耐鹽抗旱優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花新品種‘衡棉1670’的選育研究

戴茂華 劉麗英 劉雪梅 李辰暉 吳振良

摘要：抗逆優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)棉花新品種的培育及應(yīng)用是當前棉花生產(chǎn)節(jié)水提質(zhì)增效的關(guān)鍵?！饷?670是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所以中早熟陸地棉品種資源材料‘衡棉210為母本，以‘衡棉4號為父本雜交，后代多年南繁北育，經(jīng)旱棚鹽池鑒定選擇，在枯黃萎病混生重病地、不防治棉鈴蟲的高壓脅迫下，經(jīng)過多年連續(xù)定向選擇育成。其突出表現(xiàn)為抗枯黃萎病、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、耐鹽抗旱節(jié)水，適宜在河北省及黃河流域同類生態(tài)春播棉區(qū)推廣種植，2019年8月通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定（審定編號為冀審棉20190013）。

關(guān)鍵詞：陸地棉;‘衡棉1670;抗旱耐鹽;品種選育

中圖分類號：S562文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0044

Breeding of ‘Hengmian 1670：A Cotton Variety with Salt and Drought Tolerance，Good Quality and High Yield

DAI Maohua1，LIU Liying1，LIU Xuemei2，LI Chenhui1，WU Zhenliang1

（1Hebei Key Laboratory of Crops Drought Resistance/ Dryland Farming Institute，Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Hengshui 053000，Hebei，China;

2Agricultural Machinery Safety Supervision Bureau，Hengshui City，Hebei Province，Hengshui 053000，Hebei，China）

Abstract：Cultivation and application of new cotton varieties with high quality and high yield is the key to water- saving and improving quality and efficiency in cotton production. Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences took ‘Hengmian 210（resource material of middle- early maturity and disease-resistant upland cotton）as female parent and ‘Hengmian 4as male parent to carry out hybrid combinations. After years of continuous directional selection，‘Hengmian 1670was selected under disease stress，pest stress，salt stress and drought stress. ‘Hengmian 1670，approved by Hebei Province in August 2019 （Jishenmian 20190013），has outstanding performance such as the resistance to Fusarium and Verticillium wilts，high yield and quality，salt tolerance，drought resistance and water-saving，and it is suitable for planting in Hebei Province and similar ecological spring sowing cotton areas in the Yellow River Basin.

Keywords：Upland Cotton;‘Hengmian 1670;Drought Resistance and Salt Tolerance;Variety Breeding

0引言

中國是世界棉花生產(chǎn)大國，棉花是中國重要的經(jīng)濟作物，是紡織工業(yè)的重要原料，而且是關(guān)系國計民生的重要物資，棉花產(chǎn)業(yè)是中國國民經(jīng)濟的重要組成部分[1]。當前，中國棉花產(chǎn)業(yè)步入低谷期，棉花種植面積大幅下滑，糧棉爭地是制約中國棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要限制因子之一[2]。

棉花是抗逆性較強的作物，是鹽堿地的先鋒作物[3]。中國鹽堿地面積超過3000萬hm²，位居世界第三位，主要分布于沿海、內(nèi)陸鹽堿地、黃泛區(qū)等。中國河北省鹽堿地面積較大，高達60萬hm²，其中以衡水、滄州和邢臺面積較大，而衡水、滄州、邢臺等地均是冀中南棉區(qū)傳統(tǒng)的植棉大市，土壤鹽堿化嚴重降低了該區(qū)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。耐鹽性是鹽堿地棉花品種必須具備的重要性狀[5]。

干旱缺水是一個世界性的普遍現(xiàn)象[6]。中國有1/2國土面積處于干旱半干旱地區(qū)。中國是世界上13個嚴重缺水的國家之一，水資源僅為世界人均水量的1/4，隨著人口和經(jīng)濟的快速增長，水資源正面臨著嚴峻的考驗[7]。干旱是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要逆境因子，干旱造成的作物減產(chǎn)甚至?xí)^其他不良因素帶來的損失總和[8]。減輕干旱造成的損失，除了增加灌溉，就是培育抗旱品種[9]。棉花具有一定的抗旱性，在水資源日益緊缺的背景下，發(fā)展旱地植棉對緩解糧棉爭地矛盾具有重要現(xiàn)實意義，抗旱棉花品種的培育是提高旱地棉花產(chǎn)量的有效手段[10]。

