甘蔗新品種中糖3 號(hào)的選育與種性評(píng)價(jià)

曹崢英，彭李順，蔡文偉，甘儀梅，武媛麗，楊本鵬

(1 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，海南?？?571101；2 熱帶作物生物育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南三亞 572024；3 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院三亞研究院，海南三亞 572024)

0 引言

甘蔗是最為重要的糖料作物，也是我國(guó)熱帶和亞熱帶地區(qū)第一大經(jīng)濟(jì)作物，主要集中種植在我國(guó)桂中南、滇西南、粵西瓊北3 大優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，2022/23年榨季我國(guó)食糖產(chǎn)量達(dá)897 萬(wàn)t，占全國(guó)食糖生產(chǎn)總量的85%以上[1-2]。因此，甘蔗產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展對(duì)于蔗區(qū)農(nóng)業(yè)增效，蔗農(nóng)增收，以及保障國(guó)家食糖安全均具有重要意義。

然而，近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的不斷上漲，甘蔗耕、種、管，特別是收獲環(huán)節(jié)工時(shí)費(fèi)大幅提高，甘蔗種植收益呈現(xiàn)逐年降低趨勢(shì)，導(dǎo)致蔗農(nóng)種植意愿下降，各地區(qū)甘蔗種植面積出現(xiàn)不同程度下滑[3-4]。為了降低甘蔗生產(chǎn)人工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提升甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化率，早在2015 年，國(guó)家就啟動(dòng)實(shí)施甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化推進(jìn)行動(dòng)，相應(yīng)的甘蔗品種選育也向適宜機(jī)械化生產(chǎn)管理的方向發(fā)展[5-7]。近幾年國(guó)內(nèi)育成的高產(chǎn)高糖以及各類抗逆性、適應(yīng)性較強(qiáng)的甘蔗新品種數(shù)量較多[8-13]，但總體上適宜機(jī)械化生產(chǎn)的甘蔗新品種所占比例仍然不高，限制了甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化快速推進(jìn)。因此，選育和推廣高產(chǎn)高糖、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、兼具宿根性強(qiáng)、直立不易風(fēng)折倒伏、脫葉性良好的宜機(jī)化新品種，實(shí)現(xiàn)品種多系多元化布局，大幅提高甘蔗生產(chǎn)效率和效益，是確保甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

中糖3 號(hào)是中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所育成的甘蔗新品種，經(jīng)多年多點(diǎn)試驗(yàn)，表現(xiàn)為中晚熟、高產(chǎn)高糖、出苗快、分蘗力較強(qiáng)、宿根發(fā)株數(shù)多、同時(shí)兼具蔗莖直立均勻、內(nèi)容充實(shí)、不易倒伏和風(fēng)折、易脫葉、機(jī)收損失率低及適宜機(jī)械化收獲等優(yōu)良農(nóng)藝性狀；在抗性方面，中抗花葉病、抗黑穗病，以及擁有較好的抗寒性和耐旱性，具備了較好的商業(yè)品種推廣種植潛力。中糖3 號(hào)于2020年9 月通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部非主要農(nóng)作物品種登記[品種登記號(hào)：GPD 甘蔗(2020)460042]，隨后主要在廣西扶綏、海南臨高等區(qū)域推廣種植，均表現(xiàn)出較強(qiáng)適應(yīng)性，得到當(dāng)?shù)卣徂r(nóng)和制糖企業(yè)認(rèn)可，2023 年6 月被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦為2023 年農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種。

