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甘蔗育种、引种理念的新探讨

时间:2006-06-23 作者: 来源: 点击次数:1865

徐建云 陈超君 钟健 林影 张江华 

      多年来由于甘蔗新良种的培育和引进,给广西蔗糖业源源不断地注入新的生机。由于更新良种,大幅度地提高了全区的甘蔗单产和甘蔗蔗糖分;降低了吨蔗生产、吨糖耗蔗量和吨糖生产成本。今天广西的蔗糖业能发展到占全国的58%,与更新甘蔗良种的贡献密不可分。但是,随着科技的进步、生产力的提高,甘蔗生产的发展对良种的要求已发生了较大的变化,良种的内涵和引种理念也随之不同。为此,笔者在甘蔗新的生产时期,对甘蔗良种、育种与引种理念等问题作了探讨,并据之撰写本文,以供研究。 
      1、甘蔗育种新理念 
      1.1 甘蔗选育种新理念 
      由于科学技术的发展,甘蔗种植、制糖工艺技术都有了较大的提高,对甘蔗良种要求也相应提高,因此甘蔗育种的目标也应该根据生产需要而改变。水稻在育种上已提出了高、大、韧的育种新理念,改变了过去的矮杆水稻育种方向,以适应生产需要。过去的甘蔗育种、引种目标,是高产、高糖、宿根好、抗病虫力强。根据今后甘蔗的高产高糖高效益低成本生产,以及制糖企业大规模、高综合生产的发展方向,甘蔗的选育种和引种目标也应该在原有目标的基础上提出更高的目标,建立新的甘蔗选育种和引种理念,创新良种。甘蔗新的选育种和引种理念可概括为“高、大、硬、强、脱”,“五字育、引种目标”。这一育、引种目标,不仅保持原有高产高糖的农艺性状,也包括了生理生化和抗逆性的内涵。“五字育、引种目标”的涵义是: 
      1.1.1 高——指高产、高糖、高抗性、植株高。 
       高产:新的甘蔗良种必须高产,每667平方米蔗茎产量一般能达到8-10吨以上。经过多年研究实践证明:在所推广的新台糖系列品种中,只有高产的品种群众才欢迎,一般生产要达到8-10吨以上蔗农才种植,低于8吨以下的品种,其内在潜力即使很好,群众也难以接受,主要原因是原料蔗按重量计价,不是按质论价,所以只有高产的品种才能推广得开,如新台糖16号、新台糖22号、新台糖26号、园林3号等。 
       高糖:新的甘蔗良种甘蔗蔗糖分应超过15%以上。目前我区所推广的甘蔗品种在品比和区试中,其蔗糖分都超过15%以上,最高的可达18.94%。全区2003/2004榨季平均蔗糖分已超过14%,有些糖厂达15%以上。所以目前推广的良种,其蔗糖分不超过15%,就不能推广到生产上。此外,没有高糖品种就不能降低制糖生产成本,不能提高我区蔗糖业在国际上的竞争能力。 
       高抗性:指甘蔗新良种的抗旱、抗寒力强和搞抗病虫害。 
       (1)抗旱:广西对抗性要求首先是抗旱,其次是抗寒、抗病虫害。因为广西甘蔗种植,主要分布在没有灌水条件的山地上,几乎是靠天雨种植,依天雨生存,赖天雨收获,只要品种的的抗旱能力强,即可取得50%的产量,年降雨量达1200-1300mm且又分布均匀,就可以达到8吨以上的高产水平。如新台糖22号、新台糖26号、园林1号、园林3号等品种均有这个生产能力。 
      (2)抗寒:广西每7-8年,就会有一场大霜冻或寒冷,特别是桂中地区,每年都有小寒小冻,选择抗寒品种种植生产有保障。新台糖16号、新台糖1号、桂糖11号等品种的抗寒性能均表现较强。 
      (3)高抗病虫害:广西蔗区年均气温较高,达21℃以上,病虫害发生严重;同时冬暖,全年几乎无冬季,有许多作物过冬,成为病虫越冬的寄主,有利于病虫过冬,成为第二年为害作物和甘蔗的病虫源;此外,病虫越冬耐寒力也越来越强。所以选择高抗病虫品种是很重要的植保措施。如最近推广的园林2号、园林3号就属于这一类型。 
