何润铭,谢宝星,郭汉权,田永红,王 凯,黄智文,王恒明,余超然,刘洪标*
(1.广东科农蔬菜种业有限公司,广东广州 510000;2.广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室,广东广州 510000)
辣椒(Capsicumspp.)是茄科(Solanaceae)辣椒属(Capsicum)一年或多年生草本植物。我国是世界上最大的辣椒生产国和消费国,2019 年我国辣椒种植面积213.33 万hm2[1],占全国蔬菜总播种面积的8%~10%,产值约2 500 亿元[2]。辣椒是广东省重要的蔬菜种类之一,常年种植面积仅次于菜心,为广东省第二大蔬菜作物,尤其是北运辣椒,是广东地区最有特色的蔬菜作物,也是粤西地区农民致富的主要农作物[3]。
杂种优势是指杂种一代在丰产性、抗逆性和品质等多数表型均优于其亲本的现象。杂种优势育种方法以其可操作性和有效性优点,以及对品种保护具有的特殊价值,成为改良各种蔬菜和其他作物的重要手段[4]。“汇丰二号”辣椒属于一代杂交组合,于2009年6 月通过广东省农作物品种审定委员会审定,为早中熟品种,植株生长势较旺盛,青果绿色,成熟果大红色;果实羊角形,果面光滑,有光泽,无棱沟,果顶部细尖。抗病性鉴定为中抗疫病。田间表现耐热性、耐寒性、耐涝性和耐旱性均强[5]。“汇丰二号”辣椒在2010—2013 年连续四年被评为广东省主导品种,经过多年市场考验,品种经久不衰,深得农民喜爱,2023年又被广东省推介为本省蔬菜主导品种,广东省的种植面积在青皮尖椒类型中占35%左右。
为了提高“汇丰二号辣椒”制种产量和纯度,同时为“汇丰二号辣椒”的推广提供技术支持,根据多年制种经验和思考,总结出“汇丰二号”辣椒人工杂交制种的父母本特征特性、制种基地选择、播种定植、父母本处理等主要制种技术。
母本W2280 是从“湘研16 号”杂交一代辣椒分离后代中选择优质、硬果、综合性状较好的单株,与早熟材料连续回交2 代,再株系自交,经5 年10 代定向选育而成,早熟,青果绿色,果实硬度好,果面光滑,始花为第9节位,长18 cm,宽3 cm[5]。
父本W2102是从“海南29”分离后代中系统选育而成,中早熟,坐果性强,青果绿色,始花为第8 节位,长20 cm,宽3.5 cm,田间表现抗疫病能力很强[5]。
要生产出品质和产量都高的杂交种子,关键在于需采取结合生产实际的科学的杂交制种技术,不仅父母本开花时期相呼应、群体结构符合生产要求,同时还应优化授粉条件、预防病虫害和保证纯度。
辣椒制种基地的选择,一是要考察当地是否适合种植辣椒,二是要考察隔离条件是否具备,三是要考察劳动力成本、土地肥力水平、排灌条件、通风透光性等。
广东地区高温高湿天气持续时间较长,辣椒病害发生严重,特别是辣椒疫病,是广东辣椒最为严重的致死性病害,因此不适宜在广东进行辣椒制种。在我国适宜辣椒制种的地区主要有:海南三亚地区冬春季节,安徽、山西、内蒙古、辽宁、甘肃等北方地区的春夏季节。这些地区的生产季节雨水少、温度适宜,病虫害很少发生,可以长期作为我国辣椒制种的主要基地。适宜的气候,制种成本的有效降低,制种技术的培训与普及,为辣椒制种高产稳产提供了必要的条件。
制种基地当地的劳动力的种植技术水平是一项重要的指标,需要考察制种户是否具有一定的良种繁育经验,如果以前没有参与过制种,前期一定要提供一些技术支持和指导,做好全程指导监督,如开花前、授粉期、坐果后期等重要时间节点一定要做好指导监督。当地劳动力的市场价格也是决定制种价格的重要因素。