各主要產(chǎn)棉國美國、印度、澳大利亞等一直致力于抗旱耐鹽棉花新品種培育。美國、澳大利亞等國從20世紀70年代開始棉花抗旱耐鹽堿研究[11]。1981年美國提出耐環(huán)境脅迫育種，育種上則多采用常規(guī)篩選手段。雖然選育了一些棉花抗旱耐鹽堿品種（系），如‘岱61、‘岱62、‘岱980、‘鄧恩118、‘旱地棉289等，與常規(guī)品種仍有較大差距，特別是與豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等性狀難以同步提高，因而不能在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用[4]。中國的棉花抗旱（鹽）研究，自“六五”成立了棉花抗旱（鹽）新品種選育協(xié)作組始，經(jīng)過“七五”“八五”攻關(guān)研究，堅持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并重，棉花抗旱耐鹽育種研究有很大進展，鑒定、篩選出一批綜合性狀較好的抗旱和耐鹽材料，育成了‘晉棉13和‘中棉所25等抗旱（鹽）棉花新品種，并在生產(chǎn)上得到一定范圍的應(yīng)用[12]。當前，現(xiàn)有棉花品種已不能滿足生產(chǎn)上對品種抗旱、耐鹽、抗病蟲、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等多元化需求[13]。據(jù)此，河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所以耐鹽、抗旱、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)為育種目標，經(jīng)過多年的連續(xù)定向選擇，選育出耐鹽、抗旱、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花新品種‘衡棉1670。

1親本材料

親本組合為‘衡棉210ב衡棉4號。親本選擇是優(yōu)異品種培育的關(guān)鍵[14-15]。2008年選擇經(jīng)過復(fù)式雜交、遺傳背景豐富的高代常規(guī)棉穩(wěn)定品系衡棉210作為母本，其表現(xiàn)株型較緊湊，莖稈較粗，豐產(chǎn)性好，品質(zhì)優(yōu)，絨長30.5 mm，斷裂比強度31.4 cN/tex，馬克隆值4.3?？购敌院?，抗黃萎病性略差。吐絮早、集中，吐絮肥暢。選擇轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉‘衡棉4號作為父本，其表現(xiàn)為株型松緊適中，長相清秀，鈴大、卵圓型，單株結(jié)鈴性強。吐絮肥暢易采摘。生育期128天，中早熟。豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，品質(zhì)較優(yōu)，上半部平均長度30.4 mm，斷裂比強度28.2 cN/tex，馬克隆值4.5，抗旱耐鹽性好，抗枯黃萎病性強。父母本在抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等諸多優(yōu)良性狀上得到互補和加強[16]。

2選育過程

2008年在河北省衡水市深州護駕遲鎮(zhèn)河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗站配制雜交組合。2008 年冬雜交鈴種植于海南省三亞市河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所海南試驗站。2009年F₂代種植于河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗站枯、黃萎病混生病圃中，在不防治棉鈴蟲的自然條件下，進行抗病、抗蟲、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)優(yōu)良單株選擇，2009年冬海南南繁加代。2010年F₄代種植于河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗站進行抗逆性、豐產(chǎn)性、品質(zhì)鑒定選擇。2009—2010年經(jīng)過2年4代的單株、株行、株系鑒定選擇。2011—2013年對育成品系進行新品種比較試驗，‘衡棉1670綜合性狀優(yōu)良，抗病蟲性、品質(zhì)、產(chǎn)量表現(xiàn)較好。2014—2015年在河北省南宮市、棗強縣、曲周縣、海興縣，對抗病、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等性狀進行適應(yīng)性和穩(wěn)定性鑒定。2016年參加河北省棉花品種區(qū)域試驗。

3選育結(jié)果

3.1特征特性

‘衡棉1670屬轉(zhuǎn)基因抗蟲常規(guī)棉品種，適宜在河北省棉區(qū)春播種植。平均生育期124天。株型塔型，莖稈粗壯，葉片較小，葉色綠色，葉功能期長。鈴大、卵圓型，單鈴重高，單株結(jié)鈴性強。株高102cm，第一果枝節(jié)位7.2節(jié)，單株果枝數(shù)12.4個，單株結(jié)鈴數(shù)15.7 個。鈴重7.3 g，子指12.6 g，衣分40.6%，霜前花率90.9%，霜前花僵瓣率2.7%。中早熟，纖維潔白，吐絮暢。

3.2產(chǎn)量表現(xiàn)

2011—2013年所內(nèi)新品種比較試驗，‘衡棉1670綜合性狀優(yōu)異、表現(xiàn)突出，2011年品比試驗霜前皮棉產(chǎn)量1362.0 kg/hm²，比對照‘冀棉958增產(chǎn)10.2%;2012年品比試驗霜前皮棉產(chǎn)量1450.5 kg/hm²，比對照‘冀棉958增產(chǎn)13.6%;2013年品比試驗霜前皮棉產(chǎn)量1488.0 kg/hm²，比對照‘冀棉958增產(chǎn)15.5%。

