烟草农业科研阶段性进展概述

2006-03-27来源:中国烟草学会网 作者:王元英 张忠锋 许立峰 王凤龙 梁洪波
      我国的烟草农业科研在烟草育种、烟叶成熟度、替代进口烟、烟草种植区划等重大项目上取得阶段性进展;大力推广普及先进实用新技术,集约化育苗、三段式烘烤、平衡施肥等覆盖率持续上升,烟叶质量得到明显改善,可用性进一步提高,实现了烟叶生产的可持续稳定发展。
 
   一、烟草遗传育种及相关学科
 
  (一)新品种选育取得重要进展
 
  在烟草遗传育种南、北中心和全国有关科研单位及大学广泛合作的基础上,以常规育种方法为主,加强杂种优势利用的研究工作,获得一大批优异的中间世代材料和新品种,其中2个烤烟品种和3个白肋烟品种通过全国烟草品种审定委员会审定,1个烤烟品种通过认定。育成并推广的新品种简介如下:
 
  中烟201:是中国烟草遗传育种研究(北方)中心以MSK326与中烟98杂交育成的雄性不育一代杂交种。该品种植株筒形,打顶株高105.1cm,有效叶数19~21片,腰叶长63.9cm,宽28.8cm,大田生育期118天左右。田间长势较强,生长整齐,分层落黄明显,易烘烤。高抗黑胫病,中抗赤星病、根结线虫病,气候斑点病轻。TMV、CMV、PVY、青枯病抗病能力与对照品种K326相当。一般亩产170.03kg,亩产值1426.70元,均价8.60元/kg,上等烟比例43.05%,烤后原烟还原糖含量20.65%,总糖24.84%,烟碱2.97%,总氮1.97%,蛋白质9.08%,K2O为2.42%,淀粉2.91%。烤后原烟多深黄、金黄色,叶片结构疏松,油分多,色度强,身份中等。香气质较好,香气量较足,余味较舒适。该品种适宜在安徽、重庆、福建、山东、湖南、湖北等地肥水条件较好的地块上种植。
 
  云烟202:是中国烟草育种研究(南方)中心以MS KX13为母本,以KX14为父本选育的雄性不育一代杂交种。该品种株式筒型,打顶株高107.5㎝,可采收叶20片,腰叶长68.4㎝,宽28.3㎝。田间生长势强,大田生育期110~115天。烟叶亩产量、亩产值、上等烟比例等主要经济性状与K326接近。烟叶香气质较好,香气量足,主要化学成分协调,叶片厚度均匀,顶叶开片好。抗TMV、黑胫病,中抗赤星病、青枯病、南方根结线虫病,感CMV、PVY。该品种适宜在云南各主产烟区及贵州、四川等地种植,也适合在TMV、赤星病和黑胫病发病率较高的地区种植。
 
  PVH09:由中国烟叶公司组织,中国烟草遗传育种研究(北方)中心主持,从巴西引进的烤烟新品种,通过检疫和全国试验与示范,2004年12月通过全国烟草品种审定委员会的认定。该品种植株筒形,打顶株高100~110cm,可采叶数19~21片,叶形长椭圆,平均腰叶长65.71cm,腰叶宽28.23,大田生育期120天左右。高抗黑胫病、TMV,中抗CMV、青枯病、根结线虫病,感赤星病、感 PVY。田间长势强,耐肥水,分层落黄好,耐成熟,易烘烤,平均亩产161.65公斤/亩,均价6.95元/公斤,亩产值1182.58元/亩,上等烟27.01%,其主要经济性状均优于或接近于对照品种NC89或K326。烤后原烟多桔黄色,油分多,光泽较强,组织结构疏松,叶片厚薄适中,原烟化学成分协调,感官评吸质量较好,适宜卷烟工业的需求。PVH09适宜种植区域为云南、贵州、湖南、湖北、四川、重庆及黑龙江、吉林等烟区。
 
  鄂烟3号:是湖北省烟草公司建始县公司、中国烟草白肋烟试验站共同选育,用MSTn86作母本、LAB21作父本育成的一代杂交种。该品种株式筒型,打顶株高127.1cm,着生叶29片,可采收叶22~24片,腰叶长72.7cm,腰叶宽34.92cm。田间长势强,性状整齐一致,大田生育期90天左右,属中熟品种。抗黑胫病、黑根腐病,中抗花叶病,耐气候性斑病、赤星病。平均产量157.9kg/亩,均价5.11元/kg,上等烟18.72%,产值808.31元/亩。晾制后原烟多近红黄色,弹性强,光泽鲜明,叶片结构疏松,厚薄适中。烟碱含量和氮碱比适宜、化学成份协调。在相同生长条件下,烟碱含量比鄂烟1号有较大幅度降低。原烟评吸白肋烟香型风格较显著、香气质较好、香气量较足、浓度较浓、劲头适中。该品种适宜在湖北省各白肋烟产区及重庆、湖南等省(市)的部分烟区种植。
 
