吳才文 ，趙俊 ，肖祎 ，劉家勇 ，姚麗 ，呂達 ，覃偉 ，趙培方 ，楊昆，趙麗萍，夏紅明，陳道德

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661699；2.四川省植物工程研究院，資中 641200）

云蔗型甘蔗品種（系）在北緣蔗區(qū)的表現(xiàn)及抗寒性評價

吳才文1，趙俊1，肖祎2，劉家勇1，姚麗1，呂達2，覃偉1，趙培方1，楊昆1，趙麗萍1，夏紅明1，陳道德2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661699；2.四川省植物工程研究院，資中 641200）

測定了23個云蔗優(yōu)良品種在四川蔗區(qū)自然低溫寒害條件下的抗寒性（對照種為ROC22）。結(jié)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07-2178八個品種（系）高產(chǎn)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08-1145七個品種（系）農(nóng)藝性狀和抗寒性總體優(yōu)于對照，其它參試品種不及ROC22。

甘蔗；云蔗品種；表現(xiàn)；抗寒性；評價

隨著甘蔗品種改良，甘蔗種植已從熱帶地區(qū)擴展到亞熱帶和溫帶地區(qū)，但在亞熱帶、溫帶地區(qū)甘蔗常受低溫凍害的影響。低溫嚴重影響甘蔗產(chǎn)量和質(zhì)量[1]，尤其是近年來氣候變化異常，極端低溫頻繁出現(xiàn)，甘蔗受寒冷災害影響加重，給蔗農(nóng)和制糖企業(yè)造成較大經(jīng)濟損失[2-3]。而在我國云南省的滇西南甘蔗優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，近年來新興產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，香料煙、馬鈴薯等產(chǎn)業(yè)顯示較強的競爭優(yōu)勢，水稻、蔬菜和水果等傳統(tǒng)作物與種植甘蔗相比也有一定的可比效益，甘蔗的發(fā)展區(qū)域不斷向山地轉(zhuǎn)移，甘蔗種植海拔從原來的1300 m，已經(jīng)上升到1600 m，部分蔗區(qū)甚至達到1800 m之上[4]。隨著海拔的升高，低溫、霜凍危害時有發(fā)生，從時間上講，大部分發(fā)生在冬春季節(jié)。春季播種期遇到低溫霜凍，易導致種芽凍死，出苗率低，基本苗不足。甘蔗成熟期遭遇低溫，致使甘蔗“上水”，嚴重時原料不能進廠入榨，蔗農(nóng)減產(chǎn)，制糖原料不足；同時，凍害使甘蔗糖分下降，制糖成本增加。宿根蔗甘蔗受凍，發(fā)株率降低，宿根年限縮短，種蔗成本增加。因此，加強抗寒甘蔗品種的選育并進行合理布局，對確保蔗糖產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

由于云南地處云貴高原，不僅蔗區(qū)海拔普遍較高，而且蔗區(qū)地形地貌復雜，寒害頻繁發(fā)生，但寒害發(fā)生的頻度和強度并不穩(wěn)定。為了確保育成甘蔗品種的抗寒特性，試驗地點選擇北緣蔗區(qū)寒害發(fā)生普遍且穩(wěn)定的四川省植物工程研究院（原四川省制糖糖料工業(yè)研究所）資中試驗基地進行，該基地育成的品種如川糖61-408（川蔗13號）和川糖79-15（川蔗19號）不僅在云南有較好的適應性，而且還具有較好的抗寒性，先后在云南蔗區(qū)大面積推廣應用。因此，試驗點選擇在華中蔗區(qū)的資中對云蔗型甘蔗品種進行抗寒性評價，可為云南寒害易發(fā)蔗區(qū)篩選出適宜的抗寒品種提供可靠的保證。

1 材料與方法

1.1 供試材料

云蔗系列品種（系）3批次共計23個，以新臺糖22號為對照，參試品種見表2。

1.2 試驗方法

試驗地為沙壤土，土地均勻一致，前作甘蔗。3個批次品種（系）分別于2012、2013和2014年3月初氣溫穩(wěn)定回升至10℃以上開始育苗，4月下旬小苗出現(xiàn)1～2條苗根后移栽到大田，選取均勻一致的健壯蔗苗移栽，移栽密度為每畝（667m2）4000苗。每個品種（系）栽種1個小區(qū)，每區(qū)3行，行距1m，行長根據(jù)各年試驗地大小及各批次出苗多少而異，隨機區(qū)組排列，1次重復，留宿根觀察1年。田間管理按常規(guī)進行，且均勻一致。

