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第二节棉花常规品种的繁育技术棉花常规种子生产的重要性体现在：●棉花是重要的经济作物，其主要产物棉纤维是重要的纺织原料，在我国占各种纺织纤维总量的60%。●我国棉花常年播种面积470万公顷，用种量~17亿公斤。●种子质量的优劣对于棉纤维的产量和质量，以及纺织产品的种类和质量均起着十分重要的作用。●目前生产上棉花常规品种种植面积占60-70%（黄淮棉区）,~95%（新疆棉区）。一、棉花种子生产的生物学特性1.棉花的生物学基本特点●棉花属于锦葵科棉属，为常异花授粉作物，一般异交率为4-50%。●在我国广泛种植,从海南岛(南)辽宁南部(北)新疆(西),除西藏、青海、内蒙古、黑龙江和吉林5省区外均可种植。●育种家依据我国不同棉区不同生态条件不同耕作制度和生产实际经济价值例如：抗虫棉、杂交棉、低酚棉、彩色棉、短季棉等。新疆中国彩棉（集团）有限公司，农八师所在的石河子市全国最大的彩棉种植基地.红、黄、绿、棕等培育出了大量适宜优良品种2.棉花的花器构造●棉花的花为单生两性花，位于果枝节上，与叶对生。●每朵花由花柄、苞叶、花萼（萼片）、花冠和雌雄蕊组成。●苞叶3片，位于花的最外层，形似三角形，上缘锯齿状，基部分离或联合主要起保护作用。在苞叶外侧基部有一圆形蜜腺，能引诱昆虫。●花萼5片，联合成环状，围绕在花冠基部。花萼内测有一圈蜜腺。●花冠由5片呈近倒三角形的花瓣组成，螺旋状排列。陆地棉的花瓣初开为乳白色，后变为红色、紫红色。花器构造（一）棉花开花习性和花器构造的观察1、用品铅笔、空白纸、棉花的花朵。三、所需用品和操作方法棉花的自交技术1、用品不同陆地棉（G.hirsutumL.）品种。棉线、回形针、棉花自交结实情况表。（二）棉花的自交技术2、主要作法选择具有该品种典型性状的植株，选取次日开放的花朵，作如下处理。（1）线束法：用长约10cm的棉线将选定的花朵顶部扎住，注意不能扎得太紧，以免切断花冠；也不能扎得太松，使花冠容易张开。棉线的一端应系住花柄，收获时以示此为自交铃。（2）钳夹法：将回形针略分开成人字形，从花冠顶部向下直夹，以免花朵次日开放。●雄蕊~60-100枚，每枚雄蕊有花药和花丝两部分，花丝基部联合成雄蕊管，并与花冠基部连接，包围在雌蕊的花柱外面，每一花药有几十至百余粒花粉，花粉球状有刺，含有大量淀粉，遇雨易破裂；●雌蕊由柱头、花柱、子房组成，位于花的中央，为中柱胎座。花柱从雄蕊管中伸出，柱头3-5裂，在纵棱上有单细胞柱头毛，易粘附有刺突的花粉粒。子房上位，有3-5个心皮,形成3-5室，每室倒生着7-11个胚珠，每一胚珠受精后一粒棉籽，内外珠被发育成棉籽壳，胚囊内受精卵具有折叠子叶的胚，即棉仁，子房棉铃。3.棉花的开花结实习性●棉花一般当主茎上长出5-8片真叶时开始现蕾，现蕾后25天左右，花器各部分发育成熟，即开始开花。●开花的前一天下午，花冠急剧生长，露出苞叶顶部。●开花顺序：全株：从第一果枝起，沿主茎由下向上、由内向外呈圆锥形螺旋式开放。上下相邻果枝上的相同节位上的花：现蕾、开花的间隔时间为2-4天；同一果枝相邻节位上的花：现蕾、开花间隔时间为6-7天。●开花时间：多在上午7-10时。开花时，花药开裂散粉，下午3-4时以后花瓣逐渐枯萎，颜色由乳白色粉红色第二天加深成紫红色第三天脱落。●棉花开花的最适温度为25-30℃，最适相对湿度为80%左右。●自然条件下花粉生活力能维持24小时左右，但开花当天下午花粉生活力减退。●柱头生活力能维持到开花后第二天，但以当天授粉最好。●花粉粒落到柱头上后，在1小时内萌发出花粉管，花粉管穿过柱头，经8小时左右到达子房，20-30小时完成受精过程。●棉铃成熟时，每一心皮先由背缝处开裂，然后腹缝开裂。●种子呈卵圆形，褐色，上被绒毛，种子千粒重为90-110克。●棉花从开花到吐絮约需50天左右。二、棉花原种种子生产方法和技术●棉花原种防杂保纯及提纯是种子生产的重要措施，也是保证花原种生产质量的基本环节。