一年生棉花的多年生栽培方法
2023-12-05 04:46:11 2
專利名稱：一年生棉花的多年生栽培方法
技術領域：
本發明屬於作物栽培領域，具體涉及一種一年生棉花的多年生栽 培方法。
背景技術：
棉花主要栽培種有陸地棉(Qw矽/ /Mm /n'ra"mm L.)和海島棉 (Gk^k^wceL丄陸地棉為一年生植物，海島棉有一年生和多年生 兩種，但大面積栽培的仍是一年生海島棉。
棉花雜交優勢十分顯著，但雜交優勢不能固定，農民需年年購買 雜交種子，增加了生產成本。而且棉花雜交種子的生產難度大，成本 高，其原因是細胞核雄性不育系雖然易於找到恢復系，並組配出了 強優勢組合，但其雄性不育性難以保持，雜交制種田必須拔除母本區 50%左右的雄性可育株，工作量集中，勞動強度大；利用細胞質雄性 不育系與保持系回交的方法雖能保持雄性不育特性，但現有細胞質雄 性不育系多數具哈克尼西棉細胞質，其恢復系較少，且雜交後代又存 在不育細胞質的不良效應。因此，儘管人工去雄存在投入大、成本高 等問題，但由於沒有更好的棉花雜交種子生產方法，目前仍以人工去 雄雜交制種為主，為降低種子生產成本， 一般利用F2代。
四川諾亞生物科技有限公司，根據棉花在熱帶地區的多年生特 性，於2007年申請了1項國家發明專利，發明名稱為"利用宿根進行棉 花核不育兩用系、恢復系及普通品系的無性繁殖方法"，申請號為 200710049656.2。但該發明方法存在如下問題其一，根據該專利所 述的特徵之一，棉花植株能夠越冬的地區是冬季最低溫度大於1(TC的 地區，而滿足這一溫度條件的應屬中熱帶地區(盛承禹等編著，中國 氣候總論，科學出版社，1986,第406頁)，即我國海南島南部和雲南
4南部等地。而熱帶地區夏季多颱風，不利棉花栽培；其二，該發明沒 有解決不育系的繁殖問題，只是利用了不育系在熱帶地區可多年生長 的特性，實現了一年生棉花在熱帶地區的多年生栽培，其雜交制種當
年仍然存在拔除制種田母本區可育株的問題；其三，由於一年生棉花 根系入土淺，易早衰，就是在最適合生長的溫度條件下也只能宿根栽 培3-5年，又得重新播種。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種應用範圍廣 且宿根栽培時間更長的一年生棉花的多年生栽培方法。
為實現上述目的，本發明提供一種一年生棉花的多年生栽培方 法，其步驟如下
(1) 種植一年生棉花，鑑定其自然越冬能力；
(2) 對於不能自然越冬的一年生棉花，以棉屬中能夠自然越冬 的多年生棉花種質資源或其雜交種為砧木，以不能自然越冬的一年生 棉花為接穗進行嫁接，並宿根栽培所得嫁接植株；對於能夠自然越冬 的一年生棉花，直接種植並宿根栽培其實生植株，或以上述方法嫁接 後宿根栽培其嫁接植株。
所述對一年生棉花植株進行多年生栽培的環境條件為冬季最冷
月平均氣溫^i(Tc且最低氣溫》(rc的氣候帶、特殊地形和人工條件。
所述能夠自然越冬為越冬成活率> 75 %。
因一年生棉花的根系較弱，所述能夠自然越冬的一年生棉花直接 種植並宿根栽培3-5年後需重新播種。
所述多年生棉花種質資源包括海島棉中的多年生類型、陸地棉野 生種系中的多年生類型或棉屬中其他多年生棉花種質資源或以多年 生棉花種質資源為材料選育的多年生棉花品種。
所述砧木為棉花實生苗或植株。
所述砧木的越冬成活率為100%。
5所述砧木對接穗的生長發育、育性表現、產量和品質無不良效應。 在有棉花土傳病害的地段種植，還應要求所述砧木抗土傳病害。 所述接穗為棉花實生苗或植株的嫩芽、自然越冬後的再生芽或其 嫁接植株越冬後的再生芽。
所述宿根栽培採取如下管理措施
(1) 種植棉花當年按照當地一年生棉花的播種期、種植密度 和栽培管理方法進行栽培和管理；
(2) 種植棉花次年及以後早春萌發新芽後，選留健壯芽培育 成側枝，並及時去除贅芽；夏季和秋季打頂、修剪和抹除贅芽，多次 施肥並及早防治病蟲害；冬季進行棉田中耕、培土並重施有機肥；冬 季或早春，挖除過密棉株，參照亞熱帶果樹的修剪方法修剪。
