覃 祥 瞿瑜瓏
(1.上海市崇明區(qū)港西鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣服務(wù)中心,上海 崇明 202154;2.上海市崇明區(qū)豎新鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣服務(wù)中心,上海 崇明 202179)
傳統(tǒng)的松花菜留種方式主要有大株留種、中株留種和小株留種3種方式。大株留種的優(yōu)點是純度好,缺點是植株病害重,管理難度大,種子產(chǎn)量低[1-2];中株留種和小株留種的優(yōu)點是植株抗病性強、產(chǎn)量高,缺點是由于播種時間晚,后代種子純度較低[3-4]。上海崇明地區(qū)冬季氣溫較低,松花菜制種生產(chǎn)中容易出現(xiàn)開花不結(jié)籽或結(jié)籽少等問題,為此我們于2019—2020年開展了松花菜再生植株培育及留種技術(shù)研究,現(xiàn)將初步研究成果介紹如下。
為篩選出再生能力較強的松花菜種質(zhì)材料,我們先后引進73個生育期小于80 d的早熟和中熟松花菜品種開展了植株再生能力比較試驗。各參試種質(zhì)材料采用穴盤育苗,7月10~15日播種,苗齡30 d,每份材料種植20株,不設(shè)重復(fù)。栽培管理措施按常規(guī),及時澆水施肥,保持土壤見干見濕;適當疏芽,及時清理植株基部老葉、病葉;花球符合商品球要求大小后及時采收,采收時保留花球下部葉片。翌年3月下旬4月初,對各參試種質(zhì)材料的再生能力和花朵的花粉性狀進行綜合考查和評估。選用植株再生能力強、花朵肥大、雌蕊花柱長而粗壯、雄蕊花藥豐厚、無畸形花朵的植株,淘汰再生能力差、花朵發(fā)育不全、雌蕊或雄蕊畸形、花粉粒少的單株。
經(jīng)考查和評估,符合育種目標性狀的種質(zhì)材料有6份,分別為HUA50、HUB55、HUA60、HUC65、HUE70、HUD80。6個種質(zhì)材料的生育期為50~80 d、再生率達100%、花朵發(fā)育全、雌蕊、雄蕊生長正常(無畸形)、花朵肥大、花粉足、花藥豐厚、純度高、再生能力強、綜合性狀優(yōu)良,適宜作為再生培育的松花菜品種。其中HUA50的主要性狀表現(xiàn)為株高58 cm,開展度78 cm,最大葉長65 cm、寬28 cm,外葉長橢圓形,葉綠色,蠟粉中等;花球白色,最大直徑21 cm、高14 cm,單球質(zhì)量0.8~1.2 kg;花粒為小米粒,球面白,花梗青,球體松散均勻;7月上旬播種,10月上中旬收獲,定植到采收需50 d左右。
參試松花菜種質(zhì)材料有HUA50、HUB55、HUA60(生育期50~60 d,早熟品種),HUC65、HUE70、HUD80(生育期70~80 d,中熟品種)。試驗設(shè)4個定植期處理,分別為2019年8月5日、8月15日、8月25日和9月5日,每個處理3次重復(fù)。幼苗長有4~5片真葉時定植,每個品種為1個小區(qū),小區(qū)面積15 m2,每小區(qū)種植40株,株距50 cm,田間管理措施按常規(guī)?;ㄇ虺墒鞎r按常規(guī)采收,采收時保留根基部葉片。花球采收后適當澆水,記錄割球后不定芽抽出所需天數(shù),并觀察根基部不定芽的抽出情況,統(tǒng)計不定芽的抽出率。不定芽抽出所需天數(shù)為花球采收后到第1棵植株長出不定芽的天數(shù)。
不同定植期對松花菜不定芽抽出所需天數(shù)及抽出率的影響見表1。
表1 不同定植期對松花菜不定芽抽出所需天數(shù)及抽出率的影響
由表1可知,定植越早,各參試松花菜種質(zhì)材料的不定芽抽出所需天數(shù)越少。其中8月5日定植處理和8月15日定植處理,早熟品種HUA50、HUA55、HUA60不定芽抽出需9 d,中熟品種HUA65、HUA70、HUA80不定芽抽出需11~13 d;9月5日定植處理,各參試松花菜種質(zhì)材料再生植株需13~22 d抽生新芽。此外,整體上看,定植越早,松花菜植株再生率越高,其中8月5日處理和8月15日定植處理,各參試松花菜種質(zhì)材料不定芽抽生率均為100%。
