梁 強，覃彬源，呂鳳連，胡水鳳，歐陽靜，劉曉燕*，李毅杰，宋修鵬，李長寧， 王澤平，梁光鳳

(1廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心，廣西南寧 530007；2廣西來賓東糖集團有限公司，廣西來賓 546100)

0 引言

甘蔗是我國的主要糖料作物。目前我國甘蔗生產(chǎn)中，“耕、種、管”環(huán)節(jié)的機械化作業(yè)已經(jīng)得到較快發(fā)展，但是“收”環(huán)節(jié)機械利用率并不高，以致多數(shù)蔗區(qū)還是以人工收獲作業(yè)為主、機械收獲作業(yè)為輔的生產(chǎn)現(xiàn)狀，削弱了我國蔗糖產(chǎn)業(yè)的競爭力[1-3]。在人工收獲模式下，多數(shù)甘蔗品種都需要投入大量勞力進行剝除殘葉和去除尾梢，砍收效率低下[4]；在機械化收獲模式下，葉片不易脫落的品種容易造成含雜率過高，給壓榨造成影響[5]；同時國家對秸稈焚燒已明令禁止，遺留下來的殘葉只能通過農(nóng)藝方式處理或打捆回收，而大部分蔗農(nóng)的處理方式還是直接還田，過多的殘葉會給宿根蔗田間機械化管理造成影響[6-8]。由此，選育自動脫葉的甘蔗優(yōu)良新品種，對提高我國的甘蔗收獲效率和質(zhì)量，全面推進蔗糖高效優(yōu)質(zhì)發(fā)展具有重要意義。

近年來，我國育種家們選育出一系列表現(xiàn)優(yōu)越的品種服務(wù)我國甘蔗生產(chǎn)，廣西育成的有桂糖11號、桂糖21號、桂糖29號、桂糖32號、桂糖36號、桂糖42號、桂糖43號、桂糖44號、桂糖46號、桂糖47號、桂糖49號、桂柳05-136、柳糖1號等；廣東育成的有粵糖93-159、粵糖94-128、粵糖00-236、粵糖60號等；云南育成的有云蔗03-194、云蔗06-407等；福建育成的有福農(nóng)39號、福農(nóng)41號等；臺灣育成的有ROC1、ROC10、ROC11、ROC16、ROC22、ROC25等。這些品種在生產(chǎn)上均表現(xiàn)較好，都有一定種植面積。其中，桂糖11號和ROC22在國內(nèi)蔗區(qū)的種植面積最大，服務(wù)年限最長，直至桂糖42號和柳城05-136成功選育出來之后種植面積才逐漸減小[9-11]。桂糖42號種植面積迅速上升與其突出的抗倒伏能力相關(guān)，能夠減少人工砍收勞動強度并且適合機械化砍收，符合當(dāng)前的生產(chǎn)技術(shù)模式，而ROC22不僅種性退化，且抗倒伏能力偏弱，從而逐漸被淘汰[12-13]。前人研究發(fā)現(xiàn)，我國原料甘蔗收獲中甘蔗剝?nèi)~用工量占收獲用工量的65%，工作量大、效率低、成本高[14-15]。由此看出，生產(chǎn)上選擇有效減少甘蔗砍收勞動強度的品種能促進節(jié)本增效。也有研究認為，選育適應(yīng)機械化甘蔗品種，不僅要求甘蔗品種高產(chǎn)高糖、抗倒伏、宿根性強，而且要求葉片及葉鞘易于脫落，葉片數(shù)適中、蔗莖梢部較小[16-17]。自動脫葉的甘蔗品種不僅會減少糖料蔗夾雜物含量，維持可溶性糖含量，而且還會增加總糖產(chǎn)量[18-19]。

前人的育種目標(biāo)主要集中在產(chǎn)量、糖分、宿根性、耐寒、耐旱、抗倒伏等性狀上，而把甘蔗的落葉性能作為主要育種目標(biāo)性狀的較少，造成在生產(chǎn)上易落葉的品種不多，自動脫葉的品種幾乎沒有。本育種研究團隊針對這一現(xiàn)狀，提出把自動脫葉作為一項重要的品種選拔目標(biāo)。以特早熟、高產(chǎn)、高糖、易落葉品種ROC11作為母本，以早中熟、豐產(chǎn)、分蘗強、有效莖多、宿根性強品種粵糖99-66作為父本，作為雜交親本組合開展選育種研究，培育出自動脫葉、能減輕人工砍收勞動強度、降低機械化收獲含雜率、適宜現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)模式的優(yōu)良甘蔗新品種，旨在為甘蔗種植節(jié)本增收，助力我國蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 選育目標(biāo)

