武殿忠,劉 麗
(農(nóng)安縣合隆鎮(zhèn)綜合服務(wù)中心,吉林 長(zhǎng)春 130216)
優(yōu)質(zhì)的玉米品種要滿足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)定的要求。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),必須重點(diǎn)把握好種子生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。種子的質(zhì)量是根本,種子的產(chǎn)量是關(guān)鍵[1]。根據(jù)國(guó)家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”),對(duì)于高質(zhì)量種子,先要滿足“合格標(biāo)準(zhǔn)”的要求。具體指標(biāo)包括種子的凈度、純度、發(fā)芽率、含水率4 項(xiàng)基本指標(biāo)。其中,種子的凈度、發(fā)芽率和含水率主要用于反映玉米種子的商品價(jià)值屬性;種子的純度主要用于反映玉米種子的生產(chǎn)價(jià)值屬性,對(duì)于玉米雜交種的產(chǎn)量有較大影響。此外,標(biāo)準(zhǔn)中還有其他關(guān)于種子品質(zhì)的要求,包括種子的千粒重、容重、色澤、成熟度、飽滿度等各項(xiàng)基本指標(biāo)。本研究主要圍繞上述關(guān)于種子質(zhì)量和品質(zhì)的指標(biāo),分析能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生影響的相關(guān)因素,從而論述了生產(chǎn)高產(chǎn)玉米種子的實(shí)用技術(shù)。
影響種子純度的因素主要包括安全隔離區(qū)、繁殖代數(shù)、自交系純度、去雄、父本割除等[2]。針對(duì)上述因素,可以采取以下措施提高種子純度。
隔離區(qū)是否能夠發(fā)揮安全隔離的作用,對(duì)玉米品系的純度影響十分關(guān)鍵。在玉米品系進(jìn)行自交系繁殖時(shí),為了保證自交系純度,最好使用自然屏障隔離法進(jìn)行安全隔離。技術(shù)操作要求嚴(yán)格把握上風(fēng)口與下風(fēng)口的空間隔離,通常上風(fēng)口處,距離要大于1 000 m,下風(fēng)口處,距離要大于500 m。
為了防止不同品系的花粉入侵制種田,對(duì)玉米種子的生產(chǎn)質(zhì)量造成影響,應(yīng)嚴(yán)格控制制種田的隔離區(qū)。據(jù)《雜交玉米種子生產(chǎn)操作技術(shù)規(guī)程》[3]的具體要求:在制種田進(jìn)行雜交制種操作前,應(yīng)確保制種田的隔離區(qū)設(shè)置滿足最低的距離要求,通常情況下,隔離區(qū)應(yīng)在350 m 以上;如果制種田種植的是糯玉米或者甜玉米等品種,隔離區(qū)應(yīng)在450 m 以上;如果玉米植株正處于有性繁殖生長(zhǎng)期,是傳粉和授粉的關(guān)鍵階段,隔離區(qū)應(yīng)在500 m 以上[4]。
使用“一年繁殖,多年使用”的親本繁殖應(yīng)用技術(shù),可以縮短繁殖代數(shù),降低基因和性狀混雜的可能性[5]。通過(guò)對(duì)親本的自交、姊妹交這兩種方式交替進(jìn)行親本繁殖,一方面可以有效避免自交系在多個(gè)繁殖代數(shù)后,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自由授粉,表現(xiàn)出優(yōu)良性狀退化問(wèn)題;另一方面可以防止由于長(zhǎng)期連續(xù)自交造成的隱性不良性狀顯現(xiàn)問(wèn)題,影響正常生活功能。在經(jīng)過(guò)專業(yè)的鑒定后,合格的親本范圍內(nèi)擇優(yōu)挑出100~200 株具有典型優(yōu)良性狀的復(fù)本單株,其中雌性和雄性數(shù)量分別占50%,隨后進(jìn)行姊妹雜交。為了清晰判別,避免混亂,要提前對(duì)雌性和雄性進(jìn)行成對(duì)編號(hào)。在收獲后根據(jù)性狀進(jìn)行優(yōu)選,淘汰果穗不遺傳親本典型優(yōu)良性狀所對(duì)應(yīng)的親本組合對(duì)編號(hào),然后將合格的目標(biāo)果穗進(jìn)行混合、脫粒、貯藏,以供使用。
在連續(xù)多代的自交系繁殖過(guò)程中,不可避免會(huì)發(fā)生退化現(xiàn)象。因此,需要及時(shí)進(jìn)行自交系提純,保證自交系的繁殖價(jià)值。嚴(yán)格進(jìn)行果穗鑒定、測(cè)交提純,并通過(guò)自交與姊妹交交替的繁殖方法保證自交系純凈,這個(gè)方法也叫作保純法。
