木薯品種西選07的選育與栽培技術(shù)

羅興錄

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530005；2.亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530004)

木薯(Manihotesculanta)是世界三大薯類(木薯、馬鈴薯、甘薯)之一，原產(chǎn)于南美洲的圭亞那、哥倫比亞、巴西以及秘魯一帶，是一種適應(yīng)性很強(qiáng)、耐旱耐瘠的高產(chǎn)薯類作物，其塊根含有豐富的淀粉，是熱帶、亞熱帶地區(qū)6億多人口的主要糧食作物。有“淀粉之王”、“地下糧食”之譽(yù)稱。木薯既是優(yōu)質(zhì)的淀粉作物，又是重要的生物質(zhì)能源作物，其用途很廣[1，2，3]。木薯塊根除了作為加工淀粉、酒精的主要原料外，還可深加工生產(chǎn)變性淀粉、淀粉糖、可降解薄膜、維生素等多種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的產(chǎn)品[5，6，7]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，木薯初級和次級加工產(chǎn)品已達(dá)2 000多種，涉及食品、飼料、輕化工和醫(yī)藥等多種行業(yè)[8，9]。由于木薯具有超常的光、熱、水利用率，單位面積生物能產(chǎn)量高，且具有抗旱、耐貧瘠、淀粉及酒精生產(chǎn)率高等特性，加上木薯酒精生產(chǎn)的工藝成本較低，投資回收快，效益高等特點(diǎn)[10，11，12]，在生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用中占有非常重要的位置[13，14，15，16]。在當(dāng)今人類面臨石化能源短缺和環(huán)境污染的情況下，木薯將作為一種重要的生物質(zhì)能源作物登上歷史的舞臺(tái)[17，18，19，20]。

廣西地處熱帶、亞熱帶，光、溫、水資源豐富，年平均氣溫17～22 ℃，無霜期長達(dá)330～360 d，年日照時(shí)數(shù)1 600～1 800 h，雨量充足，非常適合木薯生長發(fā)育，發(fā)展木薯產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚[21]。自從20世紀(jì)80年代以來，廣西木薯種植面積、鮮薯產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量均居全國第一位。然而，由于種種原因目前廣西生產(chǎn)上木薯品種單一老化，單產(chǎn)低問題仍然沒有得到解決，是制約廣西木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素之一。與此同時(shí)，廣西長期以來木薯生產(chǎn)是以人工種植為主，機(jī)械化生產(chǎn)很少。傳統(tǒng)人工種植，工作效率低，經(jīng)濟(jì)效益不高，很難適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而且，現(xiàn)在人工費(fèi)大幅度提高，導(dǎo)致木薯種植成本提高，特別是大規(guī)模生產(chǎn)對木薯生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益影響更大。因此，機(jī)械化生產(chǎn)成已經(jīng)成為木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢。選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、適于機(jī)械化生產(chǎn)的木薯新品種，實(shí)現(xiàn)木薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、機(jī)械化生產(chǎn)，以提高木薯單產(chǎn)和木薯產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平，是廣西木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要研究解決的重要問題。

木薯是用莖稈繁殖的無性繁殖作物，育種方法有有性雜交育種、輻射誘變育種[21，22，23]、化學(xué)誘變育種、分子育種等[24,25]。有性雜交育種是木薯最常用的育種方法。有性雜交通過雜交基因重組產(chǎn)生變異群體，在雜交后代選擇優(yōu)良單株，經(jīng)過單株繁殖、株系比較、品系比較和品種比較，選育成優(yōu)良新品種。輻射誘變育種、化學(xué)誘變育種是通過輻射誘變和化學(xué)秀變產(chǎn)生突變體，從突變體中選擇優(yōu)育單株，經(jīng)過單株繁殖、株系比較、品系比較和品種比較，選育成優(yōu)良新品種[26，27,28]。Amenorpe等[29]用35 Gy輻射處理木薯種/莖，在突變體后代獲塊根淀粉含量有顯著差異的變異株系。Nwachukwu等[29]利用γ射線對利日尼亞3個(gè)木薯品種的種莖進(jìn)行輻射誘變，在突變體后代獲得了一批氫化物、干物質(zhì)和淀粉含量差異表面的突變株系。Nayar等[30]對木薯莖段進(jìn)行輻射處理后，在突變體后代獲得一種在葉片和塊根中HCN含量很高的變異株。Asare等[31]以木種莖為外植體，利用γ射線進(jìn)行輻射誘變，在突變體后代獲得了高產(chǎn)、高抗病、薯塊加工性能好的突變株系。陸柳英等以組培苗帶芽莖段為材料，利用EMS對木薯品種SC 8和SC 124進(jìn)行化學(xué)誘變，建立了以帶芽莖段為外植體的EMS誘變技術(shù)體系。本課題組近年來育成的木薯品種新選048豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性好，適應(yīng)性廣，結(jié)薯習(xí)性好，但是塊根含水量偏高。本研究針對木薯品種新選048的農(nóng)藝性狀缺陷，利用鈷60輻射誘變和連續(xù)定向選擇進(jìn)行農(nóng)藝性狀改良，以育成綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種。