       高植株:是指甘蔗前中期生产快,伸长量大,后期不早衰,植株高大。广西气候特点是春秋干旱,雨水集中于6-8月;如果前中期生长慢,就不能充分利用6-8月的高温、多雨、热量大、肥料分解快的有利条件,甘蔗产量就上不去。所以,新育成的品种,就必须是前中期生长快,每天伸长量在2.5-3.5cm以上,后期不早衰,其蔗茎长度就会长,植株就会高。如新台糖22号、园林1号、园林3号等品种,其中园林3号比新台糖22号还高20cm,就是由于这个品种前中期生长比新台糖22号更快。同时,由于生长快封行早,能增强抗旱保水能力,为后期生长打下基础。只要保证一定水分,新台糖22号、园林3号的株高均可达到420-430cm以上。 
      1.1.2 大——指蔗茎粗大。 
      甘蔗植株高与大是构成甘蔗产量的重要因素,又高又大的品种很受群众欢迎。仅仅是高产代替不了高和大,因为小茎种有效茎数多,同样可以高产,但其生产成本就有很大的差别,由于小茎种在下种、管理、砍收、剥叶、捆扎都较大茎品种花工多,生产成本自然就会提高,此外小茎品种搞倒伏能力也较差,不利于砍蔗,不利于机械收获,同时小茎种叶片多,经济系数小。所以当今的蔗农要求种植大茎品种。现在生产上新使用的品种多数是大茎种,如新台糖22号、26号、园林1号、桂糖94/119、台优等品种。 
       1.1.3 硬——指在适宜制糖工艺要求范围内,蔗茎的纤维分含量要高。 
      当今糖厂生产能力不断扩大,压榨量大,压蔗辊转速快,要求原料蔗纤维分有所提高。一般日压榨量为2万吨的压榨设备,要求原料蔗纤维分达13%以上,如新台糖20号;而日压榨量为0.5-1.0万吨的压榨设备,则以原料蔗纤维分达11-12%为较好。此外,甘蔗纤维分稍高有利于植株抗倒伏和抗病虫害,同时甘蔗有一定硬度对机械生产也有利。目前广西甘蔗生产上的主栽品种的硬度,对于我区多数糖厂的设备能力来说是较适宜的,如新台糖22号纤维分为11.72%、桂糖17号11.72%、新台糖16号12.59%、日本农林8号12.09%、新台糖23号12.54%、新台糖20号14.53%、CP80/1827为12.85%、桂糖11号11.5%等,但对于日榨万吨的糖厂,甘蔗的纤维分仍然稍低,蔗茎软了一些。 
       1.1.4 强——指甘蔗品种的光合作用强,光合生产率大,宿根性能强。 
       过去在甘蔗选育种上很少注意研究品种的高光合强度。经过多年研究证明,选育种及引种应从生理生化方面考虑,注意所选育品种或引入的品种在光合生产力上是否是强的。因为在甘蔗植株的干物质中,有90-95%的有机物主要来源于蔗叶的光合作用,从土壤中吸收的矿物质所占的比例很少。在甘蔗高产高糖生产中,选用高光合强度的甘蔗品种,是一项很重要的高产高糖措施。如20世纪80年代,选用桂糖11号(大茎),其光合强度达11mg/dm2•hr,其后该品种在生产上成了当家种;到了20世纪90年代末,选用新台糖22号(大茎),其光合强度高达13mg/dm2•hr,很快取代桂糖11号,而在此同时,桂糖17号也在试种推广,但其光合强度仅达9.9mg/dm2•hr,由于产量和糖分都难以与新台糖22号抗争,因此目前仍未获得大面积推广。最近新引进的园林3号(大茎)品种,光合强度也高达13mg/dm2•hr以上,在未来的生产上很有希望。 
      宿根性强与高光合强度有关,在高光合强度大的品种,甘蔗宿根性能也比较强。所以育种上在选宿根性强品种时也要考虑光合强度的配合。 
      1.1.5 脱——指品种能自然落叶或很容易剥叶,同时叶鞘无57号毛群,茎上无气根。 
