熊 文, 李亚贞, 杨 磊, 黄天宝, 肖小军, 韩德鹏, 郑 伟, 许煜峰, 陈 明
(江西省红壤及种质资源研究所,江西 南昌 330046)
江西省是全国棉花主产区之一,是我国棉花优势产业区,也是优质棉生产基地之一,历史种植棉面积最高超16 万hm2,常年种植棉面积在4 万hm2左右。近年来,受到国际棉花价格与国内价格倒挂、国内棉价不稳、生产资料价格和人工成本升高、自然灾害频发、机械化生产程度低等因素影响,棉农种植棉的收益缺乏保障,棉花生产稳定性较差,种植棉面积大幅下滑,棉花品种创新可缓解江西省棉花市场和棉花生产发展的需求[1]。
种业是棉花产业的重要组成部分,是棉花生产的重要支撑[2]。棉花种子的质量是种业健康、可持续发展的命脉,贯穿生产、加工、销售的各个环节[3]。高质量的棉花种子能保证田间出苗率和幼苗长势[4]。强优势杂交棉品种可通过利用其杂种优势大幅提高棉花产量,且由于单株优势显著,生长势强,适合稀植,能够节省育苗及移栽的劳动力和种子投入,降低种植成本,提高种植棉效益。因此,选育优质高产稳产的强优势杂交棉品种,研发配套技术,是长江流域棉花产业稳定可持续发展的首要任务。但由于种质资源狭窄和育种技术落后等原因,生产上杂交棉结铃性、铃重、衣分等产量构成关键指标协调不强、产量优势未实现突破,杂种优势利用遇到瓶颈性难题。强优势优质转基因抗虫杂交棉品种的选育和推广应用,对江西省棉花品种的更新、棉花产量的提高、原棉品质的改善及棉田综合效益的增加等方面具有十分重要的作用。棉花新品种江农棉2 号于2011 年通过江西省农作物品种审定委员会审定,2017 年通过国家农作物品种审定委员会审定。为提高江农棉2号的种植质量、指导棉花制种田的种子生产提供理论支撑。从影响种质质量的重要环节出发,通过对自主选育江农棉2号亲本的保纯、杂交制种、栽培管理等方面总结相应的技术要点。
江农棉2号于2007—2009 年参加江西省棉花新品种区域试验,同时在九江市多个种植棉县进行江农棉2号生产示范,性状综合表现为优,故推荐品种审定,2010 年12 月获得农业转基因生物安全证书[农基安证字(2010)第117号],2011 年通过江西省农作物品种审定(审定编号:赣审棉2011001)。2013年由江西省农业农村厅产业发展中心种业服务处(江西省种子管理局)推荐参加长江流域国家级棉花新品种区域试验和生产试验,江农棉2 号新品种表现突出,2017 年通过农业部国家农作物品种审定委员会审定(审定编号:国审棉20170007)。
江农棉2 号生育期在126 d 左右,出苗较好,长势强,整齐度较好,株型较松散,株高117.5 cm,果枝长、较平展,茎秆较粗壮、无茸毛,叶片较大,叶色较深,果枝始节位7.4 节,单株结铃30.5个,铃卵圆形,单铃重6.3 g,衣分为42.1%,子指为11.1 g,霜前花率为93.9%,僵瓣率为10.7%。生长势强不早衰,吐絮畅,耐枯萎病和黄萎病,抗棉铃虫。HVICC 纤维上半部平均长度为30.2 mm,断裂比强度为30.4 cN/tex,马克隆值为4.9,断裂伸长率为5.8%,反射率为77.7%,黄色深度为8.3,整齐度指数为85.4%,纺纱均匀性指数为146。为Ⅱ级优质纤维品种。籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为3 996 kg/hm2、1 678 kg/hm2和1 578 kg/hm2,分别为对照品种鄂杂棉10 号的104.8%、107.2% 和106.6%。江农棉2 号田间表现为高产优质,结铃性强,坐桃快,吐絮畅,好捡花,后劲足,抗逆性(抗倒伏、耐旱、抗病害特别是抗枯萎病)强,适宜在长江流域棉区种植。