1.3 低溫寒害天氣情況

試驗期間，低溫寒害發(fā)生時間一般從每年11月底開始，3月初隨著氣溫逐步回升而結(jié)束。3批次試驗寒害周期約100d，最短97d，最長107d；寒害期間平均低溫分別為6.29℃、5.83℃和6.91℃，最低氣溫1～2℃；寒害期間降雨（含雨夾雪）日數(shù)16～35d不等，最冷月發(fā)生在12月或1月。3個批次試驗低溫寒害發(fā)生情況及重要氣候指標統(tǒng)計見表1。

表1 低溫寒害氣候指標統(tǒng)計

1.4 資料收集

調(diào)查了甘蔗移栽大田后的分蘗率以及后期的株高、莖徑及有效莖等產(chǎn)量數(shù)據(jù)，寒害結(jié)束后主要開展了對低溫凍害后的蔗芽、蔗尖受害程度、錘度變化和蔗莖縱剖面受損程度、地下芽受凍情況、受凍后宿根發(fā)株率等的調(diào)查，期間不定期調(diào)查病蟲害等自然發(fā)生情況。

2 結(jié)果與分析

表2 參試品種（系）收獲期田間農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.1 甘蔗田間農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

由于提供抗寒性評價品種（系）均為在當?shù)乇憩F(xiàn)優(yōu)良的高代品種（系），盡管年度間自然氣候條件不同，生長表現(xiàn)有較大差異，但多數(shù)參試品種收獲期的株高、莖徑、單莖重、有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量等主要性狀均優(yōu)于對照種ROC22，因此各批次參試品種田間性狀總體表現(xiàn)較好（表2）。

參試材料的總體生勢較好，第1批參試品種全部株高均優(yōu)于對照種，第2批參試品種云蔗06-193、云蔗07-2800和云蔗08-1091株高優(yōu)于對照，第3批參試品種云蔗08-1095和云蔗05-326株高優(yōu)于對照；其中云蔗05-49、云蔗06-193和云蔗08-1095分別在第1～3批參試品種中株高最高，分別為 266.3cm、304.4cm和191.3cm。

莖徑是甘蔗最重要的產(chǎn)量性狀之一，莖徑的大小不僅對甘蔗產(chǎn)量有著重要的影響，而且在我國目前90%以上的甘蔗還是靠手工收獲的情況下，莖徑的大小是蔗農(nóng)對甘蔗品種接受程度的重要指標。第1批參試品種中云蔗04-622、云蔗03-258、云蔗99-91、云蔗05-51、云蔗05-49和云蔗05-211莖徑大于對照種，第2批參試品種中云蔗07-2384、云蔗05-39、云蔗01-1413和云蔗08-2060莖徑大于對照種，第3批參試品種全部莖徑均大于對照種。其中云蔗05-211、云蔗08-2060和云蔗08-1095分別在第1～3批參試品種中莖徑最大，分別為2.88cm、2.80cm和2.70cm。

單莖重也是甘蔗最重要的產(chǎn)量性狀，是莖徑和株高的綜合表現(xiàn)，在有效莖數(shù)量一定的情況下，單莖重的高低直接決定單位面積的產(chǎn)量高低。在全部23個參試品種（系）中，有15個品種（系）的單莖重均大于對照種。其中，云蔗05-49、云蔗01-1413和云蔗08-1095分別在第1～3批參試品種中單莖重最大，分別為1.46kg、1.49kg 和 1.10kg。

有效莖數(shù)也是甘蔗產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，有效莖數(shù)的多少與單位面積的甘蔗產(chǎn)量高低直接相關；在單莖重一定的情況下，有效莖數(shù)的多少直接決定單位面積甘蔗產(chǎn)量的高低。試驗結(jié)果第1和第3批全部試驗品種（系）、第2批次中云蔗07-2007、云蔗06-193和云蔗07-2800等16個品種（系）有效莖數(shù)量均多于對照種ROC22。其中，云蔗03-194、云蔗06-193和云蔗07-2178分別在第1～3批參試品種中有效莖數(shù)最多，分別為6667 條/畝、5733 條/畝和 4962 條/畝。