需要重點(diǎn)關(guān)注母本及時(shí)徹底去雄。人工進(jìn)行母本去雄屬于關(guān)鍵性環(huán)節(jié),其宗旨和目標(biāo)是保證雜交后代的種子質(zhì)量。根據(jù)田間試驗(yàn),母本去雄不徹底導(dǎo)致的問(wèn)題往往不易發(fā)現(xiàn),還容易帶來(lái)不可逆且不可恢復(fù)的危害。生產(chǎn)實(shí)踐上采用去雄的方法可以概括為4 個(gè)字,即摸、苞、帶、葉。具體操作是在母本雄蕊還沒(méi)有發(fā)出但即將發(fā)出時(shí),即摸上去手感很飽滿時(shí),直接連帶2~3 葉子進(jìn)行徹底去雄,并將去掉的雄穗埋入土中。此處,切忌隨地亂扔雄穗。“摸苞帶葉”去雄技術(shù)可以避免雌穗營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足,高效轉(zhuǎn)化營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)提升成熟度、提升對(duì)玉米螟的抗性[6],省時(shí)省力,利于管理。
在雌株授粉結(jié)束后,可以選擇適時(shí)對(duì)父本行進(jìn)行割除,必要時(shí)也可以對(duì)母本行中的小苗和弱苗進(jìn)行割除(間苗)。及時(shí)去除父本行,一是為了提高田間的透光性,改善通風(fēng)狀態(tài);二是為了避免二者相互競(jìng)爭(zhēng)水肥資源,充分發(fā)揮種群生長(zhǎng)的邊際生態(tài)效應(yīng),促進(jìn)早熟,提高產(chǎn)量;三是為了防止在種子收獲時(shí)不經(jīng)意將復(fù)本混雜進(jìn)入母本,從而降低種子純度。
播種前,選粒是必要的預(yù)處理操作。在選粒過(guò)程中,要避免其中混入形狀、色澤、品質(zhì)不一樣的種子。播種時(shí),要提前清理播種機(jī),防止不同品系的玉米雜粒借機(jī)混入其中。如果耕種規(guī)模和面積較小,最好使用犁播和人工點(diǎn)籽的播種方式。播種后,收獲、脫粒、運(yùn)輸及貯藏過(guò)程中,也要注意防止人為原因造成籽?;祀s,例如由于機(jī)械操作導(dǎo)致種子混雜。種子在脫粒前要進(jìn)行試脫試驗(yàn),避免機(jī)械性能不佳破壞種胚,導(dǎo)致品質(zhì)不佳。
苗期去雜是在子葉展開(kāi)后,繼續(xù)展開(kāi)4~5 片葉子時(shí),結(jié)合間苗、定苗過(guò)程,去掉可識(shí)別的雜苗或劣苗,留下整齊的目標(biāo)品系壯苗。中期除雜是在拔節(jié)期后,開(kāi)始定向去除雜種株和突變株,此時(shí)玉米植株的生長(zhǎng)速度迅猛,除雜工作最少要安排兩次完成?;ㄆ谌ルs是在開(kāi)花時(shí),依據(jù)該品系的雄穗、雌穗性狀,實(shí)施去除雜交種和變異種作業(yè)。收獲期去雜是在籽粒采收和晾曬時(shí),依據(jù)果穗與籽粒的性狀,去除有顯著差異的玉米種子[7]。
收獲后玉米種子的含水率至關(guān)重要。為了方便種子貯藏,延長(zhǎng)有效使用期限,種子收獲后不得直接堆放,避免種子受熱、受凍甚至霉變[8]。降低含水率可以采取以下措施。
玉米蠟熟期,從秸稈上直接對(duì)成熟的果穗進(jìn)行扒皮處理,將苞葉扒開(kāi)到底,使果穗充分暴露在外,通風(fēng)透光。玉米苞葉必須扒到基部,避免苞葉在果穗半腰構(gòu)成環(huán)狀,承接和聚集雨水,導(dǎo)致種子發(fā)霉腐爛。這種方法比較簡(jiǎn)便易行,技術(shù)難度低,實(shí)踐效果好,但要注意掌握好扒皮的操作時(shí)期。具體來(lái)說(shuō),如果扒皮時(shí)期過(guò)早,種子的成熟度不達(dá)標(biāo);如果扒皮時(shí)期過(guò)晚,種子容易因天氣低溫而發(fā)生寒害或凍害。
玉米種子進(jìn)入蠟熟末期,直接將植株割倒,基部留茬約45 cm,隨后將果穗掰下來(lái)扒掉外皮,如果需要保留內(nèi)苞葉,則余留10~13 個(gè)苞葉,并將8~10 個(gè)果穗扎成一捆之后倒置掛在茬子上。這種方法基本上可以在25 d 內(nèi)使玉米種子的含水率從30%~35%降到15%~17%,速度快,效果好。
