海南多地不同季節(jié)棉花輪回種植方法初探

陳弟，黃東梅，馬伏寧，林妃，殷曉敏

（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站，?？?71737）

棉花起源于熱帶和亞熱帶。海南尤其是被稱(chēng)為“天然溫室”的三亞，其氣候條件和地理環(huán)境接近于棉花起源地，適宜進(jìn)行棉花育種和基礎(chǔ)研究。 為縮短育種年限[1-2]，研究人員冬季在海南進(jìn)行棉花等多種作物的南繁，甚至一年多代種質(zhì)創(chuàng)新[1-3]。 海南傳統(tǒng)的南繁區(qū)域在三亞、陵水、樂(lè)東等市（縣），已實(shí)現(xiàn)一年三代棉花種植的目標(biāo)[3-6]。這些區(qū)域長(zhǎng)年用于作物南繁育種，病菌數(shù)量和蟲(chóng)口密度增加，再加上春夏季高溫、夏秋季臺(tái)風(fēng)，給這些區(qū)域進(jìn)行一年三代棉花繁育帶來(lái)壓力[7-9]。 為了避免不利因素的影響，需要探索新的有效途徑，在海南島不同區(qū)域不同季節(jié)輪回進(jìn)行棉花多代種植模式。

海南島中部黎母山脈、五指山脈和雅加達(dá)山脈等三大山脈導(dǎo)致海南島形成氣候差別較大的五大區(qū)域，冬季表現(xiàn)更為明顯，直接影響農(nóng)業(yè)布局及農(nóng)業(yè)育種的發(fā)展[10-11]。根據(jù)《中國(guó)國(guó)家地理》，海南島南部為半干旱半濕潤(rùn)區(qū)，包括三亞、陵水、樂(lè)東等，春天回溫快、氣候最暖和、光照強(qiáng)烈、相對(duì)干燥，是理想的、也是傳統(tǒng)的冬季南繁區(qū)域；北部半濕潤(rùn)區(qū)包括?？?、儋州、定安、臨高、澄邁以及屯昌等，春夏季回溫比其他省區(qū)早卻比南部晚，“過(guò)渡性”氣候特點(diǎn)為農(nóng)業(yè)育種區(qū)域轉(zhuǎn)變帶來(lái)新的選擇；西部為半干旱區(qū)，包括昌江、東方等，在山脈背風(fēng)處，全年少雨冬季干爽，臺(tái)風(fēng)危害較小，可滿(mǎn)足作物育種需求；東部為濕潤(rùn)區(qū)，是全島最潮濕地區(qū)，尤其在秋冬季會(huì)出現(xiàn)濕冷天氣；中部是熱帶森林山區(qū)，光照不足，不宜作為作物育種基地。

目前國(guó)家明確提出加強(qiáng)海南南繁科研制種基地建設(shè)， 海南再次被國(guó)家提升為南繁育種戰(zhàn)略要地。本研究依據(jù)海南島中間高四周低的地形地貌和氣候特點(diǎn)，選擇具有代表性的3 個(gè)區(qū)域——海南島南部、 北部和西部等部分市縣進(jìn)行周年輪回種植，從而減輕傳統(tǒng)的冬季南繁區(qū)域高密度蟲(chóng)害，規(guī)避自然寒害和臺(tái)風(fēng)危害，加快繁育進(jìn)程，降低自然災(zāi)害，減少農(nóng)藥污染，節(jié)約育種成本，同時(shí)對(duì)其他作物南繁育種在海南島內(nèi)布局提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

用于棉花自交、雜交、鑒定的品種（系）有6 個(gè)，包括中棉所12、中棉所16、TM-1、新陸早7 號(hào)、冀棉11 號(hào)、海7124。 其中，海7124 為海島棉品系，其余5 個(gè)為陸地棉品種（系）。每個(gè)材料在各試驗(yàn)點(diǎn)種植面積為20 m×33.35 m，設(shè)3 次重復(fù)。