1 選育過程

木薯新品種西選07是以木薯品種新選048為材料，利用同位素鈷60Co-γ射線輻射誘變，在突變體中選出優(yōu)良變異單株，經(jīng)過多年單株繁殖、株系比較、品系比較和定向選擇育成的木薯新品種,通過廣西農(nóng)作物品種審定。具體選育程序如圖1。

2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2.1 品比試驗(yàn)結(jié)果

木薯品種西選07于2016—2018年參加品比試驗(yàn)，結(jié)果如表1。從表1可以看出，西選07品比試驗(yàn)3年平均產(chǎn)量最高，比對照品種SC 205增產(chǎn)37.68%，達(dá)極顯著水平。

表1 木薯品種比較試驗(yàn)產(chǎn)量 (單位：kg/hm2)

2.2 區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果

木薯品種西選07于2018年在桂平、武鳴、南寧經(jīng)開區(qū)、興寧區(qū)等主要木薯產(chǎn)區(qū)進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果如表2。從表2可以看出，木薯品種西選07在貴港市桂平市、南寧市武鳴區(qū)、經(jīng)開區(qū)、興寧區(qū)等不同區(qū)域種植都表現(xiàn)顯著增產(chǎn)，平均比對照品種華南205增產(chǎn)31.51%，達(dá)極顯著水平。表明該品種適應(yīng)性廣。

表2 木薯品種西選07區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量 (單位：kg/hm2)

2.3 生產(chǎn)示范結(jié)果

木薯品種西選07在進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)的同時(shí)在廣西主要木薯產(chǎn)區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)示范，增產(chǎn)顯著。2018年在貴港市桂平市示范基地種植21.5 hm2，抽樣測產(chǎn)，鮮薯產(chǎn)量為57 351 kg/hm2，比對照品種華南205增產(chǎn)33.06%。在南寧市興寧區(qū)示范基地種植10.8 hm2，抽樣測產(chǎn)，鮮薯產(chǎn)量為59 457 kg/hm2，比對照品種華南205增產(chǎn)34.88%。在南寧市武鳴區(qū)示范基地種植16.5 hm2，抽樣測產(chǎn)，鮮薯產(chǎn)量為56 949 kg/hm2，比對照品種華南205增產(chǎn)31.90%。

3 特征特性

木薯品種西選07是木薯品種新選048經(jīng)過同位素鈷60Co-γ射線輻射誘變改良和多年定向選擇育成的新品種，它既保持新選048產(chǎn)量高、長勢旺、株型好、莖稈堅(jiān)硬節(jié)密、耐旱、耐寒性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等諸多優(yōu)良性狀，又克服了新選048薯肉黃、塊根含水量偏高的缺點(diǎn)，是一個(gè)集高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、理想株型、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等多種優(yōu)良農(nóng)藝性狀為一體的優(yōu)良品種。該品種特征特性： 1)株型好，莖稈直立，不分技或頂部短分枝，莖稈堅(jiān)硬節(jié)密，適于機(jī)械化生產(chǎn)，莖稈灰白色，色澤艷明，株高2.5～3.0 m； 2)芽點(diǎn)圓潤飽滿，突出明顯；葉片淡綠色，葉柄青帶紅色，葉片厚度中等，葉片7～9裂； 3)種莖發(fā)芽快，發(fā)芽率高，出苗整齊，生長勢旺盛； 4)結(jié)薯習(xí)性好，結(jié)薯集中，掌狀平展結(jié)薯，薯塊長而且粗大，大小較均勻，薯塊長筒形，表皮土黃色，薯肉白色，結(jié)薯多，單株結(jié)薯8～10條，多的達(dá)13條以上，塊根入土淺，容易收獲； 5)耐旱、耐寒性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，在沙土、壤土、粘土、紅壤、黃壤、磚紅性土等各種土壤都能生長； 6)豐產(chǎn)性好，一般667 m2產(chǎn)鮮薯3 000～4 000 kg，高產(chǎn)的達(dá)5 000 kg； 7)品質(zhì)好，鮮薯淀粉含量31%～32%，淀粉潔白，色澤鮮明； 8)抗病抗蟲性強(qiáng)，種植多年未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重病蟲害。

4 栽培技術(shù)

4.1 深耕整地，施足基肥

木薯品種西選07塊根較長且粗大，塊根生長要求土壤耕層深厚，土質(zhì)疏松。整地要深耕，一般用大型拖拉機(jī)深耕25～30 cm。木薯品種西選07屬于中遲熟品種，生長期較長，一般種后9個(gè)月左右才能收獲。為了保證全生育期養(yǎng)分供應(yīng)，下種前要施足基肥。一般下種前每1 hm2用有機(jī)肥15 000～18 000 kg作基肥。

