馬秀娟

(郯城縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東 郯城 276100)

大豆是重要的食用油脂和植物蛋白質(zhì)來源及加工的作物，為世界提供了30%的脂肪和60%的植物蛋白質(zhì)。雖然我國自主選育的大豆產(chǎn)品內(nèi)銷國內(nèi)市場，但我國人口眾多，需求量大，加之國產(chǎn)大豆單產(chǎn)、含油量、附加值成本較國外同類型比較低，需要從國外大量進(jìn)口[1]。為了進(jìn)一步滿足國內(nèi)市場大豆產(chǎn)品的需求，國務(wù)院2019年一號(hào)文件，提出要調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施大豆振興計(jì)劃，多途徑擴(kuò)大種植面積，以“增產(chǎn)、提質(zhì)、綠色”為目標(biāo)，進(jìn)一步提高大豆補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)大豆良種增產(chǎn)增效行動(dòng)，提升大豆和油料供給能力，力爭全年大豆和油料面積增加“500萬畝”(33.3萬hm2)以上。2020年一號(hào)文件新增“加大對大豆高產(chǎn)品種和玉米、大豆間作新農(nóng)藝推廣的支持力度”內(nèi)容對此做了有力補(bǔ)充。大豆正成為一種備受重視的作物。

隨著大豆產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃的穩(wěn)步推進(jìn)，大豆育種行業(yè)異軍突起，各大院校、農(nóng)科院和育種企業(yè)紛紛投入大量人才物力進(jìn)行品種研發(fā)，本文根據(jù)多年育種經(jīng)驗(yàn)，介紹一種方便的雜交育種技術(shù)，為大豆育種提供參考。

1 技術(shù)研究背景

大豆是嚴(yán)格的自花授粉作物，天然異交率低，花小且花器構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育快、分布零散，受精過程對環(huán)境條件有較高要求，這些因素給大豆雜交工作帶來一定難度[2]。大豆雜交成活率除與外界環(huán)境條件[3,4]以及父母本材料的親和力有關(guān)外，雜交技術(shù)、手段也起著十分重要的作用。

黃淮地區(qū)夏大豆播種時(shí)間一般在6月中上旬，開花時(shí)間在7月底8月初，此時(shí)多為高溫天氣且常伴有臺(tái)風(fēng)降雨，在此季節(jié)進(jìn)行雜交試驗(yàn)，大豆雌蕊遇臺(tái)風(fēng)降雨、高溫等惡劣天氣易發(fā)育不良，會(huì)導(dǎo)致花粉生活力降低或失去活性，導(dǎo)致授粉失敗。同時(shí)，因天氣悶熱或試驗(yàn)地泥濘，各育種機(jī)構(gòu)試驗(yàn)地塊遠(yuǎn)近差別較大，大豆開花時(shí)間、花期長短不同，育種人員需花大量時(shí)間進(jìn)行大豆的人工授粉，且為保證雜交成活率，很多組合需要進(jìn)行大量重復(fù)，后期還要進(jìn)行觀察、去除新生花芽等等一系列后續(xù)工作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

針對上述因素，筆者研究了一種辦公樓樓頂覆土種植、春季播種方法，錯(cuò)過夏播大豆雜交時(shí)節(jié)的高溫雨季，延長大豆花期，花期相遇好，增加了授粉成功的可能。該技術(shù)大大提高了大豆雜交成功率，省時(shí)省力，便于雜交試驗(yàn)的操作、觀察記載、管理和采收。

2 材料與操作方法

2.1 試驗(yàn)地選擇

辦公室區(qū)域樓頂，無閑雜人員進(jìn)入，安全安靜，便于管理，大豆始花期開始雜交試驗(yàn)隨時(shí)進(jìn)行。

2.2 土壤的準(zhǔn)備

黏壤土和砂壤土有機(jī)質(zhì)含量高，是最適合種植大豆的土壤。如準(zhǔn)備的土壤肥力不夠，可用農(nóng)家肥或(N∶P2O5∶K2O=18∶12∶20)復(fù)合肥作為底肥施用。