用本發明方法實現了一年生棉花的多年生栽培，並將其栽培地區 由熱帶擴展到南亞熱帶；栽培的嫁接植株，可長期宿根生長，直到品 種更新。本方法用於棉花雜交種的栽培，可固定雜種優勢，且因生育 期延長，可大幅度提高產量；用於棉花雜交制種，因細胞核雄性不育 系可釆用植株的嫩芽或越冬後的再生芽嫁接繁殖，後代沒有可育株的 分離；由於雄性不育系的多年生栽培，不需保持系，不但簡化了制種 程序，且可大幅度提高制種產量。
具體實施例方式
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。 實施例l
2005年在廣西南寧進行了10個一年生陸地棉品種的比較試驗，隨 機區組設計，三次重複，小區面積2xl0m,每小區種植45株。品種 名稱及來源為(1)中棉所29F,(購自湖北省種子集團公司)；(2) 湘雜棉3號F2 (購自湖北省種子集團公司)；(3)鄂抗蟲棉l號(購自 湖北省種子集團公司)；(4)鄂雜4號F2 (購自湖北省種子集團公司); (5)太175-1F2 (湖北省種子集團公司贈送)；(6)中928F,(山東農科院贈送)；(7)國審邯284 (購自河南省信陽巿種子公司)；(8)千 斤懶漢棉(購自河南省信陽巿種子公司)；(9)太空棉28 (購自河南 省信陽巿種子公司)；(IO)廣西平果縣種植的本地品種(釆自廣西廣 西平果縣，品種名稱不詳)。2006年2月對其越冬成活率和再生力進行 調查，發現(2)、 (6)、 (9)、 (10)的越冬存活率和再生力較高，越 冬成活率分別為90.37%、 88.89%、 80.74%、 88.89°/。。遂挖除其他品 種，並重新種植上述4個品種，形成一年生陸地棉與自然越冬的二年 生陸地棉品種比較試驗，隨機區組設計，三次重複，小區面積同前， 每小區種植30株。2007年，又在上年試驗的基礎上，重新播種上述4 個品種，形成一年生陸地棉與自然越冬的二年生和三年生陸地棉的品 種比較試驗，試驗設計和種植密度同2006年。結果發現，宿根棉(二 年生和三年生棉)的皮棉產量比當年播種的同一品種的一年生棉增產 25%-62.71°/。。其中，品種(6)的三年生和二年生棉花的皮棉產量分 別為1781.67kg/ha和1882.94kg/ha，比其 一 年生棉分別增產53.95%和 62.71%;比較不同宿根栽培年限的棉花纖維品質，表明其無顯著差異。 實施例2
2004年在廣西南寧(l月平均溫度為14.rC，最低溫度為5.6'C) 進行4個砧木與2個接穗的嫁接組合試驗，共8個砧木/接穗組合(以下 簡稱"嫁接組合")。
其中4個砧木材料分別為玷木l、釆自海南島的多年生蓬蓬棉； 玷木2、從海南島釆集的多年生聯核木棉；玷木3、陸地棉細胞質雄性 不育系P2001A (引自湖北省農業科學院)x蓬蓬棉F,雜交種；砧木4、 P2001Ax聯核木棉Fi雜交種。上述4份材料在南寧連續6年種植均能夠 100%正常越冬，其成株期經人工氣候箱(TC的低溫脅迫處理，表明其 能忍耐0'C低溫連續5天。對這些材料進行接種鑑定，表明上述4種砧 木耐棉花枯萎病和黃萎病。
2個接穗材料分別為接穗l、 2004年購自湖北省種子集團公司的
7陸地棉雜交種品種鄂雜棉4號；接穗2、購自新疆的一年生海島棉品種 新海16號。2份接穗於2004年在南寧(l月平均溫度為14.rc，最低溫 度為5.6。C )的自然越冬成活率平均分別為55.2%和75.1%。
2004年5月17日，在南寧同時播種上述砧木和接穗的種子，玷木 在營養杯中育苗，接穗在苗床育苗。待砧木長出真葉時，取接穗種子 繁殖的幼苗進行嫁接。嫁接後，將嫁接苗置於蓋有透明塑料薄膜的小 拱棚內保溫、保溼，待接口癒合後(嫁接後第6天)揭開塑料薄膜， 遮陽網下煉苗2天後，選擇嫁接成功並生長健壯的嫁接苗移栽大田。
