泗棉系列品種選育實踐與展望

陳立昶　王衛軍　崔小平　孫保林　劉曉飛

摘要：通過對江蘇省宿遷市農業科學研究院（原江蘇省泗陽棉花原種場）半個多世紀以來從事棉花育種工作的回顧和總結，分析了其在育種技術、品種試驗、生產應用等方面的諸多創新，闡述了其育成品種在棉花生產、科研中的較大影響。旨在為棉花品種的創新提供參考與借鑒。

關鍵詞：泗棉系列；棉花品種；育種技術

中圖分類號： S562. 035 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）01-0007-10

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.01.002

0 引言

20世紀60年代初，江蘇省泗陽棉花原種場成立后，在棉花良種繁育的同時，開展新品種選育。2007年宿遷市農業科學院成立后，原種場科研育種力量劃入該院，繼續進行新品種選育研究工作。

半個多世紀以來，在泗棉幾代育種人的不斷努力下，新成果延綿不斷，先后育成了20個棉花新品種。其中泗棉1號在我國自育品種取代國外引進品種推廣中發揮了重要作用，1978年獲全國科學大會獎；泗棉2號高產穩產[1-2]，1984年以后成為長江流域種植面積最大的品種；泗棉3號集豐、抗、優于一體[2-5]，1995年以后成為全國種植面積最大的品種。這些均在我國棉花育種史上留下了閃光的一頁。現將泗棉系列品種主要特性進行概述，旨在總結經驗、探析規律，給未來的科研育種提供借鑒與參考。

1 泗棉系列品種及選育方法

從20世紀60年代以來，泗棉育種人結合良種繁育，在推廣品種岱字棉15過程中，以系統選育的方法育成了泗棉1號，截止到2014年已育成審定20個新品種（國家審定6個、省級審定14個），包括高產品種2個（泗棉1號、泗棉2號）；早熟高產2個（泗陽78-18、泗陽123）；高產抗病3個（泗棉3號、泗棉4號、泗棉331）；優質棉2個（泗優1號、泗棉5號）；常規抗蟲棉2個（泗抗1號、泗陽6821）；雜交棉組合9個（泗雜2號、泗雜3號、泗抗3號、泗雜棉6號、泗雜棉3號、泗陽328、泗陽329、泗陽698， 泗陽839）。其中泗棉2號、泗棉3號既通過國家品種審定，又通過江蘇、安徽、江西、湖南、浙江等多個省審定，且多年是國家及這些省份的區域試驗對照種；泗陽78-18、泗雜3號、泗雜棉6號和泗雜棉8號通過了國家品種審定；泗棉1號、泗抗1號和泗雜3號曾是江蘇省的區域試驗對照種，泗陽78-18曾是國家區域試驗對照種，泗棉4號曾是安徽省的區域試驗對照種，泗抗3號曾是江西省的區域試驗對照種。這些品種的選育對促進我國長江流域棉區棉花育種與生產發展發揮了重要作用。

泗棉品種選育始于棉花良種繁育[6]，育種方法有同良種繁育緊密結合的系統選育，以及雜交選育、雜交種（組合）選育等。育成品種中系統選育育成的3個，占15%；品種（品系）間雜交、回交、復合雜交等育成的8個，占40%；雜交棉品種（組合）有9個，占45%。轉基因抗蟲棉品種及組合11個，占55%。育種早期以結合良種繁育進行系統選育為主，以后逐步以雜交育種為主。20世紀末，隨著Bt基因的導入與應用，棉花雜交優勢、特別是產量優勢明顯增加，隨著勞動力的轉移，實行省工簡化栽培，棉花種植密度降低，雜交棉單株生產力高，適應稀植大棵種植，更適合生產需要，雜交優勢利用逐步成為主要的育種方法，21世紀以來育成的13個品種9個為雜交棉（組合），近70%。

2 泗棉品種主要特性

2.1 豐產性突出

泗棉品種素以高產穩產著稱，在棉花品種區域試驗及生產應用中豐產性突出。

2.1.1 增產幅度大

在長江流域產棉省份的棉花品種區域試驗及生產試驗中，泗棉品種突出的表現是豐產性好，通過審定的泗棉系列品種皮棉產量通常比對照增產10%以上，高的達30%左右。根據長江流域產棉省與國家品種區域試驗與生產試驗的相關結果分析，除泗優1號等兩個優質棉品種外，其余18個高產早熟品種的皮棉比對照增產10%以上的為13個，占72%；比對照增產15%以上的有10個，占56 %；比對照增產20%以上的有5個，占 28 %。