辣椒是异花授粉作物,虽然花粉随风力传播的可能性小,但辣椒花吸引昆虫,容易引起生物学混杂,影响种子纯度品质,因此隔离条件也是很重要的考察因素。隔离一般分为自然隔离、时间隔离和空间隔离三种,若制种地有天然隔离屏障,如树林、山丘、村庄等,称为自然隔离,这种隔离条件最优;时间隔离是指花期时间必须完全错开,且须错开25 d 以上,否则会有串粉的风险;空间隔离是指制种地与种植其他辣椒的地块隔离距离要求在500 m 以上,风险较前两种大。
制种地面积计算公式为:
(1)式中:S为制种地面积,单位667 m2;Q1为生产计划收种量,单位g;Q2为每667 m2制种地杂交种子预期产量,单位g/667 m2。
每一地区的环境、劳动力因素等不同,导致预期产量不同,因此应提前做好预制种试验,确定该地区的每667 m2用种量和预期产量,以便随后制订制种计划。
汇丰二号辣椒制种时,父母本株数配比以1∶4最佳,能更好地保证父本的授粉成功率。
2.3.1 播种
辣椒的生长期长,可根据制种基地的季节气候条件来安排播种、栽培季节。播种前用体积分数为10%的磷酸三钠溶液浸泡20 min 并不断搅拌,然后用流水冲洗2 h,沥干水分后用湿布包裹放在恒温箱中催芽,催芽温度一般设定为28~30 ℃,待种子露白率超过30%时即可播种到育苗盘[1]。待幼芽破土后,白天育苗室温度应控制在25 ℃左右,夜间应控制在18 ℃左右。当幼苗长到6~8片真叶时,即可炼苗移植。
根据汇丰二号父、母本的熟性特点,为了确保父、母本花期相遇,保证有充足的花粉供应,父本播种应分两期进行,第一期比母本早播10 d,第二期比母本晚播10 d,这样可以避免因父本早衰而导致花粉不足。将父本定植在母本的一侧并加以标记,以免取错花粉。
2.3.2 定植
在制种田的选择上注意轮作。定植前制种田要施足基肥,每667 m2施腐熟有机肥1 500~2 000 kg、复合肥50~60 kg。用旋耕机翻耕或人工翻耕,使土、肥充分混合。整地采用1.2 m 包沟,双行植,株距40 cm,垄高40 cm[6]。
2.4.1 灌水
汇丰二号定植后,要及时浇一次定植水且要浇透。从定植到始花期,应当控制灌水,土壤湿度不能超过60%,以免引起徒长,造成前期落花落果。花果期是辣椒灌水的分水岭,根据土壤墒情及时合理灌水,灌水时应避开高温时期。果实红熟期应控制灌水,及时排水,如遇高温、干旱,将对坐果不利,应于早晚小水勤浇,以调节田间湿度。父本于开花中期后要适当控水,延长开花期[7]。
2.4.2 施肥
在授粉前或辣椒封行前按m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1.00∶0.29∶1.59配方施肥。忌施氯化钾,以避免因氯离子与土壤中的钙离子结合,生成氯化钙,随水流失,从而引发辣椒缺钙致使脐腐病发生严重。杂交制种结束后追肥1次,重施钾肥。
2.4.3 中耕培垄
辣椒是浅根系作物,中耕是辣椒生产中必不可少的措施。制种过程中多次浇水,因而容易造成土壤板结。浇完定植水后,发现土壤发黄板结,及时浅耕一次。对辣椒培垄时,将大行土锄起在小行培土使其形成高畦,中间形成低畦,这样不仅能方便灌水,而且高畦土壤不易板结。
2.4.4 修枝
辣椒营养生长过程中容易长出侧枝,但是侧枝上的花着果率低且通常难以红熟,不仅消耗了营养,而且还会影响整株的生长发育,从而导致产量下降。打掉分枝以下的侧枝,可以优化植株整体营养的分配,还能使辣椒群体的通风和采光更优。修枝工作应在干燥天气进行,潮湿环境伤口易被致病菌侵染。
2.4.5 病虫害防治