配制的抗病與豐產(chǎn)雜交組合分別是中棉所35×魯棉11 號(hào)、遼棉17 號(hào)×海7124。2015 年在海南三亞開(kāi)始配制雜交組合，當(dāng)年收獲F1，當(dāng)年選育F2優(yōu)良單株，2016―2017 年雜種F3在海南島內(nèi)種植，一年三代，2 年共種植6 代，獲得F8種子。 每個(gè)材料設(shè)3 次重復(fù)， 每個(gè)重復(fù)種植面積為20 m×33.35 m。

配制的陸陸雜交組合中棉所35×魯棉11 號(hào)的雜交后代稱(chēng)為中魯F3～中魯F8。 陸海雜交組合遼棉17 號(hào)×海7124 的雜交后代稱(chēng)為遼海F3～遼海F8。

1.2 棉花輪回種植布局

在海南島不同區(qū)域不同季節(jié)進(jìn)行棉花種植，共11 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，采用常規(guī)棉花栽培管理技術(shù)[10]，第一代棉花種植時(shí)間是10 月中下旬， 地點(diǎn)為三亞市崖州區(qū)崖城鎮(zhèn)、陵水縣椰林鎮(zhèn)和樂(lè)東縣和樂(lè)鎮(zhèn)。 第二代棉花種植時(shí)間是2 月中下旬，地點(diǎn)為海口市秀英區(qū)永興鎮(zhèn)、定安縣定城鎮(zhèn)、儋州市那大鎮(zhèn)寶島新村、臨高縣博厚鎮(zhèn)、澄邁縣大豐鎮(zhèn)以及屯昌縣楓木鎮(zhèn)。第三代棉花種植時(shí)間是6 月中下旬，地點(diǎn)為昌江縣石碌鎮(zhèn)、東方市八所鎮(zhèn)。

1.3 棉花輪回種植田間管理技術(shù)

1.3.1 地塊選擇和田間管理。選擇光照條件及排水條件優(yōu)越的地塊，旋耕、起壟、覆膜、打孔、干籽播種、水肥一體化灌溉等田間管理工作同常規(guī)[12]。

1.3.2 棉花考種。 選取植株中上層果枝棉鈴考種、選擇籽粒飽滿(mǎn)的棉種作為下一代種植材料，用于自交、雜交以及鑒定等工作，每個(gè)材料取3 份。

1.3.3 棉田整地備播。種子收獲前5 d，務(wù)必完成下茬種植地塊的整地備播工作。種子均為新種，穴播，每穴5 粒。

1.3.4 不同區(qū)域棉田風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避。針對(duì)棉花種植過(guò)程中遇到的風(fēng)險(xiǎn)采取相應(yīng)的措施[13-14]。 10 月中下旬在三亞市、陵水縣和樂(lè)東縣，如遇到臺(tái)風(fēng)危害，則須補(bǔ)種或重種，或采取其他人為措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；如遇到冷害， 則須通過(guò)基礎(chǔ)措施提高棉花的有效積溫，保證棉花正常生長(zhǎng)。 2 月上中旬在海口市、定安縣、儋州市、臨高縣、澄邁縣以及屯昌縣，雖然蟲(chóng)害較輕，但防蟲(chóng)工作不可松懈；同時(shí)預(yù)防異常高溫危害，可通過(guò)澆水降溫或進(jìn)行遮陰處理。 6 月上中旬在昌江縣、東方市，雖然臺(tái)風(fēng)危害較輕，但防臺(tái)風(fēng)工作不可松懈，重要材料可通過(guò)屏障式種植或蓋布拉網(wǎng)以減少臺(tái)風(fēng)危害。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)不同區(qū)域收獲棉籽進(jìn)行考種

