吳才文，范源洪，陳學(xué)寬，劉家勇，趙 俊，趙培方，夏紅明，楊 昆

（云南省農(nóng)科院甘蔗科學(xué)研究所/云南甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn)661600）

云南是全國(guó)第二大蔗糖基地，也是全國(guó)最干旱的蔗區(qū)。從蔗區(qū)分布來看，云南年均植蔗面積30萬hm2，其中旱地面積達(dá)24萬hm2，占植蔗面積的80%，近年來隨著競(jìng)爭(zhēng)作物的加劇旱地甘蔗比例還在不斷的擴(kuò)大。由于云南地處低緯高原，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜，哀牢山、無量山、邦馬山等大山脈為云南蔗區(qū)氣候分界線，位于西部的德宏、保山、臨滄、普洱、西雙版納等蔗區(qū)，西南來的暖濕氣流在此受到阻攔，形成較為豐沛降水，年降雨量大部分在1200～1800mm，多數(shù)地區(qū)年降雨量與蒸發(fā)量相差不大；位于東部的紅河、玉溪、文山等蔗區(qū)，西南面來的暖濕氣流，越過哀牢、無量山等山脈群后，大為減弱，年降雨量比滇西南蔗區(qū)少，一般僅為800～900mm[1]。氣象專家通過史料揭秘，從元代至今，云南平均每3年就有一次小旱，9年就出現(xiàn)一次大旱[2]。冬春季是云南季節(jié)性干旱期，但隨著氣候變暖，2009年以來干旱似乎來得更加猛烈，干旱不僅只發(fā)生在冬春季節(jié)，而且在夏季和秋季也時(shí)有發(fā)生，春夏連旱、秋冬連旱已成為制約云南蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。

干旱給云南甘蔗生產(chǎn)造成了巨大損失，但對(duì)甘蔗育種工作者篩選抗旱品種卻是難得的機(jī)遇。近年來云南甘蔗研究所針對(duì)云南蔗區(qū)的自然氣候，特別是云南蔗區(qū)“十年九旱，干旱年年有，大小程度各不同”的特點(diǎn)，在抗旱種質(zhì)創(chuàng)新、抗旱親本評(píng)價(jià)、抗旱品種培育、抗旱品種的引進(jìn)篩選及推廣應(yīng)用上，進(jìn)行了大量的研究，特別是經(jīng)過2009年以來百年不遇的特大干旱的檢驗(yàn)，篩選出了一批抗旱性強(qiáng)的甘蔗品種在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應(yīng)用，減輕了干旱對(duì)云南蔗糖產(chǎn)業(yè)的沖擊，促進(jìn)了云南蔗糖產(chǎn)業(yè)在旱災(zāi)過后的快速恢復(fù)。

1 干旱對(duì)蔗糖產(chǎn)業(yè)的影響

甘蔗是熱帶和亞熱帶作物，甘蔗生長(zhǎng)需要高溫、高濕和強(qiáng)光照，但隨著甘蔗野生資源的不斷滲入，甘蔗品種的適應(yīng)性不斷增加，抗旱性不斷增強(qiáng)，種植范圍不斷擴(kuò)大。由于甘蔗種性的不同，甘蔗品種對(duì)干旱的反映各異。栽種時(shí)干旱往往導(dǎo)致甘蔗出苗率低、分蘗少，抗旱性強(qiáng)的品種在旱季栽種可以抓住栽種時(shí)的少量澆水迅速出苗和分蘗；生長(zhǎng)期間遇旱，有的品種因不耐旱而死亡，有的品種卻迅速減緩生長(zhǎng)從而減少對(duì)水分的消耗，當(dāng)遇降雨或澆水時(shí)又快速生長(zhǎng)；新植甘蔗收獲后，抗旱性強(qiáng)的甘蔗品種在宿根季可能因?yàn)楦甸L(zhǎng)可以有效利用地下深層水分而快速發(fā)株和生長(zhǎng)。由于甘蔗的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)達(dá)1年以上，一年中任何季節(jié)的干旱都可能對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)造成不利的影響，抗旱性弱的品種不管是出苗、生長(zhǎng)或宿根發(fā)株等任何生長(zhǎng)期受旱可能表現(xiàn)不佳而被生產(chǎn)所淘汰，而抗旱性強(qiáng)的品種可以有效減輕干旱的影響，從而保證有較高的產(chǎn)量和糖分。

