劉桂珍,劉偉,邢帥軍,李武,馬宗斌*,周關(guān)印
(1.河南省種子管理站,鄭州450046;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,鄭州450046;3.河南省濟(jì)源示范區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,河南 濟(jì)源459000;4.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,鄭州450002;5.中棉種業(yè)科技股份有限公司,鄭州450001)
1993―2003 年, 河南省棉花種植面積僅次于新疆,位居全國(guó)第2,占有十分重要的地位。但近16年來(lái),由于植棉費(fèi)工、價(jià)格低迷等原因,河南省棉花種植面積下滑明顯[1]。 2019 年,河南省棉花面積為3.38 萬(wàn)hm2,降至全國(guó)第8 位。 從歷史角度看,品種在棉花生產(chǎn)中起到至關(guān)重要的作用,河南省棉花生產(chǎn)的興衰與品種的選育、審定和利用有著密切的關(guān)系。 面對(duì)目前河南省棉花生產(chǎn)的不利形勢(shì),如何從品種入手, 緩解生產(chǎn)中的問(wèn)題成為當(dāng)務(wù)之急。 為此,回顧了1985―2019 年棉花品種的審定和利用情況,以期為棉花品種選育和推廣提供參考。
從表1 可以看出,河南省棉花審定品種數(shù)量隨年份變化較大。 1985―2003 年河南省棉花審定品種較少,僅有56 個(gè),年均2.9 個(gè),這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)主要是教學(xué)和科研單位開(kāi)展育種工作;2004―2012年,除教學(xué)和科研部門(mén)外,更多的種子企業(yè)參與棉花育種,年審定品種增長(zhǎng)較快,其間審定品種117個(gè),年均達(dá)到13.0 個(gè);2013―2018 年,隨著河南省棉花面積的連續(xù)下滑,部分種子企業(yè)逐漸減少育種投入,加上受?chē)?guó)家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因安全性評(píng)價(jià)政策和證書(shū)時(shí)效性的影響,參試和審定品種減少,其間審定品種49 個(gè),年均8.2 個(gè)。 但近兩年,由于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所的積極參與,山東省和河北省的部分品種也在河南省參加試驗(yàn)和審定,棉花參試和審定品種數(shù)量又有所回升,2019 年審定品種達(dá)16個(gè)。
從表1 還可以看出,河南省棉花育種一直是以春棉為主、夏棉為輔,品種的選育和審定與棉花生產(chǎn)情況較為吻合。 1985―2019 年, 河南省審定的238 個(gè)品種中,春棉(含常規(guī)春棉和雜交春棉)品種203 個(gè),占審定品種總數(shù)的85.3%(常規(guī)春棉和雜交春棉分別占47.9%和37.4%); 夏棉品種35 個(gè),僅占14.7%。另外,1985―2000 年,河南省審定的棉花品種以常規(guī)春棉為主。 2001―2012 年,由于棉花雜交種增產(chǎn)效果明顯,加上棉花雜交種便于商業(yè)化操作,其選育和種植快速發(fā)展,2007―2012 年年均審定7.2 個(gè),超過(guò)了常規(guī)春棉品種審定數(shù)量。 隨后,由于棉花雜交種制種成本的不斷上升,以及生產(chǎn)上管理粗放導(dǎo)致雜交優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不充分,其審定數(shù)量呈下降趨勢(shì),常規(guī)棉再次成為棉花育種的主體。
從品種的抗病蟲(chóng)特性來(lái)看,1985―2019 年,河南省審定抗棉鈴蟲(chóng)品種157 個(gè),占同期審定品種的66.0%; 抗枯萎病品種137 個(gè), 占審定品種的57.6%; 抗黃萎病品種19個(gè), 占審定棉花品種的8.0%。其中,1985―2006 年審定抗蟲(chóng)品種12 個(gè),占當(dāng)期審定品種的12.9%;2008 年之后審定的品種均為抗蟲(chóng)品種。 20 世紀(jì)80 年代中期棉花枯萎病和黃萎病呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì),這個(gè)時(shí)期的育種目標(biāo)是在高產(chǎn)、 早熟的基礎(chǔ)上兼顧對(duì)枯萎病和黃萎病的抗性,抗病育種取得明顯進(jìn)步。 