第二节 烤烟良种繁育与保纯
一、烤烟种质资源的管理
1.什么是种质资源
要了解什么是种质资源,首先就要弄清楚什么是种质。种质其实就是一种物质的总体,这种物质可以决定生物的遗传性,并能将这种遗传信息从亲代传递给后代。比如说1920年前后,美国在大量的烟草栽培品种当中选出了两个品种,即大古巴和小古巴,它们自身都具有中抗黑胫病的种质。简单地说是携带中抗黑胫病的遗传物质(基因),利用它们进行杂交,选育出了福罗里达-301(Florida301),这个品种具有高抗黑胫病的种质。后来人们又利用福罗里达-301这种特殊种质直接或间接地选育出了一系列高抗黑胫病的品种。这样的种质是遗传育种的物质基础,也是生物资源的一个重要部分,通常称之为“种质资源”。
可以简单地给作物的种质资源下个定义,就是经过长期的自然演化和人工选择而形成的一种重要的植物资源,包括各种栽培植物及其近缘种和野生种。这些植物资源中蕴藏着各种性状的基因,它们是人类进行新品种选育的物质基础。
2.种质资源如何进行分类
按照种质资源的来源及其性质,一般可以把它分为本地种质资源、外地种质资源、野生植物资源和人工创造的种质资源4种。
(1)本地种质资源
一部分是古老的地方性品种,也叫“农家品种”,经过长期的自然和人工选择,对本地环境条件有较强的适应性,包含了丰富的基因型;一部分是当前推广的改良新品种,经过改良,它们对新的环境条件的适应性要强于古老的地方性品种。本地种质资源是研究和利用种质资源的基础,是首先要考虑而且是主要考虑的对象。
(2)外地品种资源
从外地或国外引进的品种或类型,这些品种或类型都是来自与本地区的生态环境和栽培条件都不相同的地区,所以本身具有很多不同的生物学、经济学和遗传性状。比如它们的抗病性或品质性状,很多是本地区品种所没有的,利用它们可以筛选出本地区一般品种多不具有的特殊种质。如果引进的品种或类型是来自于植物的起源中心地区的,那么这样的材料更为珍贵,它们集中反映了遗传的多样性,是改良本地品种的重要材料。当然,外地区和国外的材料一般都不能完全适应本地区的环境条件,在育种上主要是选出某些品种的有利基因,将其导入到要改良的品种中去。
(3)野生植物资源
包括栽培作物的近缘野生种和有潜在利用价值的植物野生种。这些野生或半野生的植物是在特定的自然环境条件下经过长期的自然选择而形成的,它们自身携带着许多优良的抗病虫基因资源,能够表现出很强的适应性与抗逆性,而且还具有某些独特的品质。这样的野生半野生种通过远缘杂交,把它们携带的优异的基因转移到栽培品种中来,可以创造出遗传基础丰富,具有某种特殊作用的烟草新品种。例如我们目前栽培的烤烟品种,很多都具有抗普通花叶病、黑胫病、根结线虫病等病害的抗原基因,这些优良的抗原基因都是来自于烟草野生种。
(4)人工创造的种质资源
包括人们在育种过程中通过物理或化学的人工诱导、有性杂交、细胞融合或者遗传操作等方法和技术所创造的各种突变体以及中间材料。这些材料被广泛地运用于扩大遗传变异性、新品种选育以及理论研究等工作中,但却没有直接的生产利用价值。
3.为什么要保护好种质资源
