李建廠，李永紅，張振蘭

(陜西省雜交油菜研究中心/國家油料作物改良中心 陜西油菜分中心，陜西 楊凌 712100)

油菜是我國食用植物油和優(yōu)質(zhì)植物蛋白的主要來源之一，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展我國植物油供給缺口巨大，對外依存度高達60%[1]，因此，提高油菜產(chǎn)量對提高我國的食用油自給率和農(nóng)民增收具有重要意義。油菜在產(chǎn)量和抗性等方面具有明顯的雜種優(yōu)勢[2-3]，目前油菜雜種優(yōu)勢利用途徑主要有細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)、細(xì)胞核雄性不育(GMS)、自交不親和(SI)及化學(xué)殺雄(CH)等[4-6],但化學(xué)殺雄不育最為經(jīng)濟有效[7]，此方法具有無胞質(zhì)不良效應(yīng)、組合選配自由、育種程序簡單、育種周期短等優(yōu)點[8-9]。近20年來,國內(nèi)對化學(xué)殺雄做了較多研究,尤其在油菜化學(xué)殺雄的利用研究方面居世界領(lǐng)先水平,研制出的化殺劑十多種[10-14]，化殺雜種種植面積近10萬hm2[15]。

目前，油菜化學(xué)殺雄應(yīng)用研究方面多集中在新型化殺劑的開發(fā)、化殺劑的殺雄效果、施用劑量及施用時期[10-13]等方面的研究，而對于化殺劑的其它施用方法研究報道很少?；瘹┑氖┯眉夹g(shù)要求較高，特別是對使用的劑量及環(huán)境條件要求較高，而目前公開報道的油菜化學(xué)殺雄劑施用技術(shù)主要是以標(biāo)準(zhǔn)噴霧法為主，該方法受噴霧機械質(zhì)量優(yōu)劣、噴施人員技術(shù)水平、植株生長狀況及使用環(huán)境等的限制，施藥劑量往往誤差較大、施藥不均勻，化殺劑利用率低，從而導(dǎo)致化殺效果不理想；化殺劑施用技術(shù)方法單一，且不能滿足日?？蒲屑吧a(chǎn)需要,這些因素的限制對油菜化殺劑和雜交種的推廣應(yīng)用造成極大的負(fù)面影響。因此,油菜化殺劑的施藥技術(shù)方法是當(dāng)前亟需解決的一個重要問題，研究開發(fā)新型施藥技術(shù)是油菜化學(xué)殺雄技術(shù)主要研究內(nèi)容之一。

SX-1是由陜西雜交油菜研究中心研究、篩選、配制出的一種新型化學(xué)雜交劑，其使用技術(shù)于2006年獲得中國發(fā)明專利(專利號：ZL03105389.0)[12,16]，該雜交劑具有高效、微毒、無殘留、低成本、殺雄徹底、使用簡便等特點[17-18]，目前該化殺劑主要廣泛應(yīng)用于配制化殺雜種、解決三系和二系雜交制種出現(xiàn)的微粉問題、二系核不育解決拔出母本中的可育株、在常規(guī)雜交育種方面代替人工去雄等方面[12,16,19]。本研究利用化殺劑SX-1針對不同使用環(huán)境而研發(fā)的幾種施用方法技術(shù)，比較研究其對油菜的化殺效果及影響，以豐富化學(xué)雜交劑的施用方法技術(shù)，滿足不同情況使用化殺劑的需求，為化殺劑的更廣泛應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為甘藍型油菜自交系K407，供試的油菜化學(xué)雜交劑SX-1均由陜西省雜交油菜研究中心植物保護研究室提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2016～2017年在陜西楊凌、陜西省雜交油菜研究中心試驗基地進行，試驗材料K407于2016年9月22號播種，行距40 cm，行長3 m，密度18萬株/hm2，每處理5行，小區(qū)面積6 m2，3次重復(fù)，其他管理同一般大田試驗；2017年3月20日，當(dāng)油菜80%以上的單株薹高20 cm左右，最大花蕾長度2 mm左右時，開始用各方法處理試驗，考察各施藥方法化殺最佳濃度，比較化殺效果及對油菜的農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的影響，并以標(biāo)準(zhǔn)噴霧法為對照，記錄各施藥方法單株處理結(jié)果，比較施藥效率。

