CN105432462A - 一种菊芋品种(南菊芋9号)的选育方法 - Google Patents

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薛祥华
隆小华
刘兆普
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Abstract

本发明涉及一种菊芋品种(南菊芋9号)的选育方法，属于植物品种选育技术领域。采用盐碱地原位胁迫，土壤耕作层(0～20cm)盐分含量：0.5～1.0‰，1.0～2.0‰，2.0～3.0‰，3.0～4.0‰，4.0～5.0‰，5.0～6.0‰和6.0～8.0‰)，在土壤水分张力计达到38kPa时进行灌溉，灌溉总定额控制为1600m3hm-2，以耐盐高产优质为选育目标，收获时单株收，选单株产量2.5kg以上，菊粉含量13％以上的菊芋材料单独保存以作来年种子，第三年至第六年，以单株产量2.5kg以上，将第二年初选育出来的菊芋种块统一在土壤盐分3‰～5‰土壤上种植，以正常生长和单株产量2.5kg以上为选育目标，经4代系统选育而成耐盐株系后，再在盐碱地种植进行比较后筛选出南菊芋9号。南菊芋9号在3‰～5‰的盐土上植株生长势强，耐盐性强，茎秆粗，亩产3000kg左右。

Description

一种菊芋品种(南菊芋9号)的选育方法
一、技术领域
本发明涉及一种菊芋品种(南菊芋9号)的选育方法，属于植物品种选育技术领域。即南菊芋9号的选育方法。
二、背景技术
菊芋是菊科(Compositae)向日葵属中能形成地下块茎的栽培种，又称洋生姜、洋姜、鬼子姜等，学名HelianthustuberosusL，在全球的热带、温带、寒带以及干旱、半干旱地区都有菊芋的分布和栽培，在我国东北、内蒙、河北、河南、浙江、四川、山东、江西、广东、广西、陕西等十八省区都可栽培。菊芋喜温暖，但耐寒；喜湿润，但耐旱；喜肥沃，但耐贫瘠，耐盐碱。块茎在6～7℃芽眼萌动发芽，8～10℃出苗，幼苗能耐1～2℃低温，18～22℃和日照12小时有利于块茎形成，块茎在-25～-40℃的冻土层内能安全越冬。菊芋的地上茎叶和地下块茎都是优良的饲料，地下块茎含丰富菊糖，含有约18％支链淀粉，每公顷能产出7～14t的碳水化合物，可以发酵生产高能量的例如烷、醇、羟甲基糠醛等化工原料，Allais等人用莫氏假单胞杆菌发酵菊芋汁液生产酒精，他们先用菊芋粉酶水解汁液，然后在连续生产的反应器中将水解的汁液用于发酵，Kosaric等人使用一种凝聚性糖化酵母，通过半连续和连续的处理从菊芋块茎生产乙醇，FaUelatorres等人使用一种凝聚性莫氏假单胞杆菌发酵菊芋汁液生产乙醇，在批量生产中每升汁液含有245g糖，可以获得每升大约100g乙醇，相当于理论产量的92％，是能源植物之一。另外菊芋还作为一种人类食品的添加剂，其块茎中含量最高的是果聚糖(一种线性多聚果糖)，同时又是食品工业果糖浆的重要来源。菊芋还被用于梯田和不牢固的沙地抗腐蚀保护植物篱，用于防护山体水土流失、固沙防风，其广泛的用途以及耐旱、耐寒、抗盐碱、繁殖力强、适应性广的生物学特性，使其成为滩涂或盐碱地开发利用的先锋植物，在利用我国沿海滩涂土地资源、沙漠荒地等非耕地资源方面具有广阔的发展前景。
目前我国水、土资源拥有量仅能保证5亿吨粮食生产能力，远远不能满足人口日益增长的巨大需求。我国能源紧缺矛盾十分尖锐，而生物质能源发展必需保障“粮食安全”的前提。沿海滩涂盐碱土开发利用可以提供食物来源，并成为能源等重要经济植物的生产载体。利用能源植物种植和生产替代石油，可以满足社会对食物和能源不断增长的需要。
尽管菊芋利用价值很高，尤其在加工成生物质能源方面具有其他植物无法比拟的优势，但国内菊芋基本处在野生或零星种植状态，没有广泛推广的品种或品系。沿海滩涂土壤盐分含量高，在生物质能源植物不能与人争粮，不能与粮争地，利用非耕地种植能源植物的指导方针下，选育高产耐盐的菊芋品种显得尤为重要。但现有的野生菊芋品种其耐盐性差、产量低，糖含量低，尚不能在沿海滩涂进行推广种植，而通过南菊芋9号培育方法培育出的品种耐盐性强、产量高，且品质好，适合在含盐量高的沿海滩涂非耕地上推广种植，利用沿海滩涂或者内陆盐碱地种植能源植物-菊芋将在高效利用我国海涂资源，调整我国生物质能源植物原料等方面将有十分广阔的应用前景，可以推动相关产业的发展，获得较大的经济、社会及生态效益。
三、发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种菊芋品种(南菊芋9号)的培育方法，培育出的品种耐盐性强、产量高，且品质好，适合在含盐量高的沿海滩涂非耕地上推广种植。
技术方案本发明所提供一种菊芋品种(南菊芋9号)的培育方法，其特征在于：
1、一种菊芋品种(南菊芋9号)的培育方法，其特征在于：
1)以野生菊芋为材料，采用盐碱地原位胁迫，土壤耕作层(0～20cm)盐分含量：0.5～1.0‰，1.0～2.0‰，2.0～3.0‰，3.0～4.0‰，4.0～5.0‰，5.0～6.0‰和6.0～8.0‰)。起垄栽培，菊芋块茎膨大前期根部培土，播种密度30cm×60cm。播种时施足基肥，分别在土壤水分张力计达到38kPa时进行灌溉，灌溉水不发生侧渗和互溢，灌溉总定额控制为1600m3hm-2，灌溉总定额达到后即不再进行灌溉。详细记录菊芋生长期间各处理小区菊芋生长情况，将受盐胁迫枯萎或死亡的植株拔出，将生长未受影响菊芋材料保存好，在11月收获时单株收，选择单株产量2.5kg以上，菊粉含量13％以上的菊芋材料单独保存以作来年种子。
