棉花分系優選混繁法繁育原種技術的理論與實踐

王為然

摘要：棉花原種作為大田用種的源頭之一，其質量優劣對于生產品種競爭優勢的發揮尤為關鍵。本文在前人研究的基礎上，圍繞新疆棉花生產特點，在細化和改進原種生產相關技術環節的基礎上，提出了棉花“分系優選混繁法” 繁育原種技術。該技術由“優株量化選擇技術、優系南繁精選技術、三圃同繁精播稀植技術”三部分組成，實施后較傳統的“三圃制”縮短近1年時間，品種種性得以顯著保持或改進，繁殖系數明顯提高。

關鍵詞：棉花；種子繁育；精量播種；分系優選

中圖分類號：S562.038 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2018）04-0007-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.04.002

0 引言

作物要優質高產，良種必為先。種子是農業生產的根本，適宜配套的良種繁育技術不但能夠高效、快速地生產出高質量的原種，還能有效延長品種使用年限[1]。棉花是一種常異花授粉的作物，為了保持品種優良種性、加快繁殖速度以適應生產對高標準種子的需求，種子生產者提出了很多原良種繁育技術方法。目前，國內外普遍采用的方法主要有兩種。一種是 “三圃制”，它是我國1953年從前蘇聯引進，以改良混合選擇法為基礎的方法，由株行圃、株系圃、原種圃三部分構成，該技術長期成為我國棉花良種繁育的核心技術[2]。另一種是四級種子生產技術，其由“育種者種子、原原種、原種和良種”等環節構成[3]，在我國也得以較大面積示范應用。目前，棉花的“三圃制”及“四級種子生產技術”均不同程度地存在著繁育周期長、繁殖系數低、品種種性保持差等諸多弊端，為了解決這種問題，國內在上述方法的基礎上因地制宜地提出了改良眾數混選法、自交混繁法和三年兩圃法等[4-7]，以及與四級種子生產程序大致相同“統保分繁”技術等[8]，有效解決了不同區域的良種繁育問題。新疆棉花種子生產和內地有一定不同，除棉花生長環境因素外，其組織也更加多元化。如何快速、高質量生產出優質原種，從而進一步擴繁并迅速推廣，是擺在棉花育種及推廣工作者面前的一個重要問題。本文圍繞新疆棉花生產特點，從優選單株到原種生產中的種子繁育技術入手，提出了“分系優選混繁法”繁育原種技術，以期能為新疆原良種繁育提供技術支撐。

1 棉花“分系優選混繁法”繁種程序

根據棉花經濟性狀遺傳規律及生育特點，為保持品種群體遺傳穩定與優化提高，在全面試驗研究的基礎上，進行系統分析總結，提出棉花“分系優選混繁法”原種繁育技術。該方技術是以單株和分系選擇為基本手段，明確了單株優選技術標準。在此基礎上，建立多個優株行圃、優株系圃、分系保種圃，形成了核心種子—基礎種子—原種的生產程序，其繁種程序如圖1。

2 棉花“分系優選混繁法”實施內容

2.1 優株量化選擇技術

包括株型、葉型（色）、鈴型（重）、衣分、子指、種型（色）、絮色、絨長、比強度、細度、整齊度等10余個必考（測）重要指標，同時根據品種特性進行專門性狀的選擇（如熟性、抗病、抗早衰、含絮力等）。根據考測結果，鈴重、衣分和絨長、強力等主要性狀以大于該品種標準株年度平均數1個標準差以內為選擇參考標準，建立起單株優選標準體系。建議入選單株在100～150株左右。以新疆陸地棉品種新陸中84號和海島棉品種新海43號的優選單株性狀為例介紹分布情況。

2.1.1 陸地棉品種單株優選技術

首先以葉型、株型、鈴型等植物學性狀為主，在蕾花期和絮期進行2次棉花典型株選擇。秋季收獲500株左右，進行室內考種檢測，淘汰不達標株。如以新陸中84號為例，鈴重與衣分等產量性狀分別參考其標準差0.44 g和1.64 個百分點、對大于平均值5.40 g和44.74%的1個標準差以內（0.4 g和1.6個百分點）單株入選，可適當放寬些標準；而品質性狀纖維長度、強力必須大于平均數30 mm和29.6 cN/tex以上1個標準差（1.0 mm和1.2 cN/tex）以內的單株入選，馬克隆值則在平均數以下的單株入選，整齊度必須大于平均數85.6%的單株入選（表1、圖2）。

