夏玉米自交系套袋授粉高效技術(shù)探討

孟靜嬌 李琰聰 趙畢昆 謝志堅 劉婷婷

（云南省保山市農(nóng)業(yè)科學研究所，保山678000）

夏玉米自交系套袋授粉高效技術(shù)探討

孟靜嬌 李琰聰 趙畢昆 謝志堅 劉婷婷

（云南省保山市農(nóng)業(yè)科學研究所，保山678000）

目前，我國玉米雜交種的普及率在95%左右，達到發(fā)達國家水平。雜交玉米育種的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是獲得高純度的自交系，人工套袋授粉是玉米自交系選育、提純復壯及組配新組合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何克服育種本身周期長、工作量大、效率低的局限，因地制宜地探索和制定出一套既簡單實用又高效保質(zhì)的套袋授粉技術(shù)具有重要意義。本文根據(jù)保山市近年來的玉米育種成效和實踐經(jīng)驗，結(jié)合該地所處西南區(qū)的生態(tài)區(qū)域特點，對玉米人工套袋授粉關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)要點進一步總結(jié)和探討，對其中的注意事項加以警戒和提示，可供相關(guān)育種工作者參考，并以期為類似生態(tài)區(qū)域的同行帶來一定的技術(shù)實踐依據(jù)和價值。

1 西南區(qū)的生態(tài)氣候特點

西南山地丘陵玉米區(qū)為中國玉米六大產(chǎn)區(qū)之一，該區(qū)包括四川、云南和貴州全省，湖北、湖南和廣西壯族自治區(qū)的西部，陜西南部及甘肅部分地區(qū)，有90%以上的地區(qū)為丘陵山地和高原，海拔在200～2500m。該區(qū)地形地貌復雜，立體氣候明顯，部分地區(qū)一年四季均可種植玉米，但全區(qū)玉米種植仍以夏玉米為主?？傮w上，西南大部地區(qū)夏季具有降雨量大、田間濕度高、氣溫偏低的氣候特點。保山市位于云南省西南部，平均海拔1800m，屬低緯山地亞熱帶季風氣候，氣候類型多樣；年溫差小，日溫差大，年平均氣溫14～17℃；降水充沛，干濕分明，年平均降雨量700～2100mm。通常情況下，七八月份月平均氣溫最高可達25～26℃，最低氣溫18℃，月平均降雨量160～180mm。

2 玉米授粉的適宜環(huán)境條件

玉米開花授粉受溫度、空氣相對濕度、土壤水分、風力等環(huán)境氣象因素的影響較大，高溫干旱的極端天氣最為不利。玉米授粉的適宜溫度為25～28℃，低于18℃時花粉活力低，高于35℃時花粉和花絲干枯，完全失去授粉能力；適宜空氣相對濕度為 65%～90%，低于30% 時嚴重影響開花受精；適宜土壤水分為田間持水量的70%～80%，低于15%時開花甚少，花絲萎蔫，高于80%時根系活力下降，不利受精萌發(fā)；適宜風力為晴朗微風≤3級，＞5級時，柱頭干枯，不易受粉。在此適宜環(huán)境條件下，花粉授在柱頭上10min后開始萌發(fā)，30min后大量萌發(fā)，1～2h花粉管進入花絲中，2～3d整個授粉到受精結(jié)束。

3 授粉技術(shù)操作

3.1 套袋套前準備 依據(jù)事先對當年所種材料作的編號標記在塑料標簽上，并寫明行數(shù)，對應(yīng)地套在每個株系行第1行靠過道的第1株上（位置盡量在植株莖稈上端），以便區(qū)分各株系。準備好足夠的塑料營養(yǎng)袋（煙草及果樹育苗多用，規(guī)格為長18cm、寬12cm）和剪刀。

套袋時間 一般在雌穗長出葉鞘4～6cm，花絲未抽出前，最好是雌穗尖部長成圓錐形時，最適宜套袋。套袋過早，雌穗太小不易套穩(wěn)，硬套會影響其生長；套袋過晚，很多植株雌穗可能已吐絲，套袋無效，減少了選擇空間。一般玉米自交系長出雌穗后的吐絲快慢，因不同自交系而有差異，需要根據(jù)各個材料的吐絲特點，靈活把握，及時套袋，寧早勿晚。整個套袋需先后分多次進行。