  鄂烟4号:是中国烟草白肋烟试验站、湖北省烟草科研所按照优质、抗病的育种目标于1995年育成的白肋烟一代杂交种,母本为MsTn90,父本为Ky14。
 
  该品种植株筒型,叶形椭圆,平均打顶株高148.3cm,有效叶24~26片,腰叶长66.4cm,宽35.5cm,大田生育期85天左右,属中熟品种。田间生长势强,遗传性状稳定,群体整齐一致,成熟集中。高抗TMV、抗黑胫病、中抗根结线虫病。半整株或整株晾制后,原烟颜色多为近红黄、红黄,光泽尚鲜明~鲜明,叶面微皱,身份适中,叶片结构疏松,内在化学成份含量适宜,氮碱比协调。原烟白肋烟香型特征明显,香气量尚足,余味纯净,符合卷烟工业的要求。平均亩产量154.16㎏、均价5.13元/㎏、上等烟比率17.08%、亩产值788.34元。该品种适应性较广,在湖北、湖南、重庆等白肋烟适宜地区、不同海拔高度的烟区均可种植。
 
  达白一号:是四川省烟草公司达州烟草科研所育成的白肋烟一代杂交种,母本是用MS104gr为雄性不育来源转育成的MSKY14,父本为达所26。该品种株式筒型,平均株高126.3cm、有效叶25.1片、腰叶长79.1cm,宽37.4cm。大田生育期92天左右。平均亩产量154.82kg、亩产值746.51元,抗黑胫病、根黑腐病、TMV、中抗根结线虫病。原烟颜色多为红黄色、组织细致、光泽鲜明、厚薄适中,结构疏松,弹性强,均匀一致性好。上部叶烟碱含量较低,内在化学成分协调。白肋烟香型风格较显著,余味舒适。该品种适宜在西南白肋烟区海拔600~1200m种植。
 
  (二)品种试验示范主要进展
  
  1、烤烟品种试验进展
 
  2004年通过12个烤烟新品种(系)全国25个试验点的小区对比试验,筛选出4个优良品系升入生产试验。
 
  北方区参试的6个品种(系)的主要经济性状综合来看,品种间差异较小。比较而言,以9717总体表现较好,其平均亩产量、均价、亩产值、上等烟比例均极显著高于对照NC89,在邓州、许昌、建平表现较好。其次是JY-02、LJ29、8504其主要经济性状显著或极显著高于对照NC89。JY-02的平均均价较高,在建平、牡丹江、延边表现较好;LJ29在莒县、陕县表现较好;8504的上等烟较高,今年在陕县、莒县、许昌表现较好。推荐9717、8504参加2005年生产试验。
 
  参加南方试验的6个品种(系)统计结果表明,云烟97、CF209和K07表现较好,主要经济性状均高于或显著高于对照品种K326。云烟97在弥勒、寻甸、泰宁、凉山、福泉等地表现较好;CF209在毕节、宣城、泰宁等地表现较好;K07在凉山、慈利、南雄、弥勒等地表现较好;YNH09、94-7,其主要经济性状与对照品种K326相当。 YNH09在弥勒、寻甸、宣城、旬阳等地表现较好;94-7的特殊适应性表现强,在凉山、南雄、咸丰、旬阳等地表现较好。各参试品系的化学成分平均含量除烟碱外均在适宜范围内,比例较协调。比较而言,CF209、94-7的烟碱平均含量略低;94-7的K2O含量较高。推荐云烟97、CF209参加2005年生产试验。
 
  2004年在南方区11省13个试点对YH01、9601和K326,北方区5省5个试点对CF986、6614和NC89进行了生产对比试验,并进行了不同施肥水平及烘烤特性观察试验。试验结果表明:YH01主要经济性状与对照品种K326相接近,在各点表现均较一致,适宜区较广。9601在江西峡江、皖南宣城和广东南雄表现较突出,明显优于对照品种K326,适宜于东南地区的冬烟烟区种植。北方区的CF986表现较为突出,从各点的试验结果看CF986在北方区各试点均表现良好,明显优于对照品种。6614在河南襄县表现较好,其它各点与对照相近,后期赤星病稍重,总体表现略优于或与对照对照品种NC89相当。
 
