程萍 ,鄧耀華 ,朱運(yùn)峰 ,孫仁利 ,劉育華 ,胡偵華 ,姚芳 ,黃興學(xué) ,汪愛(ài)華 ,司越 ,陳玲 ,張蕾
(1.武漢市蔬菜科學(xué)研究所,430345;2.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所)
甘藍(lán)屬于綠體春化型作物,小孢子一般在當(dāng)年4月經(jīng)培養(yǎng)出胚,5~7月于室內(nèi)繼代生根成苗,8月煉苗,9月初于遮蔭條件下下田移栽,才能確保當(dāng)年生長(zhǎng)到一定大小以滿足春化要求,翌年順利開(kāi)花,在武漢地區(qū),試管苗很難經(jīng)受住8、9月高溫高濕的考驗(yàn),此時(shí)的移栽成活率最多只有20%左右,并且這些存活下來(lái)的植株由于下田時(shí)間晚,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期較短,其中一些冬性較強(qiáng)的個(gè)體往往長(zhǎng)不到春化要求的大小,翌年不能開(kāi)花,這些未能開(kāi)花結(jié)實(shí)的材料在夏天來(lái)臨后會(huì)全部死亡,這類死亡的個(gè)體占移栽成活數(shù)的一半左右,因此一般情況下,甘藍(lán)小孢子試管苗越夏成活率只有10%左右,大量珍貴的育種材料被白白浪費(fèi)[1,2]。
如果將甘藍(lán)試管苗推遲到12月至翌年1月氣溫降至10℃左右時(shí)再直接下田移栽,小孢子苗的成活率高達(dá)95%,但第二年不會(huì)開(kāi)花,因?yàn)橄绿飼r(shí)間晚,在當(dāng)年低溫來(lái)臨時(shí)營(yíng)養(yǎng)體太小不能感受低溫的影響而完成春化,且還要經(jīng)受武漢夏天高溫高濕的考驗(yàn);另外,由于試管苗從直接移栽下田到夏天來(lái)臨這一時(shí)段較長(zhǎng),植株已長(zhǎng)至較大,雖然采取了遮蔭、控濕等措施,依然會(huì)遭遇軟腐病等病害及蟲(chóng)害的侵襲,死亡率高達(dá)95%,總成活率不到5%,幸存下來(lái)的植株到第3年才能開(kāi)花結(jié)實(shí),損失依然很大[3,4]。
如此看來(lái),甘藍(lán)小孢子培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要障礙在于提高小孢子苗越夏成活率,使成活后的個(gè)體都能順利度過(guò)6~8月的高溫,如果順利度過(guò),這些植株于9~10月可移入大田,通過(guò)加強(qiáng)肥水管理,便能長(zhǎng)到滿足春化要求的大小進(jìn)而在第三年春季順利抽薹開(kāi)花,完成從試管苗到種子的跨越[5,6]。本試驗(yàn)針對(duì)以上困境,改進(jìn)試管苗第一階段成活技術(shù),在第二階段,通過(guò)設(shè)置不同的種植環(huán)境,主要是降低栽培環(huán)境溫度,進(jìn)行越夏栽培成活試驗(yàn),尋找適宜武漢地區(qū)甘藍(lán)小孢子苗越夏成活的栽培技術(shù),充分發(fā)揮小孢子生物技術(shù)在甘藍(lán)育種上的作用。
以2011年12月27日第一次下田移栽后順利成活并長(zhǎng)至第2年6月初的3份小孢子植株為試驗(yàn)材料,3份試驗(yàn)材料分別為A4小孢子植株,A5小孢子植株,A7小孢子植株,6片葉左右,比較健壯。