要保持江农棉2号的种性,首先是亲本的保纯,其次是杂交制种过程的保纯,确保杂交种的纯度。
出苗品质好,苗势强,现蕾开花早,长势整齐,前期生长势强,果枝发育和现蕾速度较普通棉快,后期上桃集中,成铃率高。12—40成株以后,表现为株型较松散,茎秆多茸毛,果枝较长,节位低,叶色深绿,花药乳白色,开花结铃早,铃柄较长,铃中等大小,但结铃性强,吐絮畅,纤维色白。整齐度好,异型株率小于1.0%。2.5%跨长为30.0 mm,断裂比强度为31.7 cN/tex,马克隆值为5.1,高抗枯萎耐黄萎病,抗棉铃虫及红铃虫,虫花少。
赣棉11 号优选单株系从高产优质赣棉11 号纯合亲本,经多年定向选育而成。其表现为优质、高产、抗逆性强,综合性状协调。纤维品质为2.5%,跨长为31.1 mm,整齐度为85.8%,断裂比强度为33.5 cN/tex,马克隆值为4.5;抗枯萎病性能强,病情指数为7.6。生育期132 d,株型塔形,清秀,茎秆茸毛较多,叶色较淡,单铃重5.3 g,衣分为42.2%。
2.3.1 田间保纯 根据亲本的株型、叶形、铃形等性状进行大田除杂保纯。为防止天然杂交和机械混杂,亲本坚决杜绝与其他品种混种。
2.3.2 室内保纯 为防止人为混杂及机械混杂,收晒花时必须清理工具与晒场,做到分收、分晒、分藏、分轧。
2.3.3 自交保纯 通过多代自交与选择,提高亲本的纯合度,减少个体之间遗传差异,获得纯合一致的群体。自交方法有套袋、线束、胶粘等,可防止天然杂交及蜜蜂等昆虫的天然传粉。这是杂交制种亲本保纯的关键所在,也是保持江农棉2号种性的前提条件。
2.3.4 冷库保纯 将高纯度的亲本材料放入冷库保存,以保存亲本种性不变,每年根据需要量取出制种,确保杂交种种性一致。
2.3.5 统一供种 各制种基地的亲本都由江西农庄主农业科技开发有限公司统一供应原种,确保江农棉2号种性一致。
江农棉2 号采用的制种方法是人工去雄全株授粉,为确保杂交种的纯度,防止自交及串粉,可采取如下措施。
制种田应选在土地肥沃、排灌设施配套、地势平坦、集中连片种植的田块,制种田四周500 m 内不种其他棉花品种或天然屏障,同时也要考虑劳动力的情况,确保制种工作保质保量完成。
父母本按1∶6相间种植,其中母本应适当稀植,密度为24 000 株/hm2,一般种成单行。由于杂交亲本自身的特殊性,提倡营养钵育苗移栽,便于操作。
在去雄前,将所有开的花和铃全部摘除。去晚蕾,在棉花打顶后半月左右,于8月5—10日人工打去上部1~5 台果枝上的边心,控制棉株上部果枝的现蕾,使有限的养分集中供应有效蕾铃生长,增加铃重,减少霜后花。
13:00 后花冠黄绿显著突出苞叶,开始去雄,直至日落光线不足时停止工作,翌日清晨6:30 前再补找去雄1 遍,日出为止,如仍有花未去雄,应全部摘除。去雄过程要彻底,谨防少量花药残留在柱头附近[5]。
