CN101485260B

CN101485260B - 一年生棉花的多年生栽培方法

Info

Publication number: CN101485260B
Application number: CN2009100785326A
Authority: CN
Inventors: 周瑞阳
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: CN101485260A

Abstract

本发明涉及一年生棉花的多年生栽培方法，其首先鉴定一年生棉花的自然越冬能力；对于不能自然越冬的一年生棉花，以棉属中能够自然越冬的多年生棉花种质资源或其杂交种为砧木进行嫁接，并宿根栽培所得嫁接植株；对于能够自然越冬的一年生棉花，直接种植并宿根栽培其实生植株，或以上述方法嫁接后宿根栽培其嫁接植株。本发明方法实现了一年生棉花的多年生栽培，并将其栽培地区由热带扩展到南亚热带；嫁接植株可长期宿根生长，直到品种更新。本方法用于棉花杂交种，可固定杂种优势，且因生育期延长，可大幅度提高产量；用于棉花杂交制种，因细胞核雄性不育系可采用嫁接无性繁殖，不需保持系，不但简化制种程序，且可大幅度提高制种产量。

Description

一年生棉花的多年生栽培方法

技术领域

本发明属于作物栽培领域，具体涉及一种一年生棉花的多年生栽培方法。

背景技术

棉花主要栽培种有陆地棉(Gossypium hirsutum L.)和海岛棉(G.barbadence L.)。陆地棉为一年生植物，海岛棉有一年生和多年生两种，但大面积栽培的仍是一年生海岛棉。

棉花杂交优势十分显著，但杂交优势不能固定，农民需年年购买杂交种子，增加了生产成本。而且棉花杂交种子的生产难度大，成本高，其原因是：细胞核雄性不育系虽然易于找到恢复系，并组配出了强优势组合，但其雄性不育性难以保持，杂交制种田必须拔除母本区50％左右的雄性可育株，工作量集中，劳动强度大；利用细胞质雄性不育系与保持系回交的方法虽能保持雄性不育特性，但现有细胞质雄性不育系多数具哈克尼西棉细胞质，其恢复系较少，且杂交后代又存在不育细胞质的不良效应。因此，尽管人工去雄存在投入大、成本高等问题，但由于没有更好的棉花杂交种子生产方法，目前仍以人工去雄杂交制种为主，为降低种子生产成本，一般利用F₂代。

四川诺亚生物科技有限公司，根据棉花在热带地区的多年生特性，于2007年申请了1项国家发明专利，发明名称为“利用宿根进行棉花核不育两用系、恢复系及普通品系的无性繁殖方法”，申请号为200710049656.2。但该发明方法存在如下问题：其一，根据该专利所述的特征之一，棉花植株能够越冬的地区是冬季最低温度大于10℃的地区，而满足这一温度条件的应属中热带地区(盛承禹等编著，中国气候总论，科学出版社，1986，第406页)，即我国海南岛南部和云南南部等地。而热带地区夏季多台风，不利棉花栽培；其二，该发明没有解决不育系的繁殖问题，只是利用了不育系在热带地区可多年生长的特性，实现了一年生棉花在热带地区的多年生栽培，其杂交制种当年仍然存在拔除制种田母本区可育株的问题；其三，由于一年生棉花根系入土浅，易早衰，就是在最适合生长的温度条件下也只能宿根栽培3-5年，又得重新播种。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种应用范围广且宿根栽培时间更长的一年生棉花的多年生栽培方法。

为实现上述目的，本发明提供一种一年生棉花的多年生栽培方法，其步骤如下：

(1)种植一年生棉花，鉴定其自然越冬能力；

(2)对于不能自然越冬的一年生棉花，以棉属中能够自然越冬的多年生棉花种质资源或其杂交种为砧木，以不能自然越冬的一年生棉花为接穗进行嫁接，并宿根栽培所得嫁接植株；对于能够自然越冬的一年生棉花，直接种植并宿根栽培其实生植株，或以上述方法嫁接后宿根栽培其嫁接植株。

