吳才文，范源洪，陳學(xué)寬，劉家勇，趙 俊，趙培方，夏紅明，楊 昆

（云南省農(nóng)科院甘蔗科學(xué)研究所/云南甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661600）

云南是全國第二大蔗糖基地，也是全國最干旱的蔗區(qū)。從蔗區(qū)分布來看，云南年均植蔗面積30萬hm2，其中旱地面積達24萬hm2，占植蔗面積的80%，近年來隨著競爭作物的加劇旱地甘蔗比例還在不斷的擴大。由于云南地處低緯高原，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜，哀牢山、無量山、邦馬山等大山脈為云南蔗區(qū)氣候分界線，位于西部的德宏、保山、臨滄、普洱、西雙版納等蔗區(qū)，西南來的暖濕氣流在此受到阻攔，形成較為豐沛降水，年降雨量大部分在1200～1800mm，多數(shù)地區(qū)年降雨量與蒸發(fā)量相差不大；位于東部的紅河、玉溪、文山等蔗區(qū)，西南面來的暖濕氣流，越過哀牢、無量山等山脈群后，大為減弱，年降雨量比滇西南蔗區(qū)少，一般僅為800～900mm[1]。氣象專家通過史料揭秘，從元代至今，云南平均每3年就有一次小旱，9年就出現(xiàn)一次大旱[2]。冬春季是云南季節(jié)性干旱期，但隨著氣候變暖，2009年以來干旱似乎來得更加猛烈，干旱不僅只發(fā)生在冬春季節(jié)，而且在夏季和秋季也時有發(fā)生，春夏連旱、秋冬連旱已成為制約云南蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。

干旱給云南甘蔗生產(chǎn)造成了巨大損失，但對甘蔗育種工作者篩選抗旱品種卻是難得的機遇。近年來云南甘蔗研究所針對云南蔗區(qū)的自然氣候，特別是云南蔗區(qū)“十年九旱，干旱年年有，大小程度各不同”的特點，在抗旱種質(zhì)創(chuàng)新、抗旱親本評價、抗旱品種培育、抗旱品種的引進篩選及推廣應(yīng)用上，進行了大量的研究，特別是經(jīng)過2009年以來百年不遇的特大干旱的檢驗，篩選出了一批抗旱性強的甘蔗品種在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應(yīng)用，減輕了干旱對云南蔗糖產(chǎn)業(yè)的沖擊，促進了云南蔗糖產(chǎn)業(yè)在旱災(zāi)過后的快速恢復(fù)。

1 干旱對蔗糖產(chǎn)業(yè)的影響

甘蔗是熱帶和亞熱帶作物，甘蔗生長需要高溫、高濕和強光照，但隨著甘蔗野生資源的不斷滲入，甘蔗品種的適應(yīng)性不斷增加，抗旱性不斷增強，種植范圍不斷擴大。由于甘蔗種性的不同，甘蔗品種對干旱的反映各異。栽種時干旱往往導(dǎo)致甘蔗出苗率低、分蘗少，抗旱性強的品種在旱季栽種可以抓住栽種時的少量澆水迅速出苗和分蘗；生長期間遇旱，有的品種因不耐旱而死亡，有的品種卻迅速減緩生長從而減少對水分的消耗，當(dāng)遇降雨或澆水時又快速生長；新植甘蔗收獲后，抗旱性強的甘蔗品種在宿根季可能因為根系長可以有效利用地下深層水分而快速發(fā)株和生長。由于甘蔗的生長周期長達1年以上，一年中任何季節(jié)的干旱都可能對甘蔗的生長造成不利的影響，抗旱性弱的品種不管是出苗、生長或宿根發(fā)株等任何生長期受旱可能表現(xiàn)不佳而被生產(chǎn)所淘汰，而抗旱性強的品種可以有效減輕干旱的影響，從而保證有較高的產(chǎn)量和糖分。