蔗農(nóng)種蔗的目的就是收獲更多的產(chǎn)量。試驗結(jié)果第1和第3批全部試驗品種（系）、第2批次中云蔗06-193和云蔗01-1413等15個品種（系）的蔗莖產(chǎn)量高于ROC22。其中，云蔗05-211、云蔗06-193和云蔗08-1095分別在第1～3批參試品種中單產(chǎn)最高，分別為6.30t/畝、8.29t/畝和4.50t/畝。

2.2 田間自然病蟲害及不良性狀發(fā)生情況

發(fā)病輕重及不良性狀的多少將對甘蔗新品種的推廣應用前景產(chǎn)生重要影響。表3可見，3個批次參試品種中，僅云蔗05-211、云蔗08-1091、云蔗08-1609及第1次試驗中對照種ROC22未發(fā)生枯心苗，其它批次品種均不同程度發(fā)生。其中云蔗03-194、云蔗06-193、云蔗08-1095及第3批次對照種ROC22枯心苗率最高，分別為4.55%、8.80%、4.80%和4.80%。

參試品種（系）中，抗病性總體表現(xiàn)較強。就花葉病而言，在第1批次試驗中僅云蔗03-194和對照種ROC22發(fā)生花葉病，發(fā)病率均為100%；在第2批次試驗中云蔗 05-39、云蔗 07-2800、云蔗 08-2060、云蔗08-1091有少量花葉病發(fā)生，發(fā)病率分別為20.0%、10.0%、5.0%和5.0%；在第3批次試驗中云蔗08-1145和對照種ROC22花葉病發(fā)病率為100%，云蔗08-1609、云蔗05-326和云蔗08-1095花葉病發(fā)生率分別為40.0%、11.1%和9.5%均低于對照，3次試驗中其它參試品種（系）未見花葉病發(fā)生，所有品種（系）均未發(fā)生黑穗病和黃葉綜合病。

參試品種（系）總體不良性狀較少，僅在第2批次試驗中云蔗08-2060、云蔗08-1091、云蔗07-2384和云蔗06-193發(fā)生倒伏，倒伏率分別為100%、100%、80%和60%；云蔗07-2800出現(xiàn)輕度空綿心。除此之外，其它品種沒有發(fā)現(xiàn)倒伏、空綿心和孕穗等不良表現(xiàn)。

2.3 低溫寒害（成熟）期間田間錘度變化情況

在0℃～10℃的低溫條件下，甘蔗植株一系列生理活動受到阻礙或破壞，逐漸表現(xiàn)出寒害癥狀[7]。寒害對甘蔗蔗糖分積累和田間錘度的變化產(chǎn)生不利的影響，而且溫度越低、持續(xù)時間越長，受危害程度越重[8-9]。我國屬北半球，每年11月至次年3月即是甘蔗的成熟期，而部分北緣蔗區(qū)或高海拔蔗區(qū)因寒害氣溫過低也會對甘蔗產(chǎn)生凍害，試驗所在地最低溫度發(fā)生在每年的12月或次年1月，2月雖仍處于低溫寒害階段，但已逐漸回升（表1），因此2—3月甘蔗糖分的高低變化情況能在一定程度反映出參試品種的抗寒特性。

由表4可見，參試品種（系）在工藝成熟或寒害期間，甘蔗田間錘度的高低和變化趨勢存在較大差異。在全部3批試驗23個品種（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個品種不僅田間錘度高于ROC22，而且寒害后田間錘度不斷增長或變化不大，表現(xiàn)為優(yōu)良的早熟抗寒特性；另外，云蔗06-407、云蔗05-211和云蔗07-2800等品種（系）雖然田間錘度不及ROC22，但寒害后田間錘度不斷增長或變化不大，表現(xiàn)為晚熟抗寒特性；其余品種因寒害后田間錘度下降幅度大而表現(xiàn)出較差的抗寒特性。

表3 參試品種(系)田間自然病蟲害及不良性狀調(diào)查

表4 寒害期（成熟期）田間錘度（%）

2.4 植株寒害癥狀表現(xiàn)

