棉花分系優(yōu)選混繁法繁育原種技術(shù)的理論與實(shí)踐

王為然

摘要：棉花原種作為大田用種的源頭之一，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)于生產(chǎn)品種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮尤為關(guān)鍵。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，圍繞新疆棉花生產(chǎn)特點(diǎn)，在細(xì)化和改進(jìn)原種生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，提出了棉花“分系優(yōu)選混繁法” 繁育原種技術(shù)。該技術(shù)由“優(yōu)株量化選擇技術(shù)、優(yōu)系南繁精選技術(shù)、三圃同繁精播稀植技術(shù)”三部分組成，實(shí)施后較傳統(tǒng)的“三圃制”縮短近1年時(shí)間，品種種性得以顯著保持或改進(jìn)，繁殖系數(shù)明顯提高。

關(guān)鍵詞：棉花；種子繁育；精量播種；分系優(yōu)選

中圖分類號(hào)：S562.038 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3143（2018）04-0007-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.04.002

0 引言

作物要優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，良種必為先。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本，適宜配套的良種繁育技術(shù)不但能夠高效、快速地生產(chǎn)出高質(zhì)量的原種，還能有效延長(zhǎng)品種使用年限[1]。棉花是一種常異花授粉的作物，為了保持品種優(yōu)良種性、加快繁殖速度以適應(yīng)生產(chǎn)對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)種子的需求，種子生產(chǎn)者提出了很多原良種繁育技術(shù)方法。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法主要有兩種。一種是 “三圃制”，它是我國(guó)1953年從前蘇聯(lián)引進(jìn)，以改良混合選擇法為基礎(chǔ)的方法，由株行圃、株系圃、原種圃三部分構(gòu)成，該技術(shù)長(zhǎng)期成為我國(guó)棉花良種繁育的核心技術(shù)[2]。另一種是四級(jí)種子生產(chǎn)技術(shù)，其由“育種者種子、原原種、原種和良種”等環(huán)節(jié)構(gòu)成[3]，在我國(guó)也得以較大面積示范應(yīng)用。目前，棉花的“三圃制”及“四級(jí)種子生產(chǎn)技術(shù)”均不同程度地存在著繁育周期長(zhǎng)、繁殖系數(shù)低、品種種性保持差等諸多弊端，為了解決這種問題，國(guó)內(nèi)在上述方法的基礎(chǔ)上因地制宜地提出了改良眾數(shù)混選法、自交混繁法和三年兩圃法等[4-7]，以及與四級(jí)種子生產(chǎn)程序大致相同“統(tǒng)保分繁”技術(shù)等[8]，有效解決了不同區(qū)域的良種繁育問題。新疆棉花種子生產(chǎn)和內(nèi)地有一定不同，除棉花生長(zhǎng)環(huán)境因素外，其組織也更加多元化。如何快速、高質(zhì)量生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)原種，從而進(jìn)一步擴(kuò)繁并迅速推廣，是擺在棉花育種及推廣工作者面前的一個(gè)重要問題。本文圍繞新疆棉花生產(chǎn)特點(diǎn)，從優(yōu)選單株到原種生產(chǎn)中的種子繁育技術(shù)入手，提出了“分系優(yōu)選混繁法”繁育原種技術(shù)，以期能為新疆原良種繁育提供技術(shù)支撐。

1 棉花“分系優(yōu)選混繁法”繁種程序

根據(jù)棉花經(jīng)濟(jì)性狀遺傳規(guī)律及生育特點(diǎn)，為保持品種群體遺傳穩(wěn)定與優(yōu)化提高，在全面試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)分析總結(jié)，提出棉花“分系優(yōu)選混繁法”原種繁育技術(shù)。該方技術(shù)是以單株和分系選擇為基本手段，明確了單株優(yōu)選技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，建立多個(gè)優(yōu)株行圃、優(yōu)株系圃、分系保種圃，形成了核心種子—基礎(chǔ)種子—原種的生產(chǎn)程序，其繁種程序如圖1。

2 棉花“分系優(yōu)選混繁法”實(shí)施內(nèi)容

2.1 優(yōu)株量化選擇技術(shù)

