CN115443862B - 一种长江中游地区一年三代鲜食玉米的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种长江中游地区一年三代鲜食玉米的育种方法，属于农作物种植技术领域。本发明利用长江中游地区的温、光、海拔等自然资源及设施条件，掌握当年三代育种材料的催芽、育苗时期和提前收获时间，实现一年三代种植，充分利用了温、光、土地等利用率，缩短育种年限、加速育种进程、节约育种成本。
Description
技术领域
本发明涉及农作物种植技术领域，具体涉及一种适合于长江中游地区一年三代种植的鲜食玉米的育种方法。
背景技术
鲜食玉米是一类在乳熟期采收，并像水果、蔬菜一样可直接食用其鲜嫩果穗的特用玉米品种，具有营养价值高、口感好、附加值高、效益好、低脂高纤维等优点，而深受消费者的青睐。
玉米是典型的喜温作物，从播种到出苗的有效积温为79.8℃，生物学下限温度为9.3℃，在平均温度低于10℃时会严重减产，因此，在玉米的种植技术中，对温度的控制是十分关键的因素。长江中游地区因具有种植土壤广阔且地理位置优越的优势，成为农作物种植的理想之地。但是，长江中游地区由于早春时期气温较低，以及倒春寒时有发生，导致露地栽培不利于玉米生长。
目前，在鲜食玉米育种过程中，为缩短育种年限、加快育种进程，育种工作者多选择利用冬季在海南和云南等热带地区进行加代培育。尽管这对加快新材料、新品种的选育具有重要意义，可以实现一年三代育种目的。但是，受限于种植土壤面积以及长距离运输过程中可能引发的检疫性病、虫、草害等潜在问题，影响运输成本加大，且增加了灾害控制的人力、物力和财力。
因此，如何通过创新育种加代技术，有效加速鲜食玉米的育种进程进而缩短育种年限，实现长江中游地区鲜食玉米的三代繁殖，进而节约育种成本及增加经济效益，对于鲜食玉米育种具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种适宜于长江中游地区一年三代鲜食玉米的育种方法，该方法利用长江中游地区的温度、光、海拔等自然资源及设施条件，掌握一年三代育种的催芽、育苗时期和提前收获时间，实现一年三代种植。
本发明提供一种一年三代的鲜食玉米育种方法，包括以下步骤：
(1)大棚种植，并提前收获第一代玉米：
催芽、育苗：于1月下旬-2月初对鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在大棚前茬作物收获后经整地并施基肥后，将培育至2 叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于3月下旬-4月初进行套袋授粉，并于4月底-5月上旬进行收获，选取种子进行下一季播种；
(2)露地栽培，并提前收获第二代玉米：
催芽、育苗：于5月中旬对所述鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获后经整地并施基肥，将培育至2叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于6月下旬-7月上旬进行套袋授粉，并于7月底进行收获，选取种子进行下一季播种；
(3)露地栽培，并部分提前收获第三代玉米：
催芽、育苗：于8月15日前对鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽 2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获后经整地并施基肥，将培育至2叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于10月上中旬进行套袋授粉，并于11月底进行收获，选取种子进行贮藏，即得。
具体的，所述催芽步骤包括将所述鲜食玉米种子进行恒温箱催芽的步骤，控制所述恒温箱的温度为25-28℃，相对湿度为70-80％。