      脱叶:是甘蔗叶自动脱落或非常容易剥叶。如新台糖22号很容易剥叶,很省人工。更重要的是落叶后有利于提高田间通风透光作用,减少病虫危害,亦有利提高蔗糖分。同时由于自然脱叶,茎上无叶鞘残留物,易于收获,同时也有利于提高原料蔗质量,减少吨糖耗蔗量。 
      无毛:是指叶鞘上无57号毛群。虽然毛群的多少对甘蔗自身生长无明显有害的影响,但对种植者在甘蔗栽培管理、防虫、喷药等田间管理就会妨碍工作降低工效,收获时,细毛满天飞,对空气环境、人类身体健康都有不良影响,最直接的是收获时,收获人员全身包裹,只露脸面,还带上口罩,呼吸困难,所以叶鞘毛群太多,也是不利于生产工作。 
       无气根:即茎节上无气根。这不仅有利甘蔗营养集中于生长之用,也有利人工砍收甘蔗,提高工效,保证原料蔗质量,防止进厂扣杂造成蔗农的损失。凡具上述三无的甘蔗,收获时可提高功效30%以上。 
      2、甘蔗引种新理念 
      2.1 引种作用 
       自育品种需要大量的人力物力和场地,花费时间长达8-12年,在目前我们的国力下,自育品种满足不了生产的需求。广西自1954年建站,到2004年共经历了50年的时间,虽然成功选育了17个品种,但能在生产使用,栽培面积较大的只有桂糖1号、桂糖2号、桂糖11号等,其他品种在生产使用只有2~3年的时间,就自动消失了,如桂糖15号、桂糖16号、桂糖17号者只有几年时间,原因是这些品种的生产性满足不了生产的需求。 
       回顾历史,F134自1954年引入,1956年推广,到1986年当家30年;桂糖11号自1986年推广到1998年鼎盛日期,当家12年,到2004年种植面积已下降到2%左右;台新16号自1997年全区大量推广,到2003年占种植面积1200万亩的54%;2004年已开始下降,根据今年统计,已下降到45%,减少了种植面积的88万亩,当家时间也只有7~8年左右。当家品种的当家地位越来越不稳定,时间越来越短,1998年前是桂11号和粤糖63/237两个品种当家。在1998年到2004年的6年当中,新台糖22号种植面积,由1998年全区1000亩左右发展到2004年种植面积达1200万亩的35%,现在还在逐年上升,有可能会代替新台糖16号而成为“十一五”和“十二五”的当家种。目前试种推广的新品种园林3号的综合生产性能较好,具有很强的竞争力,可与新台糖22号抗衡。 
      在50年的生产中,当然自育品种只有桂11号,统治了12年,其他38年均由台糖系列品种当家,从目前情况看这种局面还有可能持续下去,因为大陆目前没有突出的品种可与台糖系列品种抗衡。台糖系列品种是属于国内引种,上世纪50年代引种成功,90年代引种亦成功,台湾已有三个品种在大陆当家。这表明台湾品种适应性强,可以在大陆当家,也表明引种是成功的可靠的,对生产有促进作用。同时也说明大陆育种尚不能满足生产需要。 
      从上述历史回顾中表明引种也能促进生产,提高产量,提高糖分,引种发生种质资源交流,引种做到国内外资源共享。对引种单位来说,引种是花工少,见效快,效果大,能及时解决缺乏良种问题。广西目前种植1200万亩甘蔗,其中引种种植的面积占总面积的96%。可见引种无论是在过去还是现在,对我区蔗糖生产发展都作出了较大的贡献。 
       2.2  引种应注意的原则 
       引种能否成功,关键是该品种能否适合当地的自然条件、耕作水平和经济状况。所以引种必须考虑以下基本原则: 