①小孢子苗第一階段(12月至翌年5月)移栽成活技術(shù)改進(jìn) 延長(zhǎng)小孢子苗室內(nèi)生長(zhǎng)時(shí)間,推遲試管苗下田時(shí)間以避開(kāi)下田移栽時(shí)的高溫,變9月初下田為12月至翌年1月下田,因?yàn)榇藭r(shí)外界氣溫較低,一般在0~10℃,發(fā)病爛苗情況很少;變直接下田移栽為營(yíng)養(yǎng)缽栽苗,試管苗在洗去根部的培養(yǎng)基后可不經(jīng)過(guò)煉苗階段直接擺放到裝有2/3優(yōu)良基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缽(7 cm×7 cm)中,然后用1/3的基質(zhì)蓋住試管苗根部,再用裝有清潔自來(lái)水的噴霧器將營(yíng)養(yǎng)缽中的基質(zhì)噴至充分濕潤(rùn),然后插竹弓蓋新膜以利保濕見(jiàn)光,缽栽苗具有很好的控根、控長(zhǎng)作用,即使在生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的條件下,通過(guò)控肥控水,小孢子苗也不至長(zhǎng)得太大(大苗非常不利于安全越夏),且缽苗便于搬運(yùn)又不傷根,因此缽栽技術(shù)是甘藍(lán)小孢子苗順利越夏成活中起重要作用的因子之一。在移栽蓋膜后10 d內(nèi),不要揭膜,遇到晴天,中午時(shí)分蓋遮陽(yáng)網(wǎng),棚內(nèi)溫度控制在10℃以下,早晚或陰雨天不蓋遮陽(yáng)網(wǎng)以防止光照不足,10 d后可揭膜查看濕度情況,保持基質(zhì)濕潤(rùn)即可。冬季氣溫變化劇烈,偶有大風(fēng),在揭膜見(jiàn)光透氣煉苗的同時(shí),注意天氣變化,防止極端低溫及大風(fēng)對(duì)幼苗的傷害。后期,隨著小孢子苗的成活及外界氣溫的攀升,逐步延長(zhǎng)揭膜時(shí)間直至完全不蓋薄膜,適當(dāng)控制水分,延緩小孢子苗過(guò)快生長(zhǎng)。進(jìn)入4、5月,氣溫高、光線強(qiáng)烈,水分蒸發(fā)量大,應(yīng)適當(dāng)澆水,并適時(shí)蓋上遮陽(yáng)網(wǎng),在這樣的技術(shù)改進(jìn)下,試管苗第一階段的成活率可達(dá)95%以上,顯著高于9月下田時(shí)的成活率。
②越夏栽培第二階段成活試驗(yàn) 以順利度過(guò)移栽成活第一階段后的缽栽小孢子植株為試驗(yàn)對(duì)象,于6月7日開(kāi)始,試驗(yàn)材料各取150株,每份材料分3等份,每等份50株,此時(shí)由于苗已長(zhǎng)至6片葉左右,應(yīng)將當(dāng)初的小營(yíng)養(yǎng)缽(7 cm×7 cm)換成稍大點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)缽(10 cm×10 cm),當(dāng)小營(yíng)養(yǎng)缽中的苗移入到大營(yíng)養(yǎng)缽后,及時(shí)在苗周圍添加新基質(zhì)加以充實(shí),澆足水分后,將3個(gè)試驗(yàn)材料各50株分別移入3個(gè)不同的栽培環(huán)境,環(huán)境a:低溫庫(kù)房,營(yíng)養(yǎng)缽置于光照培養(yǎng)架上,溫度控制在15℃左右,日光燈為環(huán)境光源,光照強(qiáng)度2 000 lx,光照時(shí)間12 h/d,水分管理以人工澆噴為主;環(huán)境b:空調(diào)房,營(yíng)養(yǎng)缽置于光照培養(yǎng)架上,溫度控制在25℃左右,日光燈為環(huán)境光源,光照強(qiáng)度2 000 lx,光照時(shí)間12 h/d,水分以人工澆噴為主;環(huán)境c:室外,營(yíng)養(yǎng)缽擱置于木板上,木板架于高處,苗上平拉遮光率較高的遮陽(yáng)網(wǎng),網(wǎng)距苗高1.6 m左右,水分以人工澆噴為主,及時(shí)防治蟲(chóng)害。9月30日統(tǒng)一調(diào)查各材料在3種環(huán)境下的成活率,并計(jì)算總成活率,總成活率=第一階段成活率×第二階段成活率。