1985―2003 年,審定的抗枯萎病品種占同期審定品種的87.5%; 但2004―2018 年對(duì)品種抗枯萎病性重視程度有所下降,其間審定的抗枯萎病品種為75 個(gè), 僅占當(dāng)期審定品種的45.2%。 棉花抗黃萎病育種也有類似情況。1989―2003 年棉花抗黃萎病育種成效顯著, 審定抗黃萎病品種14 個(gè),占26.4%;2004―2019 年審定抗黃萎病品種5 個(gè),僅占同期審定品種的2.8%(表1)??傮w上,雖然抗蟲(chóng)育種取得很好的成績(jī),但抗枯萎病、黃萎病尤其是抗黃萎病育種仍是今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)品種改良的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
表1 河南省1985―2019 年棉花審定品種的數(shù)量、品種類型及抗病蟲(chóng)性
由表2 可以看出,棉花審定品種的單株結(jié)鈴數(shù)和衣分雖有變化,但無(wú)明顯規(guī)律性。 2001―2010 年審定品種的單株結(jié)鈴數(shù)平均為20.1,2011―2019年審定品種的單株結(jié)鈴數(shù)平均是20.3, 無(wú)明顯提高;2001―2010 年審定品種的衣分平均為40.3%,2011―2019 年審定品種的衣分平均是40.2%,差異不大。
表2 表明,近年審定品種的鈴重以及籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量明顯增加。 2001―2010 年審定品種的鈴重平均值為5.7 g,2011—2019 年審定品種的平均鈴重是6.2 g, 較2001—2010 年的提高0.5 g,增幅為8.8%;2001―2010 年審定品種的平均籽棉產(chǎn)量為3 283.5 kg·hm-2,2011―2019 年審定品種的為3 722.2 kg·hm-2,2011―2019 年審定品種的籽棉產(chǎn)量比前十年增加13.4%;2001―2010 年審定品種的平均皮棉產(chǎn)量為1 318.6 kg·hm-2,2011―2019年審定品種的為1 519.7 kg·hm-2,2011―2019 年比前十年平均皮棉產(chǎn)量增加15.3%。 棉花產(chǎn)量增加幅度明顯大于鈴重增加幅度,這與品種試驗(yàn)的種植密度增加有關(guān)。 由此看, 與2001―2010 年相比,2011―2019 年審定的棉花品種在密度增加的情況下結(jié)鈴性仍比較穩(wěn)定,從而提高了產(chǎn)量。
表2 河南省2001―2019 年棉花審定品種的產(chǎn)量性狀
29.3~30.6 cN·tex-1居多。2001―2010 年審定品種的斷裂比強(qiáng)度平均為29.7 cN·tex-1,2011―2019 年審定品種的為30.1 cN·tex-1, 均屬于S2 級(jí)。 但2016―2019 年審定品種的斷裂比強(qiáng)度平均達(dá)30.7 cN·tex-1。 纖維馬克隆值呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢(shì)。 其中,2001―2010 年審定品種的纖維馬克隆值平均為4.7,為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B2 檔,2011―2019 年審定品種的馬克隆值上升到5.1,降至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)C2 檔。纖維馬克隆值增加可能與近幾年來(lái)黃河流域棉區(qū)夏秋季節(jié)的高溫天氣有關(guān)[2],與品種的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究??傮w上,進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)河南省棉花纖維品質(zhì)育種改良效果不理想。
圖1 河南省2001―2019 年棉花審定品種的主要纖維品質(zhì)指標(biāo)
河南省從1984 年起開(kāi)始大面積種植棉花,主要種植黃河流域棉區(qū)的品種,部分地區(qū)種植長(zhǎng)江流域棉區(qū)的品種,加上中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所在河南,因此河南省審定和推廣的棉花品種較多。 不同年份主要種植的品種如下。
1984―1987 年:在春棉無(wú)病區(qū)主要種植豫棉1號(hào)和中棉所12; 在枯萎病、 黃萎病重病區(qū)種植86-1;夏棉以早熟品種中棉所10 號(hào)為主。 另外,還種植有河南69、河南79、徐州514、中棉所7 號(hào)、中521、冀棉8 號(hào)、泗棉2 號(hào)等品種。
