貴州木薯雜交選育新品系GZ14系列研究初報(bào)

饒萍 羅春芳 歐珍貴 劉瑩詩(shī)瑪 楊仕梅 班秀芝 盧加舉 楊龍

(1貴州省亞熱帶作物研究所 貴州興義 562400;2臨沂大學(xué) 山東臨沂 276007)

木薯（Manihot esculentaCrantz）屬大戟科（Eu-phorbiaceae）木薯屬（Manihot），是世界六大作物之一，與馬鈴薯、甘薯并稱為世界三大薯類作物［1-2］。木薯具有耐旱、耐酸、耐瘠的優(yōu)良特性，可將其作為糧食作物和工業(yè)原料加工成木薯淀粉、變性淀粉、工業(yè)乙醇等2 000多種產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于食品、飼料、醫(yī)藥、造紙、紡織、制酒等行業(yè)［3-8］。中國(guó)木薯近5年種植面積約26.67萬(wàn)hm2，而僅2017年中國(guó)進(jìn)口木薯干片即高達(dá)800萬(wàn)t，是中國(guó)年產(chǎn)量的5倍以上，市場(chǎng)需求巨大［4，7］。因此，大力發(fā)展木薯產(chǎn)業(yè)，選育高產(chǎn)、高淀粉含量的優(yōu)質(zhì)木薯品種，對(duì)保障國(guó)家糧食安全、緩解中國(guó)能源供求矛盾、促農(nóng)增收等都有重大意義。

貴州地處北緯24°35'～29°9'，東經(jīng)103°36'～109°35'，屬于中國(guó)9個(gè)熱區(qū)省份之一，年平均氣溫為17.6～21.0℃，≥10℃的年有效積溫為5 200～7 000℃·d，無(wú)霜期達(dá)325 d，年平均降水量在1 300 mm以上，年日照時(shí)數(shù)1 100～1 500 h，可滿足種植木薯所需的生長(zhǎng)環(huán)境要求，且能促使木薯開(kāi)花結(jié)實(shí)［2，4］。貴州適宜木薯發(fā)展區(qū)域面積12.67萬(wàn)hm2［4，8］。2014年，貴州省亞熱帶作物研究所對(duì)貴州熱區(qū)木薯進(jìn)行普查，貴州木薯零星種植面積6.7 hm2左右［9］。貴州熱區(qū)多數(shù)為老少邊窮地區(qū)，坡耕地多，種植結(jié)構(gòu)單一，為此，貴州于1959—1960年從廣西農(nóng)科院引進(jìn)馬來(lái)紅、糯米茨木薯品種，并在望謨?cè)嚪N，種植面積達(dá)666.67 hm2［9］。貴州省亞熱帶作物研究所自2009年開(kāi)展木薯研究以來(lái)，利用木薯在貴州能夠開(kāi)花的特點(diǎn)，采用人工授粉和自然授粉等方式進(jìn)行木薯雜交育種，于2014年選育出GZ14系列，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)5年的試驗(yàn)，篩 選 出GZ14-006、GZ14-012、GZ14-031、GZ14-055、GZ14-071等5個(gè)株系。本研究對(duì)GZ14系列木薯新品系的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)、產(chǎn)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期篩選出適宜貴州種植的高產(chǎn)、高淀粉含量的優(yōu)質(zhì)木薯品種，并為其今后在貴州的推廣提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試木薯材料為貴州省亞熱帶作物研究所于2014年經(jīng)自然授粉雜交獲得的一批雜交種質(zhì)，命名為GZ14系列（母本為GR911，父本不詳），經(jīng)5年的選育，篩選出GZ14-006、GZ14-012、GZ14-031、GZ14-055、GZ14-071等5個(gè)株系，以SC205為對(duì)照。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在貴州省熱帶作物研究所望謨?cè)囼?yàn)場(chǎng)進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，以GZ14系列的5個(gè)株系為處理、SC205為對(duì)照，進(jìn)行單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每處理為一個(gè)小區(qū)；小區(qū)長(zhǎng)4 m，寬5 m，小區(qū)面積20 m2，種植株行距0.8 m×1.0 m，每小區(qū)種植20株；采用歐珍貴等［2］的田間管理方式，于2019年3月15日種植，12月25日收獲。

1.2.2 項(xiàng)目觀測(cè)

依照木薯種質(zhì)資源描述規(guī)范［10］記載的調(diào)查方法，對(duì)部分植物學(xué)性狀和農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀測(cè)，并取樣進(jìn)行品質(zhì)分析；收獲指數(shù)＝單株薯塊鮮重/（單株莖葉鮮重＋單株薯塊鮮重）。用鮮薯淀粉測(cè)量?jī)x，分別稱5 kg左右的鮮薯空中重和水中重［11］，然后根據(jù)國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)中心制定的公式計(jì)算鮮薯干物率和鮮薯淀粉含量，薯干率（%）＝158.3×［空中重/（空中重－水中重）］－142.0，鮮薯淀粉含量（%）＝210.8×［空中重/（空中重－水中重）］－213.4；鮮薯產(chǎn)量是以各小區(qū)的鮮薯重量為基準(zhǔn)進(jìn)行折算，薯干產(chǎn)量＝鮮薯產(chǎn)量×薯干率，淀粉產(chǎn)量＝鮮薯產(chǎn)量×鮮薯淀粉含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株性狀比較

