人工模擬降雨對油菜化學(xué)雜交劑SX—1使用效果影響的研究

曹永紅 任軍榮 張智

摘要 采用人工模擬中雨的方式研究了降雨對化學(xué)雜交劑SX-1使用效果的影響。結(jié)果表明，化學(xué)雜交劑SX-1噴施后人工模擬中雨時間越近，化殺劑殺雄效果越差，表現(xiàn)在不育率降低、不育性持續(xù)時間變短；化殺劑SX-1噴施后8 h降中雨對藥效影響不大。同時，化學(xué)雜交劑SX-1對油菜的生長發(fā)育有一定的抑制作用，降雨時間距噴施化殺劑的時間越短，其抑制作用越小。

關(guān)鍵詞 油菜；雜種優(yōu)勢；人工模擬；化學(xué)雜交劑；SX-1

中圖分類號 S634.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）09-0033-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.09.010

Abstract The effect of rainfall on the use of chemical hybridizer SX1 was studied by means of simulated moderate rainfall. The results showed that the shorter the simulated moderate rain time after spraying chemical hybridizing agent SX1， the worse the effect of chemical pesticides on male sterility， the lower the sterility rate and the shorter the duration of sterility. Simulated moderate rain after spraying chemical pesticides 8 hours had no significant effect on the efficacy of chemical pesticide SX1. At the same time， the chemical hybridizing agent SX1 inhibited the growth and development of rapeseed. The shorter the time between rainfall and spraying chemical pesticides， the smaller the effect of inhibition.

Key words Rapeseed；Heterosis；Artificial simulation；Chemical hybridizing agent；SX1

利用雜種優(yōu)勢是提高油菜產(chǎn)量、含油量最顯著的途徑之一。大量研究表明，油菜具有明顯的雜種優(yōu)勢[1-2]。一類能夠誘導(dǎo)植物雄配子敗育的化學(xué)物質(zhì)，被稱為化學(xué)雜交劑（Chemical Hybridizing Agent，簡稱CHA），也稱化學(xué)殺雄劑。與其他雜種優(yōu)勢利用方法相比，利用化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)雄性不育具有方法簡單易行、組合選配自由、親本選擇范圍廣、不受胞質(zhì)不良性狀影響、易于選育出配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)的強(qiáng)優(yōu)勢組合等優(yōu)點(diǎn)[3-5]。近年來，利用化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)油菜生理型雄性不育在油菜育種和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

目前，國內(nèi)外公開報道并應(yīng)用于油菜育種實(shí)踐的化學(xué)雜交劑主要有：KMS-1、殺雄劑2號、SX-1、WP、EXP、ESP、BHL、酰嘧磺隆[6]等，其中SX-1化學(xué)雜交劑是陜西省雜交油菜研究中心篩選和研制的新型高效化學(xué)雜交劑，2006年獲得國家發(fā)明專利，它在CMS制種中誘導(dǎo)雄性不育進(jìn)行母本初花期微粉控制，可提高種子純度5～10百分點(diǎn)。目前陜西省雜交油菜研究中心已通過化學(xué)雜交劑SX-1成功選育11個品種。

根據(jù)陜西省雜交油菜研究中心多年研究表明，其化學(xué)雜交劑SX-1最佳噴施量與時期分別為：春油菜區(qū)一般在6月份、冬油菜區(qū)在3月份；母本油菜薹高20～25㎝且主花序上最大花蕾長度為2 mm左右時進(jìn)行第一次噴藥（藥液濃度65 mg/kg）；第一次噴藥后10～12 d進(jìn)行第二次噴藥（藥液濃度7.5 mg/kg）。無論冬油菜區(qū)還是春油菜區(qū)，降雨在所難免。若噴藥后遇降雨，將直接影響到施用效果；如重復(fù)噴藥，不僅會造成制種成本上升，還有可能對油菜產(chǎn)生藥害，最終影響制種產(chǎn)量。相對于大雨、小雨，中雨的影響更大，研究更有意義。鑒于此，該研究在人工模擬降雨的條件下，設(shè)計了模擬降雨對化殺劑SX-1藥效的影響，旨在為生產(chǎn)實(shí)踐提供技術(shù)支撐和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用陜西省雜交油菜中心選育并于2014年通過國審的品種——秦油88母本YD2013A作為試驗(yàn)材料，化學(xué)雜交劑SX-1由陜西省雜交油菜研究中心提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 材料種植。試驗(yàn)每小區(qū)種3行，行長5 m，行距40 cm，小區(qū)面積6 m2，重復(fù)3次；2017年9月20日在中心試驗(yàn)田播種，留苗密度22.5萬株/hm2，苗情均勻一致。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計。試驗(yàn)采用人工模擬降雨方式進(jìn)行，化學(xué)雜交劑噴施后的不同間隔時間（T）模擬降雨，即分別設(shè)噴后0 h降雨（T0）、噴后2 h降雨（T1）、噴后4 h降雨（T2）、噴后6 h降雨（T3）、噴后8 h降雨（T4）5個處理。

降雨量參照國家氣象預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)：24 h內(nèi)，降雨量在10～24.9 mL為中雨。試驗(yàn)設(shè)置中雨，模擬降雨量為20 mm/24 h。實(shí)際噴水時按照中雨降雨量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)小區(qū)面積計算出每個降雨量級別0.5 h的降水量1 667 mL，采用噴霧器模擬自然降雨狀態(tài)人工噴施。各小區(qū)肥力均勻，其他管理同一般大田。

1.2.3 試驗(yàn)處理。在油菜長至到20～25 cm，且最大花蕾平均達(dá)到2.5 mm時（3月26日），噴施SX-1濃度為6.5 mg/kg，用量為525 kg/hm2。

