李旭娟,陸 鑫,劉洪博,徐超華,林秀琴,馬 麗,劉新龍
(云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室,開遠661699)
紅河縣位于云南省南部,紅河州西部,紅河中游南岸,地跨東經 101°49′~102°37′,北緯 23°05′~23°27′,國土面積2057km2,其中97%面積為山地,較平緩地區(qū)、壩子僅占3%。紅河縣屬熱帶、亞熱帶季風氣候類型,年平均氣溫20.9°C,由于群山起伏,地形復雜,立體氣候十分明顯,有“一山分四季,十里不同天”之說。各地降水量懸殊較大,北部低山河谷地帶為700~900mm,南部山區(qū)為1500~2000mm,全縣年均日照指數(shù)、降雨量分別達1914h和1340mm,常出現(xiàn)冬春少雨易干旱,夏秋多雨,山洪等現(xiàn)象。
云南省紅河縣特殊的地理及氣候條件適合甘蔗的種植,但近年來,隨著品種老化、全球氣候變化、自然災害頻發(fā)、蔗區(qū)條件惡化等因素影響,甘蔗種植受到巨大沖擊,呈現(xiàn)下滑趨勢。為了該縣甘蔗產業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展,近幾年通過在甘蔗糖料優(yōu)勢產區(qū)實行項目集約和技術集成等措施,創(chuàng)建高產典型來帶動全縣生產水平和綜合生產能力的提高,實現(xiàn)農業(yè)增產、農民增收。
目前紅河縣主栽甘蔗品種主要以云引3號,閩糖69-421為主,近年來開始陸續(xù)推廣種植云蔗01-1413、云蔗03-194、云蔗05-49、VMC88-354等品種。在甘蔗種植方面,根據(jù)紅河糖廠對紅河縣近10年的種植情況統(tǒng)計分析(表1)可知:2004—2009年,紅河縣甘蔗種植戶數(shù),種植面積及產量均呈現(xiàn)遞增趨勢,其中2008—2009年種植面積及產量均達到頂峰;但自2010年后由于受災害天氣、糖價波動及其它高效益經濟作物競爭等影響,種植農戶數(shù)、面積及產量有所下滑;總體來說,10年以來平均每年甘蔗種植農戶為5289戶,種植面積平均為3387hm2,約占紅河縣國土面積的1.65%,產量除2014年還沒完全統(tǒng)計外,其余9年平均每年達15.62萬t。
表1 紅河縣近10年甘蔗種植情況
2.1.1 品種方面 云引3號是云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所1999年從法國引進,經8年的試驗篩選、種性研究而育成的品種,該品種表現(xiàn)出早熟、高糖、豐產、高抗黑穗病等優(yōu)良特性[1]。此外,該品種適宜在云南及與云南自然氣候條件相似的西南蔗區(qū)海撥1300m以下的水田及水澆地種植。紅河縣部分蔗區(qū)曾大量種植云引3號,但當?shù)卣徂r發(fā)現(xiàn)云引3號宿根留種數(shù)年后出現(xiàn)明顯的蔗莖矮化現(xiàn)象,嚴重影響產量。
甘蔗是無性繁殖作物,多年連續(xù)宿根留種種植后,受多種病原物的反復侵染并在蔗株內積累,會導致其品質和產量下降,嚴重威脅蔗糖產業(yè)的發(fā)展[2]。針對紅河蔗區(qū)云引3號出現(xiàn)的癥狀推測可能感染甘蔗宿根矮化病(RSD)。甘蔗RSD是普遍存在于所有植蔗地區(qū)的一種世界性的重要病害。自1944—1945年在澳大利亞昆士蘭首次發(fā)現(xiàn)以來,已有美國、南非、毛里求斯、印度、巴西等47個國家和地區(qū)報道了該病的發(fā)生,隨后的各蔗區(qū)普查發(fā)現(xiàn)RSD遍布世界各蔗區(qū)[3-4],該病是由一種寄居在木質部的限制性病原菌Leifsonia xyli subsp.xyli(Lxx)引起的,感染RSD的蔗株一般表現(xiàn)為植株矮化、分蘗少、生長緩慢,但這些癥狀易與干旱、養(yǎng)分不足等造成的生長不良癥狀相混淆,僅從外觀上較難判斷蔗株是否發(fā)病[5-6]。因此,針對紅河當?shù)卦埔?號出現(xiàn)的蔗莖矮化問題還應通過病原檢測、PCR等技術進行病因確定,然后有針對性地進行脫毒處理,恢復種性。