一般在8:00 至11:00 进行,依花药散粉情况,晴天可稍早,阴天可稍晚。将父本花药轻涂母本柱头,4个心皮全部涂到,1朵父本花可授5朵花左右。授粉后取下标记线,下午再次去雄时重复使用。
质检员应每天在去雄后授粉前逐行逐株检查,发现未去雄花朵应立即摘除。制种结束1 周后,可根据铃的底部判断是否为自交铃,铃底部较平或萼片有不同程度的破坏则是杂交铃,应全部摘除。
制种田在病虫防治的基础上,采用高产栽培技术,确保制种产量,主要高产栽培措施有育苗移栽,促苗早发;适时追肥,培土,除草,早搭丰产架子;系统化学调控,塑造理想株型;平衡施肥,合理运筹肥水,及时防治病虫害,减少蕾铃脱落;中后期注意叶面喷肥,保根、保叶,提高成铃率及铃重[6]。
在5月上、中旬,苗龄25 d左右移栽,或棉株有2~3片真叶时移栽,移栽应选晴天为宜。根据棉田地力状况、肥水等情况而定移栽密度,平原洲地棉田22 500~30 000株/hm2,丘陵棉区24 000~33 000 株/hm2。选择健壮苗,栽钵深度以钵面略低于土面为宜,栽后培土,并浇定根水。
施肥时应以轻施苗肥,稳施早施蕾肥(以磷、钾肥及有机肥料为主,速效氮肥少施),重施花铃肥为原则,并注意增施磷、钾肥和有机肥,补施盖顶肥,喷施叶面肥。中等肥力棉田单产籽棉4 500 kg/hm2的水平,要求全生长期施纯氮360 kg/hm2,纯磷112.5 kg/hm2,纯钾322.5 kg/hm2。
贯彻“预防为主,综合防治”的植保方针,以农业防治为基础,辅以物理防治、生物防治,科学合理进行化学防治[7]。重点防治第三、四代棉铃虫和第二、三代红铃虫,兼治棉蚜、红蜘蛛、棉盲蝽、斜纹夜蛾等害虫,棉立枯病、炭疽病、枯萎病、黄萎病、铃疫病等病害。根据虫情,结合当地植保部门预测预报虫情测报,在害虫孵化盛期,使用高效低毒农药,进行化学防治,做好棉田综合防治。
4.3.1 棉铃虫 可选用90%万灵可湿性粉剂+新高脂膜800倍液,或4.5%高效氯氰菊酯乳油+新高脂膜800倍液,或1.8%阿维茵素+新高脂膜800 倍液进行茎叶喷雾,间隔7 d 喷1 次,连喷2~3 次,后期扫残时可用20%辛灭乳油+新高脂膜800 倍液,或20%氰马乳油1 500倍液均匀喷雾。
4.3.2 棉蚜 可选用10%吡虫啉可湿性粉剂+新高脂膜800 倍液,或15%金好年乳油+新高脂膜800 倍液进行茎叶均匀喷雾。蕾铃期伏蚜发生时,由于气温高,可选用3%啶虫脒乳油2 000 倍液+40%毒死蜱1 200倍液+新高脂膜800 倍液防治蚜虫兼治其他害虫。棉株封行后,还可用80%敌敌畏乳油+新高脂膜800倍液,晴天无风的傍晚喷洒于棉垄间,对防治伏蚜效果较好,并可兼治棉花红蜘蛛。
4.3.3 棉叶螨 可选用15%扫虫螨净乳油+新高脂膜800倍液,或1.8%阿菌素+新高脂膜800倍液进行喷雾防治。
4.3.4 棉盲蝽 在棉花蕾期、铃期可选用5% 啶虫咪乳油+新高脂膜800 倍液,或4.5%高效氯氰菊酯乳油+新高脂膜800 倍液进行喷雾防治,效果较好,同时兼治棉铃虫。
4.3.5 斜纹夜蛾 可选0.2%甲维盐+新高脂膜800 倍液,或25%灭幼脲悬浮剂+新高脂膜800倍液均匀喷于棉株和田间杂草上,连喷2~3次效果较好。