所述对一年生棉花植株进行多年生栽培的环境条件为冬季最冷月平均气温≥10℃且最低气温≥0℃的气候带、特殊地形和人工条件。

所述能够自然越冬为越冬成活率≥75％。

因一年生棉花的根系较弱，所述能够自然越冬的一年生棉花直接种植并宿根栽培3-5年后需重新播种。

所述多年生棉花种质资源包括海岛棉中的多年生类型、陆地棉野生种系中的多年生类型或棉属中其他多年生棉花种质资源或以多年生棉花种质资源为材料选育的多年生棉花品种。

所述砧木为棉花实生苗或植株。

所述砧木的越冬成活率为100％。

所述砧木对接穗的生长发育、育性表现、产量和品质无不良效应。

在有棉花土传病害的地段种植，还应要求所述砧木抗土传病害。

所述接穗为棉花实生苗或植株的嫩芽、自然越冬后的再生芽或其嫁接植株越冬后的再生芽。

所述宿根栽培采取如下管理措施：

(1)种植棉花当年：按照当地一年生棉花的播种期、种植密度和栽培管理方法进行栽培和管理；

(2)种植棉花次年及以后：早春萌发新芽后，选留健壮芽培育成侧枝，并及时去除赘芽；夏季和秋季打顶、修剪和抹除赘芽，多次施肥并及早防治病虫害；冬季进行棉田中耕、培土并重施有机肥；冬季或早春，挖除过密棉株，参照亚热带果树的修剪方法修剪。

用本发明方法实现了一年生棉花的多年生栽培，并将其栽培地区由热带扩展到南亚热带；栽培的嫁接植株，可长期宿根生长，直到品种更新。本方法用于棉花杂交种的栽培，可固定杂种优势，且因生育期延长，可大幅度提高产量；用于棉花杂交制种，因细胞核雄性不育系可采用植株的嫩芽或越冬后的再生芽嫁接繁殖，后代没有可育株的分离；由于雄性不育系的多年生栽培，不需保持系，不但简化了制种程序，且可大幅度提高制种产量。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

2005年在广西南宁进行了10个一年生陆地棉品种的比较试验，随机区组设计，三次重复，小区面积2×10m，每小区种植45株。品种名称及来源为：(1)中棉所29F₁(购自湖北省种子集团公司)；(2)湘杂棉3号F₂(购自湖北省种子集团公司)；(3)鄂抗虫棉1号(购自湖北省种子集团公司)；(4)鄂杂4号F₂(购自湖北省种子集团公司)；(5)太175-1F₂(湖北省种子集团公司赠送)；(6)中928F₁(山东农科院赠送)；(7)国审邯284(购自河南省信阳市种子公司)；(8)千斤懒汉棉(购自河南省信阳市种子公司)；(9)太空棉28(购自河南省信阳市种子公司)；(10)广西平果县种植的本地品种(采自广西广西平果县，品种名称不详)。2006年2月对其越冬成活率和再生力进行调查，发现(2)、(6)、(9)、(10)的越冬存活率和再生力较高，越冬成活率分别为90.37％、88.89％、80.74％、88.89％。遂挖除其他品种，并重新种植上述4个品种，形成一年生陆地棉与自然越冬的二年生陆地棉品种比较试验，随机区组设计，三次重复，小区面积同前，每小区种植30株。2007年，又在上年试验的基础上，重新播种上述4个品种，形成一年生陆地棉与自然越冬的二年生和三年生陆地棉的品种比较试验，试验设计和种植密度同2006年。结果发现，宿根棉(二年生和三年生棉)的皮棉产量比当年播种的同一品种的一年生棉增产25％-62.71％。其中，品种(6)的三年生和二年生棉花的皮棉产量分别为1781.67kg/ha和1882.94kg/ha，比其一年生棉分别增产53.95％和62.71％；比较不同宿根栽培年限的棉花纤维品质，表明其无显著差异。