閩糖69-421是云南蔗區(qū)十大增產、增糖高優(yōu)良種之一,紅河縣也大量種植了該品種,但當?shù)卦撈贩N倒伏較嚴重,這可能主要與當?shù)厣礁咂露革L大有關,當然還可能與管理不科學存在一定關系,此外,甘蔗品種本身抗風力差也可能導致倒伏現(xiàn)象。對此,可通過深耕整地、播溝深寬、施足基肥、合理培土、及時滅蟲治病等科學、合理的種植管理方法來改善,此外,還需選育和推廣抗風力強的甘蔗品種以從根本上解決此問題[7]。
另一方面,目前紅河縣當家品種還是一些早期老品種,在產量和糖分方面已趕不上新近選育的甘蔗良種,因此,為了進一步提高該縣甘蔗單位面積產量,還需積極示范和推廣全國新育成的甘蔗良種,通過示范展示和推廣,逐漸替換現(xiàn)有老種,實現(xiàn)該縣甘蔗產業(yè)持續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展。雖然近兩年,該縣開始陸續(xù)引進一些優(yōu)良品種種植,如云蔗01-1413、云蔗03-194、云蔗05-49、VMC88-354,但還需加大良種引進和替換的力度。
2.1.2 蔗地條件方面 隨著我國經濟的發(fā)展,主要蔗區(qū)受水果、蔬菜、花卉等經濟作物的沖擊,傳統(tǒng)蔗區(qū)的種植面積正不斷減少,甘蔗生產也逐漸向缺水無灌溉條件的旱坡地發(fā)展。冬春旱及秋旱,對甘蔗的下種、萌芽分蘗、伸長均有不利的影響,直接導致甘蔗長勢差,單產和含糖量減少,嚴重制約著甘蔗產業(yè)的發(fā)展[8]。紅河縣乃至全國絕大多數(shù)蔗區(qū)屬于“望天田/地”,甘蔗水利基礎設施薄弱,抗旱能力差。加之紅河縣水果、蔬菜與甘蔗爭地現(xiàn)象較為嚴重,因此,甘蔗種植中坡地、旱地面積較多,還有些地方屬于沙質土壤,加劇了保水難度,甘蔗受干旱影響出現(xiàn)植株變矮、節(jié)間縮短、葉片枯萎、有效莖少等減產甚至絕產現(xiàn)象。因此,提高甘蔗的水分利用效率,培育豐產優(yōu)質抗旱甘蔗新品種是提高紅河縣蔗糖產量的核心技術。
2.1.3 霜凍方面 甘蔗是多年生的熱帶、亞熱帶禾本科經濟作物,具有喜高溫、強光照,生長周期長等特點,對熱量要求比較嚴格,低溫霜凍災害是制約甘蔗生產的主要氣象災害之一[9]。隨著全球氣候變暖,異常天氣經常出現(xiàn),霜凍天氣在紅河等熱帶、亞熱帶地區(qū)也時有發(fā)生,如2008年和2013年底的霜凍天氣對紅河乃至全國甘蔗產業(yè)和制糖企業(yè)造成巨大損失。針對霜凍災害,可通過及時科學組織搶收入榨,合理施肥覆蓋等方法來減少損失,但這些方法僅能從一定程度上降低損失,最有效的方法還是需通過耐寒品種的選育和推廣,從根本上降低低溫凍害對甘蔗本身及產量的影響。
近幾年,甘蔗種植成本和勞動力價格不斷上漲,制糖產業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須降低甘蔗種植成本,減少勞動力的投入。甘蔗機械化種植是甘蔗產業(yè)實現(xiàn)節(jié)本增效的有效方法之一。紅河縣山高坡陡是當?shù)馗收釞C械化種植所面臨的一大挑戰(zhàn),可適當通過坡改梯工程、提高土地連片種植程度以及發(fā)展中小型甘蔗機械化種植來解決這一問題[10]。此外,針對紅河縣出現(xiàn)的品種退化,干旱、霜凍以及倒伏、病蟲害影響等問題,首先應通過合理種植、科學管理等方法改善,然后還需通過引進和推廣良種來提高甘蔗抗性、產量和糖分。