近年來，隨著全球氣候變暖，極端天氣、極端氣候事件也在不斷增加，自然災(zāi)害頻發(fā)。并非因為全球氣候變暖就不再發(fā)生低溫凍害了，如2008年南方蔗區(qū)尤其是廣西蔗區(qū)連續(xù)發(fā)生低溫雨雪冰凍害，不僅造成當(dāng)季甘蔗蔗尖、蔗芽死亡，節(jié)間組織壞死，甘蔗產(chǎn)量下降，蔗糖轉(zhuǎn)化為單糖，出糖率較上個榨季大幅度下降0.33個百分點；種苗受凍后新植無法栽種、栽種后新植出苗差、宿根甘蔗發(fā)株少，2008/2009年榨季全國蔗糖產(chǎn)量較2007/2008年榨季大幅減產(chǎn)215萬t，其中僅廣西減產(chǎn)就達174.2萬t。全球氣候變暖還導(dǎo)致干旱程度和范圍不斷加大，如2009年入秋以來至2012年上半年，西南蔗區(qū)尤其是云南蔗區(qū)持續(xù)特大干旱、降雨量極少，甘蔗生長受阻，致使2009/2010年榨季全國蔗糖產(chǎn)量又較上一年減產(chǎn)140萬 t，其中云南減產(chǎn) 46.37萬 t（表 1）。 甘蔗受災(zāi)糖價大幅攀升，雖然植蔗面積有較大幅度增加，但蔗糖產(chǎn)量至今還沒有完全恢復(fù)。

表1 全國及主產(chǎn)蔗區(qū)蔗糖產(chǎn)量因災(zāi)害受損波動情況 萬t

2 云南抗旱甘蔗親本的篩選及評價

親本是育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，抗旱品種的培育有賴于抗旱親本的發(fā)掘和利用。云南甘蔗研究所及其所屬瑞麗內(nèi)陸甘蔗雜交育種基地，近年來根據(jù)雜交后代實生苗表現(xiàn)，在親本的遺傳力和配合力方面開展了大量研究，篩選出了一批遺傳力高、配合力強的優(yōu)良親本[3-8]，其中針對新臺糖和云瑞系列親本進行了抗旱性評價，從中篩選出了一批優(yōu)良的抗旱親本（表2），繼續(xù)雜交利用可望培育出更多更好的優(yōu)良抗旱甘蔗品種。

表2 云南篩選出的優(yōu)良抗旱新臺糖和云瑞型親本

3 云蔗系列甘蔗抗旱品種的選育及效果

云南省農(nóng)科院甘蔗研究所是云南省級甘蔗專業(yè)機構(gòu)，針對蔗區(qū)不斷向旱坡地轉(zhuǎn)移，針對生產(chǎn)對抗旱甘蔗品種需求的日益迫切，采取一系措施培育抗旱甘蔗品種，取得了顯著成效。主要措施有：大力開展抗旱親本的創(chuàng)新和評價、大幅度增加抗旱品種的選育規(guī)模、直接在旱地上選育抗旱品種。篩選出了一批抗旱性強的甘蔗親本、尤其是含新型野生血緣的云瑞型創(chuàng)新親本（見表2），育種組合數(shù)量不斷擴大（見圖1），“十五”期間年均組合數(shù)49.4個，“十一五”期間平均組合數(shù)量492.2個，五年時間育種規(guī)模增加了10倍，“十二五”伊始甘蔗雜交育種規(guī)模已突破700個，且很大一部分均為抗旱組合。近年來育成了一批抗旱性強、適宜性廣的抗旱品種/材料，其中2011年和2012年通過國家和省審（鑒）定的云蔗03-194和云蔗03-258經(jīng)受住了2009年以來百年不遇的特大干旱的影響，2009—2012年在云南旱地蔗區(qū)表現(xiàn)突出，較大面積推廣應(yīng)用的新臺糖22號增產(chǎn)18.9t/hm2[9]，現(xiàn)已成為云南旱地蔗區(qū)的主要推廣品種。

