几个抗虫棉新品种(系)在山东棉区的种植表现与评价

李维江, 董合忠, 李振怀, 唐 薇

(山东棉花研究中心, 济南  250100)

中国自1993年开始对多途径引进和国内培育生产的转Bt基因抗虫棉的生产利用,随后逐渐在黄河流域棉区推广。到20世纪末,转Bt基因抗虫棉已在黄河流域棉区基本普及,在长江流域棉区也有较大的种植规模[1-3]。以新棉33B为代表的转Bt基因抗虫棉具有较强的抗杀棉铃虫的能力,其推广利用减缓了棉铃虫防治的压力[4-7],降低了植棉成本,为我国棉花生产的持续发展注入了新的活力。但新棉33B等抗虫棉品种也存在出苗弱、前期生长发育慢、产量潜力小等弱点[3、8、9]。为解决33B等抗虫棉品种存在的不足,国内外众多育种家围绕品种改良开展了一系列研究,先后育出了一系列抗虫棉新品种(系)。为深入了解新推出的抗虫棉品种(系)的生育特点和产量表现,我们选择了山东省新审定的或在山东省区试中表现突出的几个品种(系)进行了连续两年的比较观察,以期为新品种选择和配套技术的制定提供依据。

1 材料和方法

试验于2000~2001年在山东棉花研究中心试验站(临清)进行。试验地为壤土,地势平坦,排灌条件良好。土壤有机质含量9.9g·kg-1,全氮0.77 g·kg-1,P2O5 12.8mg·kg-1,K2O 176mg·kg-1。两年采用的品种(系)均为鲁棉研16号(S6145)、S6177、25系、99R08和SGK321,都是转Bt基因抗虫棉,以抗虫棉品种33B为对照。每个品种作为1个处理,完全随机区组设计,重复3次。小区面积66.7m2,行距80cm,6行区。留苗密度4.5万株·hm-2。两年均采用地膜覆盖,先播种后盖膜。2000年于4月23日播种,2001年于4月24日播种。播前底施有机肥4.5 kg·hm-2、复合肥600 kg·hm-2,初花后10天追施尿素225 kg·hm-2。根据长势情况,2000年施用缩节安化调3次,2001年施用缩节安化调2次。根据转Bt基因抗虫棉的要求治虫,其它管理措施同常规大田。每小区选中间行棉花20株标记,进行生育调查,并在6~8月份每隔7~10天量取标记棉株的株高。进入吐絮期后,按小区分收子棉,实测并计算密度、全株平均铃重、衣分、皮棉单产,最后对产量作方差分析。收取中喷花以HVI900测定纤维品质指标。

2 结果与分析

2.1 生育进程

从两年的观察结果(表1)可以看出,所有供试品种在4月中下旬播种,皆可于8月中下旬吐絮,就生育期和生育进程而言,皆为中早熟品种类型,适合在山东及相近生态区种植。但是,受播种时间和年际间气候条件差异等方面的影响,各品种的生育期(播种至吐絮的时间)年际间表现出较大的差异,2000年为121~130d,2001年为115~120d。但是,分析两年的结果也可看出,同一年内品种间的生育期有长有短,差别较大:33B、25系在2000年和2001年的生育期分别为130d和120d,而S6145、S6147、SGK321为120~122d和115~116d,99R08则介于它们之间,为128d和118d。根据生育期长短,可以将供试品种(系)分为三类,一是与对照生育期基本一致的品种,如25系;二是比对照33B的生育期短4~8天的品种,如S6145、S6177、SGK321等,三是生育期介于二者之间的品种,如99R08。

2.2 株高增长

株高是棉花营养体变化和棉花长势的重要指标。从表2、表3可以看出,25系株高增长与对照33B基本一致,前期增长较慢,6月底以后才明显加快。其他4个品种则不同,株高自6月上旬就开始快速增加,最终株高比对照高10cm以上,其中又以S6145表现最为突出。

                  表2 2000年不同品种主茎高度变化            cm

品种(系)

调查日期/月-日

06-04

06-11

06-18

06-25

07-02

07-09

07-16

08-20

33B

18

21

32.5

43

65

80

90

100

S6145

19.5

29

42

56

74

95

115

120

S6177

19

29

40

49

70

87

108

110

25系

17

27

38

46

68

84

93

105

99R08

16.1

25

37.5

47

68

89

109

110

SGK321

18.1

28

39

47

71

92

106

110

 

表4 不同品种的产量构成

品种(系)

