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套袋授粉那些事

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管理员 发表于 2022-12-11 08:54:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
原创 CrazyMaize 智种网NOVOSEED   作者 | 见文末

      一 、书上说的

      雄穗套大袋(14×25),雌穗套小袋(11×18或11×20),先套小袋,后套大袋,大袋用曲别针卡住,小袋用大头针扎住。在海南农民工套袋,“钉钉”“圈圈”分不清,常常扎破手。果穗甩出一定长度,吐丝以前套小袋,3-5 天后检查,花丝长到 3-5cm,套大袋,准备第二天授粉。授粉有严格的操作规程:雄穗弯过头来,硫酸纸袋向下,用力拍打,尽可能多的采集花粉,使花粉流到袋子底部,把大袋折成 45° 角,让花丝顺着硫酸纸袋也流出来,均匀洒在花丝上,为了增强授粉效果,可用剪刀剪去花丝,或用手揪一下花丝,授粉完成,再套上小袋,扎上大头针。在茎秆上或苞叶上,或硫酸纸袋上,打上“⨂”标记,这才完成了授粉的第一步。隔 1-2 天,检查一遍,若花丝停止生长,说明已经授上粉,若花丝鲜艳或继续生长,授第二遍粉,至多授三遍粉。

      晚上往软木上或往泡沫塑料上扎大头针,说明第二天要套袋了。曲别针可以装在大褂里,大头针扎在软木或泡沫塑料上,用绳子系上,挂在脖子里,方便操作。

      教科书上这么写,教授这么讲,助教这么教,学生这么干,传统育种,师傅授徒式传授,一代一代传了下来。

      严格按这种操作规程操作,1 人 1 天最多能套 400 个小袋,大袋就不好说了,视第二天需要授粉的果穗而定。人工授粉一天超不过 300 个果穗。

      杂交或测交多了两个程序,采粉和做标记。一般两人配合,一人授粉,一人做标记,授粉和采粉是一个人。兆义种业有几个快手,采粉、授粉、做标记一人完成。授完粉,嘴叼住袋,做标记或挂标签。

      中国农业大学王守才教授说,选系难在对后代的处理上,裂变式增长,干不过来,按照传统授粉方法,一个干了多年的熟练技术人员,一天无论套袋还是授粉,完不成 500 个,1 亩地种 5000 株,20 天才能干完,玉米花期 6 天,从理论上计算,一个人一天只能干 0.3 亩地,雇人干,有熟练的过程,不会超过技术人员速度。

      2015 年,白光红老师打电话,让我们过去帮忙,从山脚村到官村开车 40 分钟车程。新疆农大农学院的段雅洁同学(后来成了段雅洁博士)正在我们那里实习,带上段雅洁和河北农大同学一同过去、帮白老师套袋授粉。

      白老师每人发了 100 个袋,说了说动作要领和注意事项,让同学们套去。“你是不是没袋了?没袋了到我们那里拉一包。”“有啊!一上午套一扳(100 个)就差不多了,早干早散。”白老师说。笔者一下子就明白了,“开车回家拉一包吧,哪个学生一上午也得套七八百。”

      张铭堂教授认为,优良基因重组只有百万分之一的概率,5000 株/亩,6 个世代,优良目标基因出现,需要 200 亩,每个世代种 33.33 亩,育种家不是平均用力,每一世代种植密度和面积并不相同,如果 S1,S2,S5,S6 共 100 亩,S3,S4 至少种 100 亩,S3-S4 剧烈分离世代,让优良基因和不良基因充分表现,1 代 50 亩,按传统套袋授粉模式,每个人只能管 0.5 亩地,高峰期 100 个人才能完成套袋授粉任务,到哪里集中这么多人,根本不可能完成任务。

      教科书,专家集体智慧的结晶,体现了一个时代农业科技的的发展水平,但教科书做为通编教材,四平八稳,科技日新月异,教科书往往滞后,小崔(崔永元)说:“(大学)清清楚楚进来,糊里糊涂出来”话虽尖刻,不无寓意。

      新龟兔赛跑,观众呼喊乌龟加油,乌龟说:“不用加油,兔子一会就睡觉了。”兔子没有睡觉,一路冲了过去。孟子说:“尽信《书》,则不如无《书》。”