2.3 其它材料的準(zhǔn)備

廢棄皮帶或塑料扣板、PU管、三通、自動(dòng)定時(shí)上水開關(guān)裝置、噴帶、磚塊、插排。

2.4 育種材料的準(zhǔn)備

制定高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗性等育種目標(biāo)，選擇育種親本材料。將引進(jìn)的種質(zhì)資源在高肥水條件下進(jìn)行鑒定，明確增產(chǎn)潛力，選擇豐產(chǎn)性好抗倒伏的品系做親本。將選擇的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)材料編號(hào)登記，分成2份樣品，一份用于做雜交使用，另一份在試驗(yàn)地同其它材料在試驗(yàn)地種質(zhì)資源圃種植保留。

3 小區(qū)設(shè)計(jì)

3.1 覆 土

小區(qū)應(yīng)設(shè)在樓頂層中間位置，陰雨天降水量過大時(shí)，水可以從底部自動(dòng)排出。樓頂覆土層25～30 cm，整平土面。周邊用廢棄皮帶或塑料扣板圍擋，用磚塊堵實(shí)，根據(jù)育種材料的多少可建1個(gè)或多個(gè)小區(qū)(圖1)。

3.2 噴灌設(shè)施安裝

使用三通將水管與PU管(根據(jù)置土位置距離水源長度確定PU水管長度)連接，固定到樓梯墻面上，盡量做到美觀且不影響水管正常使用，在PU管進(jìn)入覆土位置后，接相應(yīng)規(guī)格噴帶或用特殊工具將PU管周身扎孔，水流經(jīng)(噴帶)管道后，進(jìn)行噴霧式澆灌。初次進(jìn)行澆灌時(shí)，注意用時(shí)記載，以澆透土層為結(jié)束澆水時(shí)間，以此時(shí)間為依據(jù)定時(shí)開關(guān)設(shè)備，根據(jù)天氣干旱情況控制開關(guān)進(jìn)行澆灌。

3.3 播 種

露天播種，播種時(shí)間一般在4月20日左右進(jìn)行。這時(shí)播種氣溫趨于穩(wěn)定，利于大豆出苗。根據(jù)育種目標(biāo)，熟悉所選各親本性狀特性，制定詳細(xì)的親本材料及組配計(jì)劃，根據(jù)親本數(shù)量決定覆土小區(qū)大小，每個(gè)親本播4～5穴，每穴2～3粒，品種行距50 cm，為便于大豆雜交的操作，需沿小區(qū)邊行縱向種植，每一份材料既可作為母本，又可作為父本。將親本編號(hào)后，插上標(biāo)牌。出苗后及時(shí)間苗，間苗分多次進(jìn)行，每個(gè)品種最終留苗2～3株為宜(圖2)。

4 雜 交

4.1 雜交器材準(zhǔn)備

尖嘴鑷子、細(xì)短線、鉛筆、筆記本、酒精棉、塑料掛牌、操作凳。

4.2 雜 交

6月3日左右大豆進(jìn)入始花期，可以進(jìn)行雜交工作。由于花期比夏播提前2個(gè)月，避開夏季高溫高熱，此時(shí)溫度白天30 ℃左右，夜晚18 ℃左右，花粉存活率高，授粉易成功。雜交工作一般可進(jìn)行20 d。

選擇透過萼片看出花瓣顏色、花冠微露于花萼1～2 mm的花朵，此時(shí)柱頭已成熟且具有良好的接受花粉能力，用左手拇指和食指輕捏花柄和花朵基部，右手用鑷子先把花萼向下或斜向下撕去，露出花冠，從旗瓣向龍骨瓣方向斜向下(與花柄呈約45°)夾住花瓣上部約1/3處，微微斜向旗瓣方向拔起，若雄蕊未完全拔除，則需小心把剩余部分剔除。去雄后，將短線挽成環(huán)形活扣，輕輕套過花朵，系在花柄上[5]，也可以隨手掐一大豆葉片包住去雄部位，用葉柄穿過中間縫隙包緊，待次日授粉。同時(shí)剔除周邊其它花芽和殘花。