套袋方法 套袋時遵循“套足備授株，套上不套下”的原則。通常在植株生長前期已經(jīng)去雜去劣，套袋時再避開疑似雜異株、病蟲害嚴重株、矮小弱勢株和畸形株，在同一株系間，對剩余生長健壯株盡量多套甚至全套，以便授粉時有足夠的可選株。同一植株選擇最上穗進行套袋，既可免受上穗影響，又易識別便于操作，提高套袋和授粉效率。具體套袋操作為：將袋子口搓開后，左右手各執(zhí)塑料袋一邊同時下拉，將袋子一邊卡在雌穗與莖稈間，另一邊卡在葉鞘與雌穗間。袋子頂部與雌穗頂部留出4～5cm的空隙，以防雌穗生長吐絲中頂破紙袋從上部“跑絲”；空隙也不宜留太大，以免套袋長度不夠使得花絲從袋子下部“跑絲”。對于苞葉過長、苞葉口較緊的雌穗，可用剪刀剪去一小段再套袋，不傷及穗軸為宜，以促進整齊快速吐絲。對于少數(shù)雌穗未長出葉鞘就已開始吐絲的自交系材料，以節(jié)間粗壯至葉鞘拱起膨大成包裹狀為判斷特征，掰開葉鞘使果穗露出再套袋。

套后檢查 套袋后，要檢查套袋效果，一般有2種情況需進行復套。一是“跑絲”問題。不論是上“跑絲”還是下“跑絲”，因花絲已暴露在外，可能引起串粉，嚴格起見應(yīng)當舍棄，對雙穗或多穗株，可掰掉此穗后套其下穗。二是袋子松緊問題。發(fā)現(xiàn)袋子松動明顯歪斜的，需調(diào)整套緊。若袋子翻倒或直接掉落在地時，花絲未出的，換用新袋復套原穗；花絲已出的，掰掉上穗復套下穗；發(fā)現(xiàn)袋子太緊，穗頂迫近的，將袋子稍微上提謹防頂破。

3.2 授粉授前準備 授前需準備好全套授粉用具：牛皮紙若干（規(guī)格與A4復印紙相當，可重復利用）、剪刀、大頭針若干、鉛筆（帶橡皮擦頭，事先削好）、塑料標簽若干（小長方形塑料掛牌，規(guī)格3.5cm×2.5cm，有多種顏色，常用紅白2種）、塑料營養(yǎng)袋少許、酒精棉片（全棉無紡布+75%酒精制成，規(guī)格3cm×6cm，易攜帶、便操作）、背包（輕便單肩斜跨型為宜，大小可以盛放記載本及牛皮紙）、工作服（以附有2個大腰包的大褂為宜，方便快速取放小樣用具）、帽子（最好是大沿草帽，可對周圍異株花粉有所遮擋）。

授粉時間 授粉時機以套袋雌穗花絲吐出 3～4cm，呈短刷狀時為宜。過早花絲未完全吐露，授粉不完全，易造成禿尖；過晚花絲太老，活力降低，易造成一側(cè)粒小或缺粒的彎形玉米棒。在此時機，具體在當天9：00～12：00（實際應(yīng)根據(jù)當?shù)禺敃r的氣候和天氣狀況而定）露水干后，此時花粉和花絲活力均最高，授粉效果最佳。

授粉方法 （1）正確采粉。根據(jù)自交、姊妹交和雜交的不同，首先需找準要采花粉（父本）的株系行，一旦采錯花粉，后續(xù)一切工作白費。采粉時間與授粉時間一致，現(xiàn)授現(xiàn)采。具體采粉操作為：選擇正在散粉的代表性植株（盡量不取強勢株和弱勢株），先輕彈雄穗柄基部幾下，去除異質(zhì)花粉和死花粉。將牛皮紙沿長邊對折作為盛粉底邊，再將任意一個開口的短邊淺折2次（折進長度1cm左右）捏住，將開口的長邊盡量掙大（形成一個半閉合扁形口袋狀）對準雄穗。右手執(zhí)采粉紙，輕輕將雄穗彎下靠近采粉紙敞口，壓住雄穗，左手手指敲擊或拍動雄穗柄基部，花粉便落入采粉紙內(nèi)。采集夠本次花粉量時，切記迅速把采粉紙合攏，防止周圍異質(zhì)花粉混入。

（2）選擇授粉株。一般在同一個自交系株行內(nèi)，當年幾乎都既要自交或姊妹交進行提純復壯，又要雜交進行組配新組合。此時，優(yōu)先進行自交和姊妹交，再在剩余套袋株內(nèi)優(yōu)選雜交株。首先，在株高、穗位高、葉相、雄穗分枝和大小等基本整齊一致的具有本自交系特征的套袋植株里擇優(yōu)對穗位較低，花絲豐富的雌穗進行自交。自交株數(shù)量按計劃而定，根據(jù)材料特點，有的需要自交多穗。自交同時，對明顯退化或有衰退跡象的植株，應(yīng)進行姊妹交。最后，可在剩余植株里再優(yōu)選吐絲多而好的雌穗進行雜交。在允許條件下，授足優(yōu)選株，以備后期收獲和考種鑒定時有足夠的選擇空間。