具体的，所述育苗步骤中，选取70-105孔的育苗盘，并在播种前先用湿润育苗土装至盘孔1/3-1/2，再将单粒种子播种于所述育苗盘。
具体的，所述施基肥步骤中，每亩施用的所述基肥包括：三元复合肥 30-40kg、尿素8-12kg、腐熟有机肥800-1200kg。
具体的，所述整地步骤包括开沟起畦的步骤，控制畦宽0.5-0.8m、沟宽 0.2-0.4m。
具体的，所述移栽步骤中，控制幼苗每畦栽种1-3行，行距35-45cm，株距30-38cm。
具体的，所述施肥步骤包括：
在苗期追施尿素和复合肥，控制所述尿素的施肥量为3-8kg/亩，控制所述复合肥的施肥量为8-12kg/亩；和/或，
在大喇叭口期追施尿素及氯化钾，控制所述尿素的施肥量为12-18kg/ 亩，控制所述氯化钾的施肥量为5-10kg/亩。
具体的，所述病虫害防治步骤包括：
地老虎的防治选用50％辛硫磷乳油拌细砂土，在作物根旁开沟撒施药土，并随即覆土防治；和/或，
玉米螟和草地贪夜娥的防治选用甲维·虫螨腈、甲维·茚虫威或氯虫苯甲酰胺进行喷施防治；和/或，
蚜虫选用10％吡虫啉可湿性粉剂、烯啶虫胺水剂或20％啶虫脒乳油防治。
具体的，所述方法还包括将收获后选取的种子进行干燥处理的步骤；
所述干燥步骤包括于40-45℃烘干1天的步骤，以及，于33-38℃烘干 4-6天的步骤。
具体的，所述鲜食玉米的F1代种子包括TZ013，选择籽粒大小均匀、饱满的鲜食玉米种子。
本发明所述鲜食玉米一年三代育种方法，通过大棚育种-露天育种 -露天育种相结合的方式，有效避开第一代玉米苗期低温的影响，另一方面增加了玉米生育期内的有效积温，缩短生育时间，实现了提前收获；而第二代玉米选择海拔相对较高的山区种植，有效规避了高温风险；同时，在低海拔高温区种植，可助力选育耐高温材料，实现了在长江中游地区实现鲜食玉米一年三代种植，充分利用了土地，提高了土地利用率；
本发明所述鲜食玉米一年三代育种方法，通过对玉米种子进行恒温箱催芽的方式，一方面可以有效缩短出苗时间，另一方面遇到出苗率不高时 (乳熟期采收的种子发芽率只有50％以上)，选择露白种子进行育苗，显著缩短种子成熟时间，可有效提高成苗率，保障了一年三代种植的实现。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。
实施例1
本实施例所述适合于长江中游地区鲜食玉米一年三代种植的育种方法，具体操作步骤如下。
(1)大棚种植，并提前收获第一代玉米
育芽、育苗：对TZ013(甜玉米材料与糯玉米材料杂交产生)56粒S0 代鲜食玉米种子经过严格挑选，选出52粒种子于1月31日放置于恒温箱 (25℃，75％的相对湿度)进行催芽处理，催芽期间保持滤纸湿润。采用大棚加小拱棚育苗方式，选取育苗盘为100孔(最好选方形孔，有利于标记同一育苗盘内多个育种材料的育苗株数)，播种前先用湿润育苗土装至盘孔1/2，再将催芽2天露白种子46粒单粒播种于上述育苗盘，最后覆盖育苗土、用洒水壶浇水，移栽前进行炼苗，并适当移动穴盘，防止玉米根系伸出孔穴，利于移栽时取苗和秧苗移栽后生长整齐，提高成活率。
整地、移栽：在大棚前茬作物收获后清洁田块，每亩施三元复合肥35kg、尿素10kg、腐熟有机肥1000kg作基肥，深翻耙碎整平后，开沟起畦，畦宽 0.7m、沟宽0.3m，于2月21日(玉米苗3叶1心)移栽，每畦栽2行，行距40cm，株距35cm，棚边两侧种植矮秆材料避免植株顶到棚顶，移栽时剔除劣苗、杂株苗，栽后浇透定根水。
田间管理：在苗期追施尿素5kg/亩、复合肥10kg/亩；在大喇叭口期，追施尿素15kg/亩、氯化钾7kg/亩。为防止植株徒长，在棚内温度升至28℃及以上时，开棚通风降温；并及时中耕除草，遇旱灌水。
病虫害防治：玉米苗移栽后，地老虎的防治选用50％辛硫磷乳油拌细砂土，在作物根旁开沟撒施药土，并随即覆土防治；玉米生长中、后期，玉米螟和草地贪夜娥的防治选用甲维·虫螨腈、甲维·茚虫威或氯虫苯甲酰胺进行喷施防治。