1.2.2 處理方法 (1)涂莖法：首先把化殺劑SX-1配成濃度較大的水劑母液，再用食用油通過二次稀釋配成試驗要求的濃度(表1)，用毛筆蘸配置好的油劑，涂在油菜莖稈距根莖10 cm左右處，環(huán)莖稈1圈，涂寬5 cm左右，每株涂0.2 mL左右，以涂抹等量的食用油為對照。

(2)注莖法：用小木棒圓錐體尖在油菜莖10～15 cm處向下45°刺入莖體，刺入的深度以不刺穿油菜莖稈為準(zhǔn)，再利用移液器把化殺劑SX-1水溶液處理濃度(表1)注射入油菜莖稈被刺的小孔洞中，每株注莖0.02 mL，以注莖等量的清水為對照。

(3)灌根法：把化殺劑SX-1配制成一定濃度的水溶液(表1)，澆灌在油菜根部，每株澆灌100 mL，以澆灌等量的清水為對照。

(4)飽和噴霧法：配制好的SX-1各濃度處理(表1)，采用本單位研制的專用噴霧設(shè)備噴霧處理，每株噴藥量12 mL，以噴施等量的清水為對照。

(5)標(biāo)準(zhǔn)噴霧法：配制好的SX-1各濃度處理(表1)，采用本單位研制的專用噴霧設(shè)備噴霧處理，每株噴藥量3 mL，以噴施等量的清水為對照。

表1 5種方法在甘藍型油菜上的處理劑量及濃度

1.2.3 育性調(diào)查鑒定 各施用方法各濃度處理油菜從初花開始每2 d調(diào)查1次，直至終花，隨機選5個調(diào)查點，每個調(diào)查點選15株長勢一致的油菜掛牌標(biāo)記，分別統(tǒng)計全不育株、半不育株、可育株、藥害株，并取樣用甲烯藍溶液染色法測定花粉活性，同時利用電鏡觀察花粉大小形態(tài)，直至終花。根據(jù)油菜花雄蕊器官形態(tài)及鏡檢花粉活力確定植株育性，育性分類主要參考官春云提出的殺雄效果標(biāo)準(zhǔn)[10]，統(tǒng)計不育株，計算不育株率。

1.2.4 對油菜性狀及結(jié)實的影響 成熟期收獲前選取化殺劑SX-1不同施藥方法中雄性不育誘導(dǎo)效果好的2個濃度和對照處理，每處理選取15株，分別考察其株高、分枝數(shù)、主花序長度、花期、角果數(shù)、角粒數(shù)和千粒重等性狀；每處理隨機選取5株套袋自交，考察自交結(jié)實率；另選取5株，每株用紙袋套5個花序進行人工拔蕾控制授粉，計算結(jié)實率以考察花粉和雌蕊的活性，成熟期分別調(diào)查自交結(jié)實和人工授粉結(jié)實情況。

1.2.5 試驗儀器 試驗用于花粉活性、大小及形態(tài)觀察的電鏡為日本產(chǎn)奧林巴斯生物顯微鏡OLYMPUS-BX53，觀察倍率10×20倍。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 調(diào)查記錄的油菜化學(xué)雜交劑SX-1每個施藥方法中最佳濃度和對照處理對甘藍型油菜育性、農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀影響的數(shù)據(jù)，采用Excel 2007軟件進行分析處理，應(yīng)用DPS 7.05軟件進行各處理間數(shù)據(jù)的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施藥方法、不同濃度誘導(dǎo)油菜雄性不育效果