種植棉花當年(即2004年)按照當地 一年生棉的播種期、種植密 度和栽培管理方法進行栽培和管理。種植棉花當年的越冬期即2005 年l月份進行棉田中耕、培土，重施有機肥；挖除過密棉株；參照亞 熱帶果樹的修剪方法修剪， 一般主莖留樁高度為80 100cm,剪除弱 枝、病枝，選留2-3根健壯枝條，如枝條均較弱，可不留側枝，只留 主莖。自種植棉花次年即2005年開始，棉花進入宿根期，每年l-2月 份是多年生棉的越冬期，此時棉株生長緩慢或停止生長，在1月份，
要進行棉田中耕、培土，重施有機肥；挖除過密棉株；參照亞熱帶果
樹的修剪方法修剪。從3月 12月，是多年生棉花的生長期。要注意-. 早春萌發新芽後，選留3個左右健壯芽培育成側枝，並及時去除贅芽； 夏季和秋季要注意打頂、修剪、抹除贅芽，使通風透光良好；多年生
棉產量高，需肥量大，要多次施肥以增加施肥量，並及早防治病蟲害。 2008年1月，南寧遭遇有史以來最嚴重的冷害天氣。1月14日至2 月5日連續23天日平均氣溫在10'C以下，其中日均溫在5°。以下的有7 天，最低氣溫5-C以下的有13天，極端最低溫度為1.6。C,月均溫為 9.8°C。在南寧氣象史上，極端最低氣溫為1999年12月23日創下的 -1.9°C,但當時的天氣狀況是霜凍，白天依然溫暖。因此，2008年的 實際寒冷程度已經超過氣象史上最冷的一年。但4種砧木材料的成活 率仍為100%，上述8個嫁接組合的嫁接棉株在南寧經受了2008年1月
8的低溫災害天氣後，成活率亦為100%，而未嫁接的鄂雜棉4號自根苗
對照株則全部因冷害死亡。至2009年1月，上述8個嫁接組合的嫁接株 已連續宿根栽培達5年之久，生長正常。因宿根棉開花結實期大幅提 前，產量比同一條件下播種的相應一年生棉提高25%以上。
對上述4份砧木、2份接穗所形成的8種嫁接組合進行的試驗表明， 所有砧木與接穗的嫁接親和性很好，不存在砧木與接穗的特異性選 擇，所有玷木對接穗的經濟性狀和產量品質均無不利效應。 實施例3
2005年在南寧以多年生蓬蓬棉的實生苗(來源同實施例l)為砧 木，以實施例1中蓬蓬棉與鄂雜棉4號的嫁接株越冬後的再生芽為接穗 進行嫁接，並栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同實施例l。所 得嫁接棟連續宿根栽培4年後，生長正常，產量比同一條件下播種的 一年生鄂雜棉4號提高25%以上。 實施例4
陸地棉細胞質雄性不育系P2001A (引自湖北省農業科學院經濟 作物研究所)在廣西南寧的自然越冬率為90%，為一年生棉花。
在廣西南寧以海南島釆集的聯核木棉(來源同實施例l)的實生 苗為砧木、以細胞質雄性不育系P2001A的實生苗為接穗進行嫁接， 並栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同實施例l。
該嫁接棉花在南寧的越冬率達100%，能夠連續宿根栽培，不育 系P2001A沒有出現可育株的分離，用該多年生的不育系和恢復系進 行雜交制種，雜交種子產量比同一條件下的一年生棉提高30%左右。 實施例5
2008年6月15曰，在廣西柳州(2009年1月平均氣溫10.73。C,最 低氣溫3.6。C)以多年生聯核木棉(來源同實施例l)的實生苗為砧木， 以細胞核雄性不育兩用系GA5(引自四川省農業科學院經濟作物研究 所)中的雄性不育株上的嫩芽為接穗進行嫁接，並栽培嫁接苗。嫁接方法和栽培管理措施同實施例1 。
2009年2月15日觀察，所得嫁接株在廣西柳州已100%安全越冬， 而未嫁接的自根苗的越冬率為62%。 實施例6
細胞核雄性不育兩用系GA5在湖北不能正常越冬，為一年生棉 花。2006年，在湖北省公安縣，以聯核木棉(多年生海島棉，採自海 南島)為砧木，釆用嫁接法繁殖細胞核雄性不育兩用系GA5 (引自四 川省農業科學院經濟作物研究所)，花期拔除可育株，以後每年冬季
用塑料大棚保溫，使大棚內i月平均氣溫^i(Tc且最低氣溫xrc，使