实施例2

2004年在广西南宁(1月平均温度为14.1℃，最低温度为5.6℃)进行4个砧木与2个接穗的嫁接组合试验，共8个砧木/接穗组合(以下简称“嫁接组合”)。

其中4个砧木材料分别为：砧木1、采自海南岛的多年生蓬蓬棉；砧木2、从海南岛采集的多年生联核木棉；砧木3、陆地棉细胞质雄性不育系P2001A(引自湖北省农业科学院)×蓬蓬棉F₁杂交种；砧木4、P2001A×联核木棉F₁杂交种。上述4份材料在南宁连续6年种植均能够100％正常越冬，其成株期经人工气候箱0℃的低温胁迫处理，表明其能忍耐0℃低温连续5天。对这些材料进行接种鉴定，表明上述4种砧木耐棉花枯萎病和黄萎病。

2个接穗材料分别为：接穗1、2004年购自湖北省种子集团公司的陆地棉杂交种品种鄂杂棉4号；接穗2、购自新疆的一年生海岛棉品种新海16号。2份接穗于2004年在南宁(1月平均温度为14.1℃，最低温度为5.6℃)的自然越冬成活率平均分别为55.2％和75.1％。

2004年5月17日，在南宁同时播种上述砧木和接穗的种子，砧木在营养杯中育苗，接穗在苗床育苗。待砧木长出真叶时，取接穗种子繁殖的幼苗进行嫁接。嫁接后，将嫁接苗置于盖有透明塑料薄膜的小拱棚内保温、保湿，待接口愈合后(嫁接后第6天)揭开塑料薄膜，遮阳网下炼苗2天后，选择嫁接成功并生长健壮的嫁接苗移栽大田。

种植棉花当年(即2004年)按照当地一年生棉的播种期、种植密度和栽培管理方法进行栽培和管理。种植棉花当年的越冬期即2005年1月份进行棉田中耕、培土，重施有机肥；挖除过密棉株；参照亚热带果树的修剪方法修剪，一般主茎留桩高度为80～100cm，剪除弱枝、病枝，选留2-3根健壮枝条，如枝条均较弱，可不留侧枝，只留主茎。自种植棉花次年即2005年开始，棉花进入宿根期，每年1-2月份是多年生棉的越冬期，此时棉株生长缓慢或停止生长，在1月份，要进行棉田中耕、培土，重施有机肥；挖除过密棉株；参照亚热带果树的修剪方法修剪。从3月～12月，是多年生棉花的生长期。要注意：早春萌发新芽后，选留3个左右健壮芽培育成侧枝，并及时去除赘芽；夏季和秋季要注意打顶、修剪、抹除赘芽，使通风透光良好；多年生棉产量高，需肥量大，要多次施肥以增加施肥量，并及早防治病虫害。

2008年1月，南宁遭遇有史以来最严重的冷害天气。1月14日至2月5日连续23天日平均气温在10℃以下，其中日均温在5℃以下的有7天，最低气温5℃以下的有13天，极端最低温度为1.6℃，月均温为9.8℃。在南宁气象史上，极端最低气温为1999年12月23日创下的-1.9℃，但当时的天气状况是霜冻，白天依然温暖。因此，2008年的实际寒冷程度已经超过气象史上最冷的一年。但4种砧木材料的成活率仍为100％，上述8个嫁接组合的嫁接棉株在南宁经受了2008年1月的低温灾害天气后，成活率亦为100％，而未嫁接的鄂杂棉4号自根苗对照株则全部因冷害死亡。至2009年1月，上述8个嫁接组合的嫁接株已连续宿根栽培达5年之久，生长正常。因宿根棉开花结实期大幅提前，产量比同一条件下播种的相应一年生棉提高25％以上。

对上述4份砧木、2份接穗所形成的8种嫁接组合进行的试验表明，所有砧木与接穗的嫁接亲和性很好，不存在砧木与接穗的特异性选择，所有砧木对接穗的经济性状和产量品质均无不利效应。