  2、白肋烟品种试验进展
 
  2004年7个白肋烟新品系、8个试验点的小区试验结果表明,参试品系大田生育期为90-94d;田间生长势除50926、EB4#在个别试点表现弱以外,各品系田间生长势均较强;YNBS1、2009和2017产量、产值、均价、上中等烟率较高; 2009、YNBS2评吸质量与对照相当,为中偏上,其余品系评吸质量为中等; 9908、YNBS2、YNBS1、2009抗黑胫病,50926、2017中抗黑胫病,EB4#中感黑胫病,2009、2017抗TMV、感赤星病。根据今年的试验结果,按照区域试验程序,推荐2009、YNBS1、50926三个品系下年度升入生产示范试验。
 
  2004年生产示范结果表明,EB4#大田生长势强,产量、产值、均价分别比对照品种增加11.8%、16.3%、4.2%,上等烟率、上中等烟率分别比对照品种鄂烟1号提高0.8、3.3个百分点。原烟颜色多为红黄色,叶面皱折,结构疏松,身份适中,弹性强,光泽鲜明,成熟度好,外观质量好。平均烟碱含量高于对照品种,内在化学成份的协调性要比对照品种差,自然发病状况与对照相当。
 
  (三)烟草远缘体细胞杂交育种研究
 
  采用不对称体细胞杂交技术,可以打破有性杂交的不亲和障碍,使远缘物种间的叶绿体基因组与线粒体基因组重新组合,创造新变异的细胞质。获得了33株再生植株。经形态学、细胞学、同功酶分析和RAPD分析,断定再生植株具有普通烟草的细胞核。获得的全部胞质杂种植株除表现雄性不育外,其他性状与K326一致,与普通烟草品种回交可正常结实。新胞质雄性不育系的选育为我国烟草雄性不育系和杂种优势的研究增加了新的细胞质来源,用于配制杂种一代在生产中应用潜力也较大。
 
  通过原生质体融合获得N.tabacum (2n=48) 革新一号和粉蓝烟草 N.glauca (2n=24)的种间体细胞杂种,其中一棵再生植株经形态学、育性、根尖染色体数目检测以及采用RAPD 和 SCAR双标记技术来分析杂种细胞核基因组组成,各项指标表明该杂种含有双亲共同的全部细胞核遗传组成,即为种间对称杂种。与通过双单倍体染色体加倍而获得的双二倍体杂种相比,该对称体细胞杂种具有一定的自交育性,因而可以通过自交来加以保存,为研究在烟草属中不同来源的染色体的行为和进化提供了宝贵的材料,同时它在远缘杂交研究中可充当桥梁亲本,有利于野生烟草的有益性状转移到普通烟草栽培品种。 
 
  二、烟草营养栽培及相关学科
 
  (一)烟草种植区划研究
 
  在全国烟叶质量主要化学成分分析等“三大分析”工作深入基础上,2004年在全国20个左右的烟叶主产省份的种植区划研究工作已经全面展开,云南、山东等7个烟叶主产省的典型区划研究工作也已正式启动。全国烟草种植区划研究是目前各项研究的基础,也是发展中式卷烟和烟叶可持续发展的基础,通过烟叶质量动态数据库的建立,可以为卷烟配方设计、加香加料、优化烟叶资源配置提供重要而丰富的基础数据信息。
 
  (二)以成熟度为中心配套生产技术试验示范与推广
 
  在中国烟叶公司的组织协调下,由青州烟草所组织大专院校、科研院所开展以成熟度为中心的专项技术研究,其中包括生理生化指标体系的研究制定、配套生产技术试验示范和新技术、新产品的开发等;同时在云南等14个省34个县进行生产示范,示范面积达15万多亩;通过生产示范的烟叶由上海等19个卷烟工业或中间商参与烟叶质量评价、配方验证和使用工作。
 
  通过一年来的试验研究,取得以下几个方面的进展。初步确立了全国协作的集教、学、研,农、工、商于一体的科研课题组;进一步研讨落实了科研计划和生产技术推广应用方案;围绕烟叶成熟度这一影响烟叶质量的关键因素,针对不同产区、不同品种、不同卷烟企业对烟叶原料质量的不同要求,进行不同的专题研究,取得了很多对生产具有指导意义的研究成果;着手建立生产信息咨询系统,研究录制技术推广音像制品,建立和完善推广体系和推广队伍。使科研成果和新技术能够及时落实到位,为今后的工作奠定了坚实的基础。
 