表1結(jié)果表明,環(huán)境c成活率最高,環(huán)境a成活率次之,環(huán)境b成活率最低,因?yàn)榄h(huán)境c最接近自然環(huán)境,涼爽通風(fēng),除人工澆水外,還有天然雨水澆灌,且自然光線最適宜甘藍(lán)生長(zhǎng),病害發(fā)生少,植株生長(zhǎng)較正常;環(huán)境a溫度低,能很好地控制甘藍(lán)小孢子植株的生長(zhǎng),但由于是冷凍機(jī)制冷,環(huán)境水分散失過(guò)快,極大增加了人工補(bǔ)水帶來(lái)的勞動(dòng)強(qiáng)度,該環(huán)境由于比較密閉,光線又不太好,到生長(zhǎng)后期霜霉病、白粉病等病害越來(lái)越嚴(yán)重,導(dǎo)致部分苗死亡;環(huán)境b水分也易散失,人工管理勞動(dòng)強(qiáng)度較大,該環(huán)境下甘藍(lán)小孢子苗較易發(fā)生黑腐病,死苗率相對(duì)最高。
從節(jié)能省力角度看,環(huán)境c方法最優(yōu),此方法簡(jiǎn)易,效果好,苗生長(zhǎng)最健壯,10月上旬移栽下田后,能很快地正常生長(zhǎng)到春化要求的大小,在第三年春季開(kāi)花授粉結(jié)實(shí),從而保留住珍貴的育種材料。該方法甘藍(lán)小孢子試管苗的總成活率可達(dá)90%左右。
表1 3種栽培環(huán)境下甘藍(lán)小孢子植株成活率比較
甘藍(lán)小孢子苗越夏成活技術(shù)目前未見(jiàn)報(bào)道,武漢氣候條件下,這一問(wèn)題是甘藍(lán)小孢子培養(yǎng)技術(shù)體系中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一,多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及本次研究表明,武漢地區(qū)甘藍(lán)小孢子苗下田移栽成活越夏并能順利開(kāi)花授粉留種的適宜方法是:當(dāng)年小孢子苗推遲至12月至翌年1月移入營(yíng)養(yǎng)缽,精細(xì)管理,長(zhǎng)至5月下旬,這一階段的成活率可達(dá)95%;6月初換缽后,將苗置于較高的通風(fēng)涼爽之處,上拉遮陽(yáng)網(wǎng),重點(diǎn)做好水分管理,防止?fàn)I養(yǎng)土過(guò)干或過(guò)濕,同時(shí)搞好蟲(chóng)害防治,這一階段的成活率為94.6%,總成活率達(dá)90%。
目前武漢城市圈所需的甘藍(lán)種子絕大部分靠從韓國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)家進(jìn)口,基本上處于國(guó)外壟斷狀態(tài),種子市場(chǎng)迫切需求低價(jià)位的國(guó)產(chǎn)新品種取代國(guó)外品種,以扭轉(zhuǎn)目前的被動(dòng)局面。小孢子培養(yǎng)技術(shù)是甘藍(lán)種質(zhì)創(chuàng)新及品種創(chuàng)新的重要手段,在這一技術(shù)體系中,小孢子苗能不能較好越夏成活是關(guān)鍵所在,極大影響該生物技術(shù)在甘藍(lán)新品種選育上的效率,破除這一制約因素,極大地提高了甘藍(lán)小孢子純系越夏成活率,迅速提升了甘藍(lán)新品種的創(chuàng)新速度。
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