棉花杂交制种技术进步途径的探讨

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　湖南农业科学　　　　　　　　　　　　　1998年第1期・10・

棉花杂交制种技术进步途径的探讨

袁振兴

(湖南省棉花科学研究所, 常德　415101)

摘　要　本文从分析棉花制种的难点入手, 提出了棉花制种技术进步的客观必要性, 对其制种技术的进步途径进行了探讨, 指出杂交棉制种将经历三个阶段:人工去雄制种——雌雄异熟两系法制种——机械化制种, 从而达到较为完满的境地。

关键词　杂交棉　棉花制种　人工去雄制种　雌雄异熟两系法制种　机械化制种

　　杂交棉组合“湘杂棉一号”和“湘杂棉二号”一经审定, 便以其特有的产量、品质、抗性优势, 立即受到我省各级政府和广大棉农的重视和欢迎, 其推广应用迅速纳入政府行为, 并取得突破性进展, 1997年全省杂交棉推广面积160万亩, 占全省棉花面积的

60%。同时以迅猛态势向长江中下游棉区扩展。但由

推广杂交棉只能主要利用F 2代的根本原因。

2　杂交棉制种技术进步的探讨

从上面的讨论中可知, 杂交棉制种技术进步的关键在于提高“人工授粉”这个关键环节的工效, 改进授粉技术, , 化。笔者认。

211　杂交棉人工去雄制种技术阶段

于制种的限制, 目前生产上主要是利用F 2代, 严重影响了杂交棉优势的充分发挥。因此, 技术进行更深入的探讨, 进途径, , 1为了配合推广人工去雄杂交棉组合“湘杂棉一号”和“湘杂棉二号”, 湖南省棉科所主持研究完成了“人工去雄杂交棉制种技术”, 于1996年通过省级鉴定, 鉴定结果为国内领先水平, 据此制定的《杂交棉人工去雄制种操作规程》于1997年作为“湖南省地方标准”发布实施。其主要技术要点是“宽行稀植, 半膜覆盖, 集中成铃, 徒手去雄, 小瓶授粉, 全株制种”。但该技术的致命弱点是在棉花盛花期必须逐日逐花人工去雄和授粉。即每亩需5—6个劳力, 于先天下午3∶00—7∶00去雄, 次日上午7∶00—9∶00授粉。虽然单产水平较高, 亩产杂交种子100kg 以上, 但劳动生产率太低, 且长达45天的连续疲劳作战, 因而无法根据需求扩大制种规模。如果强行扩大制种, 制种基地就得相当分散, 不仅加大该技术推广普及落实到位的难度, 更重要的是难于实现种子质量监管, 影响种子质量。因此, 尽管杂交棉人工去雄制种技术在国内属领先技术,

但因其固有缺陷, 终究只能是过渡性的, 必将为更简化先进的技术所替代。

212　杂交棉雌雄异熟系“二系法”制种阶段

1990年, 湖南省安江农校在陆海杂种后代中成

杂交棉制种因其有效花期长, 灾后自我补偿和调节功能强, 不像杂交水稻制种那样, 一旦遇上“花期不遇”和“扬花授粉天气不好”, 便出现无法弥补的损失。杂交棉制种的主要难点在“人工授粉”这个环节, 主要原因也是棉花的花期长, 开花分散。如湖南棉花开花一般为6月20日—9月20日, 有效花期达

90天, 其间平均每株每天开花只有1朵多, 盛花期7

月15日—8月30日, 平均每株每天开花2—3朵, 高峰期7月30日—8月10日, 平均每株每天开花也只有4朵左右。杂交棉制种“人工授粉”就是在整个花期对所开各花逐日逐花进行人工授粉, 获得杂交种子, 即使将这个过程控制在盛花期内, 也长达45天。而目前生产上推广应用的杂交棉组合“湘杂棉一号”和“湘杂棉二号”, 均属人工去雄杂交棉组合, 在制种时不仅要逐日逐花进行人工授粉, 还要逐日逐花进行人工去雄。采用人工去雄授粉进行杂交棉制种时, 不仅劳动强度大, 工效低, 而且上述过程和劳动正好集中在烈日下完成。因而杂交棉制种无法形成集中连片种植、规模生产经营的格局。这也是当前生产上

