摘要:木薯起源于熱帶美洲巴西與哥倫比亞干濕交替的河谷,現主要生長在熱帶以及部分亞熱帶地區。木薯是世界三大薯類作物之一,全球有10億多人口以木薯為生。在我國,木薯淀粉僅次于玉米淀粉,是食品、造紙、紡織等工業的重要化工原料,也是重要的能源作物,能夠生產燃料乙醇。隨著現代農業的發展速度不斷加快,關于木薯新品種選育及高產栽培技術的研究受到越來越多的關注。本文將簡要論述木薯新品種選育的重要性,從木薯新品種選育的方法和高產栽培技術這兩個方面展開深入探究,供讀者參考。
關鍵詞:木薯;新品種選育;病蟲害
我國是世界上木薯的主要生產國之一,廣西、廣東、海南、云南等省份是木薯的集中種植區域。近年來,隨著我國經濟的快速發展,對木薯的需求也逐漸增加,進而讓木薯產業得到了迅猛發展。但相較于其他主要糧食作物來說,我國的木薯產業仍然面臨著包括產量較低、品質不高、加工技術落后等在內的諸多挑戰,以至于對木薯產業的可持續發展造成了嚴重限制。面對不斷增長的市場需求,為提高木薯的產量和品質,就很有必要從木薯新品種選育以及高產栽培技術展開深入研究。通過選育高產、優質且具有較強抗逆性的木薯新品種,并配套相應的高產栽培技術,有助于提高木薯的生產效率和經濟效益,進而促進木薯產業的可持續發展。
1 木薯新品種選育的重要性
1.1 提高木薯產量和品質
在進行木薯新品種選育時,最重要的是明確選育目的,在選擇親本時才能做到針對性,提高木薯產量以及改善品質是一個非常重要的選育目標。作為全球熱帶與亞熱帶地區的一類重要糧食作物,木薯產量的增加對于滿足日益增長的糧食需求至關重要。選育高產木薯品種意味著在相同的種植面積下可極大地增加木薯塊根的產量,這對于提高單位面積的糧食產出無疑具有重要意義。在木薯新品種選育過程中,注重選育高淀粉含量的木薯品種,能讓食品加工、生物能源生產等領域的特定需求得到滿足。隨著國內外市場對高品質木薯制品需求的不斷增長,選育口感更佳、淀粉結構更優的木薯新品種,不僅有助于提升木薯產品的市場競爭力;而且也可對木薯產業的國際化發展起到有力推動作用,尤其是在食用木薯的品質提升以及糧食化、飼料化應用方面,更是為木薯產業的多元化、可持續發展打下了牢固的基礎。
1.2 增強木薯的抗逆性
木薯生長環境復雜,經常會面臨各種逆境挑戰,如干旱、洪澇、極端溫度、病蟲害等,這些逆境不但對其正常生長具有很大影響,且情況嚴重時甚至會造成大幅減產乃至絕收[1]。為有效應對這些挑戰,科研人員利用遺傳改良選育出具有較強抗逆性的木薯新品種,如抗旱、耐鹽堿、抗病蟲害的品種,這些新品種可將木薯在不利環境下的生存能力和產量穩定性顯著提升,從而讓木薯產量得到有效保障,減少自然災害對農業生產的影響。增強木薯的抗逆性也能夠在一定程度上減少使用農藥與化肥,這既讓農業生產成本降低,同時也促進了農業生產的可持續發展,有利于保護生態環境,確保木薯產業綠色轉型的順利實現。
1.3 拓寬木薯的用途
作為一種多功能作物,木薯用途廣泛,涵蓋了多個領域,包括食品、飼料、工業原料、生物能源等[2]。隨著科技的快速發展,加之消費者偏好的不斷變化,對木薯產品的需求也日趨多樣化。為進一步拓寬木薯的市場應用空間,科研人員致力于選育具有特殊營養成分和功能特性的木薯新品種。如富含β-胡蘿卜素的木薯有益于視力健康;具有高膳食纖維的木薯還能促進腸道健康;富含鐵鋅等特定礦物質元素,可以改善人體營養狀況,這樣的新品種可滿足特定消費群體的健康需求。通過開發這類特色木薯品種,不但可以提高木薯產品的附加值,也會成功吸引更多消費者的關注,為木薯產業開辟新的增長點,這樣會有力地推動木薯產業升級與經濟發展,將木薯產業廣闊的市場前景以及無限的發展潛力充分展現出來。