种质资源是极其珍贵的农业遗产与自然资源,是育种工作的物质基础,是否利用到好的种质资源直接决定着育种工作的成败。如果所保存的种质资源数量极为丰富,对它们的特征特性以及遗传规律的了解也相当深刻,那么育种工作的成效才有很大程度的保障。随着自然资源和生态环境的破坏,很多野生植物和古老品种,特别是古老的地方性品种逐渐消失了。同时,在农业生产上人们大量地推广使用新品种或杂交种,使新品种代替老品种进行得非常快,而且这些新品种通常是在以往优良新品种的基础上通过重新组合而培育出的超亲品种,很多地方往往会出现大面积推广某一二个经济价值高的优良新品种,这一过程又加快了古老的地方性品种消失的进程,这一过程所造成的一个极为严重的后果就是,一些经过长期自然选择和人工选择而形成的珍贵的种质资源正在或将要濒临灭绝,导致新品种遗传基础越来越狭窄。有调查显示,从新中国成立以来,国内育成并推广种植的81.33%的烤烟品种其优良的基因资源都来自于藤县金星、特字400号和大金元这三种品种的亲缘系统。在这种情况下,一旦遭遇突如其来的自然灾害或者流行性病虫害,很可能会造成毁灭性的损失。许多国家对植物种质资源流失的严重后果予以了高度重视,都纷纷成立了专门的机构从事种质资源的收集、保存、研究和利用的工作。云南省烟草种质资源的相关工作是由省烟草专卖局授权的各个单位负责。
4.烟草种质资源如何管理
农作物的种质资源是受国家保护的,国家有计划地搜集、整理、鉴定、保存和研究利用农作物种质资源,烟草的种质资源也不例外。云南省烟草种质资源的具体工作由省烟草专卖局授权的各个单位负责。如果个人和单位要从国外、省外以及外地区引进烟草种质资源,那么,必须要上报省烟草种质资源管理单位登记,同时,个人和单位还要依照有关规定附上适量的种子以供相关种质资源管理单位保存和研究利用。如果有个人和单位就烟草种质资源的有关问题与国外进行交流的话,个人和单位都必须依照国务院农业主管部门关于种质资源对外交流的相关规定办理。
二、烤烟新品种的选育与审定
农作物的新品种选育工作是由国家或省的有关单位统一组织规划的,考研新品种的选育也不例外。为加快烤烟新品种的选育工作,云南省烤烟新品种选育工作由云南省烟草公司统一规划,组织或委派有关单位协作攻关来完成的,同时,还要大力鼓励单位和个人选育烤烟新品种。
选育出来的烤烟新品种要经过有关单位审定后方可推广。云南省烟草专卖局专门设立了省烟草品种审定委员会,旨在负责审评烤烟新品种。如果某个烤烟新品种经省烟草品种审评委员会审评通过了,则同时要上报省农作物品种审定委员会和全国烟草品种审定委员会申请审定。至于烤烟种子技术的专利保护和技术转让,要严格按照《中华人民共和国专利法》和国家有关技术转让的相关规定进行办理。
三、烤烟种子生产
农作物的种子生产其主要的任务是品种的繁育,所以一般来讲,作物种子生产就是指品种繁育。从某种意义上说,优良品种的种子生产是农业持续稳定发展的先决条件。
1.烤烟种子生产的任务是什么
在烤烟生产上,烤烟的优质适产始终是烟农最为关心的问题,烤烟的优质适产就是靠优良的烤烟品种来实现的。更何况,只有不断生产出优良的烤烟品种才能最大限度地保障烟草种子生产经营者获得良好的社会效益和经济效益,在市场的激烈竞争中立于不败之地。
烤烟种子的生产跟一般农作物相同,一般来讲也有两个任务:其一,我们必须大量生产优质烤烟种子,并且及时实现品种的以优代劣的更换,旨在满足广大烟农生产的要求,满足经销商国内外销售的需求;其二,尽量防止推广的烤烟品种混杂退化,保持其种性。
2.如何生产烤烟种子
目前,世界各国在烟草种子生产上都有自己健全的管理体制,我国及其他烟草种子生产大国都颁布了严格的种子法以规范种子生产的各项环节。我国烤烟种子的繁殖,实行集中繁殖,统一供种的繁殖方式,这一工作都是由云南省烟草公司指定得单位负责统筹安排,有计划地组织进行的。
我国的种子生产包括原种生产和良种生产两个阶段,而原种生产是最关键的环节。和我国目前其他栽培作物的种子生产相同,云南省目前的烟草种子繁殖实行“原种”、“良种”二级繁育体系的繁殖制度。下面就分别来讲烤烟原种和良种生产的方法。