種質資源的抗性評價是開展甘蔗抗性育種的基礎,為獲取抗逆性強的甘蔗親本及其衍生品種提供依據(jù)。通過已建立的抗性評價技術,對目前的資源進行了抗性能力的分析,指導育種雜交組合的配比,可以有效地提高甘蔗抗逆育種效率。但甘蔗是異源多倍體植物,遺傳背景復雜,僅通過傳統(tǒng)雜交育種方法還存在周期長,育種效率低下等問題。隨著分子標記技術的快速發(fā)展和在甘蔗遺傳育種中的應用,通過分子標記輔助育種或分子育種等方式快速高效地聚合優(yōu)異基因,選育優(yōu)異品種已變得可行[11-12];另一方面,通過開展甘蔗基因組學的研究,利用轉基因技術將克隆到的抗旱、耐寒、抗病、抗倒伏等逆境相關外源基因導入到甘蔗品種中,從而實現(xiàn)現(xiàn)有優(yōu)良品種的快速改良,也是培育優(yōu)良品種的重要方法[13]。
總之,紅河縣甘蔗產業(yè)發(fā)展具有巨大的潛力,同時也存在嚴峻的挑戰(zhàn),只有通過合理種植、科學管理,不斷培育和引進高抗、高產、高糖良種,才能為紅河縣甘蔗的高產、穩(wěn)產奠定良好的基礎。
[1]吳才文,范源洪,趙俊,等.甘蔗品種云引3號的引進及篩選[J].中國糖料,2010(3):16-19.
[2]韋昌聯(lián).廣西蔗區(qū)新臺糖22號種性退化現(xiàn)狀分析及對策措施[J].南方農業(yè)學報,2012,43(12):2113-2117.
[3]J.P.Martin(陳慶龍譯).世界甘蔗病害[M].北京:農業(yè)出版社,1982.
[4]黃應昆,李文鳳.甘蔗主要病蟲草害原色圖譜[M].昆明:云南科技出版社,2002.
[5]陳明輝,楊麗濤,謝曉娜,等.甘蔗宿根矮化病研究進展[J].南方農業(yè)學報,2011,42(3):280-283.
[6]張妍,范業(yè)賡,莫璋紅,等.甘蔗種質資源抗宿根矮化病特性鑒定[J].南方農業(yè)學報,2012,43(12):1963-1967.
[7]賴貴生.甘蔗高產防倒伏[J].甘蔗(福建),2001,8(3):38-40.
[8]王繼華,張木清,曹干.甘蔗抗旱育種研究進展[J].廣東農業(yè)科學,2011,37(12):34-35.
[9]韋金海,林金紅.兩種低溫災害對百色市甘蔗生產影響分析[J].廣西蔗糖,2013(2):10-12.
[10]李如丹,張躍彬,楊丹彤,等.云南蔗區(qū)多樣性地形發(fā)展甘蔗全程機械化潛力研究[J].中國農機化,2012(4):71-74.
[11]Creste S,Accoroni K A G,Pinto L R,et al.Genetic variability among sugarcane genotypes based on polymorphisms in sucrose metabolism and drought tolerance genes[J].Euphytica,2010,172(3):435-446.
[12]楊尚東,譚宏偉,李楊瑞.日本甘蔗生產現(xiàn)狀及研究動向[J].西南農業(yè)學報,2010,23(4):1346-1351.
[13]Hotta C T,Lembke C G,Domingues D S,et al.The biotechnology roadmap for sugarcane improvement[J].Tropical Plant Biology,2010,3(2):75-87.