近年來，隨著全球氣候變暖，極端天氣、極端氣候事件也在不斷增加，自然災(zāi)害頻發(fā)。并非因?yàn)槿驓夂蜃兣筒辉侔l(fā)生低溫凍害了，如2008年南方蔗區(qū)尤其是廣西蔗區(qū)連續(xù)發(fā)生低溫雨雪冰凍害，不僅造成當(dāng)季甘蔗蔗尖、蔗芽死亡，節(jié)間組織壞死，甘蔗產(chǎn)量下降，蔗糖轉(zhuǎn)化為單糖，出糖率較上個(gè)榨季大幅度下降0.33個(gè)百分點(diǎn)；種苗受凍后新植無法栽種、栽種后新植出苗差、宿根甘蔗發(fā)株少，2008/2009年榨季全國(guó)蔗糖產(chǎn)量較2007/2008年榨季大幅減產(chǎn)215萬t，其中僅廣西減產(chǎn)就達(dá)174.2萬t。全球氣候變暖還導(dǎo)致干旱程度和范圍不斷加大，如2009年入秋以來至2012年上半年，西南蔗區(qū)尤其是云南蔗區(qū)持續(xù)特大干旱、降雨量極少，甘蔗生長(zhǎng)受阻，致使2009/2010年榨季全國(guó)蔗糖產(chǎn)量又較上一年減產(chǎn)140萬 t，其中云南減產(chǎn) 46.37萬 t（表 1）。 甘蔗受災(zāi)糖價(jià)大幅攀升，雖然植蔗面積有較大幅度增加，但蔗糖產(chǎn)量至今還沒有完全恢復(fù)。

表1 全國(guó)及主產(chǎn)蔗區(qū)蔗糖產(chǎn)量因?yàn)?zāi)害受損波動(dòng)情況 萬t

2 云南抗旱甘蔗親本的篩選及評(píng)價(jià)

親本是育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，抗旱品種的培育有賴于抗旱親本的發(fā)掘和利用。云南甘蔗研究所及其所屬瑞麗內(nèi)陸甘蔗雜交育種基地，近年來根據(jù)雜交后代實(shí)生苗表現(xiàn)，在親本的遺傳力和配合力方面開展了大量研究，篩選出了一批遺傳力高、配合力強(qiáng)的優(yōu)良親本[3-8]，其中針對(duì)新臺(tái)糖和云瑞系列親本進(jìn)行了抗旱性評(píng)價(jià)，從中篩選出了一批優(yōu)良的抗旱親本（表2），繼續(xù)雜交利用可望培育出更多更好的優(yōu)良抗旱甘蔗品種。

表2 云南篩選出的優(yōu)良抗旱新臺(tái)糖和云瑞型親本

3 云蔗系列甘蔗抗旱品種的選育及效果

云南省農(nóng)科院甘蔗研究所是云南省級(jí)甘蔗專業(yè)機(jī)構(gòu)，針對(duì)蔗區(qū)不斷向旱坡地轉(zhuǎn)移，針對(duì)生產(chǎn)對(duì)抗旱甘蔗品種需求的日益迫切，采取一系措施培育抗旱甘蔗品種，取得了顯著成效。主要措施有：大力開展抗旱親本的創(chuàng)新和評(píng)價(jià)、大幅度增加抗旱品種的選育規(guī)模、直接在旱地上選育抗旱品種。篩選出了一批抗旱性強(qiáng)的甘蔗親本、尤其是含新型野生血緣的云瑞型創(chuàng)新親本（見表2），育種組合數(shù)量不斷擴(kuò)大（見圖1），“十五”期間年均組合數(shù)49.4個(gè)，“十一五”期間平均組合數(shù)量492.2個(gè)，五年時(shí)間育種規(guī)模增加了10倍，“十二五”伊始甘蔗雜交育種規(guī)模已突破700個(gè)，且很大一部分均為抗旱組合。近年來育成了一批抗旱性強(qiáng)、適宜性廣的抗旱品種/材料，其中2011年和2012年通過國(guó)家和省審（鑒）定的云蔗03-194和云蔗03-258經(jīng)受住了2009年以來百年不遇的特大干旱的影響，2009—2012年在云南旱地蔗區(qū)表現(xiàn)突出，較大面積推廣應(yīng)用的新臺(tái)糖22號(hào)增產(chǎn)18.9t/hm2[9]，現(xiàn)已成為云南旱地蔗區(qū)的主要推廣品種。