(1)烤烟原种生产。负责烤烟原种繁育的单位,是由全国烟草品种审定委员会确定的,它们必须持有由国家烟草专卖局核发的《烟草品种繁育许可证》才能进行烤烟原种的繁育工作。
烤烟原种生产的第一步是要在纯度较高的良种田、原种圃以及大面积推广种植或将要推广种植的烤烟新品种群体中选择符合原种典型性、抗性等性状的优良植株若干。选择应贯穿烟株生长全过程,一般分现蕾期、始花期和盛花期三个阶段进行。入选的植株每株保留约50个蒴果(以下同),然后移到室内考种,选出典型性状表现明显的一半左右准备参加下一年的株行比较鉴定试验。
在进行株行比较鉴定试验时,上年入选的单株分别种植成一行,每行不少于30株(以下同),每隔10个株行要设置本品种的原种行作对照。生育期间,定期观察记录,认真评价,选择株行中各个单株生长整齐一致,表现良好,无杂、劣烟株和各株行间表现一致的株行,移至室内考种鉴定,选出的各个株行都要分别收获保存,以备下年的株系比较试验。
株系比较试验是用来进一步比较当选的株行种子的典型性、适应性和抗性等性状的小区试验。设置小区试验时,每个上一年入选的株行种子种植一个小区,一般每小区2~4行,每隔若干小区要设计一个原种对照区用于比较。生育期间认真观察评价,选择生长整齐一致、无杂劣烟株的小区进行室内考种。入选的株系种子要按小区混合脱粒保存,来年再扩大种植,然后淘汰掉杂株和劣株,这样收获的种子就是烤烟的原种。
这样的烤烟原种生产方法称之为三圃制提纯法,所生产的原种纯度和净度都相当高,但不足之处是经历年限太长,费工耗料。所以,如果单株选择的技术方法好,就可以不用以上方法而直接一次选择出纯度很高的原种来。
(2)烤烟良种繁育。我国烤烟良种繁育也要遵循一般农作物良种繁育的指导方针,即也要实行种子专业化,种子加工机械化,种子质量标准化和品种布局区域化。云南省承担烤烟良种繁殖的单位是由省烟草品种审评委员会确定的,并且必须持有省烟草专卖局核发的《烟草良种繁育许可证》才可以进行良种繁殖。
烤烟良种繁育是在由负责良种繁育的单位(地、市、县种子公司)所建立的土质肥沃、地力均匀、排灌方便、隔离条件良好,而且至少三年内没种植过烟草或者其他茄科作物的种子生产基地上生产的。理论上来说,原种只繁殖两代,这样,种子才不至于因为混杂退化而影响优良种性,但目前,种子专业化生产体系还不健全,所以有些地方大面积生产时,原种也会繁殖3~4代,针对这一情况,相关的烤烟种子生产单位就得既要做好定期用原种进行更新,又要建立独立的种子田留种。
原种和良种繁殖必须遵守标准局颁发的技术标准,也就说都要遵守其品种标准、种子质量的分级标准、种子检验技术规程、原种生产技术规程和种子包装、运输和贮藏标准,目的是保证生产上能够利用高纯度和高质量的烤烟种子。这一系列的标准都是由相关部门对品种的特点、种子的质量、种子的检验方法及种子生产和管理等方面所做出的科学的规定,也是农业现代化的一项重要内容。
四、烤烟种子经营
烤烟原种和良种都要根据相关的规章制度进行贮备。国家及省都要建立烟草种子贮备制度,省烟草公司要确定若干单位建立烟草种子库负责种子的贮备工作,一般各单位都要统一贮备足够1年以上需用的种子。
种子贮备时,为防止品种混杂或发霉变质,应当分品种入库保存,并且要有专门的工作人员定期检查,等到种子出库使用前应当重新进行检验,如果发现不合格的种子应当立即销毁,以免流入生产。