在玉米種子收獲后,將已經(jīng)扒掉苞葉的果穗直接擺放在寬敞、空曠的場(chǎng)院或空地地面,注意不要發(fā)生堆積,每天翻動(dòng)1~2 次,保證不發(fā)生受潮或發(fā)霉造成損失。在地面晾曬過(guò)程中,需要隨時(shí)關(guān)注天氣變化,如果因天氣變化需要臨時(shí)堆積果穗,要注意果穗堆中部的溫度和濕度變化,通常溫度應(yīng)小于30 ℃,濕度應(yīng)小于25%。要注意氣溫持續(xù)驟降,通常可以采用棉質(zhì)篷布、塑料覆膜的方式進(jìn)行處理,保暖保溫,避免種子的發(fā)芽率受低溫影響。
在玉米種子收獲后,在距地面1 m 左右的位置,用木板墊底,木棍搭架,形成搭架,并將收獲的果穗碼放上面。陰雨天時(shí)要用塑料布覆蓋頂部,晴天時(shí)要及時(shí)撤掉塑料布。這種方法基本上可以在28 d 左右將含水率降至安全水分區(qū)間。
在玉米種子收獲后,將收獲的果穗裝入專門的網(wǎng)袋中,直接擺放在水泥臺(tái)或房頂上。關(guān)于場(chǎng)地的選擇,只要通風(fēng)良好、便于操作即可。隨后應(yīng)該每隔2 d 翻動(dòng)1 次,注意每個(gè)果穗之間保留空隙,保證充分發(fā)揮晾曬效果。
在玉米種子含水率降低至18%左右時(shí),即可進(jìn)行脫粒。從果穗上脫下來(lái)的籽粒要放在地面,均勻薄鋪一層,隨時(shí)翻動(dòng)晾曬。注意要始終保持地面干燥,籽粒平攤不能過(guò)厚。
在玉米進(jìn)一步烘干時(shí),可以借助烘干爐[9],這種方式效率高、效果好,同時(shí)不容易受到天氣等外在因素變化的影響。針對(duì)含水率較高的玉米種子,通常進(jìn)行兩次干燥。先進(jìn)行果穗烘干,烘干溫度為43~49 ℃,當(dāng)水分達(dá)到16%~18%,滿足脫粒要求,即可出倉(cāng)脫粒,并重新送入烘干機(jī)再次烘干,這樣可以縮短時(shí)間,提高效率,降低成本。要注意溫度變化的速率,溫度過(guò)高或溫度升高過(guò)快都將使種子內(nèi)的生物酶失活,影響種子活力,降低種子的發(fā)芽率。
4.1.1 種子的成熟度和飽滿度
徹底成熟的飽滿種子生命力強(qiáng)。由于干旱、缺水、缺肥等多種因素影響,導(dǎo)致種子成熟度和飽滿度差,會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán),影響下一代種子的發(fā)芽率。據(jù)研究,高成熟度的玉米種子不僅在發(fā)芽率試驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)秀,而且相較于成熟度低的種子,其千粒重、田間出苗率、抗寒能力更高,抗寒時(shí)間更長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間貯藏后,其發(fā)芽率和出苗率降低程度更低。幼苗的地莖寬、植株高、葉片數(shù)、重量都與種子成熟度呈正比例關(guān)系。
4.1.2 種子的含水率和環(huán)境溫度
1)種子含水率高,環(huán)境溫度低。如果種子含水率高,溫度低且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),則發(fā)芽率將快速降低。假設(shè)收獲后的玉米種子含水率為25%~30%,地面溫度-15 ℃,持續(xù)24 h 則發(fā)芽率將快速降低,無(wú)法滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[10];持續(xù)7 d 則種子發(fā)芽能力將全部喪失。假設(shè)在相同的玉米種子含水率的前提下,地面溫度-12~-10 ℃,持續(xù)3 d,發(fā)芽率將快速降低,無(wú)法滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求;持續(xù)9 d,則種子發(fā)芽能力將全部喪失。
2)種子含水率高,環(huán)境溫度高。試驗(yàn)表明,采收后的玉米種子含水率為35%~40%,堆放3 d,堆溫將在短時(shí)間內(nèi)增加至47~50 ℃,發(fā)芽率開(kāi)始降低;16 d 后完全喪失了發(fā)芽能力。含水率在50%以上,堆放2 d,堆溫會(huì)增加至42 ℃,發(fā)芽率開(kāi)始降低;5 d 后完全喪失發(fā)芽能力。玉米種子的霉變大多是由采收后含水率高的狀態(tài)下堆積發(fā)熱引起。含水率越高,堆溫增加越快,發(fā)芽率降低也越迅速[11]。
4.1.3 種子的貯藏條件