（3）時效授粉。授粉時，一般至少由2人合作，授粉需及時有效，做到“輕揭袋，緊剪須，勻抖粉，速套袋”。具體為：其中一人拿著盛有花粉的采粉紙靠近待授雌穗，另一人輕輕將袋子揭起（以免動到莖稈使得花粉向下散落）至雌穗頂部離袋口2～3cm 處，遮蓋在花絲上部，此時執(zhí)粉人緊跟著用提前擦拭過的剪刀將玉米“胡須”即花絲剪齊成平頭狀（若不平整，花粉易倒向花絲一邊，授粉易偏頭而造成花粒棒），然后將采粉紙未折疊的開口短邊置于花絲上方3～5cm處傾斜45°角，右手手指捏緊折線短邊，食指卡進開口長邊使其微開口以便花粉往外滑落，抖動右手手腕，花粉即從短邊開口處撒落在花絲上。注意抖粉時盡量在花絲“平頭”上均勻散粉，紙不要碰到花絲。授完粉，執(zhí)袋人迅速將原袋套回，再用大頭針將其固定（大頭針與果穗基部呈45°角的固定效果最好）。然后用鉛筆在塑料標簽上寫明授粉方式、父母本編號和授粉時間，標記要準確、清晰、簡單、易識別。統(tǒng)一將牌掛在授粉果穗穗位上一節(jié)，使塑料牌垂下正好指向授粉果穗。習慣上，采用白牌掛自交株，為節(jié)省時間，可以不標記直接掛牌；用白牌上標記母本，寫授粉株系行編號代表父本，寫采粉株系行編號）。

接著再采授另一不同花粉和雌穗時，務(wù)必更換新的采粉紙（用過的紙需抖凈余下花粉后暴曬至少3h待附著花粉失活后才能繼續(xù)使用），并用酒精棉片擦拭手和剪刀，殺死附著的前花粉。授粉整個動作務(wù)必要輕而快，減少異質(zhì)花粉混入的機會。

授后管理 （1）檢查補授。授粉期間，由于各自交系吐絲快慢差異，適宜授粉時間也隨之前后不一，可以邊授新株邊檢查已授株的授粉效果。若發(fā)現(xiàn)花絲鮮活，顏色鮮艷，生長過長的果穗，說明授粉效果不佳，需補授。大多數(shù)已授果穗都需再補授一至兩次，以確保籽粒飽滿，提高結(jié)實率。授粉后，還需同時檢查套袋效果，對袋子松動易掉和袋子太緊易被頂破的果穗，需適當調(diào)整，重新插針固定。

（2）適時取袋。待全部授粉完成約10～15d，以授粉果穗花絲全部萎蔫為標志，此時花粉也基本全部散盡，需及時取下塑料袋，以防濕度過大導致果穗頂部霉變腐爛。塑料袋取下應(yīng)集中回收處理，不能隨手丟棄于田間以致污染農(nóng)田。

4 技術(shù)高效優(yōu)勢

本套袋授粉技術(shù)適合在授粉季多晴朗無風或風力較小的地方使用，一般夏季溫暖偏濕少風的西南大部地區(qū)均能適用，且對低代、高代材料均適用。與傳統(tǒng)及北方多用技術(shù)相比，該技術(shù)具有以下5個高效優(yōu)勢：（1）套袋用塑料營養(yǎng)袋。高溫干旱的北方地區(qū)均用羊皮紙（硫酸紙）或牛皮紙?zhí)状?。此種套袋在北方可以保護花絲和花粉免受高溫烈日灼傷而降低活力甚至喪失活力，但存在工序較麻煩，操作速度慢；不易察看套袋后的吐絲長度及初次授粉后的花絲長相，授粉效率低；紙袋稍硬偏厚，難以固定，有易被風雨吹擊而掉落的缺點。本技術(shù)使用的塑料營養(yǎng)袋在不影響花絲的前提下避免了上述缺點。（2）只需粗選套袋株。套袋時粗選多套，既方便授粉時連同吐絲指標一起參考進行優(yōu)選足授，又可在套袋時省時省力，最大限度利用人力資源，這樣可以同時提高套袋和授粉效率。（3）不套雄穗。操作時雄穗不套袋，直接節(jié)省人力、物力和時間，因采集花粉可能會出現(xiàn)的極少數(shù)花粉混雜而產(chǎn)生的個別雜株，只需在下一代自交系種植時于苗期拔除雜株即可。（4）雌穗套袋時無需插針固定。套雌穗時，直接將袋子適度套緊即可，既能穩(wěn)固不易掉落，又可提高套袋速度。（5）采粉只需用牛皮紙張。臨采粉時，將牛皮紙張折成半閉合口袋狀即可盛粉，不需用針縫制成袋子；臨授粉時，直接將采粉紙打開即可抖粉。這樣既容易攜帶，方便操作，又可以減少授粉工序和時間，提高授粉效率。

[1] 張艷霞.談現(xiàn)代玉米種植中的育種技術(shù).科學與財富，2012（3）：339-339

[2] 胡立勇，丁艷鋒.作物栽培學.北京：高等教育出版社，2008

[3] 秦家友，嚴康，任緯，等.玉米自交高效套袋授粉技術(shù)．中國種業(yè)，2014（11）：67-68

2016-10-09）