2016—2017年河北省春播棉區(qū)域試驗，2年平均皮棉總產(chǎn)量和霜前皮棉產(chǎn)量分別為1582.5、1437.0 kg/hm²，分別較對照品種‘冀豐1271增產(chǎn)7.1%和6.8%，差異均達顯著水平（表1）。2018年河北省棉花品種生產(chǎn)試驗，皮棉總產(chǎn)量和霜前皮棉產(chǎn)量分別為1584.0、1440.0 kg/hm²，分別較對照品種‘冀豐1271增產(chǎn)9.9% 和10.8%，差異均達顯著水平（表1）。2019年‘衡棉1670在棗強縣新屯鎮(zhèn)大面積示范，專家田間實測皮棉產(chǎn)量1984.5 kg/hm²，較當?shù)厣a(chǎn)對照每公頃增產(chǎn)皮棉307.5 kg，增產(chǎn)率18.3%。

3.3纖維品質(zhì)

纖維品質(zhì)由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心檢測。2016年、2017年2年平均區(qū)域試驗結(jié)果見表2，上半部平均長度30.1mm，斷裂比強度32.9cN/tex，馬克隆值5.3，整齊度指數(shù)84.3%，紡紗均勻指數(shù)143.5?！饷?670纖維品質(zhì)優(yōu)良[17]。

3.4抗病性

抗病性由河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所鑒定，2016年枯萎病病指0.7，黃萎病相對病指10.7;2017 年枯萎病病指5.7，黃萎病相對病指24.9。2年鑒定結(jié)果平均枯萎病病指3.2，黃萎病相對病指17.8，屬高抗枯萎病、抗黃萎病類型品種（表3）。

3.5抗旱耐鹽性

河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所依據(jù)河北省地方標準農(nóng)作物品種抗旱性鑒定規(guī)程[18]（DB13/T 398. 5—1999），在人工模擬干旱環(huán)境條件下進行抗旱性鑒定，鑒定結(jié)果表明‘衡棉1670的抗旱指數(shù)高達1.23，顯著高于抗旱對照品種‘中H177（抗旱指數(shù)1.00）。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所采用苗期0.4%鹽量脅迫法進行耐鹽性鑒定，鑒定結(jié)果表明‘衡棉1670的相對成活苗率為65.34%，顯著高于耐鹽對照品種‘中9807（相對成活苗率51.22%）。

4適宜推廣種植區(qū)域及栽培技術(shù)要點

‘衡棉1670適宜于河北省棉區(qū)及黃河流域同種類型生態(tài)區(qū)域春播種植。適宜播期為露地4月25—30日，地膜4月18—25日。適宜密度為高水肥地塊3.75萬～4.5萬株/hm²，中等水肥地塊4.20萬～5.25萬株/hm2，低水肥地塊5.25萬～6.00萬株/hm²。施足底肥，增施鉀肥，花鈴期每公頃追施尿素150～300 kg化學(xué)調(diào)控掌握少量多次的原則，縮節(jié)胺用量蕾期7.5 g/hm²、初花期22.5～30 g/hm²、花鈴期37.5～45 g/hm²。

5總結(jié)

全球性的缺水干旱和土壤鹽堿化問題加重，給棉花生產(chǎn)帶來嚴重威脅，造成棉花單產(chǎn)損失嚴重、品質(zhì)大幅度降低，植棉效益低，棉花種植面積大幅下滑。發(fā)展鹽堿旱地植棉是挽救棉花面積不斷下降的主要途徑之一，而選育和推廣抗逆豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花新品種將是其中最為直接經(jīng)濟有效的方式。研究的難點在于將抗旱耐鹽堿性與豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等優(yōu)異性狀的有效聚合，實現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)、抗旱耐鹽堿性協(xié)同改良提高。種質(zhì)資源是突破性品種培育的關(guān)鍵，充分利用研究所在抗旱耐鹽育種上的優(yōu)勢，廣泛搜集引進優(yōu)異資源材料，育種方法創(chuàng)新、技術(shù)突破，育成耐鹽、抗旱、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花新品種‘衡棉1670，實現(xiàn)抗旱、耐鹽、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等優(yōu)良性狀的協(xié)同提高，進一步提升棉花抗逆育種水平，為河北省棉花產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供品種和技術(shù)保障。

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