥除残叶和去除尾梢，砍收效率低下[4]；在机械化收获模式下，叶片不易脱落的品种容易造成含杂率过高，给压榨造成影响[5]；同时国家对秸秆焚烧已明令禁止，遗留下来的残叶只能通过农艺方式处理或打捆回收，而大部分蔗农的处理方式还是直接还田，过多的残叶会给宿根蔗田间机械化管理造成影响[6-8]。由此，选育自动脱叶的甘蔗优良新品种，对提高我国的甘蔗收获效率和质量，全面推进蔗糖高效优质发展具有重要意义。

近年来，我国育种家们选育出一系列表现优越的品种服务我国甘蔗生产，广西育成的有桂糖11号、桂糖21号、桂糖29号、桂糖32号、桂糖36号、桂糖42号、桂糖43号、桂糖44号、桂糖46号、桂糖47号、桂糖49号、桂柳05-136、柳糖1号等；广东育成的有粤糖93-159、粤糖94-128、粤糖00-236、粤糖60号等；云南育成的有云蔗03-194、云蔗06-407等；福建育成的有福农39号、福农41号等；台湾育成的有ROC1、ROC10、ROC11、ROC16、ROC22、ROC25等。这些品种在生产上均表现较好，都有一定种植面积。其中，桂糖11号和ROC22在国内蔗区的种植面积最大，服务年限最长，直至桂糖42号和柳城05-136成功选育出来之后种植面积才逐渐减小[9-11]。桂糖42号种植面积迅速上升与其突出的抗倒伏能力相关，能够减少人工砍收劳动强度并且适合机械化砍收，符合当前的生产技术模式，而ROC22不仅种性退化，且抗倒伏能力偏弱，从而逐渐被淘汰[12-13]。前人研究发现，我国原料甘蔗收获中甘蔗剥叶用工量占收获用工量的65%，工作量大、效率低、成本高[14-15]。由此看出，生产上选择有效减少甘蔗砍收劳动强度的品种能促进节本增效。也有研究认为，选育适应机械化甘蔗品种，不仅要求甘蔗品种高产高糖、抗倒伏、宿根性强，而且要求叶片及叶鞘易于脱落，叶片数适中、蔗茎梢部较小[16-17]。自动脱叶的甘蔗品种不仅会减少糖料蔗夹杂物含量，维持可溶性糖含量，而且还会增加总糖产量[18-19]。

前人的育种目标主要集中在产量、糖分、宿根性、耐寒、耐旱、抗倒伏等性状上，而把甘蔗的落叶性能作为主要育种目标性状的较少，造成在生产上易落叶的品种不多，自动脱叶的品种几乎没有。本育种研究团队针对这一现状，提出把自动脱叶作为一项重要的品种选拔目标。以特早熟、高产、高糖、易落叶品种ROC11作为母本，以早中熟、丰产、分蘖强、有效茎多、宿根性强品种粤糖99-66作为父本，作为杂交亲本组合开展选育种研究，培育出自动脱叶、能减轻人工砍收劳动强度、降低机械化收获含杂率、适宜现代化生产技术模式的优良甘蔗新品种，旨在为甘蔗种植节本增收，助力我国蔗糖产业发展。

1 材料与方法

1.1 选育目标

选育特早熟高糖、高产丰产、自动脱叶、耐贫瘠、分蘖早、宿根性强、适合机械化生产、综合性状优良的甘蔗新品种。

1.2 杂交亲本选配

母本为特早熟、高糖、丰产、早生快发、宿根性强、脱叶性强、分孽中等，抗倒伏能力中等，抗露菌病、黑穗病，中抗叶烧病与赤腐病，感叶枯病的品种ROC11；父本为早中熟、高糖、丰产、分蘖强、有效茎多、宿根性强，高抗嵌纹病，中抗黑穗病的品种粤糖99-66(粤审糖2009001)。其亲本系谱见图1。

图1 桂糖10-2003亲本系谱

1.3 选育方法及过程

⑴组合配制：于2009年12月以ROC11为母本，粤糖99-66作父本配制杂交组合，在广东省科学院南繁种业研究所海南育种科研基地(原广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场)进行甘蔗杂交制种，获得杂交花穗1个。