辣椒病虫害防治原则是预防为主,防治结合。及时做好预防工作,能很大程度减少病虫害的发生,因病害发生了以后再补喷药物效果不佳。根据多年制种生产实践,辣椒病虫害的防治只要做到以下几点,就能取得很好的防治效果。1)定植前,在苗上喷800倍的70%代森锰锌溶液使辣椒苗带药定植。2)定植后,要针对蓟马、蚜虫等虫害至少喷两次杀虫药,防止虫害的发生,从而切断病毒病通过虫害传播的途径。3)辣椒结果期,及时喷800倍的50%甲基托布津溶液混合2 000 倍2.5%功夫溶液,起到预防炭疽病、疫病等真菌性病害作用,也对茶黄螨和烟青虫等虫害的发生起到防治作用。4)病虫害大面积暴发时期是在果实的生长阶段,可喷1 000 倍的杜邦猛杀生液、2 000倍的杜邦万灵液和2 000 倍的72%农用链霉素液的混合液,在防治细菌和真菌性的病害及烟青虫的发生有很好的效果。喷药周期一般是隔1 个星期1 次,连续喷药3次就可以基本防治病虫害。5)每次雨过天晴后喷药时尤其要注意,这时田间高温高湿的环境给病虫害的传播提供有利条件,因此雨后天晴用药是最好的病虫害防治时间段,效果最佳。
汇丰二号母本是一个中早熟材料,始花为第9 节位,平均果长18 cm、果宽3.0 cm,单果重56 g[4]。在母本进行授粉前,主要操作如下:1)母本植株在制种前、中、后期根据植株形态特征、花蕾特征、果实特征分多次淘汰杂株,把机械混杂的非母本类杂株和变异株拔除干净;2)一般从母本株第3 层花开始进行杂交授粉,授粉前务必摘除母本株已开的花和已结的果实(包括门椒和对椒的花蕾、果实),以保证杂交种的纯度和产量;3)由于母本植株辣椒果实重量大,为了避免杂交果过重而压坏枝条,应在授粉前对母本株及其枝条用竹竿和绳子固定;4)杂交结束后,将母本植株上未去雄授粉的蕾、花、自交果和标记不清的果实全部清理掉,摘心封顶,同时摘除门椒以下的所有侧枝,打掉植株下部的老叶、病叶[8],此项工作要反复进行几次,以保证养分集中供应杂交果实发育。
汇丰二号父本是一个早熟辣椒材料,始花为第8节位,平均果长20 cm、果宽3.5 cm,田间表现抗疫病能力很强[5]。
父本在采集花粉前应根据植株形态(叶、茎、长势等方面)和花蕾特征(花柱形状、大小,花药色泽等方面)严格检查,拔除杂株[9]。父本开花后,将花瓣已变白(即将开放)的大花蕾摘下,用镊子取出花药,然后放入培养皿或其他合适的容器中(不要盖盖),再置于装有生石灰或硅胶等吸湿剂的干燥器内。花粉干燥后用150~300目筛子筛取花粉,当天授粉最好使用新制取的花粉,若当天用不完可第2 天使用,但最好置于4~5 ℃冰箱中,若无冰箱,亦应置于低温干燥处,花粉贮藏时间以12~24 h 为宜。花粉使用时可装于特制的授粉管中以便于授粉。
去雄授粉的最佳时间为8:00~10:00,授粉期20~25 d 为宜。在制种地辣椒父、母本完成除杂、去早花早果、整株等工作后,进行人工去雄授粉。先将头天收集的父本花粉从授粉管的末端开口处装入,用橡皮塞堵塞开口处。用右手拇指堵住授粉口,使授粉口一端朝下,以将花粉集中于授粉器。授粉时选择母本第3 层以上发育壮实、花苞发白的花蕾去雄:采用徒手旋转法[4],即左手捏住花梗与花托交接处,右手拇指和食指轻轻捏住花冠靠近花托的部位,缓慢扭动,花冠和花药即被去掉,露出花柱和子房,同时左手扶住已去雄的花柄,将柱头插入授粉器内,柱头便沾满了花粉,完成授粉工作。授粉后要用吊牌或者绳子进行标记,一定要注意去雄、授粉、标记同时进行,若当天下雨,应该在雨后重复授粉一次[10]。
授粉结束后,立即拔除父本植株,将母本植株上未去雄授粉的蕾、花、自交果和标记不清的果实全部清理掉,摘心封顶,同时摘除门椒以下的所有侧枝,此项工作要反复进行几次,以保证养分集中供应杂交果实发育。
在采收前必须对母本植株进行最后一次检查,仔细观察对比植株的花、叶、茎、果,拔除杂株。对于后期杂交的发育不良果实、病害严重的果实不宜采收,可以一并先清除。标记的辣椒杂交果完全红熟后,直接采收并放在阴凉干燥处,用粉碎机将已去柄的辣椒粉碎后,再用水快速漂洗干净,立即晾晒,注意种子取出后不要直接在水泥地上曝晒,待种子水分在质量分数为7%以下即可入库保存[11]。