2015―2017 年在海南島的3 個(gè)區(qū)域輪流種植6 個(gè)棉花品種（系），可以實(shí)現(xiàn)一播全苗，出芽率在95%以上。5 個(gè)陸地棉品種（系）在南部的三亞市、陵水縣和樂(lè)東縣每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為204.67～264.33 kg；在北部的海口市、儋州市、臨高縣、定安縣、 澄邁縣以及屯昌縣每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為200.80～281.75 kg；在西部的昌江縣、東方市種植每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為226.47～272.33 kg （表1）。海島棉品系海7124 在南部市縣每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為44.57～63.69 kg， 在北部市縣每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為36.27～59.22 kg， 在西部市縣籽棉產(chǎn)量為43.98～56.93 kg。 2016―2017 年2 個(gè)雜交組合的產(chǎn)量表現(xiàn)（表2）： 中魯F3～F8每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為206.97～284.72 kg； 遼海F3～F8每666.67 m2籽棉產(chǎn)量為200.51～279.44 kg。

表1 6 個(gè)品種（系）在各地種植每666.67 m2 籽棉產(chǎn)量 kg

當(dāng)前推廣品種及雜交種單株純化所獲棉花種子的數(shù)量和質(zhì)量均滿(mǎn)足棉花育種的需要。 種子飽滿(mǎn)、 發(fā)芽率強(qiáng)可以實(shí)現(xiàn)海南島內(nèi)一年三代種植模式。

表2 2 個(gè)雜交后代的每666.67 m2 籽棉產(chǎn)量 kg

2.2 棉花輪回種植的生長(zhǎng)周期

在海南島不同區(qū)域不同季節(jié)進(jìn)行一年三代棉花種植。 在海南島南部市縣種植第一代棉花，10 月中下旬種植，2 月中下旬收獲， 生長(zhǎng)周期為110～130 d。 在海南島北部市縣種植第二代棉花，2 月中旬至下旬種植，6 月中旬至下旬收獲， 生長(zhǎng)周期為120～140 d。 在海南島西部市縣種植第三代棉花，6月中旬至下旬種植，10 月中旬至下旬收獲，生長(zhǎng)周期為120～130 d。

3 討論

有報(bào)道采用溫室或幼胚離體培養(yǎng)進(jìn)行一年多代種植模式[4]，但在時(shí)間和空間上限制了大規(guī)模創(chuàng)制二代群體，對(duì)擴(kuò)大變異也有所影響。 連續(xù)在海南南部三亞等地進(jìn)行棉花一年三季南育[5]，存在病蟲(chóng)害、高溫和臺(tái)風(fēng)等風(fēng)險(xiǎn)。 針對(duì)常年在傳統(tǒng)南繁區(qū)域種植存在的弊端，有必要尋找新的棉花種植區(qū)域加代繁育，嘗試一年多代的種植模式。

連續(xù)3 年種植結(jié)果表明，10 月中下旬第一代棉花在南部市（縣）秋冬種植，溫光條件好，籽棉產(chǎn)量高。 2 月上中旬第二代棉花在北部市（縣）春夏種植，順應(yīng)自然氣候春生夏長(zhǎng)，植株長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，籽棉產(chǎn)量高。 6 月上中旬第三代棉花在西部市（縣）夏秋種植，逢高溫季節(jié)，產(chǎn)量偏低。沒(méi)有選擇東部的濕潤(rùn)區(qū)和中部的山地濕潤(rùn)區(qū)種植，主要原因是濕度過(guò)大[7]，容易爛鈴，影響棉花產(chǎn)量。

本研究可以實(shí)現(xiàn)一年三代、 二年六代種植模式，能使雜交后代的性狀分離趨向穩(wěn)定。 受時(shí)間和人力的影響，僅用6 個(gè)熟性不同的品種（系）做材料，從分離群體中篩選優(yōu)良單株，進(jìn)行材料的創(chuàng)新和純化，得出的島內(nèi)不同區(qū)域特點(diǎn)和氣候特征對(duì)棉花種植生長(zhǎng)影響，可為雜交育種、倍性育種、分子育種等工作提供參考。

4 結(jié)論

在不同的季節(jié)，在海南南部、北部和西部輪回種植棉花， 可以靈活應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害并降低風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省成本，減少環(huán)境污染，提高育種效率。