1988―1992 年:一熟或兩熟種植以中棉所12、豫棉1 號(hào)、中棉所17 和豫棉4 號(hào)為主;夏棉以中棉所16 和中棉所10 號(hào)為主。另外,還有中棉所14 和遼棉9 號(hào)等品種。
1993―1996 年:一熟或兩熟種植以中棉所12、豫棉8 號(hào)、 中棉所23、 中棉所17 和中棉所19 為主;夏棉以中棉所16、豫棉9 號(hào)和豫棉12 號(hào)為主。另外,SGK321、豫棉1 號(hào)、中206、豫棉4 號(hào)、中棉所27、中427、豫棉5 號(hào)等也有一定種植面積。
1997―2000 年:兩熟種植以中棉所12、中棉所17、SGK321、中棉所19 和豫棉19 號(hào)為主;夏棉以中棉所16 和豫棉12 為主。另外,還有新棉99B、中棉所23、泗棉3 號(hào)和蘇棉8 號(hào)等品種。
2001―2005 年: 兩熟種植的主導(dǎo)品種有SGK321、豫棉19 號(hào)、新棉33B 和豫雜35。 夏棉以中棉所16 和中棉所10 號(hào)為主。 另外,中棉所12、中棉所17、中棉所19、宛棉9 號(hào)、冀棉668、豫棉668、中棉所29、標(biāo)雜A1、GK95-1、邯鄲284、邯鄲109、中棉所42、中棉所45、開(kāi)棉5 號(hào)、GK12、中棉所41 也有一定面積。
2006―2010年: 兩熟種植以中早熟品種豫雜35、標(biāo)雜A1、魯棉研15、宛棉9 號(hào)、中棉所45、宛棉10 號(hào)為主; 夏棉以中棉所50 和中棉所42 為主。另外,還推廣了中棉所46、魯棉研21、宛棉10號(hào)、百棉1 號(hào)、欣抗4 號(hào)、新植1 號(hào)和鄭農(nóng)棉4 號(hào)等品種。
2011―2015 年: 兩熟或一熟種植的中早熟品種以豫雜35、魯棉研28、豫雜37、宛棉9 號(hào)、宛棉10 號(hào)、百棉1 號(hào)為主;早熟棉以中棉所50 為主。 另外,還種植百棉5 號(hào)、鄭農(nóng)棉4 號(hào)、鄭雜棉2 號(hào)、富棉289、鄧雜1 號(hào)、中棉所72、中棉所75、中棉所79、柳棉1 號(hào)等品種。
2016―2019 年: 兩熟或一熟種植的中早熟品種以宛棉9 號(hào)、豫雜35、鄭雜棉2 號(hào)、中棉所72、富棉289、豫雜37、柳棉二號(hào)、新植5 號(hào)、百棉5 號(hào)為主;早熟棉以中棉所50 為主。但由于各地棉花基本都是零星種植,每個(gè)品種種植面積均較小。
1984―2004 年,河南省棉花種植面積較大,生產(chǎn)上推廣的品種多,主導(dǎo)品種突出,有的主導(dǎo)品種年種植面積最高達(dá)54.5 萬(wàn)hm2。 2004 年以后,棉花面積逐漸下滑,雖也有一些主導(dǎo)品種,但年種植面積均不超過(guò)10 萬(wàn)hm2,尤其是2010 年之后,主導(dǎo)品種的年種植面積一般不超過(guò)3 萬(wàn)hm2。 在棉花生產(chǎn)不同時(shí)期先后起主導(dǎo)作用的品種有豫棉1 號(hào)、中棉所10 號(hào)、中棉所12、中棉所16、中棉所17、中棉所19、SGK321、豫棉19 號(hào)、美棉33B、標(biāo)雜A1、豫雜35、宛棉9 號(hào)和中棉所50(表3)。
河南省累計(jì)推廣面積超過(guò)100 萬(wàn)hm2的品種有4 個(gè)。 第一是中棉所12,該品種首次攻克了棉花的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性不易結(jié)合的難題,全國(guó)累計(jì)推廣面積最大,種植時(shí)間最長(zhǎng)[3]。自1986 年審定以來(lái),1988―1997 年(除1996 年位居第二)中棉所12 在河南省種植面積居首位,累積推廣面積達(dá)360.6 萬(wàn)hm2。 該品種還多年用作河南省春棉區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)的對(duì)照[4]。 第二是豫棉1 號(hào),具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高而穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)[5]。 1984―1993 年在河南省累計(jì)推廣212.1 萬(wàn)hm2。 第三是早熟短季棉品種中棉所16,1988―2004 年累計(jì)在河南省推廣186.4 萬(wàn)hm2, 并多年作為河南省夏棉區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)的對(duì)照[4]。第四是美棉33B,為引進(jìn)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種,1998―2009 年累計(jì)種植117.2 萬(wàn)hm2。 另外,豫棉19 號(hào)、中棉所19、SGK321、中棉所10 號(hào)和中棉所17 在河南省的累計(jì)推廣面積均接近或超過(guò)50 萬(wàn)hm2, 標(biāo)雜A1 和豫雜35 兩個(gè)雜交種推廣面積均超過(guò)37 萬(wàn)hm2(表3)。