4.2 適時(shí)下種，合理密植

木薯品種西選07種莖發(fā)芽最低溫度14～15 ℃，氣溫穩(wěn)定在15 ℃以上即可以種植。根據(jù)廣西主要木薯產(chǎn)區(qū)的氣候條件，桂南地區(qū)宜在2月下旬至3月上旬下種。桂中和桂西山區(qū)宜在3月中旬至下旬下種。種植密度要根據(jù)土壤肥力和施肥水平而定，一般在中等肥力土壤和中等施肥水平下，種植密度一般以行距100 cm，株距80 cm左右，每hm2種12 000～15 000株為宜。

4.3 黑膜覆蓋，保墑防草

木薯品種西選07塊根長而且粗大，薯地耕層土壤疏松濕潤，有利于塊塊根生長發(fā)育，對提高產(chǎn)量餐有重要作用。木薯下種時(shí)用黑色或銀黑色地膜覆蓋，不但可以防止土壤板結(jié)，減少土壤水分蒸發(fā)，使土壤保持在疏松濕潤狀態(tài)，促進(jìn)塊根生長發(fā)育，而且可以抑制雜草生長，減少中耕除草成本，提高木薯種植經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 及早追肥，促苗增薯

木薯品種西選07種莖發(fā)芽快，出苗早。出苗后要及早追肥，促薯苗生長和塊根分化形成，增加單株塊根數(shù)。一般在種后50～60 d要進(jìn)行第1次追肥，每hm2施尿素150 kg，復(fù)合肥300 kg。種后100～120 d進(jìn)行第2次追肥，每hm2施復(fù)合肥300 kg，氯化鉀225 kg。施肥時(shí)在距離植株20 cm處破膜施下即可。

4.5 排水防澇，防治螨害

木薯是耐旱怕澇作物，薯地周圍要開好排水溝，防止多雨季節(jié)薯地淹水造成澇害。木薯品種西選07抗病抗蟲性強(qiáng)，病蟲害較少。但是如果遇到長時(shí)間高溫干旱也會(huì)有朱砂葉螨危害，要注意加以防治。防治方法可以用73%克螨特乳油1 000～1 500倍液或20%甲青菊酯1 500倍液噴霧進(jìn)行防治。

5 討 論

5.1 木薯育種攻關(guān)重點(diǎn)

木薯無論是作為加工淀粉、酒精還是作為食用都是利用其塊根的淀粉。塊根淀粉含量是重要的品質(zhì)指標(biāo)。選育高產(chǎn)、高淀粉品種是木薯育種攻關(guān)的重點(diǎn)，是木薯育種的主要目標(biāo)。產(chǎn)量高低是決定一個(gè)木薯品種薯農(nóng)是否愿意種植，能否大面積推廣的重要因素，產(chǎn)量低薯農(nóng)不愿意種植，難以大面積推廣。塊根淀粉含量是影響企業(yè)加工成本的重要因素。木薯塊根淀粉含量低，企業(yè)加工成本高而影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。只有產(chǎn)量高，同時(shí)淀粉含量也高的品種才受薯農(nóng)和加工企業(yè)的歡迎。因此，高產(chǎn)、高淀粉是木薯品種選育攻關(guān)的重點(diǎn)。

5.2 木薯育種的難點(diǎn)

高產(chǎn)、高淀粉是木薯品種選育的主要目標(biāo)，但是很多研究表明，木薯產(chǎn)量與淀粉含量存在性狀背離，即產(chǎn)量高的品種其淀粉含量較低，而淀粉含量高的品種其產(chǎn)量較低[31，32]。因此，如何使高產(chǎn)和高淀粉性狀聚合，是木薯育種的難點(diǎn)[33，34]。

5.3 輻射誘變育種是木薯一個(gè)有效的育種途徑

木薯輻射誘變育種是指木薯通過輻射誘變產(chǎn)生突變體，然后從突變體中選擇優(yōu)良單株，再經(jīng)過單株繁殖、株系、品系比較育成新品種。木薯是無性繁殖作物，輻射誘變產(chǎn)生突變體，根據(jù)育種的目標(biāo)，從突變體選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株，通過莖稈繁殖和連續(xù)定向選擇，使優(yōu)良的農(nóng)藝性狀穩(wěn)定育成新品種[35，36]。輻射誘變育種是木薯育種一個(gè)有效途徑[37]。本研究結(jié)果表明，輻射誘變結(jié)合連續(xù)定向選擇既保持親本材料的諸多優(yōu)良農(nóng)藝性狀，又能有效改良某一個(gè)不良的農(nóng)藝性狀，以育成綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的木薯新品種。