收稿日期:1997—12—20

功选育出了棉花雌雄异熟系陆异一号。棉花雌雄异

1998年第1

期　　　　　　　　　　　　　湖南农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・11・

熟系柱头露出花冠1c m 左右(该性状受一对隐性基因控制) , 雄蕊退化, 花药数及花粉量少, 且花粉生活力明显低于陆地棉品种, 天然自交率只有5%左右。

棉花雌雄异熟系的发现和选育成功, 对棉花杂种优势利用具有重大的促进作用, 可使杂交棉的研究和应用提高到一个新的水平, 为杂交棉推广应用由于其天然自交率低, 可视为“三系”F 1铺平了道路。

中的不育系和保持系, 即一系两用, 繁殖时, 经人工辅助授粉, 自交保留种源, 制种时, 用其他棉花品种杂交, 免去人工去雄环节, 提高制种工效, 因而有可能集中连片进行规模制种。同时, 用其配制的杂交组合F 2代将分离1 4左右的异熟系, 尽管不属雄性不育类型, 但因其柱头特长, 雄蕊退化, 自交成铃率极低, 会严重影响产量, 加上其它性状分离, F 2代没有利用价值。因此, 棉花杂种优势利用有可能由人工去雄利用杂交棉阶段进入到雌雄异熟两系法利用杂交棉阶段, 也就是说棉花杂种优势利用将由主要利用相应地其制种技术也将由人F 2进入到利用F 1阶段。

种技术阶段。

状好、抗逆性强(无腺体) 和柱头E —81, 并选配出强优势两系杂交棉组合B 8, 1997年进入省区试, 因此两系杂交棉可望在2000年前后进入应用阶段。同时, 棉花雌雄异熟系两系法制种技术已列入省中青年科技基金, 正由湖南省棉科所主持研究, 同样可望在2000年前后推广应用到大面积制种。

213　棉花“机械化”制种技术阶段

业这两个根本性转变不相适应, 特别是对种子产业化建设构成不可逾越的技术障碍。现代化种子产业化建设的基本要求是由目前按行政区域设置的种子公司, 通过竞争发展组建若干大型种子集团, 依自然、经济条件选择专门基地, 进行区域化布局、专业化生产, 种子跨地区跨行政区域流动, 从而实现现代化的大规模的种子生产经营, 获得规模效益。这不仅可大大降低种子成本, 尤其有利于种子市场管理和提高种子质量。因此, 未来种子产业化建设必将要求杂交棉制种在技术上有根本性突破。笔者认为其突破的基本方向是“机械化制种”。杂交棉机械化制种研究的重要方面:

21311　花粉生活力。机械化制种的核心技术是机械

化授粉, 通过机械采粉, 然后由机械授粉, 采粉和授粉之间, 花粉有一个贮藏过程。, 摸清花粉脱离。, , 格, 。

112　授粉期限。机械化制种的授粉期限必须大为

缩短, 笔者认为以一个星期左右为宜。因此, 必须通过改进栽培措施, 实施严格精细的激素调控使棉花的生物学特性按机械化制种的要求得以表现。可以这样设想, 引鉴新疆植棉技术或借用新疆土地来解决这一问题。

21313　器械研制。机械化制种的关键是要研制出集

采粉、贮粉、授粉于一体的性能良好、操作简便、质量过关、携带轻巧的器械。因此, 全面展开机械化制种必须有赖于这一器械的研制完成。

机械化制种涉及到多学科领域的知识和技术, 也要求多学科专家通力协作攻关, 决非一朝一夕之功, 其间必将经过一个长期的艰苦探索过程。但笔者完全相信, 终将有一天棉花制种会进入机械化制种这一阶段。

尽管棉花雌雄异熟“两系法”制种技术免去了“人工去雄”环节, 提高了工效, 但仍然在制种时必须逐日逐花人工授粉, 未能从根本上解决工序复杂、用工量大、工效低的问题。因而杂交棉制种仍不能摆脱大量劳力集中田间作业的困境, 显然这与我国农业将实现由传统农业向现代农业、粗放农业向集约农