⑵幼苗培育：2010年2～4月在温度20～35℃、湿度60%～100%的温室条件下，以经高压灭菌土为基质，对杂交种子进行播种和培育。

⑶小苗假植：小苗2010年4月9日将3片叶以上的幼苗在育苗盘上假植。

⑷大苗定植：小苗30～40天后按行距120 cm、株距30 cm定植于田间，该组合共定植实生苗406株。

⑸杂种圃筛选：2010年11月10～20日进行杂种圃初选，2011年1月15～25日定选，该组合共入选21个单株(株系)，入选率为5.17%。选择标准：按株高、茎径、茎数、生长势、空蒲心、黑穗病、梢腐病指标进行择优选择。

⑹选种圃筛选：2011年2月8～11日将21个入选单株(株系)种植于选种圃，2011年12月2～10进行选种圃筛选，该组合共入选3个单株(株系)，入选率为14.29%，同时确定选种号为桂糖10-2003。选择标准：按株高、茎径、茎数、生长势、蔗汁锤度、空蒲心、黑穗病、梢腐病指标进行择优选择。

⑺鉴定圃筛选：2012年2月21～25日将3个入选单株(株系)种植于鉴定圃，2013年1月7～10进行鉴定圃筛选，该组合共入选2个单株(株系)。选择标准：按株高、茎径、茎数、生长势、蔗汁锤度、黑穗病、梢腐病指标进行择优选择。

⑻预备品比圃筛选：2013年2月5～7日将2个入选单株(株系)种植于预备品比圃，2013年12月12～16日进行预备品比圃筛选，该组合共入选1个单株(株系)，即桂糖10-2003，进入品比圃。选择标准：按株高、茎径、茎数、生长势、蔗糖分、黑穗病、梢腐病、宿根性等指标进行择优选择。

⑼品比圃筛选：2014年3月2～5日将桂糖10-2003种植于品比圃中，进行全年观测，2014年1月进行砍收测产。期间对其多项指标进行观测，其中包括：7月株高、茎径、茎数、黑穗病、梢腐病、蔗糖分(11月、12月、翌年1月、2月)、蔗茎产量、宿根性等指标进行调查。推荐进入2017～2019年轮广西甘蔗新品种区域试验。

⑽进入2017～2019年轮广西甘蔗新品种区域试验，试验采用1年新植2年宿根周期开展试验，共3年。试验地点位于广西的南宁、柳州、百色、龙州、河池和来宾，共6个区试点。

1.4 调查及统计方法

于2020年6月、9月和12月调查甘蔗脱叶节数和总节数，脱叶节数：蔗叶已脱离蔗茎的节数；总节数：+1叶至地面蔗茎基部的节数。脱叶率(%)=脱叶节数/总节数×100%。

试验数据采用Excel 2003进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 品种形态特征

2.1.1 品种主要识别外观形态

如图2所示，桂糖60号植株整齐、高大，中大茎，茎圆筒形，蔗茎曝光前为浅黄绿色，轻度曝光后为黄绿色，重度曝光后浅紫红色，茎表皮光滑，节间较长，蜡粉带明显，节间蜡粉量中等，自然脱叶；芽型中等，卵圆形，芽翼中等，芽基平叶痕，芽尖超过生长带，芽沟明显；根带宽度较小；生长带黄绿色；叶片绿色，直挺，挺拔，窄小，长度中等；叶鞘长度中等；57号毛群少、短，极易脱落。 2.1.2 脱叶特征

图2 桂糖10-2003的外观形态

ROC22是脱叶性较强，自然脱叶率较好的品种[20]。试验调查了桂糖10-2003和ROC22在6月、9月和12月的脱叶特征，表1结果表明，在6月甘蔗拔节初期，桂糖10-2003从+1叶至+4叶叶鞘处于紧包蔗茎状态，从+5叶至+6叶开始逐渐松动脱离蔗茎，在+7叶以下叶片在自然外力影响下脱离蔗茎，脱叶率为25%；而ROC22从+1叶至+6叶叶鞘处于紧包蔗茎状态，+7叶以下开始逐渐松动，但未脱离蔗茎。在9月拔节盛期，桂糖10-2003松动叶片提升至+4叶，+7叶以下已经脱落，脱叶率达66.7%；ROC22则从+6叶开始松动，+14叶以下叶片脱离蔗茎，脱叶率为13.3%。在12月工艺成熟期阶段，桂糖10-2003仅+1至+3叶紧包蔗茎，+5叶以下即开始脱落，脱叶率达87.1%；对照品种ROC22在该时期的脱叶率为53.6%。说明桂糖10-2003的脱叶性较ROC22更好。