選育特早熟高糖、高產(chǎn)豐產(chǎn)、自動脫葉、耐貧瘠、分蘗早、宿根性強、適合機械化生產(chǎn)、綜合性狀優(yōu)良的甘蔗新品種。

1.2 雜交親本選配

母本為特早熟、高糖、豐產(chǎn)、早生快發(fā)、宿根性強、脫葉性強、分孽中等，抗倒伏能力中等，抗露菌病、黑穗病，中抗葉燒病與赤腐病，感葉枯病的品種ROC11；父本為早中熟、高糖、豐產(chǎn)、分蘗強、有效莖多、宿根性強，高抗嵌紋病，中抗黑穗病的品種粵糖99-66(粵審糖2009001)。其親本系譜見圖1。

圖1 桂糖10-2003親本系譜

1.3 選育方法及過程

⑴組合配制：于2009年12月以ROC11為母本，粵糖99-66作父本配制雜交組合，在廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所海南育種科研基地(原廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場)進行甘蔗雜交制種，獲得雜交花穗1個。

⑵幼苗培育：2010年2～4月在溫度20～35℃、濕度60%～100%的溫室條件下，以經(jīng)高壓滅菌土為基質(zhì)，對雜交種子進行播種和培育。

⑶小苗假植：小苗2010年4月9日將3片葉以上的幼苗在育苗盤上假植。

⑷大苗定植：小苗30～40天后按行距120 cm、株距30 cm定植于田間，該組合共定植實生苗406株。

⑸雜種圃篩選：2010年11月10～20日進行雜種圃初選，2011年1月15～25日定選，該組合共入選21個單株(株系)，入選率為5.17%。選擇標(biāo)準(zhǔn)：按株高、莖徑、莖數(shù)、生長勢、空蒲心、黑穗病、梢腐病指標(biāo)進行擇優(yōu)選擇。

⑹選種圃篩選：2011年2月8～11日將21個入選單株(株系)種植于選種圃，2011年12月2～10進行選種圃篩選，該組合共入選3個單株(株系)，入選率為14.29%，同時確定選種號為桂糖10-2003。選擇標(biāo)準(zhǔn)：按株高、莖徑、莖數(shù)、生長勢、蔗汁錘度、空蒲心、黑穗病、梢腐病指標(biāo)進行擇優(yōu)選擇。

⑺鑒定圃篩選：2012年2月21～25日將3個入選單株(株系)種植于鑒定圃，2013年1月7～10進行鑒定圃篩選，該組合共入選2個單株(株系)。選擇標(biāo)準(zhǔn)：按株高、莖徑、莖數(shù)、生長勢、蔗汁錘度、黑穗病、梢腐病指標(biāo)進行擇優(yōu)選擇。

⑻預(yù)備品比圃篩選：2013年2月5～7日將2個入選單株(株系)種植于預(yù)備品比圃，2013年12月12～16日進行預(yù)備品比圃篩選，該組合共入選1個單株(株系)，即桂糖10-2003，進入品比圃。選擇標(biāo)準(zhǔn)：按株高、莖徑、莖數(shù)、生長勢、蔗糖分、黑穗病、梢腐病、宿根性等指標(biāo)進行擇優(yōu)選擇。

⑼品比圃篩選：2014年3月2～5日將桂糖10-2003種植于品比圃中，進行全年觀測，2014年1月進行砍收測產(chǎn)。期間對其多項指標(biāo)進行觀測，其中包括：7月株高、莖徑、莖數(shù)、黑穗病、梢腐病、蔗糖分(11月、12月、翌年1月、2月)、蔗莖產(chǎn)量、宿根性等指標(biāo)進行調(diào)查。推薦進入2017～2019年輪廣西甘蔗新品種區(qū)域試驗。

⑽進入2017～2019年輪廣西甘蔗新品種區(qū)域試驗，試驗采用1年新植2年宿根周期開展試驗，共3年。試驗地點位于廣西的南寧、柳州、百色、龍州、河池和來賓，共6個區(qū)試點。