      多年以前,笔者碰上了住商肥料公司老板,说起农民种玉米粗放管理,一炮轰,不再追肥,问他们能否造出延长肥效的复合肥,老板谦恭有礼,感谢垂询,并说我们正在研发。“生产上的难题就是我们的研发课题。”住商缓释肥的问世,大受欢迎,迅速推广,住商肥大赚特赚,我们的教科书上还在讲平衡施肥,分次施肥,笔者问过不止一个大学教授,为何不讲住商肥,回答千篇一律:“不能脱离教学大纲”住商肥肥效到底多长,一炮轰为何能让农民普遍接受,一家一户不在乎,种田大户也是施足底肥,不再追肥,说明产量水平差不多,最起码搞土肥和农学的教授应研究这种现象,给出明确答复,教材与生产实践严重脱节,对生产实践视而不见,你可以说“一炮轰”不合理,但应面对现实。

      河北久恩农业有限公司董事长王久恩说:“欧美、日本、以色列大多用复混肥,中国大量用复合肥。”复混,复合,一字之差,一个是物理作用,一个是化学反应,成本和价格差距就大了,我们为什么不用复混肥?配方施肥既节约成本,又被作物合理吸收,不造成浪费,不污染环境。

      二、 五花八门的套袋授粉

      现在严格按教科书上操作规程套袋授粉的单位越来越少了,某些科研单位不敢突破,大专院校出于教学目的还在沿用传统方法。

      山东省农科院玉米所刘志先老师在先锋进修了一年,我问他一天能套多少袋,他说6000 个,大吃一惊!我当时一天能套 3000 个,已经很多了。下袋必须要套,上袋很少套了,做自交更是如此,做测交或小量制种有套上袋。做标记各式各样,有用红、黄、蓝、白不同颜色纸袋来区别的,也有用铅笔打标记的,还有揪叶片的,有用叶脉支撑纸袋,有用塑料绳和橡皮筋来系纸袋的,无论用哪种方法,都是为了提高授粉速度。

      用叶环卡住纸袋,省工省力省事,便于操作,许多单位通过破坏棒三叶来套下袋,笔者不解,可能是习惯使然。套下袋,大家用硫酸纸袋,也有用超薄塑料袋,降低成本,速度不会太快。为了提高效率,大部分单位只用一次,有重复使用硫酸纸袋的。莱州翟艳菊邓淑丽等果穗膨大后,再去摘袋,整整齐齐叠在一起,撑紧装进编织袋里,下代还用,1 个硫酸纸袋可用 5-6 代,直到用坏为止。新袋当然好用,旧袋柔软边口发毛,不好卡住。莱州这些技术人员都有 20 年的套袋授粉史,熟而又熟,育种游击队,为了节约科研投入,处处精打细算。

      但组织管理模式可分为二类:一类自己干,不雇人,量力而行,有多少技术力量种多少地。育种单位以 3-5 亩居多,考虑到授粉压力,各站之间可以相互帮忙。有的单位科研人员不参与套袋授粉,以雇人为主,划区,分配任务,提供纸袋等授粉用具,检查质量,计算进度。王建华老师在梅东搞育种时,发现河北一家市级科研单位,海南农妇在地里套袋,两个技术人员在地头玩手机,他感到很奇怪!“真有来头(意思),哪有这么干的?”这样的单位不在少数。

      不论哪种模式,不论大单位,小单位,还是个体户,一般材料田控制在 10 亩地以内,人均 500 个袋(套袋授粉),10 天 1 亩地,一个人管一亩地。大单位以站为选育单位,1 个站 3-5 个人,人为设限,形不成合力。育繁推一体化的种业企业科研规模未必就大,不是资金问题,而是对育种的理解、掌握和把控问题,“干不了”,“干不过来”,“忙不过来”,“太多了”是育种人挂在嘴边上的话。

      华良种业薛光辉老师年配杂交组合不超过 500 个,材料田从来不超过 2 亩地,精准制导,也能出品种。这同 DH 院长的‘放水捉鱼’育种理念如出一辙。半亩地可搞出掖 107(掖单 2 号)是院长的杰作!经验育种,也叫灵感育种,代表了一个时代的育种理念。炼就火眼金睛,凭直觉就能把不良性状淘汰掉。不良性状淘汰掉,优良性状凸显出来,优良性状大多为显性性状。

      这种育种理论是建立在优系×优系=更优系的基础上的,否则便很难实施,6WC ×郑 58,其二环优于 6WC、郑 58。遗传理论是复杂的,这里有遗传距离,好基因个数,融合等一系列理论问题。

      金博士种业吴春来、李素荣、吕晓静等人适度规模,边走边看,增加优良基因重组几率。

      组材,后代处理,群体规模,测配,入选,决选,定型,成为自交系,这一切都离不开自交,离不开套袋授粉这一最根本的技术。笔者曾写过‘玉米的遗传与测配’一文,进行过探讨。育种在不断调整思路,有一些新的想法,与同行分享。