參試松花菜種質(zhì)材料有HUA50、HUB55、HUA60、HUC65、HUE70、HUD80。2019年7月15日播種,8月15日幼苗長有4~5片真葉時移栽。移栽前每667 m2施45%三元復(fù)合肥40 kg作基肥,翻耕后開溝筑畦,畦寬(連溝)140 cm,每畦栽2行,HUA50、HUB55、HUA60定植株距為53 cm,HUC65、HUE70、HUD80定植株距為55 cm,栽后每667 m2施尿素40 kg。田間管理措施按常規(guī)。HUA50于10月8日采收,10月25日采收結(jié)束;HUB55于10月13日開始采收,其他4個親本材料也隨即陸續(xù)開始采收,并最晚于11月30日采收結(jié)束。11月中旬氣溫下降前,覆蓋棚膜保溫。割球后清除莖基部老葉和病葉,適時澆水、施肥和通風,并觀察記載不定芽長出時間。2020年3月上旬,各參試松花菜種質(zhì)材料的再生植株陸續(xù)進入開花期,記錄其開花日期。
不同割球時間對松花菜再生植株開花時間的影響見表2。
由表2可知,隨著割球時間的推遲,松花菜再生植株的開花時間也相應(yīng)推遲,一般割球后139~148 d再生植株開始開花。再生植株能從根基部陸續(xù)長出不定芽,花期較長,可達60 d以上。但隨著全球氣候逐漸變暖的趨勢,近年來崇明地區(qū)4月中下旬氣溫回升較快,最高氣溫超過25℃的天氣常有出現(xiàn),嚴重影響了花粉活力和雜交種子的產(chǎn)量。因此,采用再生株進行雜交制種時,再生株的割球時間宜在11月15日前。
表2 不同割球時間對松花菜再生植株開花時間的影響
4.1.1 材料與方法
參試材料為HUA50、HUB55、HUA60、HUC65、HUE70和HUD80。試驗設(shè)5個處理,即割球后分別在根莖基部留2片、4片、6片、8片和10片葉,以自然保留葉片數(shù)(一般為15片左右,多的達20片)為對照(ck)。各參試松花菜種質(zhì)材料于7月15日播種,8月15日移栽,定植行距70 cm、株距50 cm,每個處理栽50株。日常管理措施按常規(guī),花球成熟后及時采收,并按試驗設(shè)計保留根莖基部葉片。及時清除根莖基部的老葉和病葉,并觀察統(tǒng)計割球后植株的成活率和不定芽的萌發(fā)時間。
4.1.2 結(jié)果與分析
不同留葉數(shù)對松花菜再生植株不定芽萌發(fā)速度和發(fā)生率的影響見表3、表4。
表3 不同留葉數(shù)對松花菜再生植株不定芽萌發(fā)速度的影響
表4 不同留葉數(shù)對松花菜再生植株不定芽發(fā)生率的影響
由表3可知,各參試松花菜種質(zhì)材料的再生植株不定芽的萌發(fā)速度與根莖基部保留葉片數(shù)有一定關(guān)系,根莖基部留葉越多,不定芽萌發(fā)速度越慢。其中留2片葉處理和留4片葉處理,割球后7~9 d再生植株的根莖基部開始出現(xiàn)新芽,留15~20片葉(ck)處理割球后9~13 d開始出現(xiàn)新芽。相同的留葉數(shù)處理,生育期長的松花菜種質(zhì)材料新芽出現(xiàn)的時間晚于生育期短的,這可能是生育期長的松花菜種質(zhì)材料割球時溫度相對較低,新芽萌發(fā)速度較慢的原因。
割球后10 d、20 d和30 d,我們調(diào)查了UHA60各留葉數(shù)處理再生植株不定芽的發(fā)生率。
由表4可知,留2~6片葉處理,割球后20 d再生植株的不定芽發(fā)生率可達90%以上;割球后30 d,除留葉15~20片(ck)處理外,其余處理不定芽的發(fā)生率達100%。
由此可見,割球后松花菜的再生植株留葉數(shù)越少,其不定芽抽生的速度越快,但留葉過少易造成死棵(經(jīng)調(diào)查翌年2月死棵率達6%)。因此,割球后留4~6片葉最佳。