1.4 調(diào)查及統(tǒng)計方法

于2020年6月、9月和12月調(diào)查甘蔗脫葉節(jié)數(shù)和總節(jié)數(shù)，脫葉節(jié)數(shù)：蔗葉已脫離蔗莖的節(jié)數(shù)；總節(jié)數(shù)：+1葉至地面蔗莖基部的節(jié)數(shù)。脫葉率(%)=脫葉節(jié)數(shù)/總節(jié)數(shù)×100%。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種形態(tài)特征

2.1.1 品種主要識別外觀形態(tài)

如圖2所示，桂糖60號植株整齊、高大，中大莖，莖圓筒形，蔗莖曝光前為淺黃綠色，輕度曝光后為黃綠色，重度曝光后淺紫紅色，莖表皮光滑，節(jié)間較長，蠟粉帶明顯，節(jié)間蠟粉量中等，自然脫葉；芽型中等，卵圓形，芽翼中等，芽基平葉痕，芽尖超過生長帶，芽溝明顯；根帶寬度較小；生長帶黃綠色；葉片綠色，直挺，挺拔，窄小，長度中等；葉鞘長度中等；57號毛群少、短，極易脫落。 2.1.2 脫葉特征

圖2 桂糖10-2003的外觀形態(tài)

ROC22是脫葉性較強，自然脫葉率較好的品種[20]。試驗調(diào)查了桂糖10-2003和ROC22在6月、9月和12月的脫葉特征，表1結(jié)果表明，在6月甘蔗拔節(jié)初期，桂糖10-2003從+1葉至+4葉葉鞘處于緊包蔗莖狀態(tài)，從+5葉至+6葉開始逐漸松動脫離蔗莖，在+7葉以下葉片在自然外力影響下脫離蔗莖，脫葉率為25%；而ROC22從+1葉至+6葉葉鞘處于緊包蔗莖狀態(tài)，+7葉以下開始逐漸松動，但未脫離蔗莖。在9月拔節(jié)盛期，桂糖10-2003松動葉片提升至+4葉，+7葉以下已經(jīng)脫落，脫葉率達66.7%；ROC22則從+6葉開始松動，+14葉以下葉片脫離蔗莖，脫葉率為13.3%。在12月工藝成熟期階段，桂糖10-2003僅+1至+3葉緊包蔗莖，+5葉以下即開始脫落，脫葉率達87.1%；對照品種ROC22在該時期的脫葉率為53.6%。說明桂糖10-2003的脫葉性較ROC22更好。

表1 桂糖10-2003和ROC22的脫葉特征(續(xù))

表1 桂糖10-2003和ROC22的脫葉特征

2.2 主要農(nóng)藝性狀

表2試驗結(jié)果顯示，2017年新植下種時遇到春旱，土壤含水量偏低從而造成出苗率普遍偏低，但在此種干旱條件下，桂糖10-2003的平均出苗率比ROC22高4.5個百分點，說明桂糖10-2003在干旱條件下具有較強的出苗能力。分蘗和發(fā)株是最終甘蔗收獲產(chǎn)量的基礎(chǔ)保證，與對照ROC22相比，分蘗率和發(fā)株率均具有明顯的優(yōu)勢，新植分蘗率達到146.1%，對照組僅為94.9%，桂糖10-2003的2年宿根發(fā)株率分別達到128.5%和145.2%，對照ROC22則分別為97.1%和93.4%。株高和莖徑2個指標(biāo)的差異較小，3年平均有效莖數(shù)的數(shù)量桂糖10-2003超過對照種3440條/hm2。病蟲害方面，3年平均枯心率略小于對照種，田間黑穗病率和梢腐病率也低于對照種，分別為1.7%和0.8%，對照種則為2.5%和1.4%。

表2 桂糖10-2003主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.3 原料蔗產(chǎn)量

如圖3所示，桂糖10-2003具有較明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢。在1年新植2年宿根的區(qū)域試驗中，產(chǎn)量表現(xiàn)比較穩(wěn)定，且不同程度超過對照種ROC22，新植超過對照種3.6 t/hm2，比對照增產(chǎn)4.1%；2年宿根則差距最大，桂糖10-2003的產(chǎn)量超過13.7 t/hm2，比對照增產(chǎn)20.3%；3年平均產(chǎn)量超過對照種8.1 t/hm2，增產(chǎn)10.5%。