尤其1980～1995年通過審定的5個品種（表1）豐產性更佳，均比對照增產15%以上。其中泗棉2號1982年江蘇省棉花品種區試皮棉比對照（岱字棉15）增產29.05%，1983年江蘇省棉花品種生產試驗皮棉比兩對照（岱字棉15與徐棉6號）分別增產30.68%與31.03%。泗陽78-18在1980～1981年江蘇省麥（油）棉連作試驗中，皮棉比對照（徐州142）增產32.65%，1980-1981年長江流域耕作改制品種試驗，皮棉比對照（徐州142）增產29.3%和28.2%。說明這階段泗棉品種突出產量育種的理念。

2.1.2 泗棉品種的產量位次領先

在品比試驗中泗棉除比對照增產幅度大以外，在參試品種中的產量位次也都居于領先位置。

一是品種區域試驗中產量位次領先：多年棉花品種區域試驗中，泗棉品種產量居第一位的為多數。根據長江流域產棉省與國家品種區試相關資料統計，泗棉品種通過審定的18個早熟高產品種，產量居第一位的有12個，占66.6%，其中1995年前審定的5個品種（表1），試驗中有4個產量居第一，并比同類對照增15%以上。

二是多個試驗中產量位次連續領先：2000年以來，為適應省工節本、簡化栽培需要，利用轉基因抗蟲棉雜交優勢強的特點，在多年常規棉、抗病棉品種選育的基礎上，育成的雜交棉新品種（組合），不僅比常規棉增產，比同類雜交棉品種（組合）也顯著增產。例如，2001～2006年泗抗3號、泗雜3號、泗陽328等新組合，相繼參加多個省與國家品種試驗，或作為對照種參試，皮棉產量在多個試驗中居眾多參試品種之首，并有較大的增產幅度（表2）。

三是連續多年在試驗中產量位次持續領先：泗棉品種在審定試驗中產量表現突出，審定以后作為試驗對照種，產量也能持續表現突出。例如：泗棉2號在1982～1983年江蘇省品種區試、1984～1985年長江流域品種區試中產量表現突出，以后作為江蘇省與長江流域區試對照種，又連續多年表現突出。根據江蘇省和國家區試資料分析，泗棉2號在1982～1991年江蘇省10年區試中，連續8年（1982～1989）產量第一；1984～1993年長江流域10年區域試驗也是連續8年（1984～1991）產量第一。從作為參試種到對照種，從省區試到國家區試，泗棉2號產量位次持續領先（圖1），在我國棉花品種試驗中創造了罕見的歷史紀錄。

四是同一年在多個試驗中產量位次全部領先：2000年以后泗棉人在常規棉品種選育的基礎上，育成了一批強優勢雜交組合。2006年泗雜棉6號、泗陽328、泗抗3號、泗陽328-2、泗雜2號共5個品種，同一年份參加有關省與國家9項品種試驗，在該9項試驗中，皮棉產量全部居于第一位，取得了一年九冠的豐碩成果（表3）。

2.1.3 率先實現了抗病棉超過常規棉的產量

我國棉花育種有一個逐步發展的過程，產量始終是主要的育種目標，尤其是農產品短缺時代，產量更受重視。隨著植棉時間的延長，病害加重，抗性育種開始受到重視。由于高產與抗病之間存在矛盾，高產不抗病、抗病難高產的現象持續很長時間。20世紀90年代前很多省份的棉花品種區域試驗分為抗病棉與常規棉兩組，抗病棉參加抗病組、常規棉參加常規組試驗。

泗棉3號是在無病地與有病地交叉選擇育成，具有既抗病又高產的特性[3-4]。為擴大品種影響、加快推廣應用，泗棉育種人果斷打破常規，將抗病棉泗棉3號破例參加常規棉組試驗，同常規棉高產品種比產量，又在病地、病圃鑒定抗病性，一舉取得成功。1990年江蘇省常規棉區試，泗棉3號產量超過多年居第一的泗棉2號，也高于其它參試品種，比其它參試品種平均增產11.3%；成為1984年以后江蘇省棉花品種區試中，皮棉產量首次超過高產對照泗棉2號的品種，并且在病地種植與病圃鑒定又表現高抗枯萎病，從而率先實現了抗病棉產量超過常規棉的育種目標。

