CN104542254A - 一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，包括选择地块、种植管理、施肥管理、调节碳氮营养水平和杂交育种，由本发明获得的木薯有性杂交新品种，具有高抗红蜘蛛、耐寒性较强、丰产性能好的特点。适合在亚热带地区种植和推广。

Description

一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法

技术领域

本发明属于农作物栽培技术领域，具体涉及一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法。

背景技术

木薯，学名为Manihot esculenta Crantz，英文名为Cassava，别名树木薯、树番薯，是大戟科木薯属（Manihot）多年生（热带亚热带）或一年生（温带）灌木。木薯起源于南美洲。它一般在热带地区表现正常开花结实，如在我国海南省热带地区能正常开花，可进行正常的杂交育种工作。

广西木薯种植面积400万亩左右，占全国木薯种植面积60%以上；木薯已经成为广西地区主要的经济作物之一。但是，因为广西是亚热带地区，历史上广西木薯不能按照杂交育种要求进行正常的开花、授粉受精。对于木薯开花的控制已有人做过研究，但并未成功推广，专利申请公布号：CN103733859A的专利：一种木薯开花调控技术，该专利木薯开花调控技术，包括选地整地，种植管理，调控花期，保花及调控雌雄花比例，花粉活力测定及授粉试验和杂交育种，本发明采用化学调控以及人工农艺措施调控的方法，获得稳定优质的杂交种子，具有开花时间早、开花率高，技术操作简单等特点，适合我国大部分木薯种植区进行杂交育种。以上专利申请获得可调控木薯开花的选育技术主要通过严格的种植及使用叶面肥、人工控花、保花以及调控雌雄花比例等管理手段来实现的，但以上方式不仅实施起来较难准确控制，尤其在化学调控和人工农艺措施调控上，另外，还需进行花粉活力测定来选择优良性状的基因进行授粉试验，可以说，由上述方法得到的可调控木薯开花种子是“温室里的花朵“，在完全严格的实验条件下成功率较高，但在较恶劣环境下便难以实施，虽然广西地区处于亚热带，常年气温适中，无重大灾难天气，但也难免出现低温、强风、病虫害大爆发，要想获得能真正推广应用的优良基因，就必须从广西本地木薯生长环境研究，才可以在本地区获得成功推广。

而广西至今种植的木薯，都是广西地区以外引进的品种，就算是广西科研机构选育并通过审定推广的品种，也都是通过引进广西地区以外杂交的种子，经过广西本土观察、筛选和选育的品种，或者从木薯品种中，经过系统选育而获得的品种。

发明内容

本发明的目的是针对以上技术的不足，提供一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，该促进木薯开花杂交育种方法根据调节木薯体内营养碳氮比来促进诱导木薯开花的原理，在自然环境下，按照常规木薯种植方法，可以得到丰产、抗寒能力强、抗红蜘蛛危害的木薯种子。

本发明的技术路线是这样实现的：

亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，包括选择地块、种植管理、施肥管理、调节碳氮营养水平和杂交育种，具体步骤如下：

（1）地块选择：选择热带和亚热带边缘地区，在广西、广东、海南地区均可实施，同时还需光温条件较好，但土壤的有机质和氮磷钾含量水平低的地块，作为种植地，选择有机质和氮磷钾含量较低水平的地块原因是：因为土壤中的氮磷钾含量较高，尤其是氮元素的营养高，会促进木薯营养生长过旺盛，而生殖生长较慢，会在后期抑制木薯开花；而有机质含量较低也不利于木薯根系吸收土壤中的氮素营养，辅助生殖生长，促进开花。本发明中尽量选择土壤有机质含量在2%以下的土壤进行。

（2）种植管理：将选择好的木薯亲本材料，有如下标准：充分老熟、茎粗节密、芽点完好、新鲜、无损伤、切口有乳汁、无病虫害侵染。在气温升至16℃以上时，按木薯常规种植方式进行种植，在广西等亚热带地区2-4月份为宜，同时可根据当年的天气变化情况进行提前或推后种植，在气温上升较快的季节，可提前种植，而气温一直较低，则需要推后种植。

种植方式可以采用平放、斜插或直插等方式。

（3）施肥管理：在木薯生长期间，不施用含氮磷钾营养元素的肥料，让木薯在自然条件下生长；可在基肥时使用氮磷钾肥料，木薯生长前期木薯碳氮营养水平在高值，而在生长期不使用氮磷钾肥料，便于后期控制氮素水平过高。