授粉、收获：3月29日进行套袋授粉，同时标记好授粉日期，4月2 日授粉结束，4月30日收获。部分(晚熟)品种材料为乳熟期采收(授粉后25天)，此时种子发芽率为50％以上，虽说发芽率不能达到国家生产用种标准，但可以作为育种及保留种质资源用种。乳熟期采收，玉米穗含水量大，鲜果穗采收后及时去除苞叶，放进烘干设备进行烘干干燥，首先43℃烘干1天，然后38℃烘干6天；5月8日脱粒编号，进行下一季播种。
(2)露地栽培，并提前收获第二代玉米
育种地选择：此代玉米生长期为5月中旬-8月上旬，玉米生长后期气温较高，容易碰到高温天气，根据当地历史气象资料和育种目标，选择育种地点。为避免高温影响，可选择附近相对高海拔山区；如果高温不严重或选育耐热材料，选择低海拔地区。
育芽、育苗：由于乳熟期采收的种子发芽率较低，5月9日选取上代收获鲜食玉米种子1200粒进行催芽，催芽前选择籽粒大小均匀、饱满的种子，均匀摆放在铺有湿润滤纸的发芽盒中，上面盖一层湿润滤纸，放置于恒温箱(25℃，75％的相对湿度)进行催芽处理，催芽期间保持滤纸湿润。育苗盘为100孔(最好选方形孔，有利于标记同一育苗盘内多个育种材料的育苗株数)，播种前先用湿润育苗土装至盘孔1/2，再将催芽2天露白种子单粒播种于上述育苗盘，最后覆盖育苗土、用洒水壶浇水，最后获得764株幼苗，选取其中500株在江西南昌进行大田移栽。移栽前适当移动穴盘，防止玉米根系伸出孔穴，利于移栽时取苗和秧苗移栽后生长整齐，提高成活率。
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获，每亩施三元复合肥35kg、尿素10kg、腐熟有机肥1000kg作基肥，深翻耙碎整平后，开沟起畦，畦宽 0.7m、沟宽0.3m。在玉米苗2叶1心-3叶1心时选阴天或下午移栽，每畦栽2行，行距40cm，株距35cm，移栽时剔除劣苗、杂株苗，栽后及时浇透定根水。
田间管理：在苗期追施尿素5kg/亩、复合肥10kg/亩；在大喇叭口期，追施尿素15kg/亩、氯化钾7kg/亩，及时中耕除草，遇涝排水，遇旱灌水。
病虫害防治：此季甜糯玉米病虫害相对较上季略重，前期主要有地下害虫地老虎等，生长后期主要有玉米螟、草地贪夜娥、蚜虫等。地老虎的防治选用50％辛硫磷乳油拌细砂土，在作物根旁开沟撒施药土，并随即覆土防治；玉米螟和草地贪夜娥的防治选用甲维·虫螨腈、甲维·茚虫威或氯虫苯甲酰胺进行喷施防治；蚜虫选用10％吡虫啉可湿性粉剂、烯啶虫胺水剂或20％啶虫脒乳油防治。病害主要有大小斑病、纹枯病等，一般不进行病害防治，以便选育抗病材料。
授粉、收获：7月1日-7月8日完成目标单株套袋授粉，在7月31日前完成收获，部分(晚熟)品种材料为乳熟期采收(授粉后25天)，此时种子发芽率为50％以上，虽说发芽率不能达到国家生产用种标准，但可以作为育种及保留种质资源用种。乳熟期采收，玉米穗含水量大，鲜果穗采收后及时去除苞叶，放进烘干设备进行烘干干燥，首先43℃烘干1天，然后38℃烘干6天，种子烘干后及时脱粒编号，共获得67个单穗进行下一季播种；
(3)露地栽培、部分提前收获第三代玉米
催芽、育苗：此代玉米生长期为8月12日-11月底初霜期前，此代玉米大部分均能正常成熟，少数晚熟品种不能完全成熟。8月11日，把上代获得的67个单穗的6700粒种子(每穗100粒种子)进行催芽，催芽前选择籽粒大小均匀、饱满的种子，均匀摆放在铺有湿润滤纸的发芽盒中，上面盖一层湿润滤纸，放置于恒温箱(25℃，75％的相对湿度)进行催芽处理，催芽期间保持滤纸湿润。育苗盘为100孔(最好选方形孔，有利于标记同一育苗盘内多个育种材料的育苗株数)，播种前先用湿润育苗土装至盘孔1/2，再将催芽2天露白种子单粒播种于上述育苗盘，最后覆盖育苗土、用洒水壶浇水。移栽前适当移动穴盘，防止玉米根系伸出孔穴，利于移栽时取苗和秧苗移栽后生长整齐，提高成活率。
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获后清洁田块，每亩施三元复合肥35kg、尿素10kg、腐熟有机肥1000kg作基肥，深翻耙碎整平后，开沟起畦，畦宽0.7m、沟宽0.3m。在玉米苗2叶1心-3叶1心时选阴天或下午移栽，每畦栽2行，行距40cm，株距35cm，移栽时剔除劣苗、杂株苗，栽后及时浇透定根水。