4.2.1 材料與方法
供試材料為UHA60,花球收割后,在根莖基部保留8片健壯葉,去除老葉和病葉。試驗設(shè)4個處理,即葉片保留長度分別為10 cm、20 cm、30 cm、40 cm,以不切割葉片為對照(ck)。7月15日播種,秧苗長有4~5片真葉時移栽,花球收割后10 d和20 d分別調(diào)查再生植株不定芽發(fā)生率,開花前調(diào)查割球植株的成活率。
4.2.2 結(jié)果與分析
不同留葉長度對松花菜不定芽發(fā)生率的影響見表5。
表5 不同留葉長度對松花菜不定芽發(fā)生率的影響
由表5可知,割球后10 d,留葉長度10 cm處理和20 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率為20%,留葉長度30 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率為18%,留葉長度40 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率為16%;常規(guī)不切割處理(ck)松花菜的不定芽發(fā)生率為4%;割球后20 d,各處理松花菜的不定芽發(fā)生率較10 d前有明顯提高,留葉長度10 cm、20 cm、30 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率達100%,留葉長度40 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率為94%,常規(guī)不切割葉片處理(ck)松花菜的不定芽發(fā)生率僅為66%。
田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),雖然各處理中留葉長度10 cm處理松花菜的不定芽發(fā)生率較高,但從生長中期(開花前)開始松花菜出現(xiàn)死棵現(xiàn)象,死棵率高達18%,而其他處理未出現(xiàn)死棵現(xiàn)象,因此留葉長度以20~40 cm為佳。
4.3.1 材料與方法
試驗材料為HUD80,7月15日播種,8月15日移栽,10月31日采收。采收后及時清理根基部的老葉和病葉,每株留10片健壯葉。根據(jù)澆水間隔天數(shù)試驗設(shè)3個處理,澆水間隔時間分別為花球采收后5 d、10 d和15 d,以不施肥澆水為對照(ck),每個處理重復(fù)3次,每個小區(qū)種植30株。其間結(jié)合澆水追肥2次,每次每株施尿素10 g、兌水600 mL。觀察不定芽的生長速度和初花開放時間。
4.3.2 結(jié)果與分析
不同澆水施肥間隔時間對松花菜再生植株不定芽發(fā)生和花期的影響見表6。
表6 不同澆水施肥間隔時間對松花菜再生植株不定芽發(fā)生和花期的影響
由表6可知,澆水施肥間隔5 d處理,花球采收后7 d即長出不定芽,松花菜不定芽的生長速度明顯快于其他處理,開花時間也較早,初花期較澆水施肥間隔10 d處理提早5 d、較澆水施肥間隔15 d處理提早9 d、較不澆水施肥處理(ck)提早19 d。田間觀察發(fā)現(xiàn),澆水施肥間隔5 d處理和澆水施肥間隔10 d處理,松花菜花朵肥大,花粉粒足,明顯優(yōu)于澆水施肥間隔15 d處理和不澆水施肥處理(ck)。
5.1.1 試驗材料
父本為HUA50(由上海崇明花菜研發(fā)中心經(jīng)多年自交純化而得),株高58 cm,開展度78 cm,最大葉長65 cm、寬28 cm,外葉長橢圓形,葉綠色、蠟粉中等,花球白色,最大直徑21 cm、高14 cm,單球質(zhì)量0.8~1.2 kg;花粒為小米粒,球面白,花梗青,球體松散均勻,園藝性狀穩(wěn)定;母本為CMSHUD130,經(jīng)連續(xù)6年不育性狀轉(zhuǎn)育篩選出的不育性狀穩(wěn)定、不育度徹底、完全無花粉的細胞質(zhì)雄性不育系。