1992～1993年長江流域常規棉品種區試兩年26點次，泗棉3號13點次產量居第一，8個點次居第二，平均比對照（泗棉2號）增5.81%，又成為長江流域1984～1993年品種區試，產量率先超過對照（泗棉2號）的品種。1992年江蘇省生產試驗，泗棉3號皮棉比抗病對照（鹽棉48）增產18.53%，比常規棉對照（泗棉2號）增產9.68%。1993年安徽省區試也顯著超過對照（泗棉2號），增產13.6%（表4）。

泗棉3號的育成，率先實現了抗病棉產量超過常規棉的目標，審定推廣以后，江蘇省把常規棉與抗病棉區試合并，統一實施抗病高產品種區試；棉花品種布局上，也不再采取有病地種抗病棉、無病地種常規棉的做法，實現了有病地、無病地統一布局，統一種植抗病棉高產品種，優化了品種結構。

各地高產栽培，泗棉出現了眾多高產典型，使推廣地區棉花產量水平顯著提高。泗棉2號1990年在湖南省曾經創造小面積成桃1764180個/hm2，皮棉超3000 kg/hm2的最高紀錄。泗棉3號1994年江西省都昌縣萬戶鄉唐美村0.173 hm2高產田，皮棉產量達3060 kg/hm2，創造當時長江流域棉花皮棉單產的最高紀錄。

1994年江蘇省以泗棉3號為當家品種，盡管遭受嚴重旱災與棉鈴蟲大暴發的危害，入庫皮棉仍達38100萬kg（762萬擔），入庫量領先于長江、黃河兩大流域棉區相關省份。

1994～1995年江西省大面積推廣泗棉3號，兩年平均皮棉產量為1225.5 kg/hm2，比推廣泗棉3號前3年（1991～1993年）皮棉1030.5 kg/hm2新增195 kg/hm2，提高近2成，增產達19%。大面積推廣促進了江西省棉花產量大幅度提高，1995年全省單產居全國第一。同時還涌現了一批高產典型，據不完全統計，江西省皮棉產量在1875 kg/hm2以上的產棉村近1500個，皮棉產量在2250 kg/hm2以上的植棉戶約3000戶，皮棉產量在2625 kg/hm2以上的田塊超過1400塊。

2.2 綜合性狀優良

泗棉系列品種還具有綜合性狀協調，株型結構合理，棉田通透性好，光能利用率高，結鈴性強，鈴型整齊，鈴重較高，鈴殼薄、吐絮暢，衣分高等特性，高衣分品種泗棉4號大樣衣分接近50%，成為典型的半半棉。并且抗逆性好、適應性廣，區試鑒定中，產量高于對照，抗病性也普遍好于對照品種，表現抗逆性強、抗病性好，抗枯萎病、耐黃萎病或抗枯萎病和抗黃萎病。纖維品質也達到國家攻關目標，泗棉1號、泗棉2號纖維品質及紡紗性能優于當時的推廣品種岱字棉15號，泗棉3號纖維品質又好于泗棉2號（表6）。

3 品種應用情況

3.1 推廣應用情況

泗棉品種長期以來一直是江蘇省及長江流域主要推廣品種，根據中國農業科學院棉花研究所宋曉軒，等研究[7]，20世紀后20年，我國推廣面積超過33.33萬hm2的自育棉花品種為12個，長江流域品種占3個，其中2個是泗棉系列品種（泗棉2號、泗棉3號）；年度推廣面積最大的品種為6個，泗棉3號是其中之一。

泗棉1號明顯優于當時的推廣品種，育成以后迅速推廣，在我國自育品種取代國外引進品種中發揮了重要作用。泗棉2號1984年以后推廣面積超過33.33萬hm2，成為長江流域種植面積最大的棉花品種，其中江蘇省種植面積24.67萬hm2，占全省當年常規棉面積的90%。湖南省1991年種植泗棉2號9.07萬hm2，約占當年全省棉花面積的75%，1995年在湖南種植面積達11.67萬hm2。