去雄次日上午10：00時(shí)以后，根據(jù)育種目標(biāo)選用父本植株當(dāng)日開花的花藥授粉。將盛開的父本花朵萼片撕下，從兩龍骨瓣間分開花冠，露出花藥，使花藥對準(zhǔn)母本的柱頭，輕輕摩擦，再小心地將花倒插在花柱上，完成后再用葉片包住。授完一個(gè)組合后，在雜交部位掛牌。牌子上注明父母本名稱、授粉日期，同時(shí)在筆記本上詳細(xì)記載。樓頂春播小區(qū)用地少，可以節(jié)約普通試驗(yàn)田采集花粉往返時(shí)間，可以邊采花邊授粉。

換父本時(shí)，用酒精棉球仔細(xì)將鑷子擦拭干凈。授粉完成后，隨時(shí)觀察豆莢結(jié)實(shí)情況，授粉失敗取下掛牌，授粉成功繼續(xù)觀察。剔除成功組合部位新生花芽，確保豆莢鼓粒發(fā)育。隨著植株進(jìn)入盛花期可以繼續(xù)進(jìn)行下一組合組配(如圖3)。

5 管 理

及時(shí)觀察病蟲害、拔除雜草。樓頂覆土小區(qū)面積小，便于管理，發(fā)現(xiàn)病蟲草害可隨時(shí)防治。5月25日左右噴施太得肥20 g+甲基硫菌靈可濕性粉劑10 g兌水10 kg進(jìn)行噴施，增加葉片功能，防治花葉病毒??；發(fā)生蟲害時(shí)使用茚蟲威24 mL+藜蘆堿100 g兌水噴施。

6 收 獲

雜交成功的豆莢于7月28日開始收獲，8月底之前可以全部成熟。成熟一莢收獲一莢。摘下豆莢，放入樣品袋，記錄親本組合、雜交日期、成熟期。待F1全部成熟后，將所有親本植株全部拔除，收獲的雜交材料統(tǒng)一整理備份。

7 F1代種植

在兩排品種圃中間位置，種植一行F1代雜交種子，記好組合世代、掛牌標(biāo)記。F1代種植與品種圃和其它F1代株行距50 cm×50 cm×50 cm為宜，也可另建一覆土小區(qū)。

8 小 結(jié)

與夏播大豆雜交相比，樓頂覆土春播雜交有如下優(yōu)勢。

8.1 便于操作

在不影響其他工作情況下，進(jìn)行整地、播種、雜交授粉、田間管理、收獲，節(jié)省試驗(yàn)地往返時(shí)間，始花期后除避開午間最高溫時(shí)段，去雄和授粉可以隨時(shí)進(jìn)行，雜交完成后可以及時(shí)剔除雜交部位新生花芽，確保成功授粉豆莢的營養(yǎng)供給。

8.2 便于管理

配備定時(shí)開關(guān)噴灌設(shè)備，可根據(jù)天氣情況隨時(shí)澆水，不會(huì)造成干旱情況發(fā)生；樓頂排水設(shè)施齊全，暴雨天氣不會(huì)引起澇害；病蟲草害可以隨時(shí)防治。

8.3 提高雜交成功率

春播大豆授粉雜交時(shí)處于初夏，溫度較盛夏相對偏低，且早晚有一定的溫差，人工進(jìn)行授粉時(shí)躲避了炎炎夏日的煎熬，且花粉散粉相對較慢，有足夠的時(shí)間完成授粉工作；此時(shí)降水相對較少，減少了降雨對雜交組合成功率的影響。

春季播種可以使大豆的開花期延長，可以使熟期不同的品種花期相遇，更有利于進(jìn)行各品種之間的雜交試驗(yàn)。春播大豆較夏播大豆更能增加雜交種組合數(shù)量和類型。筆者近3年雜交組合成功率分別為42%、49%、57%，而之前大田雜交成功率一般為35%左右。韓昕君等研究表明，春播大豆的雜交組合成功率為 66.7%，較夏播大豆提高了 5.5個(gè)百分點(diǎn)，增幅為9.0%[2]。據(jù)此比率，每個(gè)組合做3～5朵花即可。