2.4.1 低溫及寒害持續(xù)時間對甘蔗植株的影響 在全部3次試驗中，第2次試驗受寒害時間為107d，較第1次和第3次均長10d，平均低溫為5.83℃，分別較第1和第3次低0.46℃和1.08℃，最低溫度較第3次試驗低1℃（表1）。分析表5可見，第2批試驗受凍后受凍芽率、生長點死亡率、蔗莖“上水率”、地下芽受凍率、宿根發(fā)株率等許多指標均大幅劣變。其中，平均蔗莖“上水率”高達57.4%，分別較第1批和第3批的15.9%和24.1%高出2.9和1.9倍；宿根發(fā)株率僅為89.5%，約為第1批和第3批平均值的43.5%。由于參試品種的差異試驗結(jié)果可能不同，但比較ROC22在3次試驗中的表現(xiàn)，在第2次試驗中，ROC22 蔗莖“上水率”（79.7%）、地下芽受凍率（72.7%）、宿根發(fā)株率（81.0%）等指標的劣變率均最大，受凍芽率與第3次相當，但仍處于受凍害最重檔次。由此可見，在溫度低于10℃以下時，溫度越低、持續(xù)時間越長甘蔗受寒害越嚴重。

2.4.2 甘蔗品種（系）寒害后的表現(xiàn) 第1批9個參試品種（系）中除云蔗99-596和云蔗99-91表現(xiàn)不同程度受到凍害外，其余材料均未受凍，表現(xiàn)出較強的抗寒性。云蔗99-596和云蔗99-91的抗寒性差，主要表現(xiàn)為蔗尖全部受凍害死亡，死亡率均達100%；蔗莖受寒“上水”率分別為67.2%和91.4%，此外，云蔗99-596地下還有3.8%芽表現(xiàn)出凍害癥狀。從宿根發(fā)株率看，參試材料中有4個宿根發(fā)株率高于對照（184.6%），分別為云蔗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因沒表現(xiàn)出寒害癥狀，雖然宿根發(fā)株率不如對照ROC22，所反應的應為品種的宿根特性，而非抗寒性。

第2批試驗因冬季溫度低且低溫持續(xù)時間長，所有9個參試品種（系）均表現(xiàn)出不同程度的寒害。從生長點受凍情況看，云蔗02-2509和云蔗01-1413蔗尖對低溫較敏感，生長點全部受凍害死亡，死亡率均達100%。從側(cè)芽受凍情況看，云蔗02-2509和云蔗07-2007側(cè)芽受凍率明顯高于對照種ROC22，其余7個品種（系）側(cè)芽受凍與對照相當或較輕；云蔗05-39、云蔗01-1413側(cè)芽對受凍不敏感，從外觀看受寒害表現(xiàn)不明顯。從蔗莖受凍情況看，云蔗02-2509和云蔗01-1413蔗莖“上水”率高，節(jié)間受凍“上水”達100%和96.5%；其余參試品種（系）蔗莖受凍均輕于對照種，其中云蔗07-2800和云蔗07-2384“上水”率均超過50%，表現(xiàn)出較重的受凍癥狀；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，受凍害輕，抗寒性較強。從地下芽和宿根發(fā)株率看，云蔗02-2509全部受凍，發(fā)株率僅7.8%；云蔗07-2384、云蔗01-1413、云蔗08-2060和云蔗08-1091等品種（系）地下芽受凍率為33.3%～57.1%不等，但受凍后宿根發(fā)株率明顯偏低，表現(xiàn)出較差的抗寒性；此外，云蔗07-2800、云蔗07-2007和云蔗06-193地下芽受凍率分別為80.0%、66.7%和70.0%，與對照種ROC22的72.7%相當，但宿根發(fā)株率分別為121.6%、188.2%和166.3%，高于ROC22的81.0%，地下芽雖受凍但不嚴重，且對宿根發(fā)株率影響不大，表現(xiàn)出較強的抗寒性。通過綜合表現(xiàn)分析，在第2批試驗中云蔗05-39、云蔗06-193和云蔗07-2007抗寒性表現(xiàn)較突出。

第3批試驗雖寒害天數(shù)并不是最長，平均低溫和最低溫度并不是最低，但降溫早，12月平均溫度較第1、2批試驗均低0.3℃（表1），因此其寒害癥狀還是較明顯。側(cè)芽受凍率為5.3%～23.4%，其中云蔗05-326最高（23.4%），云蔗08-1095和ROC22居中分別為13.4%和15.4%，云蔗08-1145、云蔗08-1609和云蔗07-2178均在10%以下，受凍率較低。雖全部品種蔗尖均未受凍害，但蔗莖和地下芽經(jīng)低溫后均有一定程度的“上水”及受凍現(xiàn)象，不過“上水”率僅介于15.7%～33.4%，地下芽受凍率為50.0%～83.3%，差異不大，其中云蔗08-1095雖然蔗莖“上水率”和地下芽受凍率較對照高，但宿根發(fā)株率較ROC22好；云蔗08-1145和云蔗08-1609與對照比，蔗莖“上水率”、地下芽受凍率及宿根發(fā)株率雖有高低，但總體抗寒性相當；云蔗05-326和云蔗07-2178因蔗莖“上水率”和地下芽受凍率均低于對照，宿根發(fā)株率高于對照，表現(xiàn)出較強的抗寒性。

