夏玉米自交系套袋授粉高效技术探讨

孟静娇 李琰聪 赵毕昆 谢志坚 刘婷婷

（云南省保山市农业科学研究所，保山678000）

夏玉米自交系套袋授粉高效技术探讨

孟静娇 李琰聪 赵毕昆 谢志坚 刘婷婷

（云南省保山市农业科学研究所，保山678000）

目前，我国玉米杂交种的普及率在95%左右，达到发达国家水平。杂交玉米育种的基础和关键是获得高纯度的自交系，人工套袋授粉是玉米自交系选育、提纯复壮及组配新组合的关键环节。如何克服育种本身周期长、工作量大、效率低的局限，因地制宜地探索和制定出一套既简单实用又高效保质的套袋授粉技术具有重要意义。本文根据保山市近年来的玉米育种成效和实践经验，结合该地所处西南区的生态区域特点，对玉米人工套袋授粉关键环节的技术要点进一步总结和探讨，对其中的注意事项加以警戒和提示，可供相关育种工作者参考，并以期为类似生态区域的同行带来一定的技术实践依据和价值。

1 西南区的生态气候特点

西南山地丘陵玉米区为中国玉米六大产区之一，该区包括四川、云南和贵州全省，湖北、湖南和广西壮族自治区的西部，陕西南部及甘肃部分地区，有90%以上的地区为丘陵山地和高原，海拔在200～2500m。该区地形地貌复杂，立体气候明显，部分地区一年四季均可种植玉米，但全区玉米种植仍以夏玉米为主。总体上，西南大部地区夏季具有降雨量大、田间湿度高、气温偏低的气候特点。保山市位于云南省西南部，平均海拔1800m，属低纬山地亚热带季风气候，气候类型多样；年温差小，日温差大，年平均气温14～17℃；降水充沛，干湿分明，年平均降雨量700～2100mm。通常情况下，七八月份月平均气温最高可达25～26℃，最低气温18℃，月平均降雨量160～180mm。

2 玉米授粉的适宜环境条件

玉米开花授粉受温度、空气相对湿度、土壤水分、风力等环境气象因素的影响较大，高温干旱的极端天气最为不利。玉米授粉的适宜温度为25～28℃，低于18℃时花粉活力低，高于35℃时花粉和花丝干枯，完全失去授粉能力；适宜空气相对湿度为 65%～90%，低于30% 时严重影响开花受精；适宜土壤水分为田间持水量的70%～80%，低于15%时开花甚少，花丝萎蔫，高于80%时根系活力下降，不利受精萌发；适宜风力为晴朗微风≤3级，＞5级时，柱头干枯，不易受粉。在此适宜环境条件下，花粉授在柱头上10min后开始萌发，30min后大量萌发，1～2h花粉管进入花丝中，2～3d整个授粉到受精结束。

3 授粉技术操作

3.1 套袋套前准备 依据事先对当年所种材料作的编号标记在塑料标签上，并写明行数，对应地套在每个株系行第1行靠过道的第1株上（位置尽量在植株茎秆上端），以便区分各株系。准备好足够的塑料营养袋（烟草及果树育苗多用，规格为长18cm、宽12cm）和剪刀。

套袋时间 一般在雌穗长出叶鞘4～6cm，花丝未抽出前，最好是雌穗尖部长成圆锥形时，最适宜套袋。套袋过早，雌穗太小不易套稳，硬套会影响其生长；套袋过晚，很多植株雌穗可能已吐丝，套袋无效，减少了选择空间。一般玉米自交系长出雌穗后的吐丝快慢，因不同自交系而有差异，需要根据各个材料的吐丝特点，灵活把握，及时套袋，宁早勿晚。整个套袋需先后分多次进行。

套袋方法 套袋时遵循“套足备授株，套上不套下”的原则。通常在植株生长前期已经去杂去劣，套袋时再避开疑似杂异株、病虫害严重株、矮小弱势株和畸形株，在同一株系间，对剩余生长健壮株尽量多套甚至全套，以便授粉时有足够的可选株。同一植株选择最上穗进行套袋，既可免受上穗影响，又易识别便于操作，提高套袋和授粉效率。具体套袋操作为：将袋子口搓开后，左右手各执塑料袋一边同时下拉，将袋子一边卡在雌穗与茎秆间，另一边卡在叶鞘与雌穗间。袋子顶部与雌穗顶部留出4～5cm的空隙，以防雌穗生长吐丝中顶破纸袋从上部“跑丝”；空隙也不宜留太大，以免套袋长度不够使得花丝从袋子下部“跑丝”。对于苞叶过长、苞叶口较紧的雌穗，可用剪刀剪去一小段再套袋，不伤及穗轴为宜，以促进整齐快速吐丝。对于少数雌穗未长出叶鞘就已开始吐丝的自交系材料，以节间粗壮至叶鞘拱起膨大成包裹状为判断特征，掰开叶鞘使果穗露出再套袋。