  (三)部分替代进口烟叶生产示范和工业验证
 
  部分替代进口烟叶生产示范和工业验证项目,以提高成熟度为核心,突出不同产地烟叶香气风格特征增加香气量和香气浓度,改善烟叶化学成分,批量生产津巴布韦烟叶质量水平,有计划有步骤地解决进口烟叶部分替代问题,以满足名优卷烟生产对优质原料日益增长的需求。针对示范点烟叶质量和与进口烟质量的差距,确立实施方案,并进行了“高香气、中烟碱、低焦油优良品种筛选”、“成熟度量化指标和烤香技术研究”、“土壤改良试验”、“生态增温地膜试验”、“烟叶成熟采收模式试验”、“烘烤关键温湿度和烘烤工艺试验” 等相关专题试验研究与烟叶验证工作。 
 
  三、植物保护及相关学科
 
  (一)烟草病虫害预测预报
 
  2004年进一步完善了烟草主要病虫害测报调查技术,形成了初步技术规范,并在有关烟区推广应用。完善了全国16个省预测预报站点建设,按照烟草生态区域布局进行相关调整,使预测预报站点布局更为合理,运转更为有效。在湖南、云南、湖北三个省区进行了烟草病虫害预测预报和综合防治示范,进行统一测报、统一防治,将烟草病虫害预测预报与综合防治有机地结合起来,提高了综合防治效果,并起到了较好的示范作用。
 
  (二)病虫害综合防治技术
 
  “我国烟草主要病虫害综合治理技术集成与示范推广”在山东临沂、贵州遵义、云南大理3个科研示范基地及福建长汀、广西靖西、江西石城、河南三门峡、云南弥勒、四川会理、黑龙江宾县7个烟叶标准化示范县根据本地生态、社会、经济条件,结合本地病虫害发生为害实际情况,开展了烟草病虫害综合防治技术集成与示范推广,示范面积共22000亩。建设了较为标准的病虫害综合防治示范区,建立了技术支撑和保障体系、技术实施体系、效果评价体系等三个体系;形成了烟草病虫害综合防治技术规范、烟草病虫害预测预报技术和工作规范、烟草农药合理使用技术规范等三个技术规范;基本达到了三个技术经济指标:(1)病虫害造成的经济损失控制在10%左右(2)防治成本低于当地平均水平,烟叶效益明显增加,投入产出比增高(3)烟叶农药残留量低于国内有关标准。
 
  (三)病毒病有效控制技术
 
  通过对我国主要产烟省份(黑龙江、辽宁、山东、河南等4省)烟草主要病毒种类及株系调查,已基本明确各地主要病毒病种类和株系分布。中国农科院植物保护研究所开展了快速病毒检测技术研究,并已成功研制出用地高辛标记探针检测TMV、CMV和PVY等三种烟草上的病毒病检测试剂盒,并提供给中国烟草总公司青州烟草研究所和河南省农科院烟草所应用。沈阳农业大学开展抗病毒复配剂的研究。已成功研制出克Y特灵和博联生物菌两个对病毒病有较好防效的抗病毒剂,特别是克Y特灵对马铃薯Y病毒病有比较理想的防治效果。
 
  青州烟草研究所开展了烟草种质资源抗主要病毒种类(TMV、CMV、PVY等)筛选和利用研究;针对主要病毒种类进行抗病毒品种选育研究。并已初步选育出几个抗病毒病较好的烟草品种。
 
  四、技术推广与普及
 
  烟草品种布局进一步优化,自育品种种植面积接近60%,一些风格较为突出的品种种植面积有所扩大。集约化、商品化育苗面积大幅度增加,2004年漂浮育苗面积达到763万亩,同比增加267万亩,达到种植总面积的51%。三段式烘烤工艺应用面积1468万亩,普及率达到97%。平衡施肥技术得到进一步普及,推广面积796万亩,占植烟总面积的53%。全国病虫害测报网覆盖面积达到1196万亩,占种植面积的79%,其中统防统治面积633万亩,占42%,在提高烟叶质量,降低病虫害损失方面产生了明显的效果。各地在推广以控氮降碱为重点的平衡施肥技术的同时,科学调整专用肥配方,注重烟水配套,以水调肥,满足烟叶生长的需要。集约化、自动化等新型调制设备不断应用于生产,提高了生产效率,降低了劳动强度。
 