表5 參試品種（系）受寒害情況

3 討論

3.1 最低溫度及發(fā)生時間的早遲和持續(xù)時間對蔗株的影響

甘蔗是熱帶和亞熱帶作物，成熟期對低溫十分敏感，由于各部位敏感程度不同，因此凍害表現(xiàn)較為復雜。分析3次試驗參試品種ROC22受凍情況可知，第2次試驗低溫持續(xù)時間107d，最低溫度僅1℃，低溫持續(xù)時間長，溫度低，田間錘度下降程度大，蔗莖“上水”率、地下芽受凍率均明顯高于第1和第3次試驗，受凍程度嚴重。第3次與第1次試驗相比雖然受凍持續(xù)時間相同，且平均低溫和最低溫度均比第一次高，但降溫早，12月氣溫較前2次低0.3℃，由于植株缺乏低溫鍛煉，所有品種（含ROC22）均表現(xiàn)出側(cè)芽受凍率、蔗莖“上水”率、節(jié)間受凍率、地下芽受凍率及宿根發(fā)株率較第1次試驗受凍更為嚴重。

3.2 品種經(jīng)低溫凍害后的表現(xiàn)形式

受品種種性的影響，蔗株不同部位與凍害的敏感性并不一致，受凍程度及對產(chǎn)業(yè)的影響各異[10]。如側(cè)芽受凍率高的品種，蔗莖“上水”率不一定高，側(cè)芽受凍嚴重不能作種，但蔗莖“上水”率低，可能對蔗糖生產(chǎn)的影響并不大。試驗研究可知，低溫寒害對株蔗的影響是多方面的，成熟期蔗莖受低溫凍害后，蔗尖和側(cè)芽逐漸變軟呈水漬狀最后死亡，嚴重時蔗莖不能作種，如云蔗99-596、云蔗99-91、云蔗02-2509、云蔗01-1413及ROC22。蔗莖受凍，內(nèi)部酸性轉(zhuǎn)化酶活性提高，還原糖含量增加[9]，蔗糖含量降低，抗寒性差的品種降幅最大，如云蔗02-2509、云蔗01-1413及ROC22。嚴重受凍蔗莖則會出現(xiàn)“上水”現(xiàn)象，蔗株逐漸壞死，隨著時間的延長，蔗莖組織發(fā)酵散發(fā)出酒味，則不能用于制糖，制糖企業(yè)原料減少，制糖效益下降。同時，隨著溫度的降低或受凍時間的延長，低溫還將使地下芽受凍，宿根蔗發(fā)株數(shù)減少，使宿根減產(chǎn)，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 結(jié)論

綜合分析參試甘蔗品種（系）抗寒試驗中產(chǎn)量、錘度、發(fā)株率和抗寒性表現(xiàn)，3次試驗中表現(xiàn)為高產(chǎn)高糖抗寒性優(yōu)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07-2178八個品種（系），可以在北緣蔗區(qū)或低溫經(jīng)常為害的蔗區(qū)推廣應用；表現(xiàn)較為優(yōu)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08-1145七個品種（系），甘蔗產(chǎn)量、田間錘度、宿根發(fā)株率、抗寒性等主要性狀優(yōu)于對照ROC22，但僅某1～2個性狀與對照種相當，建議繼續(xù)進行抗寒試驗檢測，為選育抗寒甘蔗品種或進一步明確推廣區(qū)域積累科學依據(jù)。

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[10]吳才文.低溫凍害在甘蔗抗寒育種的作用//第四屆全國青年作物遺傳育種學術文集[C].成都：四川科學技出版社：1997.

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

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金（CARS-170101）；云南省重大科技專項-生物（2015ZA001）；云南省科技創(chuàng)新人才計劃（2014HC015）。

吳才文（1963-），男，研究員，研究方向為甘蔗遺傳育種。E-mail：gksky_wcw@163.com