CN102792884B - 室内甘蔗杂交授粉方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉提出一种室内甘蔗杂交授粉方法，其包括甘蔗杂交授粉设施配备、母本种植、父本养茎、杂交单元格分隔布置、批量人工授粉等步骤，其中甘蔗杂交授粉设施配备包括温室搭建、内部结构设计、喷雾系统设置、养茎液供给系统设置，特别之处是在温室内设置种植槽、在种植槽内搭建支撑排架，在支撑排架内设置杂交单元格，并由此构成批量人工授粉系统。本发明具有如下特点：1、结构简单、易操作、自动化程度高、功能齐全等优点，给甘蔗杂交授粉提供良好的环境条件，有效地提高花穗结实率，确保种子发芽率。2、操作轻松方便、可实现大批量授粉，提高了工作效率和甘蔗种子的结实率。3、能减轻大量工作量、节省大量花穗，适合工厂化、规模化和标准化生产甘蔗杂交花穗。

Description

室内甘蔗杂交授粉方法

技术领域

本发明涉及室内甘蔗杂交授粉技术。

背景技术

甘蔗（Sugarcane）是我国重要的糖料作物，甘蔗糖占我国食糖产量的90%以上，同时它也是南方地区生产燃料乙醇的最佳可再生能源作物之一。蔗糖业的发展离不开甘蔗品种改良，优良品种对蔗糖生产的技术进步的贡献率达60%，是我国蔗糖业持续发展和提高蔗糖业国际竞争力的主要核心技术。

甘蔗有性杂交是进行甘蔗品种改良的有效途径，是缓解我国甘蔗品种结构单一化的局面。甘蔗有性杂交过程中授粉是一个重要的关键环节。

早期比较传统的甘蔗有性杂交主要是在户外进行，其有以下问题：一方面，由于在户外进行温湿度得不到保证，影响杂交花穗结实率；另一方面，由于母本不包茎在大田随意性大，操作起来太费力，杂交效果也极差，不适应大规模杂交花穗生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种室内甘蔗杂交授粉方法，设计一套智能化杂交温室，将甘蔗有性杂交在室内进行，改善甘蔗育种的结实率低、费人工、杂交效果差等问题。

本发明通过如下技术方案是实现；

一种甘蔗杂交授粉方法，包括如下步骤：

（1）甘蔗杂交授粉设施配备

（1．1）温室搭建

按现有技术搭建温室，温室的宽度大于20m，长度大于30 m，高度大于6 m，温室顶部具有透明遮雨盖，并设有透风天窗，温室四周具有挡风遮光墙壁，温室具有温度湿度自动控制系统；

（1．2）内部结构设计

种植槽布置：在温室内平行布置至少5条水槽，水槽宽0.6～1.0m，水槽深度0.4～0.6 m，两条水槽之间相隔至少2.5m；

支撑架搭建：在水槽内固定设置一排立柱，立柱高5～6 m，两根立柱相隔0.8～1.0m，每条水槽内至少有10根立柱，立柱的下端固定于水槽底，立柱的上端用立柱连接条固定连接成为排架，排架两端立柱的距离为排架长度，排架的中下部横置有上固定架和下固定架，上固定架包括若干条上横杆和两条相隔0.3～0.5m对称位于排架两侧的上固定架管，上固定架的上横杆垂直焊接于排架的立柱上；下固定架包括若干条下横杆和两条相隔0.3～0.5m对称位于排架两侧的下固定架管，下固定架的下横杆垂直焊接于排架的立柱上；上固定架和下固定架的长度与排架长度相等，下固定架距离排架下端部至少0.7m，上固定架和下固定架相隔0.3～0.5m；摇动架置于上固定架上，摇动架包括位于排架两端部附近的两支横杆和连接于两支横杆端的两条相隔0.3～0.5m的摇动架管，摇动架与上固定架之间横向分布有若干滚动管，摇动架通过滚动管与上固定架活动连接，摇动架上于每根立柱的同一旁分别固定连接有一根长度为1.0～1.5m的蚊帐固定管，蚊帐固定管的两端焊接有蚊帐固定部，蚊帐固定管和蚊帐固定部构成蚊帐固定架； 