烤烟原种和良种的经营是有所差异的,原种由国家烟草专卖局所指定的单位经营,国家烟草专卖局则依法按照种子经营的相关条例和法规向指定单位核发《烟草原种经营许可证》;而良种则是由省烟草专卖局指定的单位经营,也必须由省烟草专卖局依法核发《烟草良种经营许可证》在能进行烤烟种子经营工作,原种和良种都是严禁个人经营的。全国烟草品种审定委员会和省烟草品种审评委员会分别对原种经营单位和良种经营单位的经营活动进行监督检查,同时还要接受当地农作物种子管理部门的监督检查。国家和省烟草专卖局所确定的种子经营单位都要具备以下2个条件:一是具有能正确鉴定种子质量和掌握贮藏保管的技术人员;二是具备与所经营种子相适应的资金、经营场所和设施。这些指定的烟草种子经营单位所经营的烟草种子,必须达到规定的种子质量标准,他们要严格防止掺杂使假,以次充好,保证烟草种子高纯度和高净度,并附有种子检验、检疫合格证书方可出库投入生产。种子出库时,如果要将其调运或邮寄出省,就必须持有检验、检疫合格证书才能通行。
各地(州、市)烟草分公司要积极负责安排建设本地区的良种繁殖基地、种子仓库、种子经营场所及相关设施等,还要建立烟草种子基金以备贮备种子、种子检验设备购买、良种繁育、基地建设等以及奖励对种子工作成绩显著的个人或单位所使用。烟草种子基金主要来源于技改费和种子经营收入。
五、烤烟种子检验与检疫
烤烟种子检验指的是使用科学的手段和方法对烤烟种子的品种品质和播种品质进行分析和鉴定,判断种子优劣的一项技术性很强的工作。品种品质简单来讲就是种子的纯度的高低和是否掺假,而播种品质是指种子的净度、发芽率、含水率和饱满度等。烤烟种子检验程序由两部分组成,一部分是田间检验,另一部分是室内检验。这些工作都是由省烟草品种审评委员会委托有条件的单位进行的。云南省烟草种子的检验,按省标准局颁发的烟草种子检验规程检验,种子质量必须达到所规定的标准。种子一旦经过检验合格,负责检验的单位就要根据检验人员的种子检验结果记录对检验合格的种子按种子分级标准划分等级,并对其签发《烟草种子质量合格证》,检验不合格的烟草种子应立即予以销毁。
1.什么是田间检验
在种子收获前,要对种子繁殖田中处于生育期的烤烟种子的真伪、品种纯度及田间病虫害感染百分率等进行检查。先根据种子田的面积确定若干个鉴定点,每个鉴定点至少有20株烟,然后以特定的取样方法在每个鉴定点上取样,考察样品的株高、株型、叶面形状及大小、叶色、节距、茎叶角度、花序、花色、花期以及病虫害感染情况等性状。这一工作最好是在烟株50%的中心花开放时进行,一般以目测为主。考察了以上与品种典型性有关的性状后,根据品种的典型性,先确定品种是否真实,然后再对定点株进行逐株鉴定。统计出具有该品种典型性状的株数,同时也要统计混杂的和变异的株数,计算品种纯度和病虫害感染率,最后填写田间检验结果报告单。在检验结果报告单里,要根据检验结果提出去杂去劣、病虫害防治、栽培管理措施改进等相关的处理意见。填完后一式四份,一份存根备查,其余三份分别交予良种繁育单位、上级检验机构和种子收购站收藏。
2.什么是室内检验
种子成熟后脱粒、收获、贮藏、运输的过程当中因为受人为或其他种种因素的影响,很可能造成种子品质变劣的现象。对此,相关单位还必须到现场或者仓库采集种子样品来对其净度、发芽力、千粒重、水分及病虫害的指标进行检验。值得注意的是,在不同的环节,种子检验的侧重点是有所差异的,种子入库保存前重点检验其含水量,确保种子在安全水分标准下才可以入库保存;种子调运和播种前则重点检验其发芽力,确保种子达到了调运和生产用种的标准。