化殺劑SX-15種施藥技術(shù)方法不同濃度處理甘藍型油菜自交系K407，誘導(dǎo)雄性不育效果表明(表2)：5種施藥技術(shù)方法，在單株用藥量一定的情況下，隨著使用濃度的不斷增加，不育株率、全不育株率、花粉畸形率和育性持續(xù)時間也相應(yīng)提高，化殺不育性誘導(dǎo)效果越好，但相應(yīng)的藥害株率在不斷增加，而半不育株率、可育株率、花粉數(shù)和花粉活力則降低；單株用藥量0.2 M，濃度為5.6 mg/L的化殺劑涂莖處理雄性不育誘導(dǎo)效果最好，不育株率100%，全不育株率96.8%，花粉畸形率94.2%，花粉無活力，不育性持續(xù)時間17 d，但藥害株率高達8.4%；單株用藥量20 μL，濃度為120 mg/L的化殺劑涂莖處理雄性不育誘導(dǎo)效果最好，不育株率100%，全不育株率100%，花粉畸形率98%，花粉無活力，不育性持續(xù)時間23 d，沒有藥害株；灌根法最佳濃度為7.5 mg/L，單株用藥100 mL，不育株率100%，藥害株率為0，不育性持續(xù)時間22 d；單株用藥量12 mL，濃度為1.2 mg/L的化殺劑涂莖處理不育株率高達100%，全不育株率98.5%，不育性持續(xù)時間在5種方法中最長達到24 d，有輕微的藥害(1%)，標(biāo)準(zhǔn)噴霧法最佳濃度為5.8 mg/L，單株用藥量3 mL，誘導(dǎo)雄性不育株率96.3%，藥害株率5.7%，不育性持續(xù)時間16 d。

2.2 不同施藥方法效率、效果比較

5種施藥方法，以其中標(biāo)準(zhǔn)噴霧法為對照，比較施藥效率和誘導(dǎo)的雄性不育效果(表3)，結(jié)果表明：化學(xué)雜交劑SX-14種施藥處理方法(涂莖法、注莖法、灌根法和飽和噴霧法)均可獲得100%的不育株率，比對照(標(biāo)準(zhǔn)噴霧法)提高5.04%，差異達顯著水平，全不育株率97.55%～100.00%，與對照(92.8%)差異顯著，4種方法中注莖法藥害株率最低為0，最高的為涂莖法，藥害株率為9.8%，較對照增加92.2%，不育性持續(xù)時間最長的為飽和噴霧法，持續(xù)時間長達24 d，4種方法施藥效率單株用時1～18 s，均比對照(0.25 s)高，與對照之間的差異達顯著水平，單株用藥量灌根法用量最大，最小的為涂莖法，在獲得相同的不育效果下，說明灌根法藥劑的利用率最低，而涂莖法的利用率最高。

2.3 不同施藥方法誘導(dǎo)雄性不育對油菜性狀的影響

5種施藥方法，以最佳劑量處理和以相應(yīng)的處理方法劑量0為對照，對油菜農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響(表4)結(jié)果表明：5種方法中其中注莖法和飽和噴霧法對油菜的農(nóng)藝性狀影響較小，與相應(yīng)的對照比較差異不顯著，花期推遲1～2 d，角果數(shù)、角粒數(shù)、千粒重、異交結(jié)實與相應(yīng)的對照比較差異不顯著，自交不結(jié)實或結(jié)實率很低，分別為0粒/角和0.05粒/角，說明2種處理方法不育性徹底，而異交結(jié)實和對照相當(dāng)，說明對雌蕊幾乎沒有傷害；涂莖法和標(biāo)準(zhǔn)噴霧法對油菜的株高等農(nóng)藝性狀影響較大，與對照比較差異達到顯著水平，花期推遲1～2 d，對角果數(shù)和角粒數(shù)影響顯著，異交結(jié)實和對照比較差異達到顯著水平，說明涂莖法和標(biāo)準(zhǔn)噴霧法處理對油菜的雌蕊造成部分傷害，致使異交結(jié)實受到顯著影響，自交結(jié)實涂莖法處理下為0粒/角，說明其誘導(dǎo)的雄性不育性徹底，而標(biāo)準(zhǔn)噴霧法處理下油菜有一定的結(jié)實力，達到0.18粒/角，說明其誘導(dǎo)的雄性不育株部分花粉還有活力，從而會影響其異交的結(jié)實純度；灌根法對油菜的株高等農(nóng)藝性狀影響不顯著，產(chǎn)量性狀除千粒重外，其余性狀和對照比較，差異達到顯著水平。