套后检查 套袋后，要检查套袋效果，一般有2种情况需进行复套。一是“跑丝”问题。不论是上“跑丝”还是下“跑丝”，因花丝已暴露在外，可能引起串粉，严格起见应当舍弃，对双穗或多穗株，可掰掉此穗后套其下穗。二是袋子松紧问题。发现袋子松动明显歪斜的，需调整套紧。若袋子翻倒或直接掉落在地时，花丝未出的，换用新袋复套原穗；花丝已出的，掰掉上穗复套下穗；发现袋子太紧，穗顶迫近的，将袋子稍微上提谨防顶破。

3.2 授粉授前准备 授前需准备好全套授粉用具：牛皮纸若干（规格与A4复印纸相当，可重复利用）、剪刀、大头针若干、铅笔（带橡皮擦头，事先削好）、塑料标签若干（小长方形塑料挂牌，规格3.5cm×2.5cm，有多种颜色，常用红白2种）、塑料营养袋少许、酒精棉片（全棉无纺布+75%酒精制成，规格3cm×6cm，易携带、便操作）、背包（轻便单肩斜跨型为宜，大小可以盛放记载本及牛皮纸）、工作服（以附有2个大腰包的大褂为宜，方便快速取放小样用具）、帽子（最好是大沿草帽，可对周围异株花粉有所遮挡）。

授粉时间 授粉时机以套袋雌穗花丝吐出 3～4cm，呈短刷状时为宜。过早花丝未完全吐露，授粉不完全，易造成秃尖；过晚花丝太老，活力降低，易造成一侧粒小或缺粒的弯形玉米棒。在此时机，具体在当天9：00～12：00（实际应根据当地当时的气候和天气状况而定）露水干后，此时花粉和花丝活力均最高，授粉效果最佳。

授粉方法 （1）正确采粉。根据自交、姊妹交和杂交的不同，首先需找准要采花粉（父本）的株系行，一旦采错花粉，后续一切工作白费。采粉时间与授粉时间一致，现授现采。具体采粉操作为：选择正在散粉的代表性植株（尽量不取强势株和弱势株），先轻弹雄穗柄基部几下，去除异质花粉和死花粉。将牛皮纸沿长边对折作为盛粉底边，再将任意一个开口的短边浅折2次（折进长度1cm左右）捏住，将开口的长边尽量挣大（形成一个半闭合扁形口袋状）对准雄穗。右手执采粉纸，轻轻将雄穗弯下靠近采粉纸敞口，压住雄穗，左手手指敲击或拍动雄穗柄基部，花粉便落入采粉纸内。采集够本次花粉量时，切记迅速把采粉纸合拢，防止周围异质花粉混入。

（2）选择授粉株。一般在同一个自交系株行内，当年几乎都既要自交或姊妹交进行提纯复壮，又要杂交进行组配新组合。此时，优先进行自交和姊妹交，再在剩余套袋株内优选杂交株。首先，在株高、穗位高、叶相、雄穗分枝和大小等基本整齐一致的具有本自交系特征的套袋植株里择优对穗位较低，花丝丰富的雌穗进行自交。自交株数量按计划而定，根据材料特点，有的需要自交多穗。自交同时，对明显退化或有衰退迹象的植株，应进行姊妹交。最后，可在剩余植株里再优选吐丝多而好的雌穗进行杂交。在允许条件下，授足优选株，以备后期收获和考种鉴定时有足够的选择空间。