1 親本來源與選育過程

中糖3 號(hào)母本為粵糖99-66，父本為新臺(tái)糖28號(hào)。其中，母本粵糖99-66 是廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所(原廣州甘蔗糖業(yè)研究所)用粵農(nóng)73-204 和美引CP72-1210 雜交選育的甘蔗品種，為我國(guó)廣東的生產(chǎn)品種和常用雜交種質(zhì)，通過廣東省品種審定，審定編號(hào)為：粵審糖2009001?；浱?9-66 是目前應(yīng)用較好的親本，具有爪割和印割這2 種割手密種質(zhì)特性，宿根性強(qiáng)，早熟高糖，全期生長(zhǎng)快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有抗性稍弱等缺點(diǎn)。父本新臺(tái)糖28 號(hào)為臺(tái)灣糖業(yè)科學(xué)研究所育成品種，親本不詳，2005 年引進(jìn)我國(guó)廣西北海和廣東湛江蔗區(qū)種植。新臺(tái)糖28 號(hào)具有直立、抗倒伏、蔗莖實(shí)心、宿根性好等特點(diǎn)，是優(yōu)異宜機(jī)化性狀親本。這2 個(gè)親本各項(xiàng)性狀間存在優(yōu)劣互補(bǔ)。因此，通過雜交組合配制，以期獲得各方面性狀改良的新品系。

2012 年12 月由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所委托海南甘蔗育種場(chǎng)利用上述父母本進(jìn)行雜交，獲得雜交花穗1 穗。2013 年將雜交花穗種子，通過播種、假植后，移栽至中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所位于海南臨高縣皇桐鎮(zhèn)的海南甘蔗試驗(yàn)基地的大田中，形成實(shí)生苗圃。2013 年12 月從實(shí)生苗圃中篩選出一個(gè)株型直立挺拔，葉片寬大濃綠，脫葉性好，錘度為19.5%，整叢株數(shù)為5的單株中糖1301，即中糖3 號(hào)的單株。2014 年，中糖3 號(hào)單株與其他入選單株統(tǒng)一種植在選種圃中，每個(gè)株系種植單行5 m。選種圃中，中糖3 號(hào)表現(xiàn)為出苗快，生勢(shì)強(qiáng)，有效莖數(shù)多，長(zhǎng)勢(shì)均勻，單產(chǎn)和錘度均明顯優(yōu)于對(duì)照新臺(tái)糖22 號(hào)，且未發(fā)現(xiàn)明顯病害感染等優(yōu)良種性，進(jìn)而入選下一級(jí)鑒定圃。2015年在鑒定圃中，中糖3 號(hào)和其他所有入選株系及對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)，按照每個(gè)株系10 m，3 行小區(qū)進(jìn)行種植。中糖3 號(hào)表現(xiàn)為萌芽快速整齊，分蘗能力強(qiáng)，抗倒伏，無風(fēng)折單株，全生育期生長(zhǎng)穩(wěn)健。在田間抗病鑒定中，抗黑穗病，高抗花葉病。12 月底田間檢測(cè)，有效莖數(shù)為6.83 萬(wàn)條/hm2，株高為435 cm，田間錘度為21.5%，均顯著優(yōu)于對(duì)照新臺(tái)糖22號(hào)。由于該品系表現(xiàn)特別優(yōu)異，直接進(jìn)入品種比較圃。

2016 年在海南臨高縣皇桐鎮(zhèn)甘蔗試驗(yàn)基地的品種比較圃試驗(yàn)中，蔗種采用雙芽段橫排種植，株距為33 cm，每個(gè)品種下種量為50000 芽/hm2，設(shè)置3 個(gè)重復(fù)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)5 行，行距1.2 m，行長(zhǎng)10.0 m，隨機(jī)排列。然后，相繼于2017 年和2018 年初收獲、測(cè)產(chǎn)留宿根，完成1 季新植和2 季宿根的品種比較圃試驗(yàn)，并對(duì)中糖3 號(hào)主要農(nóng)藝性狀，經(jīng)濟(jì)性狀、抗逆性等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

隨后，2019～2021 年在海南臨高、廣西扶綏進(jìn)行1 新2 宿的品種區(qū)域試驗(yàn)，以臨近地塊種植新臺(tái)糖22 號(hào)為對(duì)照進(jìn)一步對(duì)中糖3 號(hào)的豐產(chǎn)性、抗逆性、宿根性進(jìn)行了驗(yàn)證。品種區(qū)域試驗(yàn)均采用雙芽段橫排種植，行距1.2 m，株距為33 cm，下種量為50000芽/hm2。其中，在海南臨高還對(duì)中糖3 號(hào)機(jī)械收獲適宜性開展初步評(píng)價(jià)，設(shè)置3 個(gè)重復(fù)地塊，分別對(duì)機(jī)收損失率和含雜率進(jìn)行了測(cè)定。機(jī)收損失率和含雜率參照NY/T 2902-2016《甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量》中規(guī)定的檢測(cè)方法進(jìn)行調(diào)查[14]。