2)将前一年所选择的菊芋种子，进行与前一年相对应土壤盐分胁迫处理，即盐分含量0.5～1.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用0.5～1.0‰盐分进行胁迫处理，盐分含量1.0～2.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用盐分含量1.0～2.0‰进行胁迫处理，以此类推，以单株产量2.5kg以上，在相对应土壤盐分胁迫处理正常生长为选育目标，单收保存；
3)第三年至第六年，，将2)初选育出来的菊芋种块统一在土壤盐分3‰～5‰土壤上种植，以正常生长和单株产量2.5kg以上为选育目标，经4代系统选育而成耐盐株系，然后第七年在盐碱地种植进行比较后最终筛选出南菊芋9号，即为所育成的品种南菊芋9号；
4)南菊芋9号性状稳定，重复性好，在含盐3‰～5‰盐土上植株生长不受影响，主茎粗2.0～2.5cm，离地面1m内茎干分枝10个以上，叶片深绿，高210～230cm，地下块茎表皮紫红，皮薄，呈不规则瘤形，肉白色，质紧密，块茎芽眼5个以上，亩产3000kg-3500kg，干重占鲜重23-29％，糖类占鲜重19-25％，糖类占干重68-85％，菊粉占干重61-72％，纤维素占干重13-17％，含氮量占干重1-2％，灰分占干重4-6％。
有益效果本发明所提供的南菊芋9号的培育方法与现有技术相比，具有如下优点和积极效果：
1)与传统作物选育手段及目标不一样，采用盐碱地原位胁迫试验历时7年选育成植株生长势、叶片大小、叶片颜色和侧枝数据、块茎产量、块茎大小、块茎颜色、块茎菊粉含量等特征方面一致性的植株，没有非典型植株。且具有稳定性，经2007～2013年连续7年，在相同栽培季节、相同管理条件下进行观测，无继续分离现象，重复性好。
2)经南菊芋9号的培育方法选育出来的菊芋，在3‰左右的盐土上植株生长势强，耐盐性强，茎秆粗，距地面1m以下分枝10个以上，矮壮，高210～230cm，主茎粗2.0～2.5cm，地下块茎表皮紫红，皮薄，基本呈不规则瘤形，肉白色，质紧密，块茎芽眼5个以上，块茎亩产3000kg左右。
3)经南菊芋9号的培育方法选育出来的菊芋，其块茎品质特征在于：干重占鲜重的23-29％，糖类占鲜重19-25％，糖类占干重68-85％，菊粉占干重61-72％，纤维素占干重13-17％，含氮量占干重1-2％，灰分占干重4-6％。
4)本发明提供南菊芋9号提供的培育方法得到的南菊芋9号产量高，品质好，耐盐性强，性状稳定，重复性好，可用于含盐3‰～5‰和盐土上栽培，在我国功能食品、生物质原料等方面将有十分广阔的应用前景。
四、附图说明
图1南菊芋9号地下块茎
五、具体实施方式
1)以野生菊芋(盐城大丰滩涂野生种)为材料，其生物学性状为：离地面1m内茎干没有分枝，功能叶长8～12cm，宽4～8cm，叶尖端形状为尖形，高150～190cm，地下块茎表皮白色稍黄，皮薄，呈不规则瘤形，质疏松，块茎芽眼2-5个。
上述野生菊芋在3月下旬播种，11月中旬收获，采用盐碱地原位胁迫，土壤耕作层(0～20cm)盐分含量：0.5～1.0‰，1.0～2.0‰，2.0～3.0‰，3.0～4.0‰，4.0～5.0‰，5.0～6.0‰和6.0～8.0‰。播种小区长5m、宽4m，各小区之间用宽0.5m、厚0.12mm的塑料膜隔开，下埋0.4m，地表0.1m，小区间覆垄0.15m，以防侧渗和互溢。平整小区，起垄栽培，菊芋块茎膨大前期根部培土，播种密度30cm×60cm。播种时施足基肥，分别在土壤水分张力计达到38kPa时进行灌溉，灌溉总定额为1600m3hm-2，每个小区3.2m3，试验定期观测菊芋的生长指标，记录其生长期间病虫害等发生情况，将受盐胁迫胁迫枯萎或死亡的植株从小区拔出，将生长未受影响菊芋材料保存好，在11月收获时单株收，选择产量高、品质好，即单株产量2.5kg以上，菊粉含量12％以上的菊芋材料单独保存以作来年种子。存活率如下表：
2)将前一年所选择单独保存的菊芋种子在3月份播种在相应处理小区内，进行与前一年相对应土壤盐分胁迫处理，即盐分含量0.5～1.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用0.5～1.0‰盐分进行胁迫处理，盐分含量1.0～2.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用盐分含量1.0～2.0‰进行胁迫处理，以此类推，以单株产量2.5kg以上，在相对应土壤盐分胁迫处理正常生长为选育目标，单收保存；存活率如下表：
3)将第三年至第六年，以单株产量2.5kg以上，初选育出来的菊芋种块统一在土壤盐分3‰～5‰土壤上正常生长为选育目标，经4代系统选育而成耐盐株系的种子在3月份分别播种在江苏沿海滩涂含盐量3‰～5‰的盐土上(采土壤样品测定盐分含量选定试验区)，植株生长不受影响，性状稳定，重复性好，主茎粗2.0～2.7cm，离地面1m内茎干分枝10个左右，功能叶长13～16cm，宽8～12cm，叶毛数多，叶尖端形状为尖形，叶片深绿，高210～230cm，地下块茎表皮紫红，皮薄，呈不规则瘤形，肉白色，质紧密，块茎芽眼10个以上，且外突，块茎单重平均约30g，亩产3300kg，无病虫害。块茎品质未发生变化，干重占鲜重的25％，糖类占鲜重20％，糖类占干重68％，菊粉占干重64％，纤维素占干重14％，含氮量占干重1.6％，灰分占干重4.3％。