4.3.6 棉立枯病 防治中应注意使用药剂拌种。精选种子,播前半个月晒种。用棉籽重量0.5%的50%多菌灵可湿性粉剂,或40%五氯硝基苯+50%多菌灵拌种,可兼治炭疽病和红腐病。出苗后,如果遇到低温多雨天气,有暴发苗病的可能时,可用50%甲基托布津或50%多菌灵可湿性粉剂600 倍液、70%百菌清可湿性粉剂600~800 倍液喷雾,或用立枯净800~1 000倍液灌根或喷雾。
4.3.7 炭疽病 可选用70%代森锰锌可湿性粉剂0.5 kg 与100 kg 棉种拌种,或用1 kg灵福合剂与50 kg 棉籽拌种,均有较好的防治效果。
4.3.8 枯萎病 可在棉花蕾期用枯黄萎灵40 g/667m2对水喷雾3~4次。
4.3.9 黄萎病 一般药剂有多菌灵、甲基托布津、克黄枯、枯黄基因素、棉花三清等,并加营养调节剂如磷酸二氢钾、硼肥、硼加硒、锌肥、锌加硒、天丰素、鱼蛋白等,每次喷药间隔5~7 d,连喷2~3遍。
4.3.10 铃疫病 发病初期及时喷洒65%代森锌可湿性粉剂30~350 倍液,或50%多菌灵可湿性粉剂800~1 000 倍液、58%甲霜灵·锰锌可湿性粉剂700 倍液、64%杀毒矾可湿性粉剂600 倍液、72%克露或克霜氰,或克抗灵可湿性粉剂700倍液,对上述杀菌剂产生抗药性的棉区,可选用69%安克·锰锌可湿性粉剂900~1 000倍液。
化学调控主要是协调棉花营养生长和生殖生长、群体与个体之间的关系。棉花生长需全程化控,遵循少量多次的原则。一般可在棉花8~10 片叶的现蕾初期,进行第1 次化学调控。注意初次使用的用药量不可太大,以不出现明显抑制效果为佳,为确定下次使用量打好基础。为避免单次用量过大对棉花的强烈抑制,应少量多次。第1~3 次使用以复配制剂为好,可用“影响力”5 mL/667m2对水15 kg 进行喷雾;初花期用缩节胺0.8~1 g/667m2对水15 kg 或“影响力”10 mL/667m2对水15 kg 进行喷雾;盛花期用缩节胺1~3 g/667m2对水15 kg 或“影响力”10~15 mL/667m2对水15 kg 进行喷雾;打顶后用缩节胺3~5 g/667m2对水15 kg 或“影响力”15~25 mL/667m2对水15 kg 进行喷雾。化学调控一般不单独使用,可结合棉花防治蚜虫、螨、棉蝽象、棉铃虫和预防病害时混用,或者结合叶面喷施营养调节剂混用(不可与赤霉素混用),从而达到“促控结合”,预防早衰、减少蕾铃脱落、增加产量,塑造理想株型。
2022 年10 月,对江西省湖口县流泗镇沙洲村种植的1.34 hm2国审转基因抗虫杂交棉花品种江农棉2号麦后直播棉示范片进行测定。播种期为5月20日,种植密度1 337 株/667m2,果枝层数15.7台/株,单株成铃42.9个,产总铃数573 58 个/667m2,单铃重为5.5 g,衣分为42.1%,计籽棉产量为315.5 kg/667m2,折算皮棉产量为132.5 kg/667m2。该品种生长稳健,后劲足,早熟不早衰,田间无明显的病虫危害,在2022 年严重干旱气候条件下丰产性和稳产性好,说明该品种耐高温干旱、广适性强,可大面积推广应用。
棉花新品种江农棉2 号具有上、中、下部坐桃均匀,桃大、卵圆形,生长稳健,后劲足,早熟不早衰,抗逆性强,丰产性好、增产潜力大,稳产性好,高产等特性,受到广大棉农的喜爱。江农棉2 号的应用有效的推动了江西省及长江流域棉花品种的更新、提高棉花产量、改善原棉品质。在提高农民种棉效益、提高棉田综合效益等方面都起到十分重要的作用。