泗棉3號集豐、抗、優及適應性廣于一體，率先實現抗病、優質棉品種的產量超過常規棉。專家鑒定認為泗棉3號“在同類研究中居國內領先，其豐產性與抗枯萎病、抗棉鈴蟲達國際先進，它的育成與推廣標志著我國棉花豐產、抗性育種水平已上一個新臺階”。泗棉3號于1993年和1994年先后通過江蘇與全國品種審定。泗棉3號的育成，使江蘇及其長江流域棉花品種布局上發生了較大的變化，實現了枯萎病有病地、無病地都能夠統一品種布局，改變了有病地種抗病棉、無病地種常規棉的格局，推廣面積迅速擴大，1994年推廣40.53萬hm2，超過泗棉2號成為長江流域種植面積最大的品種，l996年種植86.35萬hm2，超過中棉所12成為全國推廣面積最大的品種。最大年種植面積占長江流域當年棉花面積40%以上，江蘇、江西兩省均占當年棉花面積75%以上（圖2），安徽省占當年棉花面積60%以上。該品種是“九·五”期間全國推廣面積最大，也是20世紀90年代以來我國自育棉花品種中推廣面積最大、應用范圍最廣的。推廣種植范圍包括長江流域、黃河流域南部及新疆內陸等棉區。泗棉2號、泗棉3號兩個品種累計推廣面積超過億畝，凈增加社會經濟效益超過百億元。依靠育種科技的創新，對社會經濟發展的作用十分巨大。

泗棉系列其它品種也在不同年代得到推廣，成為棉花生產的主推品種。泗棉4號2001年在安徽面積超過6.67萬hm2，被定為安徽省品種區試對照種。泗抗3號2003年以后成為江西省主推品種及區試對照種。泗雜3號、泗雜棉6號、泗雜棉8號、泗陽328、泗陽329等，還進行品種經營權轉讓，進一步促進了品種推廣及其育種成果轉化。

3.2 種質資源利用情況

泗棉系列品種在推廣應用，解決生產問題同時，還作為種質資源被廣泛應用，在育種研究中發揮作用。

據王衛軍，等（2015）統計[8]，截止2011年以泗棉系列品種為親本育成的品種（組合）計58個，以泗棉3號為親本育成的品種（組合）就達40個，其中常規棉品種22個，分別是江蘇審定的GK22、蘇棉20號、科棉4號、科棉5號、蘇棉25號、中江棉8號、蘇2186，江西審定的棕雜92、贛棉13號，安徽審定的皖棉11號、GK1號、皖棉34號、皖棉37號、泗棉4號，山東的GK12、魯棉研19、魯棉研21號、魯棉研27、魯創棉117，湖北審定的鄂棉24號，浙江審定的慈96-6，河北審定的邯鄲109；雜交棉品種18個，分別是江蘇審定的蘇棉24號、大豐雜312、鹽雜3號、蘇雜棉22B、大豐18和 泗雜3號，江西審定的雅雜棉1號、金雜101和泗抗3號，安徽審定的皖棉13號、皖棉16號、寧字棉R2、寧字棉R6、稼元216、綠億棉10號、同雜棉8號和泗陽328，山東審定的魯棉研15，湖北審定的鄂雜棉14號。在這些品種中有6個是通過國家審定的，分別是常規棉品種邯鄲109、魯棉研19號、魯棉研21和魯棉研27，雜交棉品種魯棉研15號和泗雜棉8號。育成的品種分布長江與黃河兩大流域，涉及江蘇、安徽、山東、河北、湖北、浙江、江西等產棉省。尤其以泗棉3號為授體導入Bt基因育成的GK1、GK12、GK22等抗蟲棉，不僅在生產上應用，以其作為抗蟲親本育成的魯棉系列、蘇棉系列、泗棉系列、皖棉系列等在多個生態區域推廣應用，既促進了科研和生產的發展，又發揮了泗棉3號作為種質資源的價值，拓展了品種利用途徑。據眭書祥，等（2010）統計[9]，利用GK12育成并通過國家或省級審定的抗蟲棉品種共70個。

“十·五”以來，我國年推廣面積在15萬 hm2以上的9個雜交棉品種，有以泗棉3號為親本育成的皖棉13號、魯棉研15號兩個強優勢組合。以泗棉3號為親本育成的泗棉4號、皖棉13號、魯棉研19號、魯棉研21號及魯棉研15號既在生產上發揮作用，還作為省與國家區試對照，其中，魯棉研15號、魯棉研19號、魯棉研21號分別被山東省及黃河流域定為中熟棉品種區試和早熟棉區試的對照種，在生產、科研及品種選育方面發揮作用。

3.3 品種審定試驗中的利用

泗棉系列先后有8個品種被作為有關省或國家區試及育種攻關試驗的對照種，作為新品種選育試驗的標桿，在品種選育與審定鑒定中發揮作用。泗陽78-18、泗棉2號、泗棉3號曾作為國家區試對照種。泗棉2號、泗棉3號既作為國家區試對照，還同時被江蘇、安徽、江西、湖南、浙江等多個省定為品種區試及育種攻關試驗的對照種。泗棉1號、泗抗3號、泗棉4號、泗雜3號、泗抗1號也在不同年代被江蘇、安徽、江西等省定為區試對照種。

