樓頂覆土春播進行大豆人工授粉的方法

馬秀娟

(郯城縣農業技術推廣中心，山東 郯城 276100)

大豆是重要的食用油脂和植物蛋白質來源及加工的作物，為世界提供了30%的脂肪和60%的植物蛋白質。雖然我國自主選育的大豆產品內銷國內市場，但我國人口眾多，需求量大，加之國產大豆單產、含油量、附加值成本較國外同類型比較低，需要從國外大量進口[1]。為了進一步滿足國內市場大豆產品的需求，國務院2019年一號文件，提出要調整優化農業結構，實施大豆振興計劃，多途徑擴大種植面積，以“增產、提質、綠色”為目標，進一步提高大豆補貼標準，推進大豆良種增產增效行動，提升大豆和油料供給能力，力爭全年大豆和油料面積增加“500萬畝”(33.3萬hm2)以上。2020年一號文件新增“加大對大豆高產品種和玉米、大豆間作新農藝推廣的支持力度”內容對此做了有力補充。大豆正成為一種備受重視的作物。

隨著大豆產業振興計劃的穩步推進，大豆育種行業異軍突起，各大院校、農科院和育種企業紛紛投入大量人才物力進行品種研發，本文根據多年育種經驗，介紹一種方便的雜交育種技術，為大豆育種提供參考。

1 技術研究背景

大豆是嚴格的自花授粉作物，天然異交率低，花小且花器構造復雜，發育快、分布零散，受精過程對環境條件有較高要求，這些因素給大豆雜交工作帶來一定難度[2]。大豆雜交成活率除與外界環境條件[3,4]以及父母本材料的親和力有關外，雜交技術、手段也起著十分重要的作用。

黃淮地區夏大豆播種時間一般在6月中上旬，開花時間在7月底8月初，此時多為高溫天氣且常伴有臺風降雨，在此季節進行雜交試驗，大豆雌蕊遇臺風降雨、高溫等惡劣天氣易發育不良，會導致花粉生活力降低或失去活性，導致授粉失敗。同時，因天氣悶熱或試驗地泥濘，各育種機構試驗地塊遠近差別較大，大豆開花時間、花期長短不同，育種人員需花大量時間進行大豆的人工授粉，且為保證雜交成活率，很多組合需要進行大量重復，后期還要進行觀察、去除新生花芽等等一系列后續工作，費時費力。

針對上述因素，筆者研究了一種辦公樓樓頂覆土種植、春季播種方法，錯過夏播大豆雜交時節的高溫雨季，延長大豆花期，花期相遇好，增加了授粉成功的可能。該技術大大提高了大豆雜交成功率，省時省力，便于雜交試驗的操作、觀察記載、管理和采收。

2 材料與操作方法

2.1 試驗地選擇

辦公室區域樓頂，無閑雜人員進入，安全安靜，便于管理，大豆始花期開始雜交試驗隨時進行。

2.2 土壤的準備

黏壤土和砂壤土有機質含量高，是最適合種植大豆的土壤。如準備的土壤肥力不夠，可用農家肥或(N∶P2O5∶K2O=18∶12∶20)復合肥作為底肥施用。

2.3 其它材料的準備

廢棄皮帶或塑料扣板、PU管、三通、自動定時上水開關裝置、噴帶、磚塊、插排。

2.4 育種材料的準備

制定高產、優質、多抗性等育種目標，選擇育種親本材料。將引進的種質資源在高肥水條件下進行鑒定，明確增產潛力，選擇豐產性好抗倒伏的品系做親本。將選擇的優質種質材料編號登記，分成2份樣品，一份用于做雜交使用，另一份在試驗地同其它材料在試驗地種質資源圃種植保留。

3 小區設計

3.1 覆 土

小區應設在樓頂層中間位置，陰雨天降水量過大時，水可以從底部自動排出。樓頂覆土層25～30 cm，整平土面。周邊用廢棄皮帶或塑料扣板圍擋，用磚塊堵實，根據育種材料的多少可建1個或多個小區(圖1)。

3.2 噴灌設施安裝

使用三通將水管與PU管(根據置土位置距離水源長度確定PU水管長度)連接，固定到樓梯墻面上，盡量做到美觀且不影響水管正常使用，在PU管進入覆土位置后，接相應規格噴帶或用特殊工具將PU管周身扎孔，水流經(噴帶)管道后，進行噴霧式澆灌。初次進行澆灌時，注意用時記載，以澆透土層為結束澆水時間，以此時間為依據定時開關設備，根據天氣干旱情況控制開關進行澆灌。

3.3 播 種

露天播種，播種時間一般在4月20日左右進行。這時播種氣溫趨于穩定，利于大豆出苗。根據育種目標，熟悉所選各親本性狀特性，制定詳細的親本材料及組配計劃，根據親本數量決定覆土小區大小，每個親本播4～5穴，每穴2～3粒，品種行距50 cm，為便于大豆雜交的操作，需沿小區邊行縱向種植，每一份材料既可作為母本，又可作為父本。將親本編號后，插上標牌。出苗后及時間苗，間苗分多次進行，每個品種最終留苗2～3株為宜(圖2)。