室内检验的第一步是扦样,即随机抽取有代表性的种子样品以供检验。基本程序是,先从生长地点、来源、质量和收获年份一致的同一品种中选取一定数量的供检种子,再按供检种子的不同部位分别随机抽取一个初次样品,将其混合,再按标准分样法从这一混合样品中分出送检样品,最后将送检样品再分成若干份以供检验各单项检验项目。分完样品后附上标有品种名称、样品编号、送检单位名称、检验单位名称以及检验日期等信息的标签,贮藏于阴凉且通风条件良好的室内进行保存以备来年检验。
检验一般分种子净度分析、种子发芽力测定、水分测定、千粒重测定和种子色泽检验等5项指标。种子净度分析的方法是先称取两份相同重量的种子,分别放入孔径0.3mm和孔径0.7mm的筛子中筛出比种子小和大的杂物,然后分别称量净种子和杂物的重量,计算净种子所占比例,即为种子净度。种子发芽力测定包括发芽势和发芽率2项指标。发芽势指的是在规定的期限(一般为7天)内能够正常发芽的种子占所有发芽试验播种的种子数的百分比,它可以反映种子的生活力的强弱;发芽率指的是在发芽试验终期(一般为16天),正常发芽的种子占全部发芽试验播种的种子的数的百分比,它可以反映出具有生活力的种子多少。发芽势和发芽率试验要设4次重复,最后取4次重复的平均值进行结果核查,看4次重复之间的误差是否在允许范围之外,如果是,则应重新进行发芽势试验。水分测定时,要想得到更为精确的结果,就必须在接到种子后立即检验,以避免种子在空气中接触时间过长而影响其含水量。水分测定一般有2种方法,一种是在110℃左右将样品种子烘烤约18小时,叫“低温烘干法”,另一种是将样品种子在140℃左右烘烤约1小时,叫“高温烘干法”。这两种方法都必须在室内空气相对湿度达70%以下才能进行,否则误差很大。计算种子烘干前的重量与烘干后重量的差值所占烘干前种子重量的百分比即为种子的水分含量。测定千粒重所用的种子要从净度分析完毕的种子当中随机选取,风干后测定其实际水分含量和实际千粒重,最后换算成绝对重量。种子生理成熟度和品质的好坏也可以从色泽上看出来,借助放大镜和双目解剖镜观察种子光泽、色泽及饱满度等,一般质量好的种子都是籽粒饱满,颜色呈褐色,光泽新鲜,色泽一致的。
需要注意的是,包衣丸化种子的检验除以上检验指标外,还要检验含籽率、单籽率、裂解率、单籽抗压强度、丸化倍数以及整齐度等指标。在此不再赘述。
3.烤烟种子对纯度、净度、发芽率、含水量及色泽等有什么要求
负责种子检验的单位对烤烟原种与良种、良种的不同等级其纯度、净度、发芽率、含水量及色泽等标准要求都是不一样的,目前我国实行的标准是:原种纯度要求达到99.9%以上,净度98%以上,发芽率90%以上,含水量不得超过9%,籽粒饱满,色泽一致;一级良种纯度要求须达到99%以上,净度98%以上。发芽率90%以上,含水量不得超过9%,籽粒饱满,色泽一致;二级良种纯度要求要达到99%以上,净度97%以上,发芽率80%以上,含水量不超过9%,籽粒较饱满,种子色泽稍差。
4.烤烟种子如何检疫
从省外引进或调入的烤烟种子,无论数量多少,都必须调出和调入当地的植物检疫部门进行检疫,只有当检疫合格后才能投入该地种植。例如,凡是从国外引进云南省的烤烟品种,都必须向昆明动植物检疫所申请检疫,经过检疫后按要求隔离试种,未发现检疫对象后方可在大田试种。另外,确定保存的种质资源在入库前也应当申请检疫,经检疫合格后才能入库保存。从国外或省外引进烤烟种子时,严厉禁止任何单位和个人在种子繁育基地做病虫害接种试验。种子检验有专业的种子检疫人员操作,他们在依法执行种子检疫公务时,应当持有全国烟草品种审定委员会核发的《种子检验员证》,并佩戴标志,任何单位和个人不得拒绝、阻碍其执行公务。
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