Claims (1)

1.一种菊芋品种的选育方法，其特征在于：
1)以野生菊芋为材料，采用盐碱地原位胁迫，土壤耕作层(0～20cm)盐分含量：0.5～1.0‰，1.0～2.0‰，2.0～3.0‰，3.0～4.0‰，4.0～5.0‰，5.0～6.0‰和6.0～8.0‰。起垄栽培，菊芋块茎膨大前期根部培土，播种密度30cm×60cm。播种时施足基肥，分别在土壤水分张力计达到38kPa时进行灌溉，灌溉水不发生侧渗和互溢，灌溉总定额控制为1600m3hm-2，灌溉总定额达到后即不再进行灌溉。详细记录菊芋生长期间各处理小区菊芋生长情况，将受胁迫枯萎或死亡的植株拔出，将生长未受影响菊芋材料保存好，在11月收获时单株收，选择单株产量2.5kg以上，菊粉含量13％以上的菊芋材料单独保存以作来年种子。
2)将前一年所选择的菊芋种子，进行与前一年相对应土壤盐分胁迫处理，即盐分含量0.5～1.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用0.5～1.0‰盐分进行胁迫处理，盐分含量1.0～2.0‰处理的菊芋种子留种种植的菊芋植株还是用盐分含量1.0～2.0‰进行胁迫处理，以此类推，以单株产量2.5kg以上，在相对应土壤盐分胁迫处理正常生长为选育目标，单收保存；
3)第三年至第六年，，将2)初选育出来的菊芋种块统一在土壤盐分3‰～5‰土壤上种植，以正常生长和单株产量2.5kg以上为选育目标，经4代系统选育而成耐盐株系，然后第七年在盐碱地种植进行比较后最终筛选出南菊芋9号，即为所育成的品种南菊芋9号；
4)南菊芋9号性状稳定，重复性好，在含盐3‰～5‰盐土上植株生长不受影响，主茎粗2.0～2.5cm，离地面1m内茎干分枝10个以上，叶片深绿，高210～230cm，地下块茎表皮紫红，皮薄，呈不规则瘤形，肉白色，质紧密，块茎芽眼5个以上，亩产3000kg-3500kg，干重占鲜重23-29％，糖类占鲜重19-25％，糖类占干重68-85％，菊粉占干重61-72％，纤维素占干重13-17％，含氮量占干重1-2％，灰分占干重4-6％。
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