  五、国际烟草农业最新发展动态
 
  (一)白肋烟安全性研究比较活跃
 
  美国、日本等一些国家对影响白肋烟TSNA含量的农业措施研究比较活跃,涵盖了品种、施肥、调制技术等多个方面研究,取得多方面的进展。如随着施氮量增加,TSNA含量明显增加;不同晾制环境对TSNA含量影响较大,干筋期烤房中空气通风状况与TSNA的形成有关,变化幅度在1-7ppm;收获后的白肋烟在适当温度下储藏,可以在不增加TSNA含量的情况下提高烟叶级指;低烟碱的烟草品系TSNA积累量也低,不同白肋烟品种烟碱转换为甲基烟碱的遗传的相对稳定性并不符合传统的遗传规律等。
 
  (二) 生物技术成为遗传育种研究的热点
 
  随着世界各国对烟草品种要求的不断提高,在传统育种方法的基础上,各国普遍开展了生物技术育种。日本研究人员通过单倍体育种方法育成腋芽生长势大幅度低于常规品种的新品系,报道了来自烟草双二倍体两套硝酸转运基因的特征;美国学者研究了抗TMV烟草品系中N基因在染色体上的分布,进行了2条霜霉病抗病基因的RAPD标记克隆,并把设计引物作为SCAR标记进行育种,报道了通过幼苗颜色基因修饰区分烟草单倍体种子的方法。意大利研究人员进行了烟草属内各种的ISSR标记法遗传印记研究。
 
  (三)栽培技术不断深入和细化
 
  目前的烟草栽培技术研究多是围绕现有技术的深入和细化。日本作为地膜覆盖发明国,并不断细化该方面的研究,最新研究指出,地膜覆盖可以造成土传病害的上升。近期还开展了利用淀粉、脂肪酸聚碳酸酯、醋酸纤维和多羟基丁酸生产生物降解塑料薄膜的研究。印度报道了应用Visual basic软件建立的烟田施肥和灌溉决策系统及其运行情况,说明印度在烟草栽培技术自动化方面取得了新的进展。津巴布韦科研人员研究了不同轮作方式下烟田土壤有机质、pH、氮、磷等变化规律,发现烟草与牧草3年轮作可以保持土壤肥力并促进有机质的积累。捷克报道了种子萌发势与种子大小成正比,加入少量的KNO3溶液可增强萌发势。希腊科研人员研究了不同烟草类型、品种、施肥方法、栽培和采收方式对灌溉水中不同氯含量处理的反应后发现,氯含量在不同类型烟草的品种间存在差异,灌溉水中的含氯量应低于20mg/L。美国科研人员通过在移栽水中加入6kg/hm2的磷,代替土壤条施45 kg/hm2的磷,既降低了磷肥用量,又不影响烟叶产量和质量。
 
  (四)植物保护研究广泛
 
  农药残留普遍受到关注,该方面的研究较多,主要涉及检测指标和监控机制。印度研究人员研究了农业、生物、生态,综合施用化学杀虫剂的综合管理系统,表明该系统可以减少害虫的危害,增加天敌活动数量,减少杀虫剂的施用。日本学者研究了BT分离物对烟草甲等害虫的防治效果,实验发现BT菌液态培养物的上清液经100℃处理10分钟后,杀虫活性仍保持不变。美国和加拿大学者进行了轮作对根结线虫病防治效果的研究,加拿大研究结果表明,烟草与粟轮作防治根接线虫和对土壤氮素含量及烟草生长发育的影响,结果发现该项措施可达到接近土壤药物熏蒸的效果。美国学者研究了病株和健康烟苗内生细菌群落的差异。法国学者研究了PVYn株系侵染对白肋烟叶卷烟烟气的影响,毒理试验表明PVY接种烟叶导致突变性显著增加。
 
  (五)国内外科技发展水平比较
 
  烟草种质资源收集和保存方面走在世界前列,是世界上烟草种质资源保存数量最多,遗传多样性较为丰富的国家。但种质资源的鉴定和创新方面尚需加强,对一些重要性状如品质、抗性鉴定上还很不全面和系统,尚有待进一步在分子水平深化研究。
 
  在现代生物技术和转基因技术研究方面,国际烟草界十分重视,投入了很大的力量进行研究,在优质、高抗和低害烟草品种选育以及在基因技术用于烟草生产生化药物等方面已取得了较大突破。而我国在该领域则刚刚起步,差距较大。
 
  烟叶质量总体水平不高,在烟叶香气质量、烟叶化学成分协调性、烟叶配伍性等方面,和国外先进国家相比,尚有一定差距。
 
  烟草生产机械化方面尚处于起步阶段,机械化生产水平较低,生产劳动强度较大,用工偏多,影响了农民种烟积极性。 
 
 
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