圖3 桂糖10-2003的原料蔗產(chǎn)量

2.4 蔗糖分

圖4分別為2017～2019年區(qū)域試驗的糖分檢測結(jié)果，在平均蔗糖分圖A中，從11月至翌年3月桂糖10-2003的蔗糖分均高于對照種ROC22，11月的差距最大，相差1.7個百分點，而翌年2月差距 最小，相差0.1個百分點。圖B為2017年新植蔗糖分表現(xiàn)，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個百分點，相差2.5個百分點，翌年2月的糖分與對照相等，均為15.6%。圖C為2018年宿根的蔗糖分表現(xiàn)，從11月至翌年3月桂糖10-2003的蔗糖分均高于對照種ROC22，11月的差距最大，相差2.6個百分點，而翌年2月和翌年3月差距最小，均相差0.8個百分點。圖D為2019年宿根的蔗糖分表現(xiàn)，該年份桂糖10-2003的蔗糖分和對照種ROC22的蔗糖分差距較小且有一定波動，11月、12月桂糖10-2003高于對照種，翌年1月相等，翌年2月和3月對照種則糖分偏高。綜合1年新植2年宿根，桂糖10-2003的蔗糖分從11月開始就穩(wěn)定高于14.7%并逐月增高，而對照種11月僅為12.1%、12.5%和14.5%，說明該品種屬于早熟高糖種。

圖4 桂糖10-2003蔗糖分

2.5 纖維分

纖維分是原料蔗中的纖維總含量。圖5為2017～2019年區(qū)域試驗的纖維分檢測結(jié)果，在平均纖維分圖A中，從11月至翌年2月桂糖10-2003的纖維分均偏低于對照種ROC22，至翌年3月才持平，11月和12月差距較大，分別相差1.2%和1.3%。圖B為2017年新植纖維分表現(xiàn)，從11月至翌年3月，桂糖10-2003的纖維分隨月份推移而逐漸提高，但均稍偏低于對照種ROC22。1年宿根和2年宿根的纖維分隨月份推移的提高幅度較小，1年宿根與對照種差異較小，2年宿根各月份均偏低于對照。總之，桂糖10-2003的總體纖維分偏低于對照種ROC22，至翌年1月之后，與對照種逐漸持平。

圖5 桂糖10-2003纖維分

2.6 栽培要點

在栽種桂糖10-2003(桂糖60號)時需參照以下栽培技術(shù)要點：

⑴適宜栽種地區(qū)：適宜在廣西、云南等蔗區(qū)進行種植。

⑵適宜土壤條件：較適合在旱地或坡地種植，較耐干旱貧瘠，苗期不耐積水。

⑶下種量：光、溫、濕偏弱蔗區(qū)下種量以75000～90000芽/hm2為宜，光、溫、濕較強蔗區(qū)下種量60000～75000芽/hm2為宜。

⑷種植行距：適合行距90～130 cm種植。

⑸種植深度：適合深度20～50 cm種植，深種利于抗倒伏。

⑹需水肥特點：屬高肥效品種，拔節(jié)初期需水肥量最大，應(yīng)及時做好中耕培土，同時可偏施鉀肥、硅肥。

⑺除草劑適用類型：對以阿特拉津、莠滅凈、二氯四甲鈉、敵草隆等為主要成分的甘蔗常用除草劑在常規(guī)用量范圍內(nèi)不敏感，可放心使用。

⑻中期田間管理：及時做好田間病、蟲、草、鼠害的管理工作，并在臺風(fēng)暴雨季節(jié)注意排水，工作應(yīng)提前做好，特別是螟蟲和雜草的預(yù)防。