表1 桂糖10-2003和ROC22的脱叶特征(续)

表1 桂糖10-2003和ROC22的脱叶特征

2.2 主要农艺性状

表2试验结果显示，2017年新植下种时遇到春旱，土壤含水量偏低从而造成出苗率普遍偏低，但在此种干旱条件下，桂糖10-2003的平均出苗率比ROC22高4.5个百分点，说明桂糖10-2003在干旱条件下具有较强的出苗能力。分蘖和发株是最终甘蔗收获产量的基础保证，与对照ROC22相比，分蘖率和发株率均具有明显的优势，新植分蘖率达到146.1%，对照组仅为94.9%，桂糖10-2003的2年宿根发株率分别达到128.5%和145.2%，对照ROC22则分别为97.1%和93.4%。株高和茎径2个指标的差异较小，3年平均有效茎数的数量桂糖10-2003超过对照种3440条/hm2。病虫害方面，3年平均枯心率略小于对照种，田间黑穗病率和梢腐病率也低于对照种，分别为1.7%和0.8%，对照种则为2.5%和1.4%。

表2 桂糖10-2003主要农艺性状表现

2.3 原料蔗产量

如图3所示，桂糖10-2003具有较明显的增产优势。在1年新植2年宿根的区域试验中，产量表现比较稳定，且不同程度超过对照种ROC22，新植超过对照种3.6 t/hm2，比对照增产4.1%；2年宿根则差距最大，桂糖10-2003的产量超过13.7 t/hm2，比对照增产20.3%；3年平均产量超过对照种8.1 t/hm2，增产10.5%。

图3 桂糖10-2003的原料蔗产量

2.4 蔗糖分

图4分别为2017～2019年区域试验的糖分检测结果，在平均蔗糖分图A中，从11月至翌年3月桂糖10-2003的蔗糖分均高于对照种ROC22，11月的差距最大，相差1.7个百分点，而翌年2月差距最小，相差0.1个百分点。图B为2017年新植蔗糖分表现，11月、12月、翌年1月、翌年3月桂糖10-2003的蔗糖分均高于ROC22，11月的差距最大，相差1.7个百分点，相差2.5个百分点，翌年2月的糖分与对照相等，均为15.6%。图C为2018年宿根的蔗糖分表现，从11月至翌年3月桂糖10-2003的蔗糖分均高于对照种ROC22，11月的差距最大，相差2.6个百分点，而翌年2月和翌年3月差距最小，均相差0.8个百分点。图D为2019年宿根的蔗糖分表现，该年份桂糖10-2003的蔗糖分和对照种ROC22的蔗糖分差距较小且有一定波动，11月、12月桂糖10-2003高于对照种，翌年1月相等，翌年2月和3月对照种则糖分偏高。综合1年新植2年宿根，桂糖10-2003的蔗糖分从11月开始就稳定高于14.7%并逐月增高，而对照种11月仅为12.1%、12.5%和14.5%，说明该品种属于早熟高糖种。

图4 桂糖10-2003蔗糖分

2.5 纤维分

纤维分是原料蔗中的纤维总含量。图5为2017～2019年区域试验的纤维分检测结果，在平均纤维分图A中，从11月至翌年2月桂糖10-2003的纤维分均偏低于对照种ROC22，至翌年3月才持平，11月和12月差距较大，分别相差1.2%和1.3%。图B为2017年新植纤维分表现，从11月至翌年3月，桂糖10-2003的纤维分随月份推移而逐渐提高，但均稍偏低于对照种ROC22。1年宿根和2年宿根的纤维分随月份推移的提高幅度较小，1年宿根与对照种差异较小，2年宿根各月份均偏低于对照。总之，桂糖10-2003的总体纤维分偏低于对照种ROC22，至翌年1月之后，与对照种逐渐持平。