蚊帐架布置：蚊帐架包括数量与立柱相等的蚊帐架横条和两条相隔0.5～0.8m对称位于排架两侧的蚊帐架纵条，蚊帐架横条对中焊接于蚊帐架纵条上，相邻蚊帐架横条的距离与排架的立柱间距大致相等；

排架上端水平纵向设置有1条卷轴，至少3个轴承板设置于排架的立柱上端侧，卷轴通过轴承与轴承板连接，卷轴上大致均布设置有至少3个卷线筒，卷线筒通过锁钉固定于卷轴上，卷轴的两端设有链齿筒，手动拉链挂接于链齿筒上；

蚊帐架通过卷绳吊挂于卷线筒上，即将卷绳的一端连接于蚊帐架，卷绳的另一端绕接于卷线筒上，每个卷线筒上绕接2条卷绳，并使蚊帐架横条大致水平位于靠排架的立柱旁； 

（1．3）喷雾系统设置

在水槽侧每相隔1.0～2.0m竖向布置1支喷雾管，喷雾管的长度与排架高度大致相等，喷雾管上每隔1.0～2.0m安装有喷头，全部喷雾管连接到自动控制喷雾系统，自动控制喷雾系统通过微电脑时控开关全天候任意调节喷雾时间段、喷雾次数、喷雾时间长短；

（1．4）养茎液供给系统设置

在温室内设一养茎液配制罐，养茎液管从各水槽连接到养茎液配制罐，养茎液管末端位于水槽上方并设有养茎液排放开关；水槽设有排水口。

（2）母本种植

（2．1）配备母本包茎基质；

（2．2）选择孕穗期的蔗株进行包茎；

（2．3）将包茎好的蔗株包括包茎段砍下作为母本种植于水槽内，每个杂交单元格种植1支甘蔗母本。

（3）父本养茎

将甘蔗父本放入养茎液中养茎，每隔2—4天换一次养茎液。 

（4）杂交单元格分隔布置

在每个2根立柱之间挂上蚊帐布袋，将蚊帐布袋的上端挂到蚊帐架上，蚊帐布袋的下端固定于蚊帐固定架，使蚊帐布袋围成交单元格，通过手动拉链、卷轴和卷绳调整蚊帐和架蚊帐布袋的高度。

（5）批量人工授粉

（5.1）放置父本

在每个杂交单元格内放置1支父本并固定于摇动架上，确保父本在母本的上方；

（5.2） 调控温室的温湿度

通过温室的温湿度调控系统，使温室温度调控在25～28℃，湿度调控在80～100%；

（5.3）进行人工授粉

授粉时轻轻来回摇动摇动架，使甘蔗父本受到震动后花粉飘落到母本柱头上实现大批量授粉；每天授粉共3次，每隔1小时授粉1次，连续授粉7～14天。

与现有技术对比，本发明有如下突出的实质性特点和显著进步：

1、本发明的甘蔗杂交授粉设施具有结构简单、牢固、易操作、透光率高、保温效果好、自动化控制程度高、功能齐全等优点，给甘蔗杂交授粉提供良好的环境条件，有效地提高花穗结实率，确保种子发芽率；