在貯藏過(guò)程中,隨著玉米種子貯存期限增加,籽粒在呼吸和新陳代謝的過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)逐漸耗盡,毒性成分繼續(xù)積聚以及細(xì)菌侵染等,種子活力將逐漸降低,同時(shí)籽粒發(fā)芽率將逐漸降低,直至喪失發(fā)芽能力。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,貯藏了3 年以上的玉米種子一般不能使用。此外,將用于繁殖的親本種子保管在倉(cāng)庫(kù)中時(shí),要始終保持倉(cāng)庫(kù)的溫度處于低溫狀態(tài),這能夠最大程度保存種子生存活力,延長(zhǎng)有效使用年限。倉(cāng)庫(kù)貯藏時(shí)要做好鼠兔蟲(chóng)害預(yù)防,避免因遭受鼠兔蟲(chóng)害而影響種胚的完整性,降低發(fā)芽率[12]。
4.2.1 提高種子結(jié)實(shí)率
1)人工授粉。為了減少自然授粉不良導(dǎo)致結(jié)實(shí)量少與種子禿尖的問(wèn)題,在去雄結(jié)束后,等待母本吐絲時(shí),要積極進(jìn)行人工輔助授粉,有效彌補(bǔ)花粉量不足或花期調(diào)節(jié)困難等短板。這種方法的增產(chǎn)和提純效果較明顯[13]。
2)花期控制。提高結(jié)實(shí)率還要確保父本、母本花期在時(shí)間上重疊。同時(shí),父本花粉是否充足是決定第二代種子數(shù)量與品質(zhì)的關(guān)鍵。雙親的花期在生長(zhǎng)過(guò)程中容易受到人為因素、自身因素、外界環(huán)境因素的直接作用或相互作用,可能造成花期不遇。要依靠選育者通過(guò)種植經(jīng)驗(yàn)確定父本、母本播種時(shí)間,掌握具體的時(shí)期差別。觀察植株的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài),并對(duì)花期進(jìn)行預(yù)測(cè),使二者花期相遇。如果出現(xiàn)問(wèn)題,則采取合理的干預(yù)措施,實(shí)施花期控制[14]。
4.2.2 提高種子發(fā)芽率
1)立地條件。選擇合適的制種田,應(yīng)充分考慮立地條件、光熱條件和生產(chǎn)要求,包括地形平整、土壤肥沃、灌溉條件、交通便利、積溫條件等方面。對(duì)于制種田,要保證氣候溫度條件良好,播種時(shí)才能提早成熟、安全脫水、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。制種田年度積溫在300 ℃以上為宜,但不應(yīng)過(guò)高,以減少制種田出現(xiàn)早衰的機(jī)會(huì)。初霜時(shí)間正好為制種田種子成熟期的10 d 后為適宜。種植方法的運(yùn)用以“促早熟、獲高產(chǎn)”為宗旨,輔以各種科技手段,配合合理密植、施肥、灌溉、防治病蟲(chóng)害等管理措施。
2)科學(xué)種植。生產(chǎn)質(zhì)量主要是由穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重決定。雖然改善任意一個(gè)變量都可以提高產(chǎn)量,但三者之間往往相互對(duì)立,難以同時(shí)實(shí)現(xiàn),因此使穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的乘積到達(dá)高值可以達(dá)到較滿意的生產(chǎn)要求。一方面,要合理密植,最佳種植密度可以通過(guò)計(jì)算得出,還可以通過(guò)密度換算表進(jìn)行換算。如果當(dāng)?shù)貨](méi)有適用的直接計(jì)算方式,可根據(jù)密度試驗(yàn)確定。另一方面,要優(yōu)化群體整齊度,其受田間管理、種子質(zhì)量等因素的影響較大。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo),建議提升親本純度,精選種子,分級(jí)播種,并在合適的溫度和土壤墑情條件下播種,保證深淺一致,一次播全,群體植株苗將表現(xiàn)出苗齊、苗勻、苗壯的形狀。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),著眼于種子的純度、凈度、含水率和發(fā)芽率對(duì)高產(chǎn)玉米生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研究是現(xiàn)階段較主流的途徑。上述圍繞4 個(gè)方面論述的生產(chǎn)措施經(jīng)過(guò)在東北地區(qū)進(jìn)行的田間試驗(yàn),結(jié)果表明成效較好。對(duì)種子的千粒重、容重進(jìn)行研究也是值得繼續(xù)探索的方向,從種子的色澤、成熟度、飽滿度等定性標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行研究可能存在難度,值得繼續(xù)探索。