      全套还是有选择地套袋

      常规育种,以目前的技术水平,大家都在全套,中后期入选和决选。大单位,资金雄厚,技术人员多,有了分工,站长(专家)决选,技术人员负责套袋授粉,实际干活的是农民工。有些农民工一年两代,在一个单位干了 10 年以上,成为‘职业杀手’,比大学毕业的技术人员手还快。站长(专家)决选,设计方案,技术人员负责实施,划区,分工,分发套袋授粉用具,检查验收,农民工负责操作。烟台市科委鞠万顺老师把这种模式称为‘生产队长管理水平’—派活与干活。有钱,有人,但群体不敢放大,因为专家就一个,看不过来。山西运城种子站赵福兴站长讲‘脑到—腿到—眼到—手到’,收获时间压缩在短短十来天,做到‘四到’,站长(专家)必须有丰富的经验,旺盛的体力,高涨的激情,充足的干劲。

      ‘淘汰不良穗行,从优良穗行中选择优良单株’—优中选优,《玉米栽培学》上讲的,选择的关键在于淘汰!扩大群体,瞅准空子下死手。一个株系表现优异,全种,海选。套袋时就有选择地去套,大大减轻后期决选压力。有专家不赞成,套袋时玉米主要性状还未表现,神仙也不知道套什么不套什么。这些人没读过张铭堂教授的‘28 个相关性’或者是读了没有读懂。茎秆细穗轴就细,节间长果穗就长,都可以一一验证。金来种业崔汉良董事长一直关注这个问题。笔者对崔总讲,我不能教给学套什么,但我可以告诉他不套什么,崔总总结了八不套:

      ①次生根出得晚不套;

      ②倒伏的不套;

      ③茎秆粗,节间短的不套;

      ④弱小株不套;

      ⑤分枝超过8条的不套;

      ⑥病害来得早的不套;

      ⑦穗位起伏大的不套;

      ⑧雌雄不协调的不套。

      我们坚持用学生,不用熟练农民工。“八不套”,学生能领悟,用农民工只能100% 全套,没有任何办法,把学生当纯劳动力,他们会反感,讲道理,提高技术含量,他们会感兴趣。无论套袋还是授粉,一个学生一天可干 2000 个,250 个/小时,100 亩材料田,20 天的花期,一天平均 5 亩地,5×5000 = 25000个,13 个学生可以干过来,100 亩材料田,25—30 个学生,自交、测交、小制种、组材,可搞定。

      入选、决选考验一个育种家的目光、决心和气魄。有的材料整体淘汰,不再往下走;有的基础材料 90% 淘汰。有的材料开足马力打歼灭战。

      三 、异地选拔的意义

      张世煌教授大声疾呼:异地选拔。异地选拔,不难理解,不难实施,难在人心上。亿元公司财大气粗,每年几千万的育种经费,可以建测试站,但资源共享,异地选拔,成果共享,一直做不到,难在‘人心’!科研成果是有排它性的,出一个大品种,算哪个站的?

      我们进行了一些有益的探讨,但缺乏深入的研究,只能介绍一些粗浅的感受。

      (一)适应性

      在云南元谋,当地农民 4:30—11:30 下地干活,下午休息。下午高温达 40—45℃。笔者在元谋一个多月,不用毛巾,洗完手脸,随后就干,真正的高温干旱。这种环境可以把耐高温干旱的基因筛选出来。

      在广西武鸣县,老天一天几变脸,来一片云彩就下雨,雨急雨猛,撒腿往驻地跑,还未跑回来,天又晴了。适应了,雨来了,停一停,天晴了,照样套袋授粉。蹚水在地里授粉是常事。我们拥有的耐低温寡照自交系得益于这样的环境。

      河北省高邑县是典型的内陆气候,7、8 二个月桑拿天,高温高湿,空气湿度>60% 是常事,地表温度常常大于 40℃,玉米地温度更高,进地以前,先喝藿香正气水,进地 20 分钟,不用干活,站 20 分钟,衣服能拧出水来。农民工,60 岁以下没人下地,60 岁以上,晕倒一个怎么办?在玉米地里,第一感觉是透不过气来,只有不断补充水分,才能顶住。中暑年年发生,有时一天几个学生中暑。河北中南部选出的自交系不存在结实不良问题。

      莱州—高邑—昌吉一份基础材料,三地同时选育,昌吉早,高邑中,莱州晚。莱州—抗锈、抗青枯、抗大斑,高邑—高抗青枯、抗褐斑,昌吉—不抗病。三地都能选出高抗倒伏的自交系。