图5 桂糖10-2003纤维分

2.6 栽培要点

在栽种桂糖10-2003(桂糖60号)时需参照以下栽培技术要点：

⑴适宜栽种地区：适宜在广西、云南等蔗区进行种植。

⑵适宜土壤条件：较适合在旱地或坡地种植，较耐干旱贫瘠，苗期不耐积水。

⑶下种量：光、温、湿偏弱蔗区下种量以75000～90000芽/hm2为宜，光、温、湿较强蔗区下种量60000～75000芽/hm2为宜。

⑷种植行距：适合行距90～130 cm种植。

⑸种植深度：适合深度20～50 cm种植，深种利于抗倒伏。

⑹需水肥特点：属高肥效品种，拔节初期需水肥量最大，应及时做好中耕培土，同时可偏施钾肥、硅肥。

⑺除草剂适用类型：对以阿特拉津、莠灭净、二氯四甲钠、敌草隆等为主要成分的甘蔗常用除草剂在常规用量范围内不敏感，可放心使用。

⑻中期田间管理：及时做好田间病、虫、草、鼠害的管理工作，并在台风暴雨季节注意排水，工作应提前做好，特别是螟虫和杂草的预防。

⑼收获方式：适宜人工、中小型收获机械作业。

⑽留种方式：全年蔗适宜尾梢留种，半年蔗可全茎作种。

⑾宿根管理：甘蔗砍收后及时做好宿根保养工作，可选择雨后盖膜，如遇到干旱可灌水后再盖膜，有条件喷灌酒精发酵液后再进行盖膜保温。

3 讨论

3.1 高产高糖是桂糖10-2003的基本特性

我国甘蔗生产中，糖企追求糖分，蔗农追求产量，而两者在一定程度上是对立的关系，甘蔗中所积累的能量有些品种主要以纤维、植物蛋白等的生物产量形式表达，有些品种则以蔗糖等能量储存物质形式表达，在高产高糖上只能寻求一个最佳的平衡点，以满足双方的利益。桂糖10-2003在1年新植2年宿根的产量均明显强于对照种ROC22，说明其不仅在新植的时候具有较强的产量优势；而且在2年宿根阶段也具有较强的产量表现，可以实现连续增产；蔗糖分在试验中也具有明显的优势，特别是在11月份，桂糖10-2003的蔗糖分较对照种ROC22增加1.7个百分点，可以给糖厂带来较大的经济效益，同时可以使榨季前移和缩短，降低甘蔗压榨成本。可见，该品种的高产高糖2项基本特征均可以满足糖企和蔗农双方利益，实现增产增收。

3.2 自动脱叶是桂糖10-2003的突出特点

甘蔗脱叶一直是我国甘蔗收获的难题，易脱叶或者自动脱叶的品种可有效提高甘蔗砍收效率。在甘蔗生产中，部分蔗农为减少砍收劳动强度和提高砍收效率，在农闲时候还进行剥叶处理，虽然收获劳动强度减轻了，但工作量并不明显减少。同时，人工剥叶对甘蔗后期生长具有一定的风险，Degaspari和Arceneaux在1980年的研究表明，甘蔗超过50%叶片脱落时产量会降低[21-22]，而自动脱叶品种则没有显著影响。在本试验过程中，桂糖10-2003不管是在拔节期还是工艺成熟期，其+7叶以下的叶片在自然外力作用下已与蔗茎脱离，特别是在工艺成熟期，+5叶以下就以完全脱落，仅仅保留少数几张叶片保持基本的光合作用，无需再进行人工剥叶，砍收时头尾各一刀后便可打捆，明显提高砍收效率。这一突出特点符合甘蔗收获的性状需求，降低劳力投入，提高收获效率，可以满足糖企和蔗农双方利益，实现节本增效。

3.3 蔗田枯叶腐化早，残叶少，利于宿根管理

叶片生物量小的品种可减少砍收后的残叶量。为保护空气质量，国家对秸秆焚烧采取了严格的管制措施，蔗田残叶必须还田处理，虽然收获机械或者专用粉碎机械可以对残叶进行粉碎处理，但在工人砍收为主要模式下，蔗田残叶还是未能进行有效处理，直接留在蔗田中，对来年机械田间管理带来较大困难，影响管理质量。桂糖10-2003的叶片特点是挺、薄、细、窄，生物量小。因其自动脱叶的特点，较早脱离蔗茎，在风和雨水的外力作用下落到地面，到甘蔗砍收季节，前期脱落的部分残叶已经腐化，出现了砍收后地面残叶较少的状况。因此，该品种在一定程度上减轻了来年宿根甘蔗的田间管理压力。