2、本发明操作轻松方便、可实现大批量授粉，提高了工作效率和甘蔗种子的结实率；

3、本发明能减轻大量工作量、节省大量花穗，适合工厂化、规模化和标准化生产甘蔗杂交花穗。

附图说明

图1为本发明中温室内部的杂交单元格（局部）结构示意图。

图2为本发明中喷雾系统（局部）结构示意图。

图3为本发明中养茎液供给系统（局部）结构示意图。

具体实施方式

一种甘蔗杂交授粉方法，其包括如下步骤：

（1）根据甘蔗生物特性及杂交特点配备甘蔗杂交授粉设施，即智能化杂交温室设计

（1.1）温室及外部结构搭建

搭建温室：温室规格为：长×宽=42m×24m，顶部采用M型结构，M型跨度8m，顶部最高7.1m，最低6m,共3个M型，温室具有温度湿度自动控制系统；

顶部及四周覆盖：采用国产优质5mm浮法玻璃，专用铝合金与胶条密封将温室顶部和四周覆盖；

遮阳系统：在温室内靠四周和顶部设计电动遮阳系统，内遮阳网采用绿格牌70%黑色针织遮阳网，专用铝合金型材夹持，电动遮阳系统备用有电动和手动两套系统；

天窗部分：在温室顶部设2组单翼外翻天窗，宽1m，长42m，天窗开闭机构使用齿轮齿条传动机构和温室专用减速电动传动；

活动侧窗：在温室两侧肩高下0.5m出安一道总高约1.2m的上下两层连片式外翻窗，外翻窗最大启动角度不大于60°，翻窗开闭机构使用进口齿轮齿条传动机构，其中4套采用温室专用减速电机传动，电动控制。其余4套采用手动式平开得方式控制，从基础面0.3m处安装一道1.5m高的平开式的窗户通风。

(1．2) 内部结构设计（具体参考图1）

种植槽布置：在温室内东西走向用混凝土浇铸5条水槽5，水槽5宽0.60m，水槽5深度0.4 m，两条水槽5之间相隔2.5m；

支撑架搭建：在水槽5内固定设置一排立柱11，每排10根，立柱11高5～6 m，两根立柱11相隔0.8～1.0m，立柱11的下端固定于水槽5底，立柱11的上端用立柱连接条12固定连接成为排架，排架两端立柱的距离为排架长度，排架的中下部横置有上固定架和下固定架，上固定架包括若干条上横杆24和两条相隔0.4m对称位于排架两侧的上固定架管23，上固定架的上横杆24垂直焊接于排架的立柱11上；下固定架包括若干条下横杆22和两条相隔0.4m对称位于排架两侧的下固定架管21，下固定架的下横杆22垂直焊接于排架的立柱11上；上固定架和下固定架的长度与排架长度相等，下固定架距离排架下端部0.8m，上固定架和下固定架相隔0.4 m；摇动架置于上固定架上，摇动架包括位于排架两端部附近的两支横杆26和连接于两支横杆26端的两条相隔0. 4m的摇动架管25，摇动架与上固定架之间横向分布有滚动管27，摇动架通过滚动管27与上固定架活动连接，摇动架上于每根立柱11的同一旁分别固定连接有一根长度为1.5m的蚊帐固定管38，蚊帐固定管38的两端焊接有倒U形蚊帐固定部39，蚊帐固定管38和蚊帐固定部39构成蚊帐固定架；

蚊帐架布置：蚊帐架包括数量与立柱11相等的蚊帐架横条37和两条相隔0.6m对称位于排架两侧的蚊帐架纵条36，蚊帐架横条37对中焊接于蚊帐架纵条36上，相邻蚊帐架横条37的距离与排架的立柱11间距大致相等；

排架上端水平纵向设置有1条卷轴33，卷轴33通过3个轴承板30设置于排架的立柱11上端侧，卷轴33上大致均布设置有3个卷线筒34，卷线筒34通过锁钉固定于卷轴33上，卷轴33的两端设有链齿筒32，手动拉链挂接于链齿筒32上；

蚊帐架通过卷绳35和卷线筒34吊挂于卷轴33上，即将卷绳35的一端连接于蚊帐架，卷绳35的另一端绕接于卷线筒34上，每个卷线筒34上绕接2条卷绳35，并使蚊帐架横条37大致水平位于靠排架的立柱11旁。

（1．3）喷雾系统设置（具体参考图2）

在水槽5侧每相隔2.0m竖向布置1支喷雾管72，喷雾管的长度与排架高度大致相等，喷雾管72上每隔1.5m安装有喷头，全部喷雾管72连接到自动控制喷雾系统7，自动控制喷雾系统3可通过微电脑时控开关全天候任意调节喷雾时间段、喷雾次数、喷雾时间长短。

