楼顶覆土春播进行大豆人工授粉的方法

马秀娟

(郯城县农业技术推广中心，山东 郯城 276100)

大豆是重要的食用油脂和植物蛋白质来源及加工的作物，为世界提供了30%的脂肪和60%的植物蛋白质。虽然我国自主选育的大豆产品内销国内市场，但我国人口众多，需求量大，加之国产大豆单产、含油量、附加值成本较国外同类型比较低，需要从国外大量进口[1]。为了进一步满足国内市场大豆产品的需求，国务院2019年一号文件，提出要调整优化农业结构，实施大豆振兴计划，多途径扩大种植面积，以“增产、提质、绿色”为目标，进一步提高大豆补贴标准，推进大豆良种增产增效行动，提升大豆和油料供给能力，力争全年大豆和油料面积增加“500万亩”(33.3万hm2)以上。2020年一号文件新增“加大对大豆高产品种和玉米、大豆间作新农艺推广的支持力度”内容对此做了有力补充。大豆正成为一种备受重视的作物。

随着大豆产业振兴计划的稳步推进，大豆育种行业异军突起，各大院校、农科院和育种企业纷纷投入大量人才物力进行品种研发，本文根据多年育种经验，介绍一种方便的杂交育种技术，为大豆育种提供参考。

1 技术研究背景

大豆是严格的自花授粉作物，天然异交率低，花小且花器构造复杂，发育快、分布零散，受精过程对环境条件有较高要求，这些因素给大豆杂交工作带来一定难度[2]。大豆杂交成活率除与外界环境条件[3,4]以及父母本材料的亲和力有关外，杂交技术、手段也起着十分重要的作用。

黄淮地区夏大豆播种时间一般在6月中上旬，开花时间在7月底8月初，此时多为高温天气且常伴有台风降雨，在此季节进行杂交试验，大豆雌蕊遇台风降雨、高温等恶劣天气易发育不良，会导致花粉生活力降低或失去活性，导致授粉失败。同时，因天气闷热或试验地泥泞，各育种机构试验地块远近差别较大，大豆开花时间、花期长短不同，育种人员需花大量时间进行大豆的人工授粉，且为保证杂交成活率，很多组合需要进行大量重复，后期还要进行观察、去除新生花芽等等一系列后续工作，费时费力。

针对上述因素，笔者研究了一种办公楼楼顶覆土种植、春季播种方法，错过夏播大豆杂交时节的高温雨季，延长大豆花期，花期相遇好，增加了授粉成功的可能。该技术大大提高了大豆杂交成功率，省时省力，便于杂交试验的操作、观察记载、管理和采收。

2 材料与操作方法

2.1 试验地选择

办公室区域楼顶，无闲杂人员进入，安全安静，便于管理，大豆始花期开始杂交试验随时进行。

2.2 土壤的准备

黏壤土和砂壤土有机质含量高，是最适合种植大豆的土壤。如准备的土壤肥力不够，可用农家肥或(N∶P2O5∶K2O=18∶12∶20)复合肥作为底肥施用。

2.3 其它材料的准备

废弃皮带或塑料扣板、PU管、三通、自动定时上水开关装置、喷带、砖块、插排。

2.4 育种材料的准备

制定高产、优质、多抗性等育种目标，选择育种亲本材料。将引进的种质资源在高肥水条件下进行鉴定，明确增产潜力，选择丰产性好抗倒伏的品系做亲本。将选择的优质种质材料编号登记，分成2份样品，一份用于做杂交使用，另一份在试验地同其它材料在试验地种质资源圃种植保留。

3 小区设计

3.1 覆 土

小区应设在楼顶层中间位置，阴雨天降水量过大时，水可以从底部自动排出。楼顶覆土层25～30 cm，整平土面。周边用废弃皮带或塑料扣板围挡，用砖块堵实，根据育种材料的多少可建1个或多个小区(图1)。

3.2 喷灌设施安装

使用三通将水管与PU管(根据置土位置距离水源长度确定PU水管长度)连接，固定到楼梯墙面上，尽量做到美观且不影响水管正常使用，在PU管进入覆土位置后，接相应规格喷带或用特殊工具将PU管周身扎孔，水流经(喷带)管道后，进行喷雾式浇灌。初次进行浇灌时，注意用时记载，以浇透土层为结束浇水时间，以此时间为依据定时开关设备，根据天气干旱情况控制开关进行浇灌。

3.3 播 种

露天播种，播种时间一般在4月20日左右进行。这时播种气温趋于稳定，利于大豆出苗。根据育种目标，熟悉所选各亲本性状特性，制定详细的亲本材料及组配计划，根据亲本数量决定覆土小区大小，每个亲本播4～5穴，每穴2～3粒，品种行距50 cm，为便于大豆杂交的操作，需沿小区边行纵向种植，每一份材料既可作为母本，又可作为父本。将亲本编号后，插上标牌。出苗后及时间苗，间苗分多次进行，每个品种最终留苗2～3株为宜(图2)。