       (1)品种的原产地与引种地区的生态条件的差异程度。任何一个品种都是在一定的生态条件下形成的,引种单位的生态条件一定要与原产地相近似,相差不大,如台南育种场与广西的条件是很相近的,所以引种都容易成功,若果差异太大,必须严慎引种,一般以纬度来衡量,美国佛罗里达州是北纬42°,广西是北纬24~26°,台南、广西、云南、德宏州同是在北回线上,引种自然没有问题,但从低纬度向高纬度,就要谨慎行事。 
      (2)引入的品种对生态条件要求的严格程度。除非很特殊的品种,一般赤道南北10°~30°之间,引种都有可能成功,因为甘蔗是具有多血缘异质性嵌合体,其适应性都很广,POJ2878,在爪哇育成;NCO310在印度杂交,南非选育而成,两个品种在全世界都可以推广,成为世界性品种。台糖134在台湾育成,可以在大陆大江南北栽培,说明甘蔗品种适应性是很强的,但在引种时仍然要严格审查它对生态条件要求。  

       (3)严禁引入带有疫病和流行严重虫害的甘蔗入境。 
        2.3引种方法 
        (1)调查研究,了解品种的生物学特征及其适应性,根据引种原则确定该品种是否可以引入。 
        (2)引种必须经过试验,以确定其生产性能,抗逆性、适应性方可引入。 
        (3)引种应了解和注意《种子法》中的农业法令法规,按规定程序办理引种手续和入境手续。 
        (4)引种要注意做好检疫工作 
       引种前后必须注意检查品种的纯净度,病虫情况,杂草情况,不能大意,要严格检查是否有检对象。目前广西甘蔗病虫的检疫对象; 
       ①斐济病发生地:斐济、菲律宾、澳大利亚 
       ②霜霉病发生地:台湾、菲律宾、日本、澳大利亚、斐济 
       ③流胶病发生地:江西、斐济、澳大利亚 
       ④白条病发生地:台湾、广东、江西、福建、菲律宾、澳大利亚、爪哇、印度各国。 
       ⑤草苗病发生地:印度、台湾 
       ⑥眼点病发生地:云南、广东、台湾、福建、江西 
       3 甘蔗良种新理念 
       3.1 甘蔗良种的概念 
       良种是优良品种的简称。就某个地区而言,科技生产力发生变化,其农业生态环境、耕作水平就会发生变化。所以,在不同历史时期、不同地区、不同年份、不同生产条件、不同栽培制度下,对良种的理解和要求都不同;良种的理念是动态的,是可以变更的。 
      因此,甘蔗良种的概念是:在某一地区、某一时期、某一栽培制度、某一生产力管理水平下,能获得单位面积最高蔗茎产量、最高甘蔗蔗糖分和最适宜纤维分,而且产量稳定,宿根性能和农艺性状好,适应性广,抗逆性强,抗病虫力高,种植者欢迎,制糖工艺品质佳的甘蔗品种,称谓甘蔗优良品。 
        3.2 甘蔗早、中、晚熟品种的概念 
       甘蔗的成熟可分为生理成熟和工艺成熟两种。在有性杂交育种上采用生理成熟这一概念,即甘蔗生长到4个节龄以上,在适宜条件下,通过光周期进行开花结实,称生理成熟。工艺成熟则是指该品种甘蔗蔗糖分达到最高水平的时期,但由于不同品种的遗传基础不同,其最高蔗糖分出现的时期也不同,如果按一年中的季节变化,以及糖厂压榨时间对原料蔗的工艺品质最佳要求来划分,就会有早、中、晚熟品种之分了。 
       早熟品种是指11月上旬至中旬达到工艺成熟的品种。如某品种11月上旬至中旬的甘蔗蔗糖分,在华南蔗区达14%、华中和西南蔗区达13. 0%,原料蔗品质达到开榨的工艺要求,则该品种已经工艺成熟,定为早熟品种;如果10月下旬甘蔗蔗糖分达到13%以上,且工艺品质佳,则该品种可划定为特早熟品种。但仍然不是甘蔗蔗糖分最高时期,因为甘蔗早熟和特早熟品种,其最高糖分一般出现在12—1月份或更后时期。 