植物地上部分的生長(zhǎng)情況在一定程度上反映了植物對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)程度［12］。由表1～3可看出，GZ14系列木薯植株可通過(guò)葉片、植株、果實(shí)等外觀性狀進(jìn)行分辨。由表4可知，GZ14系列木薯的主莖與CK（SC205）相比不存在顯著差異，但品系間差異明顯，其中GZ14-012主莖最粗，為39.33 mm；GZ14-071和GZ14-012的株高顯著高于CK，其余品系與對(duì)照無(wú)顯著差異；地上部分重量各品系間不存在顯著差異；在參試的所有品系中，GZ14-071存活率最高，為88%，其余品系都低于對(duì)照，其中GZ14-055存活率最低，只有56%。

表4 木薯新品系GZ14系列收獲時(shí)地上部分生物學(xué)特性

2.2 結(jié)薯情況

木薯GZ14新品系植株結(jié)薯情況見(jiàn)表5。CK單株結(jié)薯個(gè)數(shù)高于GZ14系列，除GZ14-012、GZ14-031與CK無(wú)顯著差異外，其余品系均顯著低于對(duì)照；各品系間最大薯長(zhǎng)和最大薯直徑均不存在顯著差異；各品系單株薯重均與CK無(wú)顯著差異，GZ14-031單株薯重最高，為7.54 kg。

表5 木薯新品系GZ14系列植株結(jié)薯情況

2.3 品質(zhì)表現(xiàn)

薯類作物栽培的最終目的是收獲鮮薯，而木薯鮮重主要由水分和干物質(zhì)組成，其中干物質(zhì)才是木薯鮮重的價(jià)值所在，同時(shí)淀粉含量也是薯類作物品質(zhì)的重要檢測(cè)指標(biāo)［13］。GZ14-071和GZ14-012的干物質(zhì)率與CK無(wú)顯著差異（表6），其余3個(gè)品系均顯著低于對(duì)照，其中GZ14-006干物質(zhì)率最低，為37.48%；GZ14系列木薯的薯干率和鮮薯淀粉含量由高到低排序均為GZ14-071＞GZ14-055＞SC205（CK）＞GZ14-012＞GZ14-006＞GZ14-031，其 中GZ14-071的薯干率和鮮薯淀粉含量均顯著高于對(duì)照，分別為41.00%和30.29%；GZ14-055的薯干率和鮮薯淀粉含量均略高于對(duì)照，但不存在顯著差異；其余品系無(wú)論薯干率還是鮮薯淀粉含量均顯著低于對(duì)照。GZ14-071收獲指數(shù)最高（59.77%），顯著高于對(duì)照，其余品系均與對(duì)照無(wú)顯著差異。

表6 木薯新品系GZ14系列品質(zhì)表現(xiàn)

表2 木薯新品系GZ14系列植株性狀差異

表3 木薯新品系GZ14系列果實(shí)性狀差異

2.4 木薯新品系GZ14系列產(chǎn)量表現(xiàn)

以收獲塊根為主的木薯經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出主要取決于鮮薯產(chǎn)量，薯干產(chǎn)量和淀粉含量也是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由表7可知，GZ14-071的鮮薯、薯干、淀粉產(chǎn)量為55.47、22.74、16.80 t/hm2，分別比對(duì)照高5.6%、15.03%、23.93%；GZ14-031鮮薯產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量分別比對(duì)照高22.12%、9.24%，但其淀粉產(chǎn)量比對(duì)照低2.86%；其余品系的鮮薯、薯干、淀粉產(chǎn)量均低于對(duì)照。

表7 木薯新品系GZ14系列產(chǎn)量表現(xiàn)

3 討論

選育高產(chǎn)、高淀粉品種是木薯育種的主要目標(biāo)，產(chǎn)量決定作物的經(jīng)濟(jì)效益，淀粉含量決定木薯的食用性與加工性［14］。本試驗(yàn)通過(guò)分析比較木薯新品系GZ14系列收獲時(shí)地上部分生物學(xué)特性、植株結(jié)薯情況、產(chǎn)量及品質(zhì)表現(xiàn)，為新品種（系）區(qū)域試驗(yàn)提供一定的參考；今后將以此為基礎(chǔ)，對(duì)GZ14新品種（系）區(qū)域試驗(yàn)綜合性狀加以分析討論。

GZ14-071木薯新品系存活率和收獲指數(shù)最高，且該品種干物質(zhì)率、薯干率、鮮薯淀粉含量及薯干、淀粉產(chǎn)量等指標(biāo)均高于其余4個(gè)品系，鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量分別為55.47、22.74、16.80 t/hm2，在所有品系中產(chǎn)量最高，其主莖粗、地上部重量略高于對(duì)照，但結(jié)薯數(shù)較少，單株薯重為5.05 kg。GZ14-031木薯新品系鮮薯產(chǎn)量在所有參試品系中最高，為64.15 t/hm2，結(jié)薯個(gè)數(shù)較多，單株薯重為7.54 kg，高于其余參試品系；主莖粗和地上部分重量略高于對(duì)照，但其鮮薯淀粉含量?jī)H為20.53%，薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量也較低，同時(shí)干物質(zhì)率、薯干率、收獲指數(shù)與其它品系相比也并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)；其余品系各方面表現(xiàn)均一般。綜上所述，推薦GZ14-071進(jìn)一步參加區(qū)域性試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)。

本研究?jī)H在貴州省亞熱帶作物研究所望謨示范園進(jìn)行了為期5年的品種選育試驗(yàn)，因局部地區(qū)氣候條件、土壤肥力及環(huán)境因素等多種影響因子會(huì)聯(lián)合影響品種的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，今后還需要開(kāi)展區(qū)域性試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)，進(jìn)行多年多點(diǎn)持續(xù)試種觀測(cè)，驗(yàn)證其區(qū)域適應(yīng)性和豐產(chǎn)穩(wěn)定性，并探究穩(wěn)定高產(chǎn)的栽培模式。