圖1 云南甘蔗研究所甘蔗雜交組合數(shù)量變化情況

表3 國家甘蔗品種區(qū)域試驗各批次國內(nèi)自育參試品種匯總

4 甘蔗抗旱品種的引進及篩選

引種培育具有投資少、費時短、見效快、收效大等特點，通過引種充分利用各地育種成果，可迅速緩解本地區(qū)對良種的迫切要求，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效途之一。我省歷來十分重視引種工作，積累了寶貴的經(jīng)驗，取得了巨大的成績。幾十年來，引進種在我省的推廣面積始終保持在較高水平，對云南糖業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。如50年代云南引進的F134、Co419、Co290等，在60年代取代了地方品種“羅漢蔗”和“蘆蔗”，使全省平均單產(chǎn)由原來的22.5t提高到了37.5t以上。我省80年代引進的川蔗13號、選三和桂糖11號對20世紀90年代云南蔗糖產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展作出了重要貢獻，甘蔗單產(chǎn)進一步提升到57t以上。20世紀末引進的新臺糖系列品種在全省普及后，甘蔗單產(chǎn)提高到了目前的63t，因此各時期甘蔗良種的引進和推廣使用促進了云南糖產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，并不斷邁上新臺價。

“九五”末以來，國家甘蔗品種區(qū)試在全國啟動，目前已進行到第九輪，參試品種共計122個，其中國內(nèi)各甘蔗育種單位自育甘蔗品種102個（表3）。云南甘蔗研究所作為區(qū)試參加單位同步引進了全國甘蔗研究所育成的最新甘蔗品種85個，經(jīng)試驗示范成功篩選出了一批優(yōu)良品種如粵糖93-159、粵糖86-368、福農(nóng)91-21及桂糖21號（桂糖94-119）等在蔗區(qū)推廣應(yīng)用，其中粵糖86-368、福農(nóng)91-21因抗旱性強主要在旱坡地上種植，2009年云南遭遇百年不遇特大旱災(zāi)后在旱地上栽培具有明顯優(yōu)勢。云南蔗區(qū)“十年九旱，干旱年年有，大小程度各不同”的自然條件下，這些抗旱品種的進一步推廣應(yīng)用，將為云南蔗糖產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

5 討論

5.1 甘蔗種質(zhì)的創(chuàng)新利用、甘蔗育種手段的提高和育種方法的進步是影響甘蔗育種效益的重要因素?，F(xiàn)代甘蔗育種取得的每一次重大成就，皆與種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用、育種手段的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用密不可分。云南建有國家甘蔗種質(zhì)資源圃，含有各種類型的重要資源，其中不乏重要的抗旱資源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，甘蔗育種手段和育種技術(shù)將不斷取得進步，而種質(zhì)資源卻難以再生，因此抗旱種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用已成為現(xiàn)代甘蔗抗旱品種培育成功與否的決定因素，充分利用這些資源一定能夠培育出生產(chǎn)適應(yīng)性強的抗旱甘蔗新品種。

5.2 云南建有國家內(nèi)陸甘蔗雜交育種基地，通過多年的努力廣泛開展熱帶種與割手密野生種、大莖野生種、斑茅、蔗茅和滇蔗茅的雜交、回交利用，育種技術(shù)不斷取得新的突坡，創(chuàng)制了一批含野生血緣的突破性親本/材料，2007年開始向全國提供雜交花穗以來，普遍反映后代生勢強、產(chǎn)量高、有效莖多、宿根性好、抗旱性強，在云南已經(jīng)培育出了一批優(yōu)良抗旱品種，繼續(xù)雜交利用可望培育出更多更好適應(yīng)性更強的抗旱品種。

5.3 云南與國內(nèi)外許多甘蔗研究所建有長期的甘蔗品種交流機制，有利于抗旱品種的引進和利用。通過國家區(qū)試可以把全國育種單位培育出的最新品種引進到蔗區(qū)試驗示范，成功后可快速推廣應(yīng)用；另外，“九五”以來，云南加快了國際交流合作的力度，加大了從澳大利亞、法國、日本、墨西哥、古巴、印度和美國等國引進優(yōu)良品種的步伐，可以把國際上最新育成的抗旱品種/種質(zhì)引進國內(nèi)，既可生產(chǎn)應(yīng)用、還可雜交利用，有望為云南乃至全國旱地蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強有力的科技支撐。

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