●棉花原种的品种品质和播种品质执行标准：GB4407.1-1996原种种子生产方法三年三圃制（三圃制）自交混合法”众数混选法淘汰异型株和选择典型株1.三年三圃制（三圃制）●三圃制是棉花原种生产的基本方法。●主要环节：单株选择-株行比较-株系鉴定-混系繁殖（1）单株选择A.材料来源：株系、原种圃（已进行原种生产单位）。种子田。大田（第一次生产原种）。满足条件：生长良好，具有品种典型性状，比较整齐一致，无枯、黄萎病。B.选株标准：原品种的特征特性。主要依据：株型、株式，叶型，铃型，纤维长度、衣分高低，成熟早晚等。C.选株时期：分两次：花铃期吐絮期。选株依据：铃型，株型、株式、叶形，即果枝长短、叶片长短、缺刻深浅，皱摺大小等，主茎上部茸毛、苞叶特点，纤维强度（用手扯法），衣分（用手握法收花时粗检），成熟早晚，吐絮情况等。当选优株作标记。D.收获●每当选株收中部果枝内围铃花6-8个铃。●按单株分别装入纸袋或布袋。●袋内外有牌，标明品种名称、株号、收摘铃数等。●最好一次收完，若多雨，可分收。E.室内考种。当选株及时晒干后，进行室内考种。D.室内考种项目：籽棉重量：称重。绒长：每株随机取5瓣籽棉，每瓣取中部籽棉1粒，用分梳法梳绒，用切割法测纤维长度，平均后求出该株平均纤维长度，以mm表示。具体方法：a.以种子的脊为中线，向左右分开棉纤维。b.用骨梳梳成蝶形，梳时先用梳子稀齿一面梳，待纤维全部梳通后，再改用密齿一面梳，并尽量避免梳落纤维。c.梳齐、平后，用两手拇指与食指轻轻拉纤维两端，贴在绒板上（籽粒尖端向下）。d.用尺量。从两端多数纤维的终点向内移半个种子处量，量得值除以2，即得到纤维长度。皮棉纤维长度测定方法（仪器）有：Y—111型罗拉式纤维长度分析器，Y—121型梳片式纤维长度分析器，Y—146型光电长度分析仪、纤维长度照影仪等。单株籽棉重单株皮棉重1002考查籽棉总粒数范围内的籽棉粒数平均纤维长度mm衣指（g）：100粒籽棉上的皮棉重量。籽指（g）：100粒籽棉的棉籽重，即（100粒籽棉重-衣指）单株皮棉重：衣指+袋中剩余籽棉轧成皮棉重。衣分（%）：=×100纤维整齐度及异型籽%纤维整齐度（%）=纤维整齐度＞90%整齐，纤维整齐度80—90%中等，纤维整齐度＜80%不整齐。根据以上考种结果和本品种典型的特征特性进行决选，决选株妥善保存。（2）株行圃①目的：比较、鉴定上年当选株优劣。要求试验条件一致、准确可靠。②田间种植：每株点播1行,行长10m,行距60-70cm,穴距30-40cm。每穴3-4粒，间定苗后留一株。每隔9或19行设一ck。③田间观察记载苗期：出苗早晚，整齐度，生长势，病虫害。花铃期：株型、叶型、铃型、茸毛颜色等。对整齐度、典型性、生长势不如ck的淘汰，并在边株作标记。吐絮期：丰产性（铃大小、结铃数、吐絮情况）；株型、叶型、铃型再次鉴定；纤维、籽棉品质（手感法大体评价）。④收获：对当选株行各在收花前取中部2030个正常吐絮棉铃的籽棉室内考种材料，其余及时收摘，一行一袋，内外有牌子。⑤室内考种,称重计产。项目：绒长、铃重、衣分、籽指、纤维整齐度等。根据测产和室内考种结果，决选出优株行，分别轧花留种。株行圃的淘汰率一般为30-40%。（3）株系圃目的：鉴定并繁殖上年当选的株行材料。种植方法：上年当选株分别种成小区，每小区2-4行，行长15-20m，行距60cm，穴距30cm，每穴3-4粒。每隔若干行种两行本品种的原种作ck，定苗后每穴留1株。田间观察记载：同株行圃。淘汰标准：不符合原品种典型性状，或杂株率在10%以上的株系淘汰。收获：对田间入选株系，分别收获，经室内考种后决选，入选的株系混合轧花，株系的入选率一般70%±。（4）原种圃原种圃：种植上年入选株系的混合种子。原种：由原种圃繁殖生产的种子即为原种。扩大繁殖系数的方法：稀点播，育苗移栽办法，加强田间管理。去杂去劣：苗期、花铃期观察，发现杂劣株应立即拨除。零代原种：将霜前正常花混收，轧花后的种子。