⑼收獲方式：適宜人工、中小型收獲機械作業(yè)。

⑽留種方式：全年蔗適宜尾梢留種，半年蔗可全莖作種。

⑾宿根管理：甘蔗砍收后及時做好宿根保養(yǎng)工作，可選擇雨后蓋膜，如遇到干旱可灌水后再蓋膜，有條件噴灌酒精發(fā)酵液后再進行蓋膜保溫。

3 討論

3.1 高產(chǎn)高糖是桂糖10-2003的基本特性

我國甘蔗生產(chǎn)中，糖企追求糖分，蔗農(nóng)追求產(chǎn)量，而兩者在一定程度上是對立的關(guān)系，甘蔗中所積累的能量有些品種主要以纖維、植物蛋白等的生物產(chǎn)量形式表達，有些品種則以蔗糖等能量儲存物質(zhì)形式表達，在高產(chǎn)高糖上只能尋求一個最佳的平衡點，以滿足雙方的利益。桂糖10-2003在1年新植2年宿根的產(chǎn)量均明顯強于對照種ROC22，說明其不僅在新植的時候具有較強的產(chǎn)量優(yōu)勢；而且在2年宿根階段也具有較強的產(chǎn)量表現(xiàn)，可以實現(xiàn)連續(xù)增產(chǎn)；蔗糖分在試驗中也具有明顯的優(yōu)勢，特別是在11月份，桂糖10-2003的蔗糖分較對照種ROC22增加1.7個百分點，可以給糖廠帶來較大的經(jīng)濟效益，同時可以使榨季前移和縮短，降低甘蔗壓榨成本。可見，該品種的高產(chǎn)高糖2項基本特征均可以滿足糖企和蔗農(nóng)雙方利益，實現(xiàn)增產(chǎn)增收。

3.2 自動脫葉是桂糖10-2003的突出特點

甘蔗脫葉一直是我國甘蔗收獲的難題，易脫葉或者自動脫葉的品種可有效提高甘蔗砍收效率。在甘蔗生產(chǎn)中，部分蔗農(nóng)為減少砍收勞動強度和提高砍收效率，在農(nóng)閑時候還進行剝?nèi)~處理，雖然收獲勞動強度減輕了，但工作量并不明顯減少。同時，人工剝?nèi)~對甘蔗后期生長具有一定的風(fēng)險，Degaspari和Arceneaux在1980年的研究表明，甘蔗超過50%葉片脫落時產(chǎn)量會降低[21-22]，而自動脫葉品種則沒有顯著影響。在本試驗過程中，桂糖10-2003不管是在拔節(jié)期還是工藝成熟期，其+7葉以下的葉片在自然外力作用下已與蔗莖脫離，特別是在工藝成熟期，+5葉以下就以完全脫落，僅僅保留少數(shù)幾張葉片保持基本的光合作用，無需再進行人工剝?nèi)~，砍收時頭尾各一刀后便可打捆，明顯提高砍收效率。這一突出特點符合甘蔗收獲的性狀需求，降低勞力投入，提高收獲效率，可以滿足糖企和蔗農(nóng)雙方利益，實現(xiàn)節(jié)本增效。

3.3 蔗田枯葉腐化早，殘葉少，利于宿根管理

葉片生物量小的品種可減少砍收后的殘葉量。為保護空氣質(zhì)量，國家對秸稈焚燒采取了嚴格的管制措施，蔗田殘葉必須還田處理，雖然收獲機械或者專用粉碎機械可以對殘葉進行粉碎處理，但在工人砍收為主要模式下，蔗田殘葉還是未能進行有效處理，直接留在蔗田中，對來年機械田間管理帶來較大困難，影響管理質(zhì)量。桂糖10-2003的葉片特點是挺、薄、細、窄，生物量小。因其自動脫葉的特點，較早脫離蔗莖，在風(fēng)和雨水的外力作用下落到地面，到甘蔗砍收季節(jié)，前期脫落的部分殘葉已經(jīng)腐化，出現(xiàn)了砍收后地面殘葉較少的狀況。因此，該品種在一定程度上減輕了來年宿根甘蔗的田間管理壓力。

3.4 自動脫葉品種促進蔗農(nóng)尾梢留種

生產(chǎn)上，蔗農(nóng)為了省工，一年蔗全莖留種是較為普遍的現(xiàn)象，給糖企和蔗農(nóng)都帶來一定影響，不僅原料蔗減少，而且新植出苗質(zhì)量降低。桂糖10-2003落葉較早，中部下部的腋芽和根眼容易曝光老化，不適合作種，而梢部芽及根點被葉鞘保護，活力較強。由此，可以利用該品種特點來促進蔗農(nóng)進行尾梢留種，糖企和蔗農(nóng)均得獲益。

4 結(jié)論

桂糖10-2003(桂糖60號)不僅具有早熟、高產(chǎn)、高糖的基本特性，還具有宿根性強、自動脫葉的突出農(nóng)藝性狀，屬于綜合性狀優(yōu)良的甘蔗新品種，該品種符合國內(nèi)的生產(chǎn)模式和生產(chǎn)條件，適合種植于廣西和云南等南方蔗區(qū)的旱地和坡地。