1.2.4 試驗(yàn)調(diào)查。試驗(yàn)實(shí)施后，每6 d測量一次株高；育性調(diào)查從油菜開花時開始，每2 d進(jìn)行一次，直至終花。育性級別參照官春云等[7]和傅壽仲[8]分類標(biāo)準(zhǔn)上結(jié)合傅壽仲的細(xì)胞質(zhì)雄性不育分類標(biāo)準(zhǔn)，將化學(xué)殺雄的育性分為：①無粉型雄性不育（ms），雄蕊退化呈針狀或完全退化，花藥無花粉；②微少粉型半不育（pms），雄蕊退化呈三角形，位置低于雌蕊，3個以下花藥有微量或少量干粉；③多粉型可育（mf），雄蕊顯著伸長或接近于正常，3個以上花藥發(fā)育正常并有大量正常花粉。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨時期對化殺劑藥效的影響

不育率的高低是反映誘導(dǎo)雄性不育效果好壞的重要指標(biāo)[9]，雜交油菜生產(chǎn)要求，當(dāng)誘導(dǎo)油菜產(chǎn)生不小于95%的雄性不育率時則認(rèn)為該誘導(dǎo)油菜雄性不育徹底，達(dá)到雜交油菜制種的要求。由圖1可看出，化殺劑SX-1在噴施處理后10 d均出現(xiàn)育性變化，但不同時期降雨，其效果不同。例如到4月5日，剛噴完化學(xué)雜交劑立即下雨（T0）的不育率為11%，噴后每隔2 h再降雨（T1～T4）的不育率分別為20%、23%、15%和71%，后者較前者不育率提高0.82、1.09、0.36和5.45倍。再者，從不育持續(xù)的時間來看，處理T1至T4自4月7日開始即達(dá)到了全不育的效果，而T0則是到7月9日才開始出現(xiàn)全不育，且不產(chǎn)生藥害，植株自然授粉結(jié)實(shí)與對照沒有明顯的差異。

其次，根據(jù)課題組以往研究結(jié)果，化殺劑SX-1殺雄的效果持續(xù)時間有限，一般需噴施2次才能維持到油菜終花。由于該試驗(yàn)研究需要，化殺劑僅噴施1次，從4月23日觀察數(shù)據(jù)可知，各處理不育率開始下降，油菜育性由不育向可育轉(zhuǎn)變。4月23日，T0～T4不育率分別較4月21日下降62%、58%、44%、56%、23%，其中T0的降幅最大，T4降幅最小。

由此可以看出，噴完雜交劑SX-1后不同時間降中雨均可起到誘導(dǎo)不育的效果，只是油菜不育性持續(xù)的時間不同，噴完化殺劑后立即下中雨對不育率影響最大，且不育率下降的最快；噴完化學(xué)雜交劑后2～6 h降雨，對化殺劑的藥效也會產(chǎn)生一定的負(fù)面影響；而噴完化學(xué)雜交劑8 h后降雨，幾乎不影響其藥效。

2.2 化殺劑噴后不同降雨時期對油菜農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的影響

研究發(fā)現(xiàn)，無論何種化殺劑，在誘導(dǎo)油菜不育的同時，對油菜生長發(fā)育有一定的抑制[10]。該究發(fā)現(xiàn)：由于降雨對化殺劑藥效產(chǎn)生影響，從而影響油菜的生長發(fā)育。T0處理株高、分支部位、主花序長度、一次分枝數(shù)、一次角果數(shù)、主花序角果數(shù)、單株角果數(shù)、產(chǎn)量均高于其他處理。說明化殺劑在誘導(dǎo)油菜不育的同時對其生長發(fā)育有一定的抑制作用，但對產(chǎn)量影響不大；降雨在削弱藥效的同時，促進(jìn)了油菜的生長。

3 討論

化學(xué)誘導(dǎo)雄性不育技術(shù)因具有眾多優(yōu)點(diǎn)，備受油菜科研人員的關(guān)注。但由于其作為一種外來干預(yù)手段，在實(shí)際應(yīng)用中對自然氣候條件提出了新的要求，也為該技術(shù)的成功應(yīng)用提出了新的研究課題。

該研究表明，化學(xué)雜交劑SX-1噴施后人工模擬中雨處理發(fā)現(xiàn)，時間越近，化殺劑噴施的效果越差，表現(xiàn)在不育性不徹底，且持續(xù)的時間短。化殺劑SX-1噴施后8 h降中雨對藥效影響不大。從對油菜農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的影響來看，化殺劑SX-1對油菜的生長發(fā)育有一定的抑制作用，降雨時間距噴施化殺劑的時間越短，其抑制作用越小。評價化殺劑的效果，在保證不育率這一前提下，必須保證產(chǎn)量。若以嚴(yán)重降低不育株雜交結(jié)實(shí)性能來換取較高殺雄率的做法無法在實(shí) 際中應(yīng)用。研究表明，各處理油菜產(chǎn)量均在2 700 kg/hm2以上，說明利用化殺劑SX-1誘導(dǎo)雄性不育結(jié)實(shí)性是可行的，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

在實(shí)際的化殺劑噴施過程中，若天氣預(yù)報為大雨，化殺劑噴施計劃將取消，再者中雨對化殺劑噴施效果的影響大于小雨，因此該研究將中雨作為研究對象。由于人工模擬與自然條件下仍存在一定的差異，試驗(yàn)還需進(jìn)一步完善。自然氣象因素往往不是單一發(fā)生的，在以后的研究中還應(yīng)增加風(fēng)、溫度、濕度等氣象因子。可以預(yù)見，隨著科研工作的不斷深入，化學(xué)誘導(dǎo)雄性不育應(yīng)用的前景將更加廣闊。

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