20世紀80年代初以來的30多年，江蘇省高產品種區試、抗病品種區試、抗蟲品種區試到雜交棉品種區試，基本都以泗棉系列品種作為對照。泗棉系列品種由于育種目標性狀表現水平較高，并且長期穩定，作為試驗對照品種，使其試驗比較的標桿比較高，一般性的參試品種很難通過審定，這樣既提高了品種審定的質量，也倒逼、推進育種水平的提高，促進高水平品種的育成。

泗棉2號1984～1989年作為江蘇省區試對照，連續6年在試驗中皮棉產量第一，6年間所有參試品種都難以通過審定，直到1990～1991年集豐、抗、優為一體的泗棉3號參試以后，才在產量、抗性、品質等方面全面超越泗棉2號，并通過品種審定。對照品種過硬，增加了品種通過審定的難度，避免了水平相當、類型相近品種的低水平重復審定，保證了審定質量，可以使生產上推廣品種的數量減少，避免生產用種的多、亂、雜的現象。

4 科研平臺建設

泗棉育種成果豐碩，育種平臺也不斷得到加強，首先棉花原種場由縣屬場圃，先后升格為省屬場圃及國家級原良種場。并建成了“農業部棉花原原種擴繁基地、江蘇省棉花種質資源基因庫、國家棉花改良中心江蘇分中心。宿遷市農業科學院成立以后，又實施“國家棉花產業技術體系泗陽綜合試驗站”項目。還通過江蘇省泗棉種業有限責任公司承擔“江蘇省重大科技成果轉化項目和江蘇省現代種業項目”，通過項目實施，建設了海南棉花南繁基地和新疆棉花育種基地，泗棉商標成為江蘇省著名商標，種業公司成為國家AAA級資信企業。這些為江蘇的棉花育種及種業發展提供了更大的發展空間。

5 主要育種經驗及前景展望

半個多世紀以來，泗棉育種人而勉而行，新成果不斷涌現，泗棉品種的成功賴于天時地利人和，其主要經驗在于長期堅持，始終如一，不斷探索、勇于實踐、善于創新。

一是體制創新。堅持把育種科研同生產實際緊密結合、堅持把棉花育種與良種繁育有機融合，使其相得益彰，這也是泗棉品種長盛不衰、應用周期超越一般品種的秘訣所在。科研不能脫離生產實際，要始終把生產實際的迫切需要作為育種研究的方向，以生產實踐作為檢驗科研成果價值的主要途徑，把種子繁殖與育種研究融為一體，相互促進，相得益彰。

二是技術創新。堅持在實踐中不斷探索，率先比較完整地提出了棉花株型育種的概念，塑造“疏朗型”理想株型，提高了棉花群體光能利用率；堅持擴大親本的遺傳差異，豐富品種遺傳基礎；堅持高世代材料長期連續選擇、把雜交育種的橫向聚集優良性狀與系統選擇縱向積累提高相結合，包括“優異相濟”的雜交棉親本選配方略[10]，且與時俱進，不斷發展，從而提高了品種選育的有效性。

三是注重在長期的育種實踐中提高技術水平及培養專業精神。注重在育種實踐中培養技術隊伍，在實踐中訓練技術人員創新思維的敏銳性、考察鑒定材料的準確性，提高科研水平及育種能力。在長期科研實踐中，培養科技人員的專業精神，使育種人員能夠堅持“目標明確，始終如一”，一個人一輩子專注一件事，朝著既定的方向，堅持不懈走下去，不忘初心，方得始終，使其越來越逼近目標，正是這種精神物化為泗棉，成就了泗棉。

目前我國棉花生產形勢已經發生深刻變化，棉花生產區域、品種類型、生產方式及育種技術均發生了深刻的變化。棉區重點向西北內陸轉移、生產方式由人工作業向機械作業轉變，現代生物技術的應用也越來越廣泛。目前及今后的品種選育也要與時俱進，面向主產區、面向生產者、面向消費者，注重傳統技術與現代生物技術的結合，創造性地應用已經成熟的技術，再接再厲，在已有成功的經驗、豐富的種質資源和良好的科研平臺基礎上，拓寬視野，扎扎實實，東西互動、優勢互補[11]，面向全國主要產區，擔負起新的重任，爭取在服務全國主要棉區中取得更大成就。

參考文獻

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