实施例3

2005年在南宁以多年生蓬蓬棉的实生苗(来源同实施例1)为砧木，以实施例1中蓬蓬棉与鄂杂棉4号的嫁接株越冬后的再生芽为接穗进行嫁接，并栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同实施例1。所得嫁接株连续宿根栽培4年后，生长正常，产量比同一条件下播种的一年生鄂杂棉4号提高25％以上。

实施例4

陆地棉细胞质雄性不育系P2001A(引自湖北省农业科学院经济作物研究所)在广西南宁的自然越冬率为90％，为一年生棉花。

在广西南宁以海南岛采集的联核木棉(来源同实施例1)的实生苗为砧木、以细胞质雄性不育系P2001A的实生苗为接穗进行嫁接，并栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同实施例1。

该嫁接棉花在南宁的越冬率达100％，能够连续宿根栽培，不育系P2001A没有出现可育株的分离，用该多年生的不育系和恢复系进行杂交制种，杂交种子产量比同一条件下的一年生棉提高30％左右。

实施例5

2008年6月15日，在广西柳州(2009年1月平均气温10.73℃，最低气温3.6℃)以多年生联核木棉(来源同实施例1)的实生苗为砧木，以细胞核雄性不育两用系GA5(引自四川省农业科学院经济作物研究所)中的雄性不育株上的嫩芽为接穗进行嫁接，并栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同实施例1。

2009年2月15日观察，所得嫁接株在广西柳州已100％安全越冬，而未嫁接的自根苗的越冬率为62％。

实施例6

细胞核雄性不育两用系GA5在湖北不能正常越冬，为一年生棉花。2006年，在湖北省公安县，以联核木棉(多年生海岛棉，采自海南岛)为砧木，采用嫁接法繁殖细胞核雄性不育两用系GA5(引自四川省农业科学院经济作物研究所)，花期拔除可育株，以后每年冬季用塑料大棚保温，使大棚内1月平均气温≥10℃且最低气温≥0℃，使其安全越冬，以在棉花主产区建立细胞核雄性不育系的原始亲本圃。栽培管理措施同实施例1。

所得原始亲本圃中的嫁接植株能够保持GA5的不育特性。2007年和2008年，每年以上述联核木棉为砧木，以雄性不育系GA5原始亲本圃中越冬植株上的再生芽为接穗嫁接，栽培其嫁接株，嫁接株仍能够保持不育特性，能够用于杂交制种。

由此可直接在棉花主产区杂交制种，以利于制种技术指导和减少种子运输费用。

Claims

1.一种一年生棉花的多年生栽培方法，其步骤如下：

(1)种植一年生棉花，鉴定其自然越冬能力；所述能够自然越冬为越冬成活率≥75％；

(2)对于不能自然越冬的一年生棉花，以棉属中能够自然越冬的多年生棉花为砧木，以不能自然越冬的一年生棉花为接穗进行嫁接，并宿根栽培所得嫁接植株；对于能够自然越冬的一年生棉花，直接种植并宿根栽培其实生植株，或以上述方法嫁接后宿根栽培其嫁接植株；

所述砧木为棉花实生苗或棉花植株，其越冬成活率为100％，对接穗的生长发育、育性表现、产量和品质没有不利效应；

其中，上述方法的环境条件为冬季最冷月平均气温≥10℃且最低气温≥0℃的气候带、特殊地形或人工条件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能够自然越冬的一年生棉花直接种植并宿根栽培3-5年后需重新播种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多年生棉花包括海岛棉中的多年生类型、陆地棉野生种系中的多年生类型或以多年生棉花为材料选育的多年生棉花品种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在有棉花土传病害的地段种植时，所述砧木抗土传病害。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接穗为棉花实生苗或棉花植株的嫩芽、自然越冬后的再生芽或其嫁接植株越冬后的再生芽。