其安全越冬，以在棉花主產區建立細胞核雄性不育系的原始親本圃。 栽培管理措施同實施例l。
所得原始親本圃中的嫁接植株能夠保持GA5的不育特性。2007 年和2008年，每年以上述聯核木棉為砧木，以雄性不育系GA5原始親 本圃中越冬植株上的再生芽為接穗嫁接，栽培其嫁接株，嫁接株仍能 夠保持不育特性，能夠用於雜交制種。
由此可直接在棉花主產區雜交制種，以利於制種技術指導和減少 種子運輸費用。
10
權利要求
1、一種一年生棉花的多年生栽培方法，其步驟如下(1)種植一年生棉花，鑑定其自然越冬能力；(2)對於不能自然越冬的一年生棉花，以棉屬中能夠自然越冬的多年生棉花種質資源或其雜交種為砧木，以不能自然越冬的一年生棉花為接穗進行嫁接，並宿根栽培所得嫁接植株；對於能夠自然越冬的一年生棉花，直接種植並宿根栽培其實生植株，或以上述方法嫁接後宿根栽培其嫁接植株。
2、 如權利要求l所述的方法，其環境條件為冬季最冷月平均氣溫 ^1(TC且最低氣溫XTC的氣候帶、特殊地形或人工條件。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述能夠自然越 冬為越冬成活率>75%。
4、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述能夠自然越 冬的一年生棉花直接種植並宿根栽培3-5年後需重新播種。
5、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述多年生棉花 種質資源包括海島棉中的多年生類型、陸地棉野生種系中的多年生類 型或棉屬中其他多年生棉花種質資源或以多年生棉花種質資源為材 料選育的多年生棉花品種。
6、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述砧木為棉花 實生苗或植株，其越冬成活率為100%,對接穗的生長發育、育性表 現、產量和品質沒有不利效應。
7、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在有棉花土傳病 害的地段種植時，所述砧木抗土傳病害。
8、 如權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述接穗為棉 花實生苗或棉花植株的嫩芽、自然越冬後的再生芽或其嫁接植株越冬 後的再生芽。
9、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述宿根栽培的方法為(1) 種植棉花當年按照當地一年生棉花的播種期、種植密度 和栽培管理方法進行栽培和管理；(2) 種植棉花次年及以後早春萌發新芽後，選留健壯芽培育 成側枝，並及時去除贅芽；夏季和秋季打頂、修剪和抹除贅芽，多次 施肥並及早防治病蟲害；冬季進行棉田中耕、培土並重施有機肥；冬 季或早春，挖除過密棉株，參照亞熱帶果樹的修剪方法修剪。
全文摘要
本發明涉及一年生棉花的多年生栽培方法，其首先鑑定一年生棉花的自然越冬能力；對於不能自然越冬的一年生棉花，以棉屬中能夠自然越冬的多年生棉花種質資源或其雜交種為砧木進行嫁接，並宿根栽培所得嫁接植株；對於能夠自然越冬的一年生棉花，直接種植並宿根栽培其實生植株，或以上述方法嫁接後宿根栽培其嫁接植株。本發明方法實現了一年生棉花的多年生栽培，並將其栽培地區由熱帶擴展到南亞熱帶；嫁接植株可長期宿根生長，直到品種更新。本方法用於棉花雜交種，可固定雜種優勢，且因生育期延長，可大幅度提高產量；用於棉花雜交制種，因細胞核雄性不育系可採用嫁接無性繁殖，不需保持系，不但簡化制種程序，且可大幅度提高制種產量。
文檔編號A01G1/00GK101485260SQ20091007853
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月25日 優先權日2009年2月25日
發明者周瑞陽 申請人:廣西大學