（3）时效授粉。授粉时，一般至少由2人合作，授粉需及时有效，做到“轻揭袋，紧剪须，匀抖粉，速套袋”。具体为：其中一人拿着盛有花粉的采粉纸靠近待授雌穗，另一人轻轻将袋子揭起（以免动到茎秆使得花粉向下散落）至雌穗顶部离袋口2～3cm 处，遮盖在花丝上部，此时执粉人紧跟着用提前擦拭过的剪刀将玉米“胡须”即花丝剪齐成平头状（若不平整，花粉易倒向花丝一边，授粉易偏头而造成花粒棒），然后将采粉纸未折叠的开口短边置于花丝上方3～5cm处倾斜45°角，右手手指捏紧折线短边，食指卡进开口长边使其微开口以便花粉往外滑落，抖动右手手腕，花粉即从短边开口处撒落在花丝上。注意抖粉时尽量在花丝“平头”上均匀散粉，纸不要碰到花丝。授完粉，执袋人迅速将原袋套回，再用大头针将其固定（大头针与果穗基部呈45°角的固定效果最好）。然后用铅笔在塑料标签上写明授粉方式、父母本编号和授粉时间，标记要准确、清晰、简单、易识别。统一将牌挂在授粉果穗穗位上一节，使塑料牌垂下正好指向授粉果穗。习惯上，采用白牌挂自交株，为节省时间，可以不标记直接挂牌；用白牌上标记母本，写授粉株系行编号代表父本，写采粉株系行编号）。

接着再采授另一不同花粉和雌穗时，务必更换新的采粉纸（用过的纸需抖净余下花粉后暴晒至少3h待附着花粉失活后才能继续使用），并用酒精棉片擦拭手和剪刀，杀死附着的前花粉。授粉整个动作务必要轻而快，减少异质花粉混入的机会。

授后管理 （1）检查补授。授粉期间，由于各自交系吐丝快慢差异，适宜授粉时间也随之前后不一，可以边授新株边检查已授株的授粉效果。若发现花丝鲜活，颜色鲜艳，生长过长的果穗，说明授粉效果不佳，需补授。大多数已授果穗都需再补授一至两次，以确保籽粒饱满，提高结实率。授粉后，还需同时检查套袋效果，对袋子松动易掉和袋子太紧易被顶破的果穗，需适当调整，重新插针固定。

（2）适时取袋。待全部授粉完成约10～15d，以授粉果穗花丝全部萎蔫为标志，此时花粉也基本全部散尽，需及时取下塑料袋，以防湿度过大导致果穗顶部霉变腐烂。塑料袋取下应集中回收处理，不能随手丢弃于田间以致污染农田。

4 技术高效优势

本套袋授粉技术适合在授粉季多晴朗无风或风力较小的地方使用，一般夏季温暖偏湿少风的西南大部地区均能适用，且对低代、高代材料均适用。与传统及北方多用技术相比，该技术具有以下5个高效优势：（1）套袋用塑料营养袋。高温干旱的北方地区均用羊皮纸（硫酸纸）或牛皮纸套袋。此种套袋在北方可以保护花丝和花粉免受高温烈日灼伤而降低活力甚至丧失活力，但存在工序较麻烦，操作速度慢；不易察看套袋后的吐丝长度及初次授粉后的花丝长相，授粉效率低；纸袋稍硬偏厚，难以固定，有易被风雨吹击而掉落的缺点。本技术使用的塑料营养袋在不影响花丝的前提下避免了上述缺点。（2）只需粗选套袋株。套袋时粗选多套，既方便授粉时连同吐丝指标一起参考进行优选足授，又可在套袋时省时省力，最大限度利用人力资源，这样可以同时提高套袋和授粉效率。（3）不套雄穗。操作时雄穗不套袋，直接节省人力、物力和时间，因采集花粉可能会出现的极少数花粉混杂而产生的个别杂株，只需在下一代自交系种植时于苗期拔除杂株即可。（4）雌穗套袋时无需插针固定。套雌穗时，直接将袋子适度套紧即可，既能稳固不易掉落，又可提高套袋速度。（5）采粉只需用牛皮纸张。临采粉时，将牛皮纸张折成半闭合口袋状即可盛粉，不需用针缝制成袋子；临授粉时，直接将采粉纸打开即可抖粉。这样既容易携带，方便操作，又可以减少授粉工序和时间，提高授粉效率。

[1] 张艳霞.谈现代玉米种植中的育种技术.科学与财富，2012（3）：339-339

[2] 胡立勇，丁艳锋.作物栽培学.北京：高等教育出版社，2008

[3] 秦家友，严康，任纬，等.玉米自交高效套袋授粉技术．中国种业，2014（11）：67-68

2016-10-09）