2.1.2 長絨棉品種單株優選技術

以長絨棉新海35號為例，在單株選擇時，鈴重與衣分等產量性狀參考其標準差0.32 g和1.62個百分點、對大于平均值3.3 g和32.5%的1個標準差以內（0.3 g和1.6個百分點）單株入選，而纖維長度、強力必須大于平均數37.2 mm和43.5 cN/tex以上1個標準差（1.1 mm和2.8 cN/tex）以內的單株入選，馬克隆值則在平均數以下的單株入選，整齊度必須大于平均數87.8%的單株才能入選（見表2、圖3）。

2.2 優系南繁精選技術

為加快繁種進度，對優選100～150株中的特優單株50株左右，于當年10月底進行海南加代，并進行隔離繁殖和去劣保優，建議至少對特優株行進行自交。在次年三月份，進一步去掉劣勢和異質性株行。對入選的株行首先進行一次優株、優株行單收，用于下一步在新疆種植成株系；對其余同類型株系進行全部混收，用于下一步建基礎種子田的生產。

2.3 三圃同繁精播稀植技術

于次年4月進行三圃同繁工作。

2.3.1 優株行圃

對中選的150株左右中的剩余優株100株用于保種圃建設，亦可將海南南繁的優株納入其中，剔除劣質和異質性株行。

2.3.2 優株系圃

對南繁株系進行擴繁。首先對種子進行人工精選，去除異形籽、黃籽、破籽等。對南繁特優株系種子采用精播、適度稀植，株距可由原來的8.8～10.0 cm，改為13 cm左右，以一膜四行為例，播幅寬1.5 m，理論密度由270000株/hm2降為195000株/hm2左右，使產量基本保持較高水平，可迅速擴大繁殖系數。

2.3.3 原種圃

將南繁混系在土壤、肥力較好，灌溉條件有保障的棉田采用精量播種，進行大面積擴繁，于當年秋季即可完成基礎種子田的建設，生產出原種。

3 “分系優選混繁法”的應用效果

由于連續多性狀進行定向優化選擇，從而使棉花品種重要性狀指標得到持續提高和綜合優化，并且群體保持了較高水平的遺傳平衡，因此后代種群具有優良的生產能力和適應性。

該方法從第二年起實行的是從優株行、優株系、原種三級同步鑒定選擇。因此，具有快速提高品種重要經濟與生物性狀，以及快速繁殖高質量原種的效果。

對新陸中84號基礎種子田的100個株行隨機選取500個單株的進行考種和測試。纖維長度大于30 mm的單株主要集中在30.0～30.9 mm、31.0～31.9 mm兩個分布范圍，各自分別占總選株數比例的38.5%和29.5%。纖維比強度大于30 cN/tex的單株主要集中在30.0～30.9 cN/tex、31.0～31.9 cN/tex兩個范圍，分別占各自單株比例的36.8%和29.1%。所選單株平均絨長達到30.8 mm、平均比強度達到30.5 cN/tex，分別較改良前增加0.5 mm和0.8 cN/tex。同時，單株鈴數平均較改良前平均提高1.49個、鈴重提高0.3 g、衣分高1.2個百分點。

長絨棉新海43號單株纖維長度在37.5～39.0 mm的單株占到77.5%，纖維強力在43.5～47.0 cN/tex的單株占到68.3%，較改良前所選單株平均值分別提高0.9 mm和1.5 cN/tex，平均結鈴數提高2.5個，鈴重基本相當，衣分平均值達到33.6%。

4 討論與結論

4.1 “分系優選混繁法”與其他繁育方法的關系

“分系優選混繁”技術是在“三圃制”基礎上發展出來的，借鑒了美國和埃及棉花良種繁育過程中采取的“提高選擇壓力、優中選優”的策略和國內的“自交混繁法”繁殖技術，在提高品種質量的同時，克服了原原種繁殖周期長的不利因素。同時結合了四級種子生產程序的部分內容，提高了原種繁殖系數，為企業大面積生產良種提供了支撐。

4.2 關于良種繁育的組織形式

從生產實際看，棉花原原種繁育最好在育種單位或技術條件、生產條件、組織管理等方面具有堅實基礎的原種場進行，因為他們對品種的綜合表現及存在問題最清楚。原種和良種繁殖區應由育種者和種子企業共同協商確定。

參考文獻

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[2] 郭香墨，劉金生. 棉花良種引種指導[M]. 北京：金盾出版社，2010.

[3] 郭香墨，劉金生，豐嶸，等. 我國棉花良繁體系的形成與發展[J]. 中國農業科學，1996（12）：28-30.

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