2 特征特性

2.1 形態(tài)特征

中糖3 號(hào)株型緊湊適中，中大莖，蔗莖直立均勻。莖實(shí)心，節(jié)間較長(zhǎng)，細(xì)腰形，莖皮遮光部分黃綠色，露光部分紫紅色，無生長(zhǎng)裂縫、無氣根，蠟粉帶較厚。芽圓形，突起，下部著生于葉痕，芽尖未達(dá)生長(zhǎng)帶，根點(diǎn)2～3 列，成行排列，無芽溝。葉姿挺直，葉色青綠，葉身較寬，有少量57 號(hào)毛群，肥厚帶顏色為黃綠色。外葉耳過渡形，內(nèi)葉耳為三角形，易脫葉。

2.2 生物學(xué)特性

中糖3 號(hào)為中晚熟高產(chǎn)高糖品種，萌芽率高，出苗快而整齊，分蘗力較強(qiáng)，宿根發(fā)株數(shù)多，有效莖數(shù)多，宿根性好。抗黑穗病，中抗花葉病，抗寒性和耐旱性較強(qiáng)。蔗莖直立均勻，內(nèi)容充實(shí)，不易倒伏和風(fēng)折，易脫葉，機(jī)收損失率含雜率低，適宜機(jī)械化作業(yè)。

3 農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀、抗性及機(jī)械收獲適宜性表現(xiàn)

3.1 主要農(nóng)藝性狀

如表1 所示，在品種比較試驗(yàn)中，新植季中糖3 號(hào)與對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)在出苗率、分蘗率上均無顯著差異，但在2 個(gè)宿根季中糖3 號(hào)發(fā)株率均顯著高于新臺(tái)糖22 號(hào)，2 季宿根發(fā)株率分別較對(duì)照高出52.50 和29.73 個(gè)百分點(diǎn)。在有效莖數(shù)方面，新植季中糖3 號(hào)有效莖數(shù)略高于對(duì)照，但統(tǒng)計(jì)上并無顯著差異；2 季宿根中糖3 號(hào)有效莖數(shù)均顯著高于對(duì)照品種，其中宿1 根中糖3 號(hào)有效莖數(shù)達(dá)到7.76 萬(wàn)條/hm2，較新臺(tái)糖22 號(hào)高出27.4%，宿2 根有效莖數(shù)達(dá)到6.19 萬(wàn)條/hm2，較對(duì)照高出7.57%。在單株的平均莖徑和株高方面，各季中糖3 號(hào)莖徑與新臺(tái)糖22 號(hào)均無顯著差異，但株高均顯著高于對(duì)照品種，中糖3 號(hào)3 季平均為417.04 cm，較對(duì)照平均株高393.08 cm，高出6.1%。

表1 中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

3.2 主要經(jīng)濟(jì)性狀

蔗莖產(chǎn)量方面，通過對(duì)各小區(qū)蔗莖砍收實(shí)測(cè)，對(duì)中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)的單產(chǎn)進(jìn)行了比較分析。由表2 可知，在1 新2 宿3 季中，中糖3 號(hào)單產(chǎn)均顯著高于對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)。新植季中，中糖3號(hào)實(shí)測(cè)單位面積產(chǎn)量為146.30 t/hm2，較同期對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)(單產(chǎn)137.21 t/hm2)提高6.62%。宿1根和宿2 根中糖3 號(hào)單位面積蔗莖產(chǎn)量為136.32 和107.81 t/hm2，分別較對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)高出37.63%和7.57%。1 新2 宿3 季平均蔗莖產(chǎn)量中糖3號(hào)為130.14 t/hm2，較對(duì)照新臺(tái)糖22 號(hào)(單產(chǎn)112.16 t/hm2)高出16.03%。

表2 中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量及蔗糖分表現(xiàn)

