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小种子大世界 记烟草新品种选育工作

2014年03月12日 来源:烟草在线据云南烟叶信息网报道 作者:鲁建敏、陈慧芳
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  烟草在线据云南烟叶信息网报道  烟农老张种了一辈子烟。三十多年前,他跟在父母身后,在田里刨出一个个小土坑,从破瓦盆里捏出一小撮拌了草木灰的种子撒进坑里,再小心翼翼地填好土。数天后,有的烟苗破土而出,有的却迟迟不见动静,要去间苗、补苗,同一块大田里,烟苗高低不同、强弱不一……

  时光流转,小张变成了老张,他的儿子也子承父业,成了远近闻名的种烟大户。又到一年移栽时,儿子从烟草公司搬回一箱箱碧绿的烟苗,烟苗个头整齐,株株健壮。老张不禁感叹起来:“你们真是赶上了好时候,烟草公司给育的苗就是好……”儿子笑着接过话茬,“现在烟草公司统一供应种子,集中起来育苗,而且育苗水平高,种子发芽好,比您那时各家各户自己育苗强多了。”老张笑呵呵帮忙搬苗箱:“这我知道!现在啊,连种子都是高科技的了。”

  老张说的没错。随着繁育生产技术水平的提高,烟草种子的质量越来越好,亩均用种量是一个最直观的指标。亩均用种量从1993年前的1万多粒下降到2014年的2000粒。一粒小小的种子里承载着多少科技创新的力量?让我们一起去探寻种子的故事。

  第一站 云南省烟草农业科学研究院

  备受工业企业和烟农欢迎的“红花大金元”、“云烟85”、“云烟87”等品种都出自云南省烟草农业科学研究院的育种专家之手。这里是我们探寻种子之路的第一站。

  新品种选育:13年的坚守

  烟叶是烟草行业发展的基础,而种子是烟叶生产的基础,影响到烟草行业的可持续发展。烟草种子的来源有两种:引进和自育。一般从国外引种需要9年,杂交育种需要13年,因而选育新品种很难,涉及到多个学科,有很多不确定因素。

  常规杂交育种法是一种主要育种方法。没有任何一个种子是完美的,科研人员选择有不同优势的品种,通过杂交育种技术培育出新品种。如用抗病害能力强的品种与品质优良的品种杂交,得到优质抗病的品种。这个“强强联合”听上去皆大欢喜,说起来也颇容易,操作起来却充满艰难。据焦芳婵博士介绍,从选定两个品种开始做杂交育种,到得到性状稳定、理想的新品系,再到新品系通过全国烟草品种审定委员会的审定,需要13年时间。

  育种须得“耐得住寂寞”,任何一个环节的小小失误可能都会使得前面的工作前功尽弃。育种也是“前人种树后人乘凉”的工作,传承至关重要,一个新品种的诞生凝结着一代乃至几代育种专家的心血。

  种质资源库:庞大的后备军团

  在遗传育种领域内,一切具有一定种质或资源的生物类型总称为种质资源。它蕴藏着各种性状的遗传基因,是用以选育新品种的物质基础。育种工作者的任务就是利用不同来源的、能实现育种目标的各种种质资源,采取合适的育种方法,把有利性状集中起来,育成符合要求的优良品种。云南省烟草农业科学研究院里有一个庞大的育种“后备军团”——种质资源库。

  工作人员在采收蒴果

  许美玲从1990年开始从事烟草种质资源收集工作,她介绍说:云南省烟草农业科学研究院收集了3600多份种质资源,年龄最大的种子是1978年收集的,已有36岁。每一份种质资源都有自己详细的“档案”,分门别类,登记在册,在超干燥、低温的环境中储存,为新品种选育工作提供丰富的遗传材料。

  好处多多的不育系

  老张听儿子说,现在生产上品种大部分都是“不育系”,可啥是不育系,老张想不明白,儿子也说不清楚。老张的困惑在云南省烟草农业科学研究院找到了答案,不育系就是“烤烟雄性不育系”。烤烟雄性不育系是指具有雄性不育特性的品种。通俗点说,烟草不能再“自花授粉”。

  烤烟雄性不育系的应用和推广,不仅可以保证种子纯度,提升质量和产量,可以有效控制自由繁种,达到统一供种、品种合理布局的目的,而且便于种子统一管理,同时可以合理保护烟草育种单位和育种者的知识产权和合法权益,促进烟草种子工作及烟叶生产的良性循环。

  在全国广泛种植的“K326”、“云烟85”、“云烟87”等都已成功转育成不育系。2013年,全国烤烟不育系种植面积851.93万亩,占全国烤烟种植比例40.72%。