表2 化殺劑SX-1不同施藥方法、不同濃度誘導(dǎo)油菜雄性不育效果

表3 施藥方法效率和效果的比較

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

3 討論

化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)油菜雄性不育是油菜雜種優(yōu)勢利用的主要途徑之一。我國已利用化學(xué)雜交技術(shù)培育了大量雜交種，獲得了明顯的經(jīng)濟社會效益[20-21]。但是化學(xué)殺雄存在一定的缺點，如：殺雄效果易受施藥方式方法、環(huán)境條件以及品種的基因型等多種因素的影響[2,10]。而在諸多已經(jīng)報道的油菜化學(xué)雜交劑中既有較好的殺雄效果又不會對環(huán)境造成太大污染并且廉價的藥物還很少[10,11,13,14]。陜西省雜交油菜研究中心研制開發(fā)的油菜化學(xué)雜交劑SX-1，該雜交劑對大多數(shù)品種完全有效，且對油菜植株的生物學(xué)以及農(nóng)藝學(xué)性狀影響都較小，殺雄效果穩(wěn)定、環(huán)境污染小，作為一個較為理想的化學(xué)雜交劑，目前該化殺劑主要廣泛應(yīng)用于科研和生產(chǎn)。在應(yīng)用中化殺劑的施用方法主要采用常規(guī)噴霧法，使用方法單一，且這種方法易受噴藥機械的質(zhì)量和施藥人員施藥技術(shù)的影響，特別是在小面積或單株應(yīng)用效果不佳，容易出現(xiàn)誘導(dǎo)效果不好或者出現(xiàn)較為嚴(yán)重的藥害問題。

表4 化殺劑SX-1不同施藥方法誘導(dǎo)雄性不育對油菜性狀的影響

本試驗的研究結(jié)果表明，5種施藥方法，其中涂莖法、注莖法、灌根法均為單株用藥，適用于小面積化學(xué)雜交育種和在常規(guī)雜交育種方面代替人工去雄，3種方法中灌根法用時最短，施藥效率最高，其次為涂莖法和注莖法，差異達顯著水平。單株用藥量以灌根法最高，達到0.78 mg/株，其次為注莖法和涂莖法，說明涂莖法的藥劑利用率最高。在使用效果上，3種方法在使用中定株操作，不存在漏施現(xiàn)象，所獲得的不育株率高，均為100%。涂莖法在理論上單株用藥量為0.2 mL，但在實際操作中很難達到精準(zhǔn)，雖然可獲得較高的全不育株率，但平均藥害株率在3種施藥方法中最高，達到9.8%。注莖法施藥量精準(zhǔn)，實際可操作性強，在獲得99.25%全不育株情況下，藥害株率仍然為0，不育性持續(xù)時間高達21.5 d，而且對油菜農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的影響不顯著。因此，綜合評價考量，在小面積化學(xué)雜交育種和常規(guī)雜交育種方面代替人工去雄的情況下，注莖法最優(yōu)。

5種施藥方法中以飽和噴霧法和標(biāo)準(zhǔn)噴霧法的施藥效率較高，分別為1.00、0.25 s/株，在大面積化殺制種中優(yōu)點突出，比較來看，雖然飽和噴霧法在單株施藥用時、用水量上均高于標(biāo)準(zhǔn)噴霧法，但在平均不育株率、全不育株率和不育性持續(xù)時間上顯著高于標(biāo)準(zhǔn)噴霧法，而藥害株率僅為1.25%，顯著低于標(biāo)準(zhǔn)噴霧法，且對油菜農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的影響不顯著。因此，綜合評價考量，在大面積化殺制種中，飽和噴霧法優(yōu)點突出，而飽和噴霧法機械化噴藥技術(shù)有待于今后進一步研究探索。

科學(xué)合理的施藥方法是影響藥劑效果的關(guān)鍵因素，也是發(fā)揮藥物最大活性的基礎(chǔ)[22]，莖部用藥和噴霧法相比較，莖部用藥可以顯著降低藥劑的使用量，大量節(jié)約資源，但莖部用藥效率較低，噴霧法在資源上則有些浪費，而在使用效率上較高。油菜化學(xué)雜交劑應(yīng)用廣泛，使用環(huán)境及要求復(fù)雜，而在不同環(huán)境和要求下，施用方法均以化殺效果為主，同時要兼顧操作難易、資源節(jié)約、效率和藥害高低。本研究篩選出的注莖法和飽和噴霧法為油菜化殺劑更廣泛應(yīng)用提供了技術(shù)參考。