馮培煜 宋瑞連
(1 北京市農林科學院玉米研究中心,北京 100097;2 玉米DNA 指紋及分子育種北京市重點實驗室,北京 100097;3 北京順鑫種業科技有限公司,北京 100097)
去雄是玉米制種工作中必不可少的重要環節,要求做到干凈徹底,而且時間緊、勞動強度大。目前種子生產基地勞動力緊張,用工成本高漲,新品種、小品種去雄仍然是玉米制種繞不開的工作。“倒四葉去雄”技術不僅適于人工作業,也適用于機械去雄;它以保證制種質量和產量為前提,使玉米去雄工作做到及時、干凈、快捷。目前該技術已在多品種(組合)、地區廣泛應用和推廣。
1.1具體含義“倒四葉去雄”技術是在《雜交玉米新品種京科968 種子生產技術》[1]一文中首次提出,原本是依據京科968 雙親的特征特性提出的一項去雄技術,現在已被廣泛應用于多個品種或組合。具體含義:一是當京科968 品種制種時,其母本京724 植株由頂部向下數第4 片葉,即“倒四葉”,當其展開時及時開展去雄作業;二是在制種抽雄時將京724 植株“倒四葉”及以上葉片(包括還未露出的裹在葉片內的雄穗)一同拔去。具體在制種田,母本有80%的植株“倒四葉”已展開時即可去雄。
1.2提出的依據京科968 是近幾年通過國審并大面積推廣的優良品種,其母本京724,株高310cm,穗位高120cm,穗上部6~7 片葉,總葉片數19~20 片,穗上部節間逐節拉長,穗上倒1~4 葉上沖而窄,棒三葉平展寬厚肥大,由頂葉倒數1~2 片葉片未展開前就開始散粉,雄穗花粉量大,雌雄協調,植株長勢強等;而父本京92 株高210cm,穗位高110cm,花粉量較大。在開始試制種的2 年,按照常規制種技術,均以母本不好授粉,結實率低而失敗;經過2 年3 季(甘肅張掖制種2年,海南加代1 年)觀察、研究、分析和試驗,發現影響母本結實率低的主因是由于母本植株生長高大和遮擋父本,不僅影響了父本發育生長,同時也影響了自身接受花粉。當在母本京724 植株倒數第4 片葉展開時開始去雄,不僅制種易保證質量,而且母本結實率也得到了大幅提高,獲得制種成功。
在玉米“倒大喇叭口”期,觀察母本(和父本)植株的生長發育進程(結合測花期);首先隨機選擇生長發育正常能夠代表該制種田長勢的植株,對選定的植株一手抓緊母本植株展開葉(用眼能夠看到葉耳和葉鞘)的下方,用另一只手抓緊展開葉上方的幾片未展開葉(葉耳和葉柄還未長出),將母本植株上部還卷裹在一起的幾片葉拔出;之后,立刻解刨并依次記錄未展葉片數;當田間80%的母本植株仍有4 片葉(由植株頂端第1 片葉向下數)未展開時即開始全面去雄工作。或者自母本出苗開始,采取標記展開葉片數,當田間80%母本植株葉片已展開(觀測到葉耳)16 片葉時,采取帶4 片未展開葉,及時組織開展去雄工作。
3.1 保證了制種的成功 一般玉米制種父母本按1∶5~6 行比種植,才能保證制種的產量。京724 自交系株高比父本京92 高出100cm 左右,連續2~3 行種植的母本如屏障“隔離”著父本,且由于父本株高比母本矮,嚴重受母本株高的遮蔽影響,使其長勢減弱、植株變矮、發育不良,致使連續多行種植的中間幾行母本接粉困難。按常規去雄技術去雄,母本常常授粉不良、結實率低,造成制種產量低或制種失敗。母本“倒四葉”去雄后株高降低100cm 左右,去雄后的母本株高和父本株高持平,母本易接受父本授粉;母本“倒四葉”去雄又改善了父本發育環境,花粉活力高,更利于提高母本結實率,使制種成功率更加有保障。
3.2 對制種產量影響小京724 帶4 片葉去雄后,其玉米果穗穗上部仍留有2~3 片功能葉,對制種產量影響小。據趙永萍[2]以先玉335 玉米雜交種為樣本,對其不同葉位葉片與產量相關性研究,結果為玉米植株只保留果穗“棒五葉”及以下葉片條件下,其果穗籽粒產量仍可達到保留全株葉片的85%以上;王元東等[3]將京科968 制種采取的“倒四葉去雄”技術與先玉335、鄭單968 采取的常規去雄技術制種作對照比較,結果表明,京科968 單位面積制種產量大幅高于先玉335,與鄭單958 相當或略高。按單位面積有效商品子粒數計,京科968 玉米品種制種較鄭單958 和先玉335 具有明顯優勢。實踐證明京科968 制種京724 采取“倒四片葉去雄”,減少了后期雄穗生長發育所需養分消耗的供給源,由于其自身“棒五葉”的寬厚肥大,對制種產量影響小。
3.3 制種質量有保障倒四葉展開時抽雄,是在母本雄穗還沒有發育完全(沒有形成花粉前)時就去掉了,保證了制種質量;以前傳統玉米制種去雄的管理措施,只是強調采取摸苞帶1~2 片葉去雄,此時,已有相當數目的玉米自交系,在倒1~2 葉未展開就開始(苞內)散粉了,即使按照制種要求去雄,仍不可避免造成母本自交的發生,制種質量不易保證,也不便于群眾掌握。
3.4 高效率、高質量完成去雄“倒四葉去雄”抽雄技術,使去雄工作有了定時、定性、定量的準確把握,社會示范意義巨大。京724 倒四葉展開時穗上部節間未完全展開伸長,此時株高一般在120~140cm,株高較矮,便于人工作業,大大降低了人工去雄勞動強度。
具體到制種田間,在母本群體內植株個體間的葉片展開時間是不一致的,一般差3~5d,制種田80%以上的植株倒四葉展開時開始去雄,即使在3~4d 內完成1 次(輪、遍)去雄,其母本也不至于散粉,且照此法一次性去雄即可達到田間植株去雄率98%以上,從而為高質量完成去雄工作帶來時間保障。
每一個雜交玉米品種的雙親都有自己的特征特性,隨著“倒四葉去雄”技術的不斷應用推廣,現已在其他玉米品種制種上演變出了“倒二葉、倒三葉” 去雄法,還有部分品種制種時實施了“倒五葉”去雄法。該項去雄技術的實施,能夠有效地保障制種質量,同時不使制種產量降低。
通常,在觀察與描述自交系特征特性時,過多的重視產量性狀,而對“易制種”[4-5]的性狀觀察敘述不夠或不全;常常是在品種審定后,在進入種子生產時仍需重新觀測自交系和制種有關的性狀及特征,如穗上部葉片數、散粉特性等,完成這個過程往往需要1~2 個生產周期,勢必將遲滯品種種子生產與推廣的時間和速度,建議育種家今后在觀察和描述自交系特征特性時予以詳述。