（4）调节碳氮营养水平：在木薯生长发育至中期时，采用灌水浸泡土壤，或利用雨水浸泡土壤2-3天，让土壤板结，降低部分木薯根系的吸肥能力，以“以水制肥”，调节木薯体内碳氮营养水平，使碳氮营养水平从低值向高值转变，以此诱导木薯由营养生长向生殖生长转变，促进其开花；

（5）杂交育种：在木薯开花过程中，采用人工授粉或自然授粉形式，让木薯有性杂交得以实现，得到的杂交种子作为木薯选育种材料。

所述种植管理还包括：

（1）种植前对地块整地；

（2）在2-4月份，气温回升至16℃以上时种植；

（3）在种植后进行2-3次中耕除草，也可使用化学除草剂；在植后30天左右，木薯苗高15-20cm时，进行第一次中耕除草；在苗后60-70天，进行第二次中耕除草，根据木薯田的杂草情况，可在后期再进行一次。同时，还可以选择适当除草剂，来进行苗前或苗后除草。

（4）防治病虫害。

所述人工授粉方法为：对木薯雌花进行人工破蕾，使雌花柱头露出，然后将雄花花粉或新开雄花的花蕊对准雌花柱头使其接触，使花粉粘在柱头上，然后将授粉后的雌花套袋，3-4d去袋。

本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步：

一、通过本发明技术获得的木薯新品系自然开花率高、成花率高的特点。本技术的原理是通过调节木薯体内碳氮比营养水平的高低来促使开花而得到的杂交后代。在碳氮比较低时，会促进木薯茎叶的生长，而抑制根及生殖生长；而在碳氮比较高时，会促进根的生长，同时促进生殖生长，促进木薯早开花，抑制茎叶等营养生长。不通过化学调控的方法更有利于木薯在自然状态下完成开花，这样更有利于得到的杂交后代在当地环境下生长、繁殖。

二、本发明技术得到的木薯新品系具有高抗红蜘蛛，丰产性能好，抗寒性强的优点。同样的，在通过碳氮比来调节木薯开花再杂交得到的后代更有利于在当地环境下生存，也更能对当地的恶劣气候产生较强的适应性。据发明人在多年多地的实践过程中，发现该新品系具有高抗红蜘蛛效果，同时丰产性能好，相对于常规品种，增产效果在15%以上，耐低温能力也优于常规品种。

三、本发明技术简单，易实施和推广。本技术不需要严格的化学调控手段，只需对木薯种植地的常规环境进行管理，同时着重调控土壤中肥料使用，间接的调控了木薯体内的碳氮营养水平，方法简单易行。

具体实施方式

广西农科院经济作物研究所韦本辉研究团队，自2007年以来，通过本发明的育种途径，在广西南宁、北海、防城等地，进行广西本土（亚热带地区）木薯有性杂交育种，取得成功。

所选育的一批木薯杂交新品系，表现高抗红蜘蛛、耐寒性较强、丰产性能好，其中7个优良新品系2014年进入广西区域试验。

实施例一

首先发明人于2012年2月份在广西南宁武鸣里建进行了该发明技术的实施，具体如下：

（1）地块选择：选择在广西南宁武鸣县里建镇周边一处荒地进行本技术实施地，该地土壤较为贫瘠，多年未种植农作物，经检测，土壤有机质含量仅有2.2%，而氮磷钾水平也较低。

同时该地块四面为空旷地，无高大遮挡物，光照条件好，通风佳，地势平坦。

（2）种植管理：

①整地：将选择地块进行浅耕，同时施入少量复合肥作为底肥，亩用45%复合肥20公斤，均匀撒施后翻地整平，开沟。

②当日平均气温在16℃时种植，选择充分老熟、茎粗节密、芽点完好、新鲜、无损伤、切口有乳汁、无病虫害侵染的宿根木薯作为亲本。种植方式可以采用平放、斜插或直插等方式。

③种植密度：750株/亩，株行距1×0.8m。

④种植后苗期除草剂使用999克/升乙草胺对全田封闭除草，亩用量乙草胺有效成分50克/亩。由于封闭效果较好，在苗后30天未有过量杂草，苗后60天苗后使用草甘膦进行防治。