圖1 云南甘蔗研究所甘蔗雜交組合數(shù)量變化情況

表3 國(guó)家甘蔗品種區(qū)域試驗(yàn)各批次國(guó)內(nèi)自育參試品種匯總

4 甘蔗抗旱品種的引進(jìn)及篩選

引種培育具有投資少、費(fèi)時(shí)短、見效快、收效大等特點(diǎn)，通過引種充分利用各地育種成果，可迅速緩解本地區(qū)對(duì)良種的迫切要求，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效途之一。我省歷來十分重視引種工作，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，取得了巨大的成績(jī)。幾十年來，引進(jìn)種在我省的推廣面積始終保持在較高水平，對(duì)云南糖業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。如50年代云南引進(jìn)的F134、Co419、Co290等，在60年代取代了地方品種“羅漢蔗”和“蘆蔗”，使全省平均單產(chǎn)由原來的22.5t提高到了37.5t以上。我省80年代引進(jìn)的川蔗13號(hào)、選三和桂糖11號(hào)對(duì)20世紀(jì)90年代云南蔗糖產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，甘蔗單產(chǎn)進(jìn)一步提升到57t以上。20世紀(jì)末引進(jìn)的新臺(tái)糖系列品種在全省普及后，甘蔗單產(chǎn)提高到了目前的63t，因此各時(shí)期甘蔗良種的引進(jìn)和推廣使用促進(jìn)了云南糖產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，并不斷邁上新臺(tái)價(jià)。

“九五”末以來，國(guó)家甘蔗品種區(qū)試在全國(guó)啟動(dòng)，目前已進(jìn)行到第九輪，參試品種共計(jì)122個(gè)，其中國(guó)內(nèi)各甘蔗育種單位自育甘蔗品種102個(gè)（表3）。云南甘蔗研究所作為區(qū)試參加單位同步引進(jìn)了全國(guó)甘蔗研究所育成的最新甘蔗品種85個(gè)，經(jīng)試驗(yàn)示范成功篩選出了一批優(yōu)良品種如粵糖93-159、粵糖86-368、福農(nóng)91-21及桂糖21號(hào)（桂糖94-119）等在蔗區(qū)推廣應(yīng)用，其中粵糖86-368、福農(nóng)91-21因抗旱性強(qiáng)主要在旱坡地上種植，2009年云南遭遇百年不遇特大旱災(zāi)后在旱地上栽培具有明顯優(yōu)勢(shì)。云南蔗區(qū)“十年九旱，干旱年年有，大小程度各不同”的自然條件下，這些抗旱品種的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，將為云南蔗糖產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 討論

5.1 甘蔗種質(zhì)的創(chuàng)新利用、甘蔗育種手段的提高和育種方法的進(jìn)步是影響甘蔗育種效益的重要因素?，F(xiàn)代甘蔗育種取得的每一次重大成就，皆與種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用、育種手段的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用密不可分。云南建有國(guó)家甘蔗種質(zhì)資源圃，含有各種類型的重要資源，其中不乏重要的抗旱資源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，甘蔗育種手段和育種技術(shù)將不斷取得進(jìn)步，而種質(zhì)資源卻難以再生，因此抗旱種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用已成為現(xiàn)代甘蔗抗旱品種培育成功與否的決定因素，充分利用這些資源一定能夠培育出生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)的抗旱甘蔗新品種。

5.2 云南建有國(guó)家內(nèi)陸甘蔗雜交育種基地，通過多年的努力廣泛開展熱帶種與割手密野生種、大莖野生種、斑茅、蔗茅和滇蔗茅的雜交、回交利用，育種技術(shù)不斷取得新的突坡，創(chuàng)制了一批含野生血緣的突破性親本/材料，2007年開始向全國(guó)提供雜交花穗以來，普遍反映后代生勢(shì)強(qiáng)、產(chǎn)量高、有效莖多、宿根性好、抗旱性強(qiáng)，在云南已經(jīng)培育出了一批優(yōu)良抗旱品種，繼續(xù)雜交利用可望培育出更多更好適應(yīng)性更強(qiáng)的抗旱品種。

5.3 云南與國(guó)內(nèi)外許多甘蔗研究所建有長(zhǎng)期的甘蔗品種交流機(jī)制，有利于抗旱品種的引進(jìn)和利用。通過國(guó)家區(qū)試可以把全國(guó)育種單位培育出的最新品種引進(jìn)到蔗區(qū)試驗(yàn)示范，成功后可快速推廣應(yīng)用；另外，“九五”以來，云南加快了國(guó)際交流合作的力度，加大了從澳大利亞、法國(guó)、日本、墨西哥、古巴、印度和美國(guó)等國(guó)引進(jìn)優(yōu)良品種的步伐，可以把國(guó)際上最新育成的抗旱品種/種質(zhì)引進(jìn)國(guó)內(nèi)，既可生產(chǎn)應(yīng)用、還可雜交利用，有望為云南乃至全國(guó)旱地蔗區(qū)甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。

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