（1．4）养茎液供给系统设计（具体参考图3）

在温室内设一养茎液配制罐6，养茎液配制罐设有搅拌系统、并标有刻度和开关，用养茎液管61将养茎液配制罐6连接到各水槽5，养茎液管61末端设有养茎液排放开关62，水槽5设有排水口。

（2）母本种植

（2．1）配备母本包茎基质

母本包茎基质比例为沾泥（土）：腐熟蔗叶（蔗渣、木屑、水藓等也可）=2：1，且没有根腐菌或对根有抑制作用的物质，调整适度的包茎泥湿度进行混匀（若晚期温度较低可在包茎泥上加入少量的促根剂如：萘乙酸、爱多收等）；将配备好的包茎基质放在带有塑料薄膜的磨具上成型，成型要求形状在（长×宽×厚）30cm×12cm×0.5cm；

（2．2）母本包茎

选择蔗株形态在孕穗期小笔管至大笔管阶段进行包茎，取成型的母本包茎基质均匀压在蔗茎的中上部的一个节间周围，要求母本包茎基质覆盖在两节生长带上且需用绳子分别系在生长带上下各10cm左右的位置使得生长带周围均布满的该基质，系完后检查塑料薄膜是否损坏，被包生长带是否漏气，保证生长带出根所需的温度；

（2．3）种植母本

将包茎好的蔗株包括包茎段砍下作为母本种植于水槽5内，每个杂交单元格种植1支甘蔗母本。

（3）父本养茎

对砍收回来的甘蔗父本需立即放入养茎液中养茎，养茎液为浓度在0.1～0.3%亚硫酸稀释液，每隔3天换一次养茎液。

（4）杂交单元格分隔布置

在每2根立柱之间挂上蚊帐布袋，将蚊帐布袋上端挂到蚊帐架上，蚊帐布袋的下端固定于摇动架上的蚊帐固定架39，使蚊帐布袋围成杂交单元格，通过手动拉链31、卷轴33和卷绳35调整蚊帐架和调整蚊帐布袋的高度，杂交单元格可确保杂交授粉时花粉不外漂移。

（5）批量人工授粉

（5.1）放置父本

在每个杂交单元格内放置1支父本并固定于摇动架上，确保父本在母本的上方；

（5.2） 调控温室的温湿度

通过温室的温湿度调控系统，使温室温度调控在25℃，湿度调控在湿度90%，根据天气的情况，通过温室天窗、侧窗、遮阳系统、喷雾系统来配合调节授粉时所需的温湿度；

（5.3）进行人工授粉

授粉时轻轻来回摇动摇动架，使甘蔗父本受到震动后花粉飘落落到母本柱头上实现大批量授粉；授粉时间在8：00～11：00点，每隔1小时授粉1次，共3次，连续授粉7～14天（视甘蔗母本花期而定），父本花期结束即刻换新的父本，整个杂交过程换2～3次（视母本花期情况而定）。

Claims (1)

1.一种室内甘蔗杂交授粉方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）甘蔗杂交授粉设施配备

（1．1）温室搭建

按现有技术搭建钢结构温室，温室的宽度大于20m，长度大于30 m，高度大于6 m，温室顶部具有透明遮雨盖，并设有透风天窗，温室四周具有挡风遮光墙壁，温室具有温度湿度自动控制系统；