2000年

2001年

铃数/万·hm-2

铃重/g

衣分/%

产量/kg·hm-2

霜前花率/%

铃数/万·hm-2

铃重/g

衣分/%

产量/kg·hm-2

霜前花率/%

33B

89.6

4.2

36.9

1402a*

76.2

99.3

5.0

36.8

1606a*

97.0

S6145

90.9

4.4

39.2

1580b

83.6

79.4

5.2

40

1535a

100.0

S6177

105.3

3.8

41

1656b

86.1

86.0

4.8

42

1626a

100.0

25系

103.6

4.0

35.5

1511b

73.1

101.5

4.6

36

1647a

90.0

99R08

86.0

4.4

41.1

1554b

76.1

100.2

5.4

43

2070b

95.8

SGK321

82.8

4.0

38.5

1431ac

77.4

85.8

5.0

39

1641ac

100.0

* 字母不同表示差异达0.05显著差异水平

2.3 产量构成

除对照33B和SGK321外,其他4个品种两年的皮棉单产皆达到1500kg·hm-2以上(表4)。2000年,SGK321的单产与对照相当,其他4个品种的单产皆显著高于对照;2001年99R08的单产极显著高于对照,而其他品种的单产则与对照无显著差异。就霜前花率而言,2000年S6145、S6177比对照高7~10个百分点,其他品种与对照相当或略低;2001年S6145、S6177和SGK321的霜前花率达到100%,25系为90%。比较各品种的产量构成因素可以看出,新育成的品种(系)的铃数和平均铃重与对照相比有多有少、有高有低,没有明显的规律可言,但除25系外,其他新育品种的衣分却比对照有显著提高。

2.4 纤维品质

对所有供试品种纤维品质的测定发现,5个新育品种的纤维长度与对照相比没有优势,其中S6145和S6177比对照还低很多。纤维强度有一定提高,但反映细度的麦克隆值普遍偏高,总体来看,新育成品种的纤维品质与对照相比没有明显改进。

3 讨论

自推广利用抗虫棉以来,国内外即对以33B为主的抗虫棉品种的生育规律开展了一些研究。现有研究和实践皆证明,与中棉所12、鲁棉14号等常规品种相比,33B等抗虫棉品种在发芽出苗、棉株体生育特征、结铃性和产量方面有很大的不同[3]。据中国农科院棉花研究所和山东棉花研究中心等单位对33B等转Bt基因抗虫棉品种(系)的研究[8, 9],抗虫棉品种(系)种子子指较小,种子脂肪含量低,蛋白质/脂肪比例失调,总体营养成分含量低,从而造成抗虫棉发芽出苗慢,苗弱;从棉株体的形态来看,33B等品种的叶片较厚,叶色浓绿,株型相对紧凑,出苗至现蕾生长发育慢,茎杆细弱,现蕾以后,特别是到6月底,生长发育加快;33B等转Bt基因抗虫棉虽具有结铃性强的特点,但由于铃重偏小、衣分偏低,其产量潜力仍略低于非抗虫棉。关于抗虫棉的这些特点和不足之处,过去大都认为可能是由于Bt基因的导入所致[3]。但是,本研究通过对新育成抗虫棉品种特征、特性的观察发现,大部分新育成的抗虫棉品种(系),特别是S6177和99R08具有发芽出苗快、中前期发育快、产量潜力大等特点,已经完全改变了原有抗虫棉品种存在的不足,说明原有抗虫棉存在的不足和Bt基因的导入没有必然的联系,通过杂交、回交和选择完全可以改善抗虫棉的性状。根据6个供试抗虫棉品种(系)的农艺性状,大致可以将其划分为三类,一是农艺性状基本上与33B相近的抗虫棉品种,如本试验中采用的25系仍表现出出苗慢、前期长势慢、后发性强和偏晚熟等特点,这类品种在常年和无霜期较短的地区种植,应尽可能采用地膜覆盖或营养钵育苗移栽等促早措施;二是在出苗、长势和早熟性等方面比对照33B有明显优势的品种,比较突出的是S6145和S6177,这类品种早发早熟性好,特别适合间作套种,但由于早发性强,在后期温度较高的年份易出现早衰,应注意控制;三是虽然生育期与33B相当,但产量潜力有明显提高的抗虫棉类型,如本试验中采用的99R08,这类品种产量潜力大,适合在肥水地创高产,栽培时应注意促早发和保证肥水的供应。

    尽管新推出的抗虫棉品种已在早熟性和产量性状等方面有很大进步,但新品种的品质性状没有明显改善。在我国已加入WTO和棉花流通体制正在深入改革之际,加强对现有抗虫棉品种纤维品质的改良应是棉花育种工作的重中之重。

(来源:《中国棉花 》2002.10)