河南省是我國(guó)重要的植棉省份之一,1985―2019 年共審定棉花品種238 個(gè)。 其中,常規(guī)春棉品種114 個(gè),雜交春棉品種89 個(gè),夏棉品種35 個(gè);抗蟲(chóng)品種157 個(gè),抗枯萎病品種137 個(gè),抗黃萎病品種19 個(gè)。在其他性狀綜合發(fā)展的前提下,高產(chǎn)是棉花品種培育的最重要目標(biāo)[6]。 進(jìn)入21 世紀(jì)后,河南省棉花高產(chǎn)育種效果顯著。2011―2019 年與2001―2010 年相比,審定品種的平均鈴重增加8.8%,且在增加密度的條件下表現(xiàn)出穩(wěn)定的結(jié)鈴性。 2011―2019 年審定品種的籽棉和皮棉產(chǎn)量比2001―2010年審定品種分別增加13.4%和15.3%。 但是,棉花抗病育種和品質(zhì)育種進(jìn)展不夠明顯。 與2001―2010 年相比,2011―2019 年審定的品種中抗枯萎病、黃萎病的品種占比沒(méi)有明顯提高,主要纖維品質(zhì)指標(biāo)也無(wú)明顯改善,馬克隆值反而明顯升高。 這兩個(gè)時(shí)期棉纖維上半部平均長(zhǎng)度同屬29 mm 長(zhǎng)度級(jí),斷裂比強(qiáng)度同屬S2 檔,馬克隆值由B2 檔降至C2 檔。 棉纖維馬克隆值升高的可能原因之一是夏秋季高溫天氣[2]。
表3 1984―2019 年河南省棉花主導(dǎo)品種及種植面積 萬(wàn)hm2
盡管河南省1985―2019 年審定品種較多,但只有一部分作為主導(dǎo)品種在生產(chǎn)上大面積推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì),在棉花生產(chǎn)的不同時(shí)期,先后起主導(dǎo)作用的品種有豫棉1 號(hào)、中棉所10 號(hào)、中棉所12、中棉所16、中棉所17、中棉所19、SGK321、豫棉19 號(hào)、美棉33B、標(biāo)雜A1、豫雜35、宛棉9 號(hào)和中棉所50。其中,中棉所12、豫棉1 號(hào)、中棉所16 和美棉33B的累計(jì)推廣面積分別達(dá)360.6 萬(wàn)hm2、212.1 萬(wàn)hm2、186.4 萬(wàn)hm2和117.2 萬(wàn)hm2,對(duì)解決河南省不同時(shí)期棉花生產(chǎn)面臨的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)和早熟性等問(wèn)題起到至關(guān)重要的作用。 當(dāng)然,品種種植面積除與其優(yōu)良特性和表現(xiàn)有關(guān)外,還與當(dāng)期總植棉面積關(guān)系非常密切。 2010 年之后,河南省棉花總面積下滑明顯,主導(dǎo)品種的年種植面積一般不超過(guò)3萬(wàn)hm2,至2014 年之后,主導(dǎo)品種的年種植面積甚至低于1 萬(wàn)hm2。
從河南省棉花生產(chǎn)發(fā)展的歷史來(lái)看,品種審定和利用工作一直緊跟生產(chǎn)需要,較好地解決了不同時(shí)期棉花生產(chǎn)中遇到的各種難題。如在20 世紀(jì)80―90 年代,針對(duì)耕作制度由一熟變?yōu)閮墒?,及時(shí)增設(shè)麥套春棉和夏棉區(qū)域試驗(yàn),并將抗枯萎病、黃萎病性作為重要的淘汰指標(biāo),選育和審定了一大批適合麥棉套種的抗病品種,推動(dòng)了河南省棉花生產(chǎn)的大發(fā)展[4]。 目前,河南省棉花面積下滑嚴(yán)重,主要原因是種植費(fèi)工和效益不佳。 因此,今后應(yīng)把培育適合簡(jiǎn)化栽培的品種作為重要育種目標(biāo),確定適合簡(jiǎn)化栽培的品種標(biāo)準(zhǔn), 推動(dòng)相關(guān)品種的選育和審定工作。 另外,隨著人們生活水平的提高和紡織技術(shù)的進(jìn)步,生產(chǎn)高品質(zhì)的棉花成為共識(shí)[7-8],這也是提高棉花種植效益的有效途徑之一。 因此,選育纖維品質(zhì)優(yōu)良的品種也應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)。