4 杂 交

4.1 杂交器材准备

尖嘴镊子、细短线、铅笔、笔记本、酒精棉、塑料挂牌、操作凳。

4.2 杂 交

6月3日左右大豆进入始花期，可以进行杂交工作。由于花期比夏播提前2个月，避开夏季高温高热，此时温度白天30 ℃左右，夜晚18 ℃左右，花粉存活率高，授粉易成功。杂交工作一般可进行20 d。

选择透过萼片看出花瓣颜色、花冠微露于花萼1～2 mm的花朵，此时柱头已成熟且具有良好的接受花粉能力，用左手拇指和食指轻捏花柄和花朵基部，右手用镊子先把花萼向下或斜向下撕去，露出花冠，从旗瓣向龙骨瓣方向斜向下(与花柄呈约45°)夹住花瓣上部约1/3处，微微斜向旗瓣方向拔起，若雄蕊未完全拔除，则需小心把剩余部分剔除。去雄后，将短线挽成环形活扣，轻轻套过花朵，系在花柄上[5]，也可以随手掐一大豆叶片包住去雄部位，用叶柄穿过中间缝隙包紧，待次日授粉。同时剔除周边其它花芽和残花。

去雄次日上午10：00时以后，根据育种目标选用父本植株当日开花的花药授粉。将盛开的父本花朵萼片撕下，从两龙骨瓣间分开花冠，露出花药，使花药对准母本的柱头，轻轻摩擦，再小心地将花倒插在花柱上，完成后再用叶片包住。授完一个组合后，在杂交部位挂牌。牌子上注明父母本名称、授粉日期，同时在笔记本上详细记载。楼顶春播小区用地少，可以节约普通试验田采集花粉往返时间，可以边采花边授粉。

换父本时，用酒精棉球仔细将镊子擦拭干净。授粉完成后，随时观察豆荚结实情况，授粉失败取下挂牌，授粉成功继续观察。剔除成功组合部位新生花芽，确保豆荚鼓粒发育。随着植株进入盛花期可以继续进行下一组合组配(如图3)。

5 管 理

及时观察病虫害、拔除杂草。楼顶覆土小区面积小，便于管理，发现病虫草害可随时防治。5月25日左右喷施太得肥20 g+甲基硫菌灵可湿性粉剂10 g兑水10 kg进行喷施，增加叶片功能，防治花叶病毒病；发生虫害时使用茚虫威24 mL+藜芦碱100 g兑水喷施。

6 收 获

杂交成功的豆荚于7月28日开始收获，8月底之前可以全部成熟。成熟一荚收获一荚。摘下豆荚，放入样品袋，记录亲本组合、杂交日期、成熟期。待F1全部成熟后，将所有亲本植株全部拔除，收获的杂交材料统一整理备份。

7 F1代种植

在两排品种圃中间位置，种植一行F1代杂交种子，记好组合世代、挂牌标记。F1代种植与品种圃和其它F1代株行距50 cm×50 cm×50 cm为宜，也可另建一覆土小区。

8 小 结

与夏播大豆杂交相比，楼顶覆土春播杂交有如下优势。

8.1 便于操作

在不影响其他工作情况下，进行整地、播种、杂交授粉、田间管理、收获，节省试验地往返时间，始花期后除避开午间最高温时段，去雄和授粉可以随时进行，杂交完成后可以及时剔除杂交部位新生花芽，确保成功授粉豆荚的营养供给。

8.2 便于管理

配备定时开关喷灌设备，可根据天气情况随时浇水，不会造成干旱情况发生；楼顶排水设施齐全，暴雨天气不会引起涝害；病虫草害可以随时防治。

8.3 提高杂交成功率

春播大豆授粉杂交时处于初夏，温度较盛夏相对偏低，且早晚有一定的温差，人工进行授粉时躲避了炎炎夏日的煎熬，且花粉散粉相对较慢，有足够的时间完成授粉工作；此时降水相对较少，减少了降雨对杂交组合成功率的影响。

春季播种可以使大豆的开花期延长，可以使熟期不同的品种花期相遇，更有利于进行各品种之间的杂交试验。春播大豆较夏播大豆更能增加杂交种组合数量和类型。笔者近3年杂交组合成功率分别为42%、49%、57%，而之前大田杂交成功率一般为35%左右。韩昕君等研究表明，春播大豆的杂交组合成功率为 66.7%，较夏播大豆提高了 5.5个百分点，增幅为9.0%[2]。据此比率，每个组合做3～5朵花即可。