4 雜 交

4.1 雜交器材準備

尖嘴鑷子、細短線、鉛筆、筆記本、酒精棉、塑料掛牌、操作凳。

4.2 雜 交

6月3日左右大豆進入始花期，可以進行雜交工作。由于花期比夏播提前2個月，避開夏季高溫高熱，此時溫度白天30 ℃左右，夜晚18 ℃左右，花粉存活率高，授粉易成功。雜交工作一般可進行20 d。

選擇透過萼片看出花瓣顏色、花冠微露于花萼1～2 mm的花朵，此時柱頭已成熟且具有良好的接受花粉能力，用左手拇指和食指輕捏花柄和花朵基部，右手用鑷子先把花萼向下或斜向下撕去，露出花冠，從旗瓣向龍骨瓣方向斜向下(與花柄呈約45°)夾住花瓣上部約1/3處，微微斜向旗瓣方向拔起，若雄蕊未完全拔除，則需小心把剩余部分剔除。去雄后，將短線挽成環形活扣，輕輕套過花朵，系在花柄上[5]，也可以隨手掐一大豆葉片包住去雄部位，用葉柄穿過中間縫隙包緊，待次日授粉。同時剔除周邊其它花芽和殘花。

去雄次日上午10：00時以后，根據育種目標選用父本植株當日開花的花藥授粉。將盛開的父本花朵萼片撕下，從兩龍骨瓣間分開花冠，露出花藥，使花藥對準母本的柱頭，輕輕摩擦，再小心地將花倒插在花柱上，完成后再用葉片包住。授完一個組合后，在雜交部位掛牌。牌子上注明父母本名稱、授粉日期，同時在筆記本上詳細記載。樓頂春播小區用地少，可以節約普通試驗田采集花粉往返時間，可以邊采花邊授粉。

換父本時，用酒精棉球仔細將鑷子擦拭干凈。授粉完成后，隨時觀察豆莢結實情況，授粉失敗取下掛牌，授粉成功繼續觀察。剔除成功組合部位新生花芽，確保豆莢鼓粒發育。隨著植株進入盛花期可以繼續進行下一組合組配(如圖3)。

5 管 理

及時觀察病蟲害、拔除雜草。樓頂覆土小區面積小，便于管理，發現病蟲草害可隨時防治。5月25日左右噴施太得肥20 g+甲基硫菌靈可濕性粉劑10 g兌水10 kg進行噴施，增加葉片功能，防治花葉病毒病；發生蟲害時使用茚蟲威24 mL+藜蘆堿100 g兌水噴施。

6 收 獲

雜交成功的豆莢于7月28日開始收獲，8月底之前可以全部成熟。成熟一莢收獲一莢。摘下豆莢，放入樣品袋，記錄親本組合、雜交日期、成熟期。待F1全部成熟后，將所有親本植株全部拔除，收獲的雜交材料統一整理備份。

7 F1代種植

在兩排品種圃中間位置，種植一行F1代雜交種子，記好組合世代、掛牌標記。F1代種植與品種圃和其它F1代株行距50 cm×50 cm×50 cm為宜，也可另建一覆土小區。

8 小 結

與夏播大豆雜交相比，樓頂覆土春播雜交有如下優勢。

8.1 便于操作

在不影響其他工作情況下，進行整地、播種、雜交授粉、田間管理、收獲，節省試驗地往返時間，始花期后除避開午間最高溫時段，去雄和授粉可以隨時進行，雜交完成后可以及時剔除雜交部位新生花芽，確保成功授粉豆莢的營養供給。

8.2 便于管理

配備定時開關噴灌設備，可根據天氣情況隨時澆水，不會造成干旱情況發生；樓頂排水設施齊全，暴雨天氣不會引起澇害；病蟲草害可以隨時防治。

8.3 提高雜交成功率

春播大豆授粉雜交時處于初夏，溫度較盛夏相對偏低，且早晚有一定的溫差，人工進行授粉時躲避了炎炎夏日的煎熬，且花粉散粉相對較慢，有足夠的時間完成授粉工作；此時降水相對較少，減少了降雨對雜交組合成功率的影響。

春季播種可以使大豆的開花期延長，可以使熟期不同的品種花期相遇，更有利于進行各品種之間的雜交試驗。春播大豆較夏播大豆更能增加雜交種組合數量和類型。筆者近3年雜交組合成功率分別為42%、49%、57%，而之前大田雜交成功率一般為35%左右。韓昕君等研究表明，春播大豆的雜交組合成功率為 66.7%，較夏播大豆提高了 5.5個百分點，增幅為9.0%[2]。據此比率，每個組合做3～5朵花即可。