石建斌,王寧,周紅,許慶華,嚴根土
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/ 棉花生物學(xué)國家重點實驗室,河南安陽455000)
黃河流域棉區(qū)有著悠久的植棉歷史,一度是全國棉花主產(chǎn)區(qū),“九五”和“十五”期間,黃河流域棉區(qū)棉花產(chǎn)量分別占全國總產(chǎn)量的34%和40%[1]。 自20 世紀90 年代末開始,隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展,農(nóng)民外出務(wù)工人數(shù)急劇增加、農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移,而且黃河流域棉區(qū)機械化程度不高、推廣品種不適宜簡化種植[2],整枝、打頂費時費力,導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅提高。 因此,亟需培育適宜簡化種植的棉花新品種,達到降低棉花生產(chǎn)成本、提高植棉效益的目的,中棉所117 就是在此背景下,經(jīng)過多年選育而成的轉(zhuǎn)抗蟲基因常規(guī)種。
中棉所117(原名:中棉9421)親本組合為冀棉616×中93216。其中,母本冀棉616[3]為轉(zhuǎn)cry1Ab/Ac基因抗蟲棉品種,具有抗病性強、早熟性好、產(chǎn)量高的特點,由河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所選育。 中93216 是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所自育的非轉(zhuǎn)基因常規(guī)棉品系,具有適宜簡化栽培的特點,來源于(豫棉 20×魯棉 1 號)F2×邯鄲 284[4-6]。
2005 年以冀棉 616 為母本、 中 93216 為父本配制雜交組合,并冬季海南加代,2006 年利用冀棉616 與其 F2回交。 2007―2009 年采用冬季南繁加代,硫酸卡那霉素抗蟲篩選,早代纖維品質(zhì)測試、抗病性鑒定等方法, 選出89 個單株,2010 年進行株行試驗,決選了7 個品系,2011 年進行株系比較試驗, 并應(yīng)用分子標記檢測其基因純度,2012―2014年進行多點品比試驗,2015 年參加全國農(nóng)技中心組織的黃河流域棉區(qū)種質(zhì)創(chuàng)新與生產(chǎn)力評價試驗,并進行轉(zhuǎn)基因生物安全檢測,獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉生產(chǎn)應(yīng)用安全證書[農(nóng)基安證字(2014)第 065 號],2016―2018 年參加黃河流域棉區(qū)春播組中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗,2019 年通過全國農(nóng)作物品種審定委員會審定 (審定編號: 國審棉20190008)。
中棉所117 為轉(zhuǎn)抗蟲基因中熟常規(guī)品種。早熟性好,在黃河流域棉區(qū)春播生育期118 d;出苗好,適宜精量播種;植株較松散,適宜密植;莖稈粗壯,不易倒伏;葉片中等大小,通透性好。 早熟但不早衰, 抗病性好。 株高108.1 cm, 第一果枝節(jié)位7.2節(jié),單株結(jié)鈴 19.0 個,鈴重 6.3 g,籽指 11.9 g,衣分40.2%,霜前花率89.4%。 結(jié)鈴性好,下、中、上部結(jié)鈴均勻一致、含絮好、且吐絮集中,適宜機械采收,在新疆阿拉爾市大面積種植,采凈率達95%以上。
依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第224 號,2016―2017年黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗中,中棉所117 平均籽棉、皮棉和霜前皮棉產(chǎn)量分別為4 038.0 kg·hm-2、1 624.5 kg·hm-2和 1 452.0 kg·hm-2,分別比對照石抗 126 增產(chǎn) 0.1%、8.9%和 6.0%;2018 年黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種生產(chǎn)試驗中, 中棉所117 籽棉、皮棉和霜前皮棉產(chǎn)量分別為4 027.5 kg·hm-2、1 686.0 kg·hm-2和 1 597.5 kg·hm-2, 分別比對照石抗126 增產(chǎn)6.2%、20.3%和21.1%。