田间管理：在苗期追施尿素5kg/亩、复合肥10kg/亩；在大喇叭口期，追施尿素15kg/亩、氯化钾7kg/亩。及时中耕除草，遇涝排水，遇旱灌水。
病虫害防治：此季甜糯玉米虫害相对较重，主要有地下害虫地老虎、玉米螟、草地贪夜娥、蚜虫等。地老虎的防治选用50％辛硫磷乳油拌细砂土，在作物根旁开沟撒施药土，并随即覆土防治；玉米螟和草地贪夜娥的防治选用甲维·虫螨腈、甲维·茚虫威或氯虫苯甲酰胺进行喷施防治；蚜虫选用10％吡虫啉可湿性粉剂、烯啶虫胺水剂或20％啶虫脒乳油防治。病害主要有大小斑病、纹枯病等，一般不进行病害防治，以便选育抗病材料。
授粉、收获：10月上、中旬根据育种目标进行套袋授粉，同时标记好授粉日期，在11月底初霜期前完成收获。部分(晚熟)品种不能完熟，但此时的种子已具有一定的发芽率，虽说发芽率不能达到国家生产用种标准，但可以作为育种及保留种质资源用种。此代玉米种子可以选择自然晒干或烘干，具备晾晒天气的地区可选择自然晾晒；不具备晾晒天气的要选择烘干设备进行烘干，首先43℃烘干1天，然后38℃烘干6天，种子干燥后及时脱粒、编号贮藏。
实验例
提前收获是实现一年三代鲜食玉米选育的重要前提，通过试验发现，在授粉后25天进行提前收获，可缩短每代鲜食玉米生长时间12-18天，一年三代共可缩短生长时间36-54天，这在时间上保证了一年三代的实现。为此，在2018年进行了6个鲜食玉米材料不同成熟期种子发芽试验。
(1)供试材料
通过实施例1育种保存的种子，经连续2年6代自交选育而成的6份选育食玉米自交系，分别为甜玉米自交系18NFT92和18T410、甜糯双隐自交系TN3和DRT13、糯玉米自交系HNM05和YN169。
(2)试验设计
2018年8月种植于江西省农业科学院作物研究所横岗试验基地，并于授粉后第19、22、25、28、31、34、37、40、43天分期采收果穗，随后43℃烘干1天，然后35℃烘干5天，并进行脱粒后装入种子袋内贮存，供室内发芽试验使用。
(3)种子发芽试验
参照国家《农作物种子检验规程》进行，每一组设置4个重复，每个重复选取100粒种子，用砂床法置于恒温光照培养箱，每日光照12小时，黑暗12小时，恒温25℃条件下发芽，第7天统计发芽率，记录结果于下表 1。
表1 6个鲜食玉米材料不同成熟期种子发芽率(％)
(4)试验结果分析
由表1可以看出，随着种子成熟度的提高，6份鲜食玉米自交系材料种子发芽率均先提高，达到一定水平后趋于稳定，但是不同材料达到最大发芽率的时间有所差异。自交系18NFT92在授粉后第37天的发芽率最高，其后均稳定在85％以上；自交系18T410在授粉后第40天的发芽率最高，从 34天开始，其发芽率均超过85％；自交系TN3在授粉后第34天的发芽率最高，其后较稳定；自交系DRT13从授粉后19天开始，发芽率逐渐增高，在第43天达到最高，为96.7％；自交系HNM05在授粉后第40天的发芽率最高，从34天开始，其发芽率均超过85％；自交系YN169在授粉后第37 天的发芽率最高，从34天开始，其发芽率均超过85％。根据试验结果，各材料最适收获期为37-43天，不同材料最适收获期不同；所有材料在授粉后第25天收获的种子发芽率均大于50％，说明授粉后第25天的鲜食玉米籽粒已经积累了一定的营养成分，种胚发育较好，虽未能达到国家标准值 (85％)，但可以用作育种或作为种质资源保留用种；育种上，在授粉后 25天进行提前收获，可缩短每代鲜食玉米生长时间12-18天，一年三代共可缩短生长时间36-54天，这在时间上保证了一年三代的实现。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种长江中游地区一年三代鲜食玉米的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）大棚种植，并提前收获第一代玉米：