通過11 月至翌年2 月跟蹤測(cè)定，對(duì)中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)全期平均蔗糖分和纖維分進(jìn)行了比較分析。蔗糖分方面，新植季中糖3 號(hào)蔗糖分為15.14%，較對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)蔗糖分14.79%，高出0.35個(gè)百分點(diǎn)。宿1 根蔗糖分為15.28%，較同期新臺(tái)糖22 號(hào)12.86%，高出2.42 個(gè)百分點(diǎn)。然而，在宿2根，中糖3 號(hào)蔗糖分較新臺(tái)糖22 號(hào)僅提高0.25 個(gè)百分點(diǎn)，且2 個(gè)品種間統(tǒng)計(jì)上并無顯著差異。綜合比較1 新2 宿3 季平均蔗糖分，中糖3 號(hào)為14.79%，較對(duì)照新臺(tái)糖22 號(hào)(13.78%)高出1.01 個(gè)百分點(diǎn)。纖維分含量方面，在1 新2 宿3 季試驗(yàn)中，中糖3 號(hào)均顯著高于對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)。3 季中糖3 號(hào)平均纖維分含量為10.85%，較新臺(tái)糖22 號(hào)9.73%的纖維分含量，高出1.12 個(gè)百分點(diǎn)。中糖3 號(hào)相對(duì)較高的纖維分含量，有利于增強(qiáng)其抗倒伏和不易風(fēng)折性狀。

產(chǎn)糖量方面(通過實(shí)測(cè)蔗莖產(chǎn)量和全期蔗糖分計(jì)算全期平均產(chǎn)糖量)，在1 新2 宿3 季中，中糖3號(hào)均顯著高于對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)。其中，新植季中糖3 號(hào)產(chǎn)糖量達(dá)到22.15 t/hm2，較對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)20.29 t/hm2，高9.17%；在宿1 根和宿2 根產(chǎn)糖量分別為20.83 和15.04 t/hm2，分別較對(duì)照品種提高63.50%和9.54%。綜合3季產(chǎn)糖量進(jìn)行比較，中糖3 號(hào)平均產(chǎn)糖量為19.34 t/hm2，較新臺(tái)糖22 號(hào)提高了24.05%。

3.3 抗病性狀

2018 年委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甘蔗及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)黑穗病和花葉病開展鑒定。如表3所示，中糖3 號(hào)人工接種黑穗病發(fā)病率為12.03%，抗病等級(jí)為3，抗病反應(yīng)類型為抗；人工接種花葉病發(fā)病率為25.80%，抗病等級(jí)為3，抗病反應(yīng)類型為中抗。對(duì)照品種新臺(tái)糖22 號(hào)人工接種黑穗病和花葉病發(fā)病率分別為42.25%和53.72%，抗病反應(yīng)類型均為感。此外，在選育試驗(yàn)階段，以及在海南和廣西的區(qū)域性試驗(yàn)中觀察偶有梢腐病發(fā)生，未見有黃葉病等其他嚴(yán)重病害發(fā)生。

表3 中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)黑穗病和花葉病抗病性鑒定結(jié)果

3.4 機(jī)械收獲適應(yīng)性狀

甘蔗機(jī)械收獲造成的蔗莖產(chǎn)量損失和收獲蔗莖夾雜物比例，即機(jī)收損失率和含雜率是評(píng)價(jià)甘蔗機(jī)械收獲適應(yīng)性最主要的2 個(gè)指標(biāo)。在2019～2021 年海南臨高的1 新2 宿區(qū)域適應(yīng)性試驗(yàn)中，使用洛陽(yáng)辰漢4GQ-180 型切斷式收獲機(jī)對(duì)中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)開展機(jī)械收獲，對(duì)收獲的損失率和含雜率分別進(jìn)行調(diào)查分析。由表4 可知，1 新2 宿各季中糖3號(hào)機(jī)械收獲損失率和含雜率均顯著低于新臺(tái)糖22號(hào)。其中，中糖3 號(hào)機(jī)械收獲3 季平均損失率為4.34%，較新臺(tái)糖22 號(hào)損失率5.39%，減少了19.48%。在機(jī)械收獲后含雜率方面，中糖3 號(hào)3 季平均含雜率為6.12%，較新臺(tái)糖22 號(hào)含雜率7.13%，減少了14.17%。