       中熟品种是在当年12月下旬至翌年1月份,甘蔗蔗糖分华南蔗区达15%,华中蔗区达14.0%,称为中熟品种。晚熟品种则是指头年种植的甘蔗,第二年2月上旬甘蔗蔗糖分达15.0%以上,再延长到4月份,糖分达17%以上的甘蔗品种,都统称为晚熟品种。 
      上述早、中、晚熟三种品种熟期类型的划定,是以当前甘蔗育、引种及生产上广泛使用的甘蔗熟期类型为划分标准。自20世纪90年代以后我区引入的新台糖系列品种和其他国外品种,到11月份绝大部分品种的甘蔗蔗糖分均超过了13.0%,达到14%-15%压榨工艺的需求,所以基本上均属于早熟品种,甚至属于特早熟品种。因此,认为以前对熟期类型划分标准,已经不能适应今后蔗糖生产对品种的质量要求,不利于激励更  高糖早熟品种的选育,应该重新研究探讨和修改熟期类型的蔗糖分划分标准。 
      3.3 甘蔗高、中、低糖品种的概念 
      确定甘蔗品种蔗糖分的高低应该根据品种的甘蔗蔗糖分来衡量。以前甘蔗高、中、低糖品种的划分,是以品种选育时的蔗糖分表现为依据,而不是根据品种在开榨时的蔗糖分高低来确定。但目前新台糖系列品种工艺成熟时的甘蔗蔗糖分一般到达到15-18%;若按此划分,高糖品种则是指工艺成熟时,甘蔗蔗糖分达到17-18%的甘蔗品种,如新台糖25号、新台糖20号、园林1号等;中糖品种则是指工艺成熟时甘蔗蔗糖分在16-17%的甘蔗品种,如新台糖16号、26号等;工艺成熟时甘蔗蔗糖分在15%以下的甘蔗品种属于低糖品种,如新台糖21号、新台糖23号等。此外,一些品种如新台糖10号、新台糖22号等,工艺成熟中期高糖,后期也高糖、或后期很少退糖,这类品种也属于高糖品种。 
      要特别提出的是甘蔗蔗糖分除了受品种的遗传性决定以外,环境条件和栽培技术的影响也较大,高水高肥、偏施氮肥、阳光不足、行距大小、病虫为害等都会影响降低品种的甘蔗蔗糖分。 
      3.4 甘蔗大、中、小茎品种的概念 
      甘蔗大、中、小茎品种的分类,是根据甘蔗上、中、下茎三段的平均茎径(茎粗)划分。目前划分标准为:茎径在2.0cm以下的品种为小茎种,2.0~2.5cm的品种称为中茎种,2.5~3.0cm的品种为中大茎种,3.0~3.5cm的品种为大茎种,3.5cm以上称为特大茎种。同一品种其茎径大小除了受品种的遗传性决定以外,还与栽培制度、水肥条件及种植密度等因素有关,一般以选育种时的形态特征描绘为准。当前的甘蔗主栽品种中,大多数属于中到中大茎种。由于目前糖厂执行的是以原料蔗重量计价的收购政策,加上小茎种在收获时费工多,所以小茎种历来不太受种植者欢迎,很难在生产上推广。 
      甘蔗品种的茎径大小直接影响到种植者的种植、收获等生产成本和产品效益,大茎种生产效益高,易被种植者接受。而小茎种一般都具有较高的甘蔗蔗糖分,糖厂欢迎。为解决这个矛盾,今后在选育种或引种时,应注意选育或引进大茎、高糖二者兼顾的品种,并建议从小茎种起,每上一级增加0.5cm茎粗,即2.5cm以下为小茎种;2.5~3.0cm为中茎种;3.0~3.5cm为大茎种;3.5~4.0cm以上为特大茎种。 
       4 、甘蔗的品种管理 
       根据国家种子法,凡自育的新品种、新材料,或引入的新品种,或有关材料都必须经过有关部门组织科研机关、大专院校、生产部门的专业人员对其表征示范结果、增产效果、经济价值等进行鉴定、审定、认定和评价,并提出和确定这些品种的适宜推广地区和栽培技术措施;通过合法、执法部门批准的品种才能推广,否则视为不合法。如果随便推广不合法的品种,在生产上减产疫病发生,必须要赔偿。

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