催芽、育苗：于1月下旬-2月初对鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在大棚前茬作物收获后经整地并施基肥后，将培育至2叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于3月下旬-4月初进行套袋授粉，并于4月底-5月上旬进行收获，选取种子进行下一季播种；
（2）露地栽培，并提前收获第二代玉米：
育种地选择：为避免高温影响，选择附近相对高海拔山区；如果高温不严重或选育耐热材料，选择低海拔地区；
催芽、育苗：于5月中旬对所述鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获后经整地并施基肥，将培育至2叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于6月下旬-7月上旬进行套袋授粉，并于7月底进行收获，选取种子进行下一季播种；
（3）露地栽培，并部分提前收获第三代玉米：
催芽、育苗：于8月15日前对鲜食玉米种子进行催芽处理，选取催芽2-3天的露白种子进行单粒播种及育苗；
整地、移栽：在露天种植区域前茬作物收获后经整地并施基肥，将培育至2叶1心-3叶1心的幼苗进行移栽；
田间管理：分别在苗期及大喇叭口期进行施肥，并进行病虫害防治；
授粉、收获：于10月上中旬进行套袋授粉，并于11月底进行收获，选取种子进行贮藏，即得；
所述催芽步骤包括将所述鲜食玉米种子进行恒温箱催芽的步骤，控制所述恒温箱的温度为25-28℃，相对湿度为70-80%。
2.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述育苗步骤中，选取70-105孔的育苗盘，并在播种前先用湿润育苗土装至盘孔1/3-1/2，再将单粒种子播种于所述育苗盘。
3.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述施基肥步骤中，每亩施用的所述基肥包括：三元复合肥30-40kg、尿素8-12kg、腐熟有机肥800-1200kg。
4.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述整地步骤包括开沟起畦的步骤，控制畦宽0.5-0.8m、沟宽0.2-0.4m。
5.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述移栽步骤中，控制幼苗每畦栽种1-3行，行距35-45cm，株距30-38cm。
6.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述施肥步骤包括：
在苗期追施尿素和复合肥，控制所述尿素的施肥量为3-8kg/亩，控制所述复合肥的施肥量为8-12kg/亩；
在大喇叭口期追施尿素及氯化钾，控制所述尿素的施肥量为12-18kg/亩，控制所述氯化钾的施肥量为5-10kg/亩。
7.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述病虫害防治步骤包括：
地老虎的防治选用50%辛硫磷乳油拌细砂土，在作物根旁开沟撒施药土，并随即覆土防治；和/或，
玉米螟和草地贪夜娥的防治选用甲维·虫螨腈、甲维·茚虫威或氯虫苯甲酰胺进行喷施防治；和/或，
蚜虫选用10%吡虫啉可湿性粉剂、烯啶虫胺水剂或20%啶虫脒乳油防治。
8.根据权利要求1所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述方法还包括将收获后选取的种子进行干燥处理的步骤；
所述干燥步骤包括于40-45℃烘干1天的步骤，以及，33-38℃烘干4-6天的步骤。
9.根据权利要求1-8任一项所述的鲜食玉米的育种方法，其特征在于，所述鲜食玉米的F1代种子包括TZ013，选择籽粒大小均匀、饱满的鲜食玉米种子。
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