棉花分系优选混繁法繁育原种技术的理论与实践

王为然

摘要：棉花原种作为大田用种的源头之一，其质量优劣对于生产品种竞争优势的发挥尤为关键。本文在前人研究的基础上，围绕新疆棉花生产特点，在细化和改进原种生产相关技术环节的基础上，提出了棉花“分系优选混繁法” 繁育原种技术。该技术由“优株量化选择技术、优系南繁精选技术、三圃同繁精播稀植技术”三部分组成，实施后较传统的“三圃制”缩短近1年时间，品种种性得以显著保持或改进，繁殖系数明显提高。

关键词：棉花；种子繁育；精量播种；分系优选

中图分类号：S562.038 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2018）04-0007-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.04.002

0 引言

作物要优质高产，良种必为先。种子是农业生产的根本，适宜配套的良种繁育技术不但能够高效、快速地生产出高质量的原种，还能有效延长品种使用年限[1]。棉花是一种常异花授粉的作物，为了保持品种优良种性、加快繁殖速度以适应生产对高标准种子的需求，种子生產者提出了很多原良种繁育技术方法。目前，国内外普遍采用的方法主要有两种。一种是 “三圃制”，它是我国1953年从前苏联引进，以改良混合选择法为基础的方法，由株行圃、株系圃、原种圃三部分构成，该技术长期成为我国棉花良种繁育的核心技术[2]。另一种是四级种子生产技术，其由“育种者种子、原原种、原种和良种”等环节构成[3]，在我国也得以较大面积示范应用。目前，棉花的“三圃制”及“四级种子生产技术”均不同程度地存在着繁育周期长、繁殖系数低、品种种性保持差等诸多弊端，为了解决这种问题，国内在上述方法的基础上因地制宜地提出了改良众数混选法、自交混繁法和三年两圃法等[4-7]，以及与四级种子生产程序大致相同“统保分繁”技术等[8]，有效解决了不同区域的良种繁育问题。新疆棉花种子生产和内地有一定不同，除棉花生长环境因素外，其组织也更加多元化。如何快速、高质量生产出优质原种，从而进一步扩繁并迅速推广，是摆在棉花育种及推广工作者面前的一个重要问题。本文围绕新疆棉花生产特点，从优选单株到原种生产中的种子繁育技术入手，提出了“分系优选混繁法”繁育原种技术，以期能为新疆原良种繁育提供技术支撑。

1 棉花“分系优选混繁法”繁种程序

根据棉花经济性状遗传规律及生育特点，为保持品种群体遗传稳定与优化提高，在全面试验研究的基础上，进行系统分析总结，提出棉花“分系优选混繁法”原种繁育技术。该方技术是以单株和分系选择为基本手段，明确了单株优选技术标准。在此基础上，建立多个优株行圃、优株系圃、分系保种圃，形成了核心种子—基础种子—原种的生产程序，其繁种程序如图1。

2 棉花“分系优选混繁法”实施内容

2.1 优株量化选择技术

包括株型、叶型（色）、铃型（重）、衣分、子指、种型（色）、絮色、绒长、比强度、细度、整齐度等10余个必考（测）重要指标，同时根据品种特性进行专门性状的选择（如熟性、抗病、抗早衰、含絮力等）。根据考测结果，铃重、衣分和绒长、强力等主要性状以大于该品种标准株年度平均数1个标准差以内为选择参考标准，建立起单株优选标准体系。建议入选单株在100～150株左右。以新疆陆地棉品种新陆中84号和海岛棉品种新海43号的优选单株性状为例介绍分布情况。

2.1.1 陆地棉品种单株优选技术

首先以叶型、株型、铃型等植物学性状为主，在蕾花期和絮期进行2次棉花典型株选择。秋季收获500株左右，进行室内考种检测，淘汰不达标株。如以新陆中84号为例，铃重与衣分等产量性状分别参考其标准差0.44 g和1.64 个百分点、对大于平均值5.40 g和44.74%的1个标准差以内（0.4 g和1.6个百分点）单株入选，可适当放宽些标准；而品质性状纤维长度、强力必须大于平均数30 mm和29.6 cN/tex以上1个标准差（1.0 mm和1.2 cN/tex）以内的单株入选，马克隆值则在平均数以下的单株入选，整齐度必须大于平均数85.6%的单株入选（表1、图2）。

2.1.2 长绒棉品种单株优选技术

以长绒棉新海35号为例，在单株选择时，铃重与衣分等产量性状参考其标准差0.32 g和1.62个百分点、对大于平均值3.3 g和32.5%的1个标准差以内（0.3 g和1.6个百分点）单株入选，而纤维长度、强力必须大于平均数37.2 mm和43.5 cN/tex以上1个标准差（1.1 mm和2.8 cN/tex）以内的单株入选，马克隆值则在平均数以下的单株入选，整齐度必须大于平均数87.8%的单株才能入选（见表2、图3）。