（1．2）内部结构设计

种植槽布置：在温室内平行布置至少5条水槽（5），水槽（5）宽0.6～1.0m，水槽（5）深度0.4～0.6 m，两条水槽（5）之间相隔至少2.5m；

支撑架搭建：在水槽（5）内固定设置一排立柱（11），立柱（11）高5～6 m，两根立柱（11）相隔0.8～1.0m，每条水槽（5）内至少有10根立柱（11），立柱（11）的下端固定于水槽（5）底，立柱（11）的上端用立柱连接条（12）固定连接成为排架，排架两端立柱的距离为排架长度，排架的中下部横置有上固定架和下固定架，上固定架包括若干条上横杆（24）和两条相隔0.3～0.5m对称位于排架两侧的上固定架管（23），上固定架的上横杆（24）垂直焊接于排架的立柱（11）上；下固定架包括若干条下横杆（22）和两条相隔0.3～0.5m对称位于排架两侧的下固定架管（21），下固定架的下横杆（22）垂直焊接于排架的立柱（11）上；上固定架和下固定架的长度与排架长度相等，下固定架距离排架下端部至少0.7m，上固定架和下固定架相隔0.3～0.5m；摇动架置于上固定架上，摇动架包括位于排架两端部附近的两支横杆（26）和连接于两支横杆端的两条相隔0.3～0.5m的摇动架管（25），摇动架与上固定架之间横向分布有若干滚动管（27），摇动架通过滚动管（27）与上固定架活动连接，摇动架上于每根立柱（11）旁分别固定连接有一根长度为1.0～1.5m的蚊帐固定管（38），蚊帐固定管（38）的两端焊接有蚊帐固定部（39），蚊帐固定管（38）和蚊帐固定部（39）构成蚊帐固定架；

蚊帐架布置：蚊帐架包括数量与立柱（11）相等的蚊帐架横条（37）和两条相隔0.5～0.8m对称位于排架两侧的蚊帐架纵条（36），蚊帐架横条（37）对中焊接于蚊帐架纵条（36）上，相邻蚊帐架横条（37）的距离与排架的立柱（11）间距大致相等；

排架上端水平纵向设置有1条卷轴（33），至少3个轴承板（30）设置于排架的立柱（11）上端侧，卷轴（33）通过轴承与轴承板（30）连接，卷轴（33）上大致均布设置有至少3个卷线筒（34），卷线筒（34）通过锁钉固定于卷轴（33）上，卷轴（33）的两端设有链齿筒（32），手动拉链（31）挂接于链齿筒（32）上； 

蚊帐架通过卷绳（35）吊挂于卷线筒（34）上，即将卷绳（35）的一端连接于蚊帐架，卷绳（35）的另一端绕接于卷线筒（34）上，每个卷线筒（34）上绕接2条卷绳（35），并使蚊帐架横条（37）大致水平位于靠排架的立柱（11）旁；

（1．3）喷雾系统设置

在水槽（5）侧每相隔1.0～2.0m竖向布置1支喷雾管（72），喷雾管（72）的长度与排架高度大致相等，喷雾管（72）上每隔1.0～2.0m安装有喷头，全部喷雾管（72）连接到自动控制喷雾系统（7），自动控制喷雾系统（7）通过微电脑时控开关全天候任意调节喷雾时间段、喷雾次数、喷雾时间长短；

（1．4）养茎液供给系统设置

在温室内设一养茎液配制罐（6），养茎液管（61）从各水槽（5）连接到养茎液配制罐（6），养茎液管（61）末端位于水槽上方并设有养茎液排放开关（62）；水槽（5）设有排水口；

（2）母本种植

（2．1）配备母本包茎基质；

（2．2）选择孕穗期的蔗株进行包茎；

（2．3）将包茎好的蔗株包括包茎段砍下作为母本种植于水槽（5）内，每个杂交单元格种植1支甘蔗母本；

（3）父本养茎

将甘蔗父本放入养茎液中养茎，每隔2—4天换一次养茎液； 

（4）杂交单元格分隔布置

在每2根立柱之间挂上蚊帐布袋，将蚊帐布袋的上端挂到蚊帐架上，蚊帐布袋下端固定于蚊帐固定架，使蚊帐布袋围成杂交单元格，通过手动拉链（31）、卷轴（33）和卷绳（35）调整蚊帐架和蚊帐布袋的高度；

（5）批量人工授粉

（5.1）放置父本

在每个杂交单元格内放置1支父本并固定于摇动架上，确保父本在母本的上方；

（5.2） 调控温室的温湿度

通过温室的温湿度调控系统，使温室温度调控在25～28℃，湿度调控在80～100%；

（5.3）进行人工授粉

授粉时轻轻来回摇动摇动架，使甘蔗父本受到震动后花粉飘落到母本柱头上实现大批量授粉；每天授粉共3次，每隔1小时授粉1次，连续授粉7～14天。

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