包括株型、葉型（色）、鈴型（重）、衣分、子指、種型（色）、絮色、絨長(zhǎng)、比強(qiáng)度、細(xì)度、整齊度等10余個(gè)必考（測(cè)）重要指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)品種特性進(jìn)行專門性狀的選擇（如熟性、抗病、抗早衰、含絮力等）。根據(jù)考測(cè)結(jié)果，鈴重、衣分和絨長(zhǎng)、強(qiáng)力等主要性狀以大于該品種標(biāo)準(zhǔn)株年度平均數(shù)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)為選擇參考標(biāo)準(zhǔn)，建立起單株優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)體系。建議入選單株在100～150株左右。以新疆陸地棉品種新陸中84號(hào)和海島棉品種新海43號(hào)的優(yōu)選單株性狀為例介紹分布情況。

2.1.1 陸地棉品種單株優(yōu)選技術(shù)

首先以葉型、株型、鈴型等植物學(xué)性狀為主，在蕾花期和絮期進(jìn)行2次棉花典型株選擇。秋季收獲500株左右，進(jìn)行室內(nèi)考種檢測(cè)，淘汰不達(dá)標(biāo)株。如以新陸中84號(hào)為例，鈴重與衣分等產(chǎn)量性狀分別參考其標(biāo)準(zhǔn)差0.44 g和1.64 個(gè)百分點(diǎn)、對(duì)大于平均值5.40 g和44.74%的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)（0.4 g和1.6個(gè)百分點(diǎn)）單株入選，可適當(dāng)放寬些標(biāo)準(zhǔn)；而品質(zhì)性狀纖維長(zhǎng)度、強(qiáng)力必須大于平均數(shù)30 mm和29.6 cN/tex以上1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（1.0 mm和1.2 cN/tex）以內(nèi)的單株入選，馬克隆值則在平均數(shù)以下的單株入選，整齊度必須大于平均數(shù)85.6%的單株入選（表1、圖2）。

2.1.2 長(zhǎng)絨棉品種單株優(yōu)選技術(shù)

以長(zhǎng)絨棉新海35號(hào)為例，在單株選擇時(shí)，鈴重與衣分等產(chǎn)量性狀參考其標(biāo)準(zhǔn)差0.32 g和1.62個(gè)百分點(diǎn)、對(duì)大于平均值3.3 g和32.5%的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)（0.3 g和1.6個(gè)百分點(diǎn)）單株入選，而纖維長(zhǎng)度、強(qiáng)力必須大于平均數(shù)37.2 mm和43.5 cN/tex以上1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（1.1 mm和2.8 cN/tex）以內(nèi)的單株入選，馬克隆值則在平均數(shù)以下的單株入選，整齊度必須大于平均數(shù)87.8%的單株才能入選（見表2、圖3）。

2.2 優(yōu)系南繁精選技術(shù)

為加快繁種進(jìn)度，對(duì)優(yōu)選100～150株中的特優(yōu)單株50株左右，于當(dāng)年10月底進(jìn)行海南加代，并進(jìn)行隔離繁殖和去劣保優(yōu)，建議至少對(duì)特優(yōu)株行進(jìn)行自交。在次年三月份，進(jìn)一步去掉劣勢(shì)和異質(zhì)性株行。對(duì)入選的株行首先進(jìn)行一次優(yōu)株、優(yōu)株行單收，用于下一步在新疆種植成株系；對(duì)其余同類型株系進(jìn)行全部混收，用于下一步建基礎(chǔ)種子田的生產(chǎn)。

2.3 三圃同繁精播稀植技術(shù)

于次年4月進(jìn)行三圃同繁工作。

2.3.1 優(yōu)株行圃

對(duì)中選的150株左右中的剩余優(yōu)株100株用于保種圃建設(shè)，亦可將海南南繁的優(yōu)株納入其中，剔除劣質(zhì)和異質(zhì)性株行。