5.1.2 試驗方法
我們連續(xù)2年開展了再生植株雜交制種試驗。試驗設(shè)再生植株和傳統(tǒng)小株2個處理。父本HUA50于7月10日播種,采用再生技術(shù)培育;傳統(tǒng)小株分別于9月25日和10月6日播種(分2批播種,以確?;ㄆ谙嘤觯D副綜MSHUD130于7月15日播種,幼苗4~5片葉時移栽,按常規(guī)措施管理。10月上中旬,父本花球成熟時及時采收,采收后及時清理下部老葉和病葉,并保留6~8張健壯葉片,每張葉片保留長度30 cm;采收后及時澆水,以后每5~7 d澆水1次,保持根部土壤濕潤,并結(jié)合澆水施少量氮肥1~2次,同時做好病蟲害防治。開花前1~3 d密閉大棚、投放蜜蜂。觀察記載父本的初花期、盛花期和終花期,采種前測產(chǎn)。
5.2.1 再生植株和小株作父本對松花菜花期的影響
再生植株和小株作父本對松花菜花期的影響見表7。
表7 再生植株和小株作父本對松花菜花期的影響
由表7可知,再生植株作父本,松花菜于3月8~10日進入初花期,花期可達60 d以上;傳統(tǒng)小株作父本,松花菜花期較短,9月25日播種的花期為18~19 d,10月6日播種的花期為15~16 d。母本于3月底進入初花期,4月26~27日進入終花期,花期28 d左右。由此可見,小株作父本的松花菜花期短,縮短了母本的授粉時間,影響母株的結(jié)莢數(shù);再生植株作父本的松花菜花期長,延長了母本的授粉時間,雜交種子產(chǎn)量高。
5.2.2 再生植株和小株作父本對母本結(jié)莢數(shù)和結(jié)籽率的影響
種子收獲前,隨機選10株調(diào)查再生植株和小株作父本雜交制種田塊松花菜的單株結(jié)莢數(shù)、結(jié)籽率和單莢粒數(shù),計算單株籽粒理論產(chǎn)量。再生植株和小株作父本對母本結(jié)莢數(shù)和結(jié)籽率的影響見表8。
表8 再生植株和小株作父本對母本結(jié)莢數(shù)和結(jié)籽率的影響
由表8可知,采用小株作父本,母本的單株結(jié)莢數(shù)為863個,結(jié)籽率為71.4%,平均單莢結(jié)籽7.8粒,單株籽粒理論產(chǎn)量22.44 g;再生植株作父本,母本的單株結(jié)莢數(shù)為1085個,結(jié)籽率為86.7%,平均單莢結(jié)籽7.4粒,單株籽粒理論產(chǎn)量26.76 g。采用再生植株作父本較小株作父本松花菜平均增產(chǎn)19.25%??梢姡捎迷偕仓曜鞲副具M行雜交制種,有利于提高母本的結(jié)籽率和單株結(jié)莢數(shù),能明顯提高雜交種子的產(chǎn)量。
本研究篩選出6個符合育種目標的松花菜品種,并以其作為試驗材料開展了再生植株培育技術(shù)研究。試驗結(jié)果表明,再生植株主要適合早中熟松花菜品種(生育期小于80 d)的提純和雜交制種。早熟松花菜品種生育期短,正常播期內(nèi)下種能充分展示其品種特性,但開花時正值冬季低溫寒冷時期,花朵雄蕊矮縮,不產(chǎn)生花粉,造成植株只開花不結(jié)籽。建議早熟品種可適當提早播種,利用再生植株解決小株留種種子純度較低的問題,但需注意以下問題。(1)采用再生植株對品種進行提純或作父本進行雜交制種,播種期應(yīng)適當提早,建議生育期70~80 d的中熟品種宜在7月15日前播種、生育期50~60 d的早熟品種宜在7月25日前播種。(2)花球采收后要及時清理根莖基部的老葉和病葉,并保留4~8張健壯葉片,早熟品種保留8張葉片、中熟品種保留4~5張健壯葉片。(3)對保留的葉片要及時做好切割,留存長度以30 cm左右為宜。(4)花球采收后,在傷口處用石灰水消毒,并及時澆水,結(jié)合澆水增施少量尿素。澆水施肥間隔時間為7~10 d,具體視天氣情況而定,保持植株根部土壤見干見濕。(5)適時蓋棚保溫。一般于11月上中旬大棚蓋膜,蓋膜后加強通風,最低氣溫在0℃以上時夜間不閉棚,同時及時做好病蟲害的防治工作。