2.2 优系南繁精选技术

为加快繁种进度，对优选100～150株中的特优单株50株左右，于当年10月底进行海南加代，并进行隔离繁殖和去劣保优，建议至少对特优株行进行自交。在次年三月份，进一步去掉劣势和异质性株行。对入选的株行首先进行一次优株、优株行单收，用于下一步在新疆种植成株系；对其余同类型株系进行全部混收，用于下一步建基础种子田的生产。

2.3 三圃同繁精播稀植技术

于次年4月进行三圃同繁工作。

2.3.1 优株行圃

对中选的150株左右中的剩余优株100株用于保种圃建设，亦可将海南南繁的优株纳入其中，剔除劣质和异质性株行。

2.3.2 优株系圃

对南繁株系进行扩繁。首先对种子进行人工精选，去除异形籽、黄籽、破籽等。对南繁特优株系种子采用精播、适度稀植，株距可由原来的8.8～10.0 cm，改为13 cm左右，以一膜四行为例，播幅宽1.5 m，理论密度由270000株/hm2降为195000株/hm2左右，使产量基本保持较高水平，可迅速扩大繁殖系数。

2.3.3 原种圃

将南繁混系在土壤、肥力较好，灌溉条件有保障的棉田采用精量播种，进行大面积扩繁，于当年秋季即可完成基础种子田的建设，生产出原种。

3 “分系优选混繁法”的应用效果

由于连续多性状进行定向优化选择，从而使棉花品种重要性状指标得到持续提高和综合优化，并且群体保持了较高水平的遗传平衡，因此后代种群具有优良的生产能力和适应性。

该方法从第二年起实行的是从优株行、优株系、原种三级同步鉴定选择。因此，具有快速提高品种重要经济与生物性状，以及快速繁殖高质量原种的效果。

对新陆中84号基础种子田的100个株行隨机选取500个单株的进行考种和测试。纤维长度大于30 mm的单株主要集中在30.0～30.9 mm、31.0～31.9 mm两个分布范围，各自分别占总选株数比例的38.5%和29.5%。纤维比强度大于30 cN/tex的单株主要集中在30.0～30.9 cN/tex、31.0～31.9 cN/tex两个范围，分别占各自单株比例的36.8%和29.1%。所选单株平均绒长达到30.8 mm、平均比强度达到30.5 cN/tex，分别较改良前增加0.5 mm和0.8 cN/tex。同时，单株铃数平均较改良前平均提高1.49个、铃重提高0.3 g、衣分高1.2个百分点。

长绒棉新海43号单株纤维长度在37.5～39.0 mm的单株占到77.5%，纤维强力在43.5～47.0 cN/tex的单株占到68.3%，较改良前所选单株平均值分别提高0.9 mm和1.5 cN/tex，平均结铃数提高2.5个，铃重基本相当，衣分平均值达到33.6%。

4 讨论与结论

4.1 “分系优选混繁法”与其他繁育方法的关系

“分系优选混繁”技术是在“三圃制”基础上发展出来的，借鉴了美国和埃及棉花良种繁育过程中采取的“提高选择压力、优中选优”的策略和国内的“自交混繁法”繁殖技术，在提高品种质量的同时，克服了原原种繁殖周期长的不利因素。同时结合了四级种子生产程序的部分内容，提高了原种繁殖系数，为企业大面积生产良种提供了支撑。

4.2 关于良种繁育的组织形式

从生产实际看，棉花原原种繁育最好在育种单位或技术条件、生产条件、组织管理等方面具有坚实基础的原种场进行，因为他们对品种的综合表现及存在问题最清楚。原种和良种繁殖区应由育种者和种子企业共同协商确定。

参考文献

[1] 陈伟，赵云雷，龚海燕，等. 转基因抗虫棉sGK中3017良种繁育技术[J]. 2017，36（9）：124-125.

[2] 郭香墨，刘金生. 棉花良种引种指导[M]. 北京：金盾出版社，2010.

[3] 郭香墨，刘金生，丰嵘，等. 我国棉花良繁体系的形成与发展[J]. 中国农业科学，1996（12）：28-30.

[4] 孙善康. 棉花原种生产方法探讨[J]. 种子，1988（5）：90-93.

[5] 金林. 自交混繁法良繁技术的推广应用[J]. 种子，1991（4）：80-81

[6] 陆作楣，承泓良，焦达仁. 棉花“自交混繁法”原种生产技术研究[J]. 南京农业大学学报，1990，13（4）：14-20.

[7] 黄秀国，潘晓韵. 棉花良种繁育方法比较[J]. 中国棉花，1992（2）：22-24.

[8] 朱鑫，聂磊，朱一丹，等. 棉花良种“统保分繁”技术体制研究[J]. 农业现代化研究，1992（4）：241-244.