2 木薯新品種選育的方法
2.1 雜交育種
雜交育種是木薯新品種選育的一種傳統且基礎的方法。其原理是利用把具有不同優良性狀的木薯親本進行有性雜交,讓優良基因在子代中重新組合,以獲得兼具雙親優勢的新品種。如桂熱11號木薯,就是以高產低粉新選048為母本,高產高粉、低氫氰酸桂熱891為父本雜交選育而成的食用木薯新品種,平均鮮薯產量39.68 t/hm2,氫氰酸含量20.2 mg/kg,同樣的桂熱13號早熟木薯新品種,也是以高產低粉新選048為母本,高粉品種南植199為父本雜交選育而成,平均鮮薯產量47.06 t/hm2。桂熱11號、13號木薯產量淀粉含量都表現優異,很好地滿足生產上和加工企業高產高粉的需求。這兩個新品種都是經過雜交育種選育而成,因此雜交育種是一種非常重要且有效選育木薯新品種的方法。
2.2 分子標記輔助育種
分子標記輔助育種屬于一種創新的木薯新品種選育方法,其利用現代分子生物學技術,對木薯種質資源進行高效的基因型鑒定和選擇[3]。這一方法借助精密技術,如PCR擴增、電泳分離等,檢測木薯種質資源中的特定DNA序列(即分子標記),這些序列和木薯的某些關鍵性狀存在緊密聯系。科研人員通過該技術,可以最快速度對木薯種質資源進行基因型鑒定,將攜帶目標性狀的種質資源篩選出來,進而促進篩選效率的顯著提升,讓田間試驗的工作負擔得到有效減輕。廣西壯族自治區農業科學院經濟作物研究所,利用分子標記輔助育種從自交分離群體材料中選育出特色優異食用木薯新品種,其中成功選育的“桂木薯9號”富含高β-胡蘿卜素,達454.00 μg/100 g;科研人員在成功選育食用木薯新品種的同時,還開發了木薯薯片、木薯羹等系列食用木薯新產品,從而提高食用木薯附加值。
2.3 加倍單倍體培育與體細胞再生技術
這種育種方法主要是利用花藥或者未成熟花粉培養從而快速獲得純系品種。這一過程首先需要采集木薯的花藥或者未成熟花粉來做離體培養,然后放在適宜的培養條件下,這些細胞就可發育成為植株。接著利用秋水仙素等化學試劑處理培養所得的植株,使之染色體數目加倍,以得到純系品種。這種育種方法可以縮短育種周期,還可促進育種效率的提升。在完成加倍處理后,還需對純系品種展開相關性狀鑒定,為篩選出具有優良性狀的品種做基礎。
3 木薯高產栽培技術要點
3.1 高產品種選育與種苗繁育
高產品種選育是木薯高產栽培的首要環節。當完成高產品種選育后,就需要開展種苗繁育。這需將當地的氣候條件、土壤特性以及市場需求等充分結合起來,精準挑選高產、抗病且抗逆性強的優良木薯品種[4]。比如,在廣西桂林、柳州地區可繁育一些抗寒性比較強的木薯品種,在合浦地區可種植抗臺風品種,種苗繁育時選擇健康、芽眼飽滿的種莖,把其切成15~20 cm長度的小段,每段保留3~4個芽眼。為提高種苗質量,可采用先進繁育技術,如組織培養,以便能夠快速繁殖脫毒種苗,從源頭上保障種苗的優良特性,為高產打下良好基礎。
3.2 基于選育品種特性的土壤準備與施肥
不同木薯品種對土壤的適應性往往存在一定差異,故在土壤準備階段,應結合所選品種的特點實施深耕施肥[5]。以“華南8號”為例,由于其根系比較發達且入土深度適中,故在土壤準備時,深耕程度宜控制在大約30 cm。如此深度既可維持土壤疏松,也有利于其根系在土壤中充分伸展,吸收足夠的養分與水分,促進植株生長。而在施肥方面,則需根據品種的需肥規律進行科學施肥。在種植前,結合深耕施入