2.3.2 優(yōu)株系圃

對(duì)南繁株系進(jìn)行擴(kuò)繁。首先對(duì)種子進(jìn)行人工精選，去除異形籽、黃籽、破籽等。對(duì)南繁特優(yōu)株系種子采用精播、適度稀植，株距可由原來的8.8～10.0 cm，改為13 cm左右，以一膜四行為例，播幅寬1.5 m，理論密度由270000株/hm2降為195000株/hm2左右，使產(chǎn)量基本保持較高水平，可迅速擴(kuò)大繁殖系數(shù)。

2.3.3 原種圃

將南繁混系在土壤、肥力較好，灌溉條件有保障的棉田采用精量播種，進(jìn)行大面積擴(kuò)繁，于當(dāng)年秋季即可完成基礎(chǔ)種子田的建設(shè)，生產(chǎn)出原種。

3 “分系優(yōu)選混繁法”的應(yīng)用效果

由于連續(xù)多性狀進(jìn)行定向優(yōu)化選擇，從而使棉花品種重要性狀指標(biāo)得到持續(xù)提高和綜合優(yōu)化，并且群體保持了較高水平的遺傳平衡，因此后代種群具有優(yōu)良的生產(chǎn)能力和適應(yīng)性。

該方法從第二年起實(shí)行的是從優(yōu)株行、優(yōu)株系、原種三級(jí)同步鑒定選擇。因此，具有快速提高品種重要經(jīng)濟(jì)與生物性狀，以及快速繁殖高質(zhì)量原種的效果。

對(duì)新陸中84號(hào)基礎(chǔ)種子田的100個(gè)株行隨機(jī)選取500個(gè)單株的進(jìn)行考種和測(cè)試。纖維長(zhǎng)度大于30 mm的單株主要集中在30.0～30.9 mm、31.0～31.9 mm兩個(gè)分布范圍，各自分別占總選株數(shù)比例的38.5%和29.5%。纖維比強(qiáng)度大于30 cN/tex的單株主要集中在30.0～30.9 cN/tex、31.0～31.9 cN/tex兩個(gè)范圍，分別占各自單株比例的36.8%和29.1%。所選單株平均絨長(zhǎng)達(dá)到30.8 mm、平均比強(qiáng)度達(dá)到30.5 cN/tex，分別較改良前增加0.5 mm和0.8 cN/tex。同時(shí)，單株鈴數(shù)平均較改良前平均提高1.49個(gè)、鈴重提高0.3 g、衣分高1.2個(gè)百分點(diǎn)。

長(zhǎng)絨棉新海43號(hào)單株纖維長(zhǎng)度在37.5～39.0 mm的單株占到77.5%，纖維強(qiáng)力在43.5～47.0 cN/tex的單株占到68.3%，較改良前所選單株平均值分別提高0.9 mm和1.5 cN/tex，平均結(jié)鈴數(shù)提高2.5個(gè)，鈴重基本相當(dāng)，衣分平均值達(dá)到33.6%。

4 討論與結(jié)論

4.1 “分系優(yōu)選混繁法”與其他繁育方法的關(guān)系

“分系優(yōu)選混繁”技術(shù)是在“三圃制”基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，借鑒了美國(guó)和埃及棉花良種繁育過程中采取的“提高選擇壓力、優(yōu)中選優(yōu)”的策略和國(guó)內(nèi)的“自交混繁法”繁殖技術(shù)，在提高品種質(zhì)量的同時(shí)，克服了原原種繁殖周期長(zhǎng)的不利因素。同時(shí)結(jié)合了四級(jí)種子生產(chǎn)程序的部分內(nèi)容，提高了原種繁殖系數(shù)，為企業(yè)大面積生產(chǎn)良種提供了支撐。

4.2 關(guān)于良種繁育的組織形式

從生產(chǎn)實(shí)際看，棉花原原種繁育最好在育種單位或技術(shù)條件、生產(chǎn)條件、組織管理等方面具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的原種場(chǎng)進(jìn)行，因?yàn)樗麄儗?duì)品種的綜合表現(xiàn)及存在問題最清楚。原種和良種繁殖區(qū)應(yīng)由育種者和種子企業(yè)共同協(xié)商確定。

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