表4 中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)機(jī)械收獲損失率和含雜率

3.5 種植區(qū)域適宜性

由表5 可知，在廣西扶綏、海南臨高2 地開展品種區(qū)域適宜性試驗(yàn)中，中糖3 號(hào)在蔗莖產(chǎn)量、蔗糖分和產(chǎn)量方面表現(xiàn)均整體優(yōu)于對(duì)照品種新臺(tái)糖22號(hào)。其中，在廣西扶綏，中糖3 號(hào)1 新2 宿平均單產(chǎn)為109.65 t/hm2，較新臺(tái)糖22 號(hào)90.84 t/hm2，提高20.71%；11 月至翌年3 月全期平均蔗糖分，中糖3 號(hào)較新臺(tái)糖22 號(hào)提高0.42 個(gè)百分點(diǎn)，全期平均產(chǎn)糖量也提高了24.04%。同樣在海南臨高，中糖3 號(hào)1 新2 宿3 季平均單產(chǎn)為116.26 t/hm2，較新臺(tái)糖22號(hào)101.35 t/hm2，提高14.71%；11 月至翌年2 月全期平均蔗糖分，中糖3 號(hào)較新臺(tái)糖22 號(hào)提高0.32個(gè)百分點(diǎn)，全期平均產(chǎn)糖量也提高了17.37%。因此，中糖3 號(hào)在海南臨高和廣西扶綏均表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性，建議可在瓊北蔗區(qū)冬季或早春種植，以及在桂中南蔗區(qū)早春種植。

表5 中糖3 號(hào)和新臺(tái)糖22 號(hào)在不同蔗區(qū)蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量及蔗糖分表現(xiàn)

3.6 栽培技術(shù)要點(diǎn)

該品種綜合抗性好，耐旱，抗風(fēng)，抗病力強(qiáng)，不易風(fēng)折和倒伏，臺(tái)風(fēng)過后恢復(fù)生長(zhǎng)快。適宜于冬植或春植，行距以1.2 m 為宜，種植該品種脫毒種苗下種量以45000～52500 芽/hm2為宜，下種后如覆蓋地膜能顯著提高甘蔗產(chǎn)量。種植時(shí)，施足基肥，加強(qiáng)水肥管理，促苗齊苗壯，早施追肥，防田間積水。種植后對(duì)草害管理，應(yīng)注意該品種對(duì)阿特拉津、二氯四甲鈉、敵草隆等除草劑較為敏感，適宜采用硝磺草酮、莠去凈等除草劑在常規(guī)推薦劑量使用。生產(chǎn)中期遇高溫高濕天氣時(shí)，應(yīng)注意防治梢腐病。收獲后，宿根蔗應(yīng)盡早進(jìn)行開壟松蔸和施肥管理，以促進(jìn)蔗苗早生快發(fā)。

4 結(jié)論

中糖3 號(hào)在3 年品種比較試驗(yàn)中，蔗莖平均產(chǎn)量、產(chǎn)糖量分別較新臺(tái)糖22號(hào)高出16.03%和24.05%，平均蔗糖分高出新臺(tái)糖22 號(hào)1.01 個(gè)百分點(diǎn)，具備高產(chǎn)高糖基本特性。同時(shí)，中糖3 號(hào)纖維分含量較新臺(tái)糖22 號(hào)高出1 個(gè)百分點(diǎn)，具有相對(duì)較高的纖維分含量和不易風(fēng)折和抗倒伏特性，加上擁有較好的脫葉性狀，在機(jī)械收獲蔗莖損失率和含雜率上分別較新臺(tái)糖22 號(hào)減少19.48%和14.17%，具備較好的機(jī)械收獲特性和效果。因此，該品種屬于高產(chǎn)高糖兼具宜機(jī)化作業(yè)綜合性狀優(yōu)良的甘蔗新品種，適合在桂中南、瓊北等蔗區(qū)開展全程機(jī)械化推廣種植。在其他生態(tài)蔗區(qū)表現(xiàn)可能存在差異，可先開展試驗(yàn)示范進(jìn)行科學(xué)周期性評(píng)估后，再因地制宜進(jìn)行品種推廣種植。