22 500~30 000 kg/hm2充分腐熟的有機肥,以改善土壤結構,促進土壤肥力的提高。同時,將品種對氮、磷、鉀等元素的需求特性聯系起來,配合施入適量的化肥。針對一些對氮肥需求較高的品種,如華南205號,可適當把氮肥的施用量增加,但一定要做好氮、磷、鉀之間的配比,通常為2∶1∶3,以加快植株的生長,讓產量得到提高。
3.3 契合選育品種生長需求的播種與合理密植
播種與種植環節應充分考慮選育品種的生長特性。結合品種的生育期以及當地的氣候條件,選擇適宜的播種時間。早熟品種,如桂熱13號,可選擇適當晚播,而晚熟品種,如華南124號,則需要適時早播,以保證生長時間的充足[6]。其次,在播種過程中,根據品種的株型和生長空間需求確定合理的種植密度。若品種植株高大且分枝多,如華南5號,那么種植密度可適當稀疏,通常株行距為80 cm×110 cm;而如果品種株型緊湊,如桂熱11號,則可適當密植,株行距為60 cm×80 cm。種植過程中,把種莖斜插或平放在種植穴內,芽眼朝上,覆土5~8 cm,保證種莖能夠充分接觸到土壤,以利于出苗。
3.4 依據選育品種特性的水分管理
不同木薯品種對水分的需求是不同的,且在耐受能力上也存在一定差異[7]。針對耐旱性強的品種,如桂熱4號,可適當減少灌溉次數,但一定要保證在關鍵生育期,如塊根膨大期,有充足的水分供應。通常來說,在塊根膨大期,需保持土壤含水量在60%~70%。而對于喜濕性品種,如華南7號,就需在整個生育期均保持土壤濕潤,但同時也要注意避免積水,避免發生根部病害。借助合理的水分管理,讓選育品種在不同生長階段的水分需求均得到滿足,從而促進植株生長和塊根發育。
3.5 圍繞選育品種生長特點的田間管理
田間管理需緊密圍繞木薯品種的生長特點展開。及時進行中耕除草,在木薯生長前期,結合除草進行淺中耕,深度控制在5~10 cm,以讓土壤處于一個較為松軟的狀態,加快根系生長。當植株不斷生長,需慢慢加深中耕深度,但應避免對根系造成損傷。針對分枝能力強的品種,應適當整枝打杈,把過多的分枝去除,從而將養分集中起來,促進塊根膨大。結合品種的生長情況進行培土,在塊根膨大期,把行間土壤培到植株基部,厚度為10~15 cm,以促進塊根生長,避免出現倒伏的情況。
3.6 結合選育品種抗性的病蟲害防治
不同木薯品種對病蟲害的抗性有所不同。在具體防治病蟲害時,需把品種自身的抗性充分利用起來。如果品種自帶較強的抗病蟲害能力,如桂熱12號,可采取以農業防治為主的綜合防治措施,及時對田園進行清理又或是合理密植,保持良好的通風透光條件[8]。而針對一些抗性較弱的品種,如華南9號,則需要加強監測,一旦發現病蟲害,第一時間采取化學防治措施。但需注意選擇低毒、低殘留的農藥,且施藥過程中必須嚴格按照使用說明進行,以讓木薯的質量安全得到有效保障。生產上可將生物防治、物理防治等方法結合起來,提高防治效果,實現木薯高產穩產。
4 結語
針對木薯新品種選育與高產栽培技術展開深入研究,對提高木薯的產量和品質,促進木薯產業的可持續發展具有重要的現實意義。科研人員應加強木薯品種資源的收集和評價,不斷拓寬育種途徑,以培育出更多優良的木薯新品種。然后還要加強研究、推廣木薯高產栽培技術,提高木薯的生產效率與經濟效益,推動木薯產業的可持續發展。
參考文獻
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