      笔者的感受是:同一份材料,基因型改变不了,通过环境差异,造成遗传多样性,基因向二边拉,便于选择和淘汰,能否打破不良基因的连续,需要专家进行研究。优良基因的聚合,可以增加概率。

      (二)减轻选拔(套袋授粉)压力

      一地选拔,S3 代就能适应,多点选拔,环境差异大,能大量淘汰不良基因。“创造不良环境,杀掉它!”(张世煌)在一个地方选拔,怎么创造不良环境。我们做不了老天爷的主,让他刮风他刮风,让他下雨他下雨。除了加密,没有任何办法。

      南北东西,5 个地方选拔,5 地同时入选,株行(系)肯定比一地入选的具有更好的综合抗性和广适性。

      现在各公司都在强调规避风险,不出事,农户不找麻烦,品种就是好品种。先从自交系上把关,多地选拔出来的自交系所配组合在一地种植,大大降低推广风险。

      (三)打时间差

      河北高邑一带,播期花期高度集中,6 月 15 号— 6 月 23 号播种,8 月 10 号— 8 月 31 号授粉。早播,小麦收不了;晚播,成熟有问题。一过 8 月底,不再授粉,成熟有问题。20 天花期,3—5 人的科研团队,能调来学生,想扩大规模,难度极大。可以通过异地选拔,打时间差,来放大群体,增加优良基因碰撞频率。

      甘肃张掖—吉林公主岭—黑龙江双城—河北高邑。笔者团队一共 6 人进行尝试,4个地方,先后播种,依次授粉,既放大了群体,又观测了同一株系在不同地区的表现,还能相互比对,优中选优。

      (四)降低风险

      河北育种队伍,分种子时都留备份,预防全军覆灭。风、涝灾害经常发生,在整个8 月份,下个十天八天雨是常有的事。2013 年授粉期间,连续 8 天下雨,根本授不上粉,挑出备份,提前去海南,想大干一场,又遇上了强台风,大量宝贵材料彻底消失。

      异地选拔,“东方不亮西方亮,黑了南方有北方。”科研材料能保留下来。

      (五)经验与探讨

      常听育种家说,下午套袋,上午授粉,有些论文也介绍,上午花粉量大,刚散的新鲜花粉,授粉效果好。在河北夏播区,9:30 露水还很大,10:00 能采到花粉就不错了,大量授粉集中在下午。3:00—3:30 以前太热,进不了地,4:00—6:30 是集中授粉期。今年在榆林金日种业实际操作,一下子明白了怎么回事。上午 6:30 可以授粉,没有露水,一个上午自交杂交均可进行,花粉量大。一过下午3:00,起风了,几乎天天下午刮风,下午采粉困难。陈章经理带领育种团队,早晨7:00 下地,干到 14:00,下午就休息了。

      刘毅老师在昌吉,下午 6:00 下地,干到 10:00 结束。气候条件决定各育种单位的授粉习惯,“一方水土养一方人。”在乌兰浩特,兴丰种业陈志远团队全天候都可以授粉。

      我们有个自交系 H6,来自加拿大曼尼托巴,在河北早熟,在黑龙江中早熟,到了吉林公主岭中熟,到了张掖晚熟。一个品种育成以后先在甘肃、新疆小量制种,计算花期。制种产量决定制种成本,制种成本决定利润空间。没有异地选拔,我们不可能知道H6的生育特点。为什么?不知道!在异地选拔过程中,我们还有许多有益的发现,不再一一介绍。

      四 、理论为实践服务

      金海种业原董事长邓茂锦说:“一个雄穗有 300 万花粉分子,花粉分子靠风力可传播 2.5 公里。”制种田,空间隔离至少 1 公里,自交系扩繁一般要求 2.5 公里,有理论依据。去地里走一圈,皮肤过敏的人身上发痒或起小红点,说明空气中弥漫着花粉。

      玉米材料田不套上袋,无论自交还是测交,后代纯度很高,至今从理论上解释不清。笔者推测是刚采到的花粉,花粉量大,生命力强,游动速度快。以笔者观察,不套上袋,杂株率在千分之二,后代5000株/亩,杂株率<10株。也有假杂种,整个穗行淘汰,那是授粉的手法问题。

      郭庆辰

      何欢

      王有亮(河南儒耕农业科技有限公司)

      李元新 郑通明(河北省种业集团公司)

      郝敬爽(邢台市农业科学院)
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