⑤病虫害防治药剂及使用量见表1。

表1 木薯杂交育种病虫害防治使用药剂及使用技术

以上杀菌剂重在预防，可在潮湿天气每隔15天喷施一次，一个生长季节施药2次即可。

（3）施肥管理：在木薯生长期间，不施用含氮磷钾营养元素的肥料，让木薯在自然条件下生长。

（4）调节碳氮营养水平：在木薯生长发育至中期时，采用灌水浸泡土壤2-3天，让土壤板结，降低部分木薯根系的吸肥能力，以“以水制肥”，调节木薯体内碳氮营养水平，使碳氮营养水平从低值向高值转变，以此诱导木薯由营养生长向生殖生长转变，促进其开花；

（5）杂交育种：在木薯开花过程中，采用人工授粉或自然授粉形式，让木薯有性杂交得以实现，得到的杂交种子作为木薯选育种材料。人工授粉方法为：对木薯雌花进行人工破蕾，使雌花柱头露出，然后将雄花花粉或新开雄花的花蕊对准雌花柱头使其接触，使花粉粘在柱头上，然后将授粉后的雌花套袋，3-4d去袋。

本发明技术与自然开花对照统计结果表2。

实施例二

用本发明技术，发明人还在广西北海合浦、防城港地区进行了木薯杂交选育开展，都取得了较好的效果。

北海合浦木薯促开花杂交选育效果表

防城港木薯促开花杂交选育效果表

有上述数据可以看出，本发明技术在南宁、合浦和北海合浦均有优异的促开花效果，说明该技术在广西具有较好的适应性。

同时，发明人还通过多年多地的观察，发现该技术繁育的后代具有如下优良性状：抗寒性强、抗红蜘蛛及丰产。

以下是对三地试验的统计结果：

2012年在三地试验结果

2013年在三地试验结果

2014年在三地试验结果

结果显示，在抗红蜘蛛和产量方面，使用本发明技术繁育的优良后代具有较强的抗红蜘蛛水平，同时亩增产在1吨以上，同时，在实验过程中发现，由于2012年和2013年种植时温度较低，在13-15℃之间，常规技术种植的木薯普遍出现冷害情况，而本发明技术的抗寒性较强。

综合以上，本技术在广西本地已取得较好的推广示范效果，适合在本地应用，具有较好的推广价值。

Claims (5)

1.一种亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，其特征在于：包括选择地块、种植管理、施肥管理、调节碳氮营养水平和杂交育种，具体步骤如下：

（1）地块选择：选择热带和亚热带边缘地区，光温条件较好，但土壤的有机质和氮磷钾含量水平低的地块，作为种植地；

（2）种植管理：将选择好的木薯亲本材料，在气温升至16℃以上时，按木薯常规种植方式进行种植；

（3）施肥管理：在木薯生长期间，不施用含氮磷钾营养元素的肥料，让木薯在自然条件下生长；

（4）调节碳氮营养水平：在木薯生长发育至中期时，采用灌水浸泡土壤，或利用雨水浸泡土壤2-3天，让土壤板结，降低部分木薯根系的吸肥能力，以“以水制肥”，调节木薯体内碳氮营养水平，使碳氮营养水平从低值向高值转变，以此诱导木薯由营养生长向生殖生长转变，促进其开花；

（5）杂交育种：在木薯开花过程中，采用人工授粉或自然授粉形式，让木薯有性杂交得以实现，得到的杂交种子作为木薯选育种材料。

2.根据权利要求1所述的亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，其特征在于：所述地块土壤有机质含量在2%以下。

3.根据权利要求1所述的亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，其特征在于：所述种植管理还包括：

（1）种植前对地块整地；

（2）在2-4月份，气温回升至16℃以上时种植；

（3）在种植后进行2-3次中耕除草，也可使用化学除草剂；

（4）防治病虫害。

4.根据权利要求1所述的亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，其特征在于：所述施肥管理为：可在基肥时使用氮磷钾肥料，木薯生长前期木薯碳氮营养水平在高值，而在生长期不使用氮磷钾肥料，便于后期控制氮素水平过高。

5.根据权利要求1所述的亚热带地区促进木薯开花杂交育种方法，其特征在于：所述人工授粉方法为：对木薯雌花进行人工破蕾，使雌花柱头露出，然后将雄花花粉或新开雄花的花蕊对准雌花柱头使其接触，使花粉粘在柱头上，然后将授粉后的雌花套袋，3-4d去袋。