原种繁殖：如果由原种圃得到的原种满足不了大田需要，可以采用一、二级种子田的办法进行繁殖。2.“自交混合法”原种生产技术陆作楣等提出：棉花“自交混繁法”原种生产技术研究《南京农业大学学报》1990（1）基本依据①棉花品种混杂退化的主要原因是•授粉方式和繁殖方式，异交率高•品种剩余变异、•杂合基因型具有优势•生物学混杂、机械混杂。（任何一个棉花品种都不是完全纯合的，而是由不同纯合度的个体所组成的异质群体，表现型大同小异，即使在种子繁殖过程中不发生机械混杂、生物学混杂，仍然会因为原有的杂合性而发生退化）。②“三圃制”原种生产方法存在的问题在单株选择和分系比较过程中，由于杂合性强的个体或株行具有优势，所以入选的可能性就大。如果每次都是杂合性的个体、株行当选，则由于杂合性基因位点的分离和重组，会产生很多新变异，出现很多原品种所没有的性状，也就失去了原有品种的本色。由此得到的原种后代就会发生分离，结果选择的作用又加重了品种的混杂退化,使原种后代一代不如一代。③自然选择对杂合基因型也最有利据Harding&Allard（1968）报道，在棉豆SS×ss→F6→F12中，不同基因型的适应值为：SS1.00：Ss1.32：ss0.86，其中杂合基因型的适应性最高，所以自然选择对其最有利。在一些自交系和纯系品种的晚期世代中,实际发现的杂合基因型频率比理论预测值高？④在自由授粉条件下进行所有选择过程而棉花为常异交作物，异交率较高。很难得到高纯度的后代（2）基本技术①自交保种：通过多代连续自交和选择，提高品种的遗传纯合度，减少个体间的遗传差异，获得一个较为纯合一致的群体；②混系繁殖：利用棉花是常异花授粉作物的授粉特点，隔离条件迅速建立较高水平的遗传平衡，生产纯度高的原种“自交混合法”原种生产技术（3）自交混繁法的程序①单株选择与自交材料：品种育成单位提供的原种。选株标准：品种的典型性、株型、铃型及丰产性、纤维品质、抗病性等。选株时期：蕾期：形态特征，中选株挂牌标记；结铃期：结铃情况，决选单株挂牌编号。自交：在第一次中选单株的中下部果枝开花时进行自交，每株自交15-20朵花。选株数量及收获：选择400株，每株有5个以上正常吐絮的自交铃。按编号分株采收自交铃装袋，并记录株号及铃数。经室内考种，决选200株。②株行鉴定田间种植：上年决选株自交种子顺序单行种植，株行数要≥150个，每行≥25株，周围用同品种原种作保护区。田间观察鉴定：主要是各生育阶段的形态、株行整齐度，同时注意各行长势，长相，发病、变劣、杂株要及时拔除，并进行记载。选择与自交：在初花期选择形态整齐，生长正常的株行作好标记，在中部果枝开花时，进行选株自交。每行当选株的自交花量≥30朵。收获与室内考种：田间决选的植株按行采收吐絮正常的自交铃。经室内考种后，决选100个株行。③株系鉴定，建立保种圃该方法生产原种的核心田间种植：●将上年中选株行中的自交铃按株行编号分别种植。●每个系（株行后代）种植株数根据保种圃的面积来确定。●一般一系种30株，一亩需100行。●行距安排便于田间操作，区段前设走道。●四周种植本品种的纯种作保护区。保种圃的工作内容：●开花期间在每行中选符合本品种典型性的优良单株，人工自交（以内围铃为主）。●收花时在田间进行一次复选，凡不良株行及行中不良株者均淘汰。●中选的自交铃，分行混合收获，轧花后得到各行的自交种子，下年种成株行——保种圃；未经人工自交的棉铃，每行选50—100个作室内考种样品，其余混合收花留种。这两部分种子即为核心种，作为下一年基础种子田用种。④建立基础种子田种子来源：上年未自交棉铃轧花种子（考种样品种子+混收部分种子）。田间种植：集中种植在保种圃周围，四周安排种植原种田，严防生物学混杂。田间管理：采取高产栽培技术，使品种的优良性状充分表现出来，并增加产种量。去杂去劣：整个生育期间注意观察个体的典型性和群体的整齐度，随时进行去杂去劣。收获：随机取样进行室内考种，计产。所收获的种子即为基础种子，作为下年原种田用种。⑤建立原种生产田将基础种子隔离