2016―2017 年國家區(qū)試取樣經(jīng)原農(nóng)業(yè)部纖維品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心檢測(HVICC 校準),中棉所117 纖維上半部平均長度29.7 mm,斷裂比強度31.2 cN·tex-1,馬克隆值 5.3,斷裂伸長率 5.6%,反射率78.1%,黃色深度8.0,整齊度指數(shù)84.8%,紡紗均勻性指數(shù)142。 其中,2016 年纖維上半部平均長度 29.5 mm,斷裂比強度 30.9 cN·tex-1,馬克隆值 5.2,伸長率 5.2%,反射率77.8%,黃度8.0,整齊度指數(shù)84.5%,紡紗均勻性指數(shù)140。 2017 年纖維上半部平均長度29.9 mm, 斷裂比強度31.4 cN·tex-1,馬克隆值 5.3,伸長率 5.9%,反射率 78.4%,黃度7.9,整齊度指數(shù)85.0%,紡紗均勻性指數(shù)144。
2016―2017 年, 國家區(qū)試站委托中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所植物保護研究室抗病鑒定,中棉所117 為高抗枯萎病,抗黃萎病品種。其中,2016 年枯萎病病指0.9,高抗枯萎病、黃萎病病指15.1,抗黃萎病;2017 年枯萎病病指2.7、高抗枯萎病,黃萎病病指15.5、抗黃萎病。
經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所抗蟲鑒定,2016―2017 年中棉所117 抗蟲株率均為100%,新鮮葉片 Bt 蛋白表達量為 219.6 ng·g-1,抗棉鈴蟲。
中棉所117 早熟性好,莖稈粗壯,不易倒伏,適宜在天津、山東(不含北部)、河南、河北、山西南部、江蘇和安徽淮河以北植棉區(qū)春播種植。
4.1.1由育種者提供原種一代。為保持種子的優(yōu)良品質(zhì),以及保證種子純度不低于99.0%,生產(chǎn)用良種或者三代及以上的原種都不能繼續(xù)繁殖生產(chǎn),須由育種者提供原種一代。
4.1.2合理選擇良種繁育田。應(yīng)選擇積溫較高、管理方便、排灌設(shè)備完好、無或輕枯黃萎病、成方連片、隔離措施到位的地塊,且周圍不應(yīng)種植蜜源植物和放養(yǎng)蜜蜂等傳粉昆蟲,以防范機械混雜和生物混雜。
4.1.3適當降低種植密度。為提高種子成熟度、內(nèi)在品質(zhì)和種子萌發(fā)率,黃河流域以每公頃種植3.75萬株左右為宜。
4.1.4降低氮肥的施用量。過量施用氮肥會降低種子成熟度, 氮肥施用量應(yīng)較大田生產(chǎn)減少1/3 左右,結(jié)合機械中耕松土,一般以初蕾期施尿素50~100 kg·hm-2、 初花期施尿素 150~195 kg·hm-2為宜。
4.2.1適期精量播種。當5 cm 地溫穩(wěn)定通過16 ℃時進行播種,采用營養(yǎng)缽育苗移栽以4 月上旬播種為宜,地膜覆蓋4 月中旬播種為宜,露地直播以4月下旬播種為宜。
4.2.2合理密植。高水肥地塊種植密度每公頃3.00萬~3.75 萬株,中等水肥地塊每公頃3.75 萬~4.50萬株,旱薄地每公頃4.50 萬~5.25 萬株。
4.2.3科學(xué)肥水管理。施足底肥,采取“穩(wěn)氮增磷補鉀”的原則,同時增加鋅、硼等微量元素,輕施蕾肥,重施花鈴肥,適當補施蓋頂肥。 干旱年份澆水與施肥結(jié)合,一般先施肥后澆水,以水調(diào)肥。
4.2.4化學(xué)防控。根據(jù)棉花長勢及天氣情況合理化控,一般苗期縮節(jié)胺用量 2.25~4.50 g·hm-2,蕾期縮節(jié)胺用量 12.00~22.50 g·hm-2,初花期縮節(jié)胺用量 30.00 ~45.00 g·hm-2, 盛 花 期 縮 節(jié) 胺 用 量45.00~75.00 g·hm-2,打頂后縮節(jié)胺用量 150.00 g·hm-2。 株高控制在 110 cm 左右。
4.2.5合理治蟲。二代棉鈴蟲一般年份不需防治,三、四代棉鈴蟲當百株二齡以上幼蟲超過5 頭時應(yīng)及時防治,全生育期注意防治棉蚜、紅蜘蛛、盲蝽等害蟲。