  第二站 中烟种子冬繁基地

  从原原种到良种

  育种家最早培育出的种子也叫原原种,但不直接用于大田烟叶生产。要由原原种繁育出原种,再由原种繁殖生产良种。良种是用于大田烟叶生产的种子。

  我们的第二站来到位于云南省西双版纳的中烟种子冬繁基地,这里是我国烟草良种生产规模最大的种子基地。隆冬时节,北国正是千里冰封,西双版纳却是一派风和日丽、阳光和暖的景象。这里地处热带和亚热带,有着独特的热带雨林气候,全年无霜,冬季日照充足、温度适宜,土地肥沃,而且这里不是烟叶产区,没有烟草种植,生产出的烟草种子纯度高、质量好,而且特别适宜烟草不育系及杂交种种子的冬繁生产。

  为便于区分,中烟种子公司给不同品种的烟草种子设计了不同颜色的包装,还印上了条码和二维码,使每一个产品的“身份信息”更有据可查 陈慧芳 摄

  目前,冬繁基地拥有稳定的繁种土地600亩,每年可生产优质种子6000公斤,通过多年不断探索总结和创新,种子平均产量由过去的6-8kg/亩提高到现在的13-15kg/亩,种子质量稳步提升,种子发芽率达到95%以上。

  授粉技术的创新

  从原种播种到良种入库,需要至少12道流程:播种——育苗——移栽——田间管理——种株选择——介质花粉制备——授粉——蒴果采收——晾晒——脱粒、精选——种子检验——入库保存。每一个环节都是“精工细活”,授粉环节尤为关键。

  授粉季节,父本花粉收集和母本授粉是种子生产最重要的两个环节。在实践中,中烟种子冬繁基地不断探索创新介质花粉授粉技术。科研人员用不同的物质,如可溶性淀粉、葡萄糖粉等与纯花粉按一定的比例混合,调配成介质花粉,改变过去花对花授粉和纯花粉授粉的做法,使得花粉利用率、授粉的质量不断提高,花粉用量减少,父母本种植比例从过去的1:3扩大至1:6。

  授粉后每株烟可挂果160-180个,当蒴果满枝时,就要时常观察成熟度,准备采收了。烟草种子成熟过程分为白熟期、绿熟期、黄熟期、褐熟期、完熟期、枯熟期六个时期,褐熟期至完熟期是蒴果采收的最佳时期。

  通过授粉技术创新,种子的产量和质量大幅提高,种子生产成本得到科学合理控制,实现了烟草种子生产的“减工、降本、增效”。

  采收回来的蒴果要经过晾晒、脱粒、精选、检验等环节,符合标准的被装进一个个白色的小布口袋,送进良种库保存。我们第二站的探秘也到此为止。

  第三站 玉溪中烟种子有限责任公司

  从冬繁基地采收回来未经加工的种子被称为“裸种”。裸种一般长0.6~0.8毫米、宽0.4~0.55毫米,每克就有12000~14000粒种子。实行漂浮育苗后,包衣种子很大程度上替代了裸种。

  2001年8月,经国家烟草专卖局批准,玉溪中烟种子有限责任公司正式成立,开始承担起全国烟叶生产用种生产、加工、销售的重任。经过10余年的健康、稳定发展,至2013年,全国烟区78%的烤烟种子出自这里。

  鲜艳的“小彩球”

  在实验室,总经理马文广随手撕开一个小包装袋,倒出一小把明黄色的小圆粒放入水中,小圆粒在水中快速绽开成一片片“莲花瓣”,褐色的裸种隐现其中。“莲花瓣”就是种子的包衣。

  对烟草裸种进行包衣加工可以提高种子质量,防止某些苗期生长初期的病虫害,更好地保护种子,减少外界环境因素对种子的伤害,便于机械化操作,而且能实行精量播种,减少种子用量。

  为了便于区别不同品种的种子,中烟种子公司在包衣过程中给不同的烟种染上颜色,比如“红花大金元”包衣颜色是红色的,“云烟87”是黄色的,“K326”是蓝色的。通过包衣,形态大小不一的裸种变成了一个个粒径1.6~1.8毫米的标准化小彩球。

  引而未发的催芽术

  在中烟种子公司,我们听到另一个提及度很高的词——催芽。催芽是在一定的光、温、水、气条件下,促进种子细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化,使烟草种子处于发芽的准备状态,也就是“引而未发”的状态。催芽后的烟草裸种经包衣丸化加工得到催芽包衣种子。

  与常规包衣种相比,催芽包衣种子活力高、发芽快,出苗整齐一致,出苗时间早2~3天,发芽率提高2~3个百分点,对冷湿逆境耐抗性强,容易培育健康壮苗,尤其是在低温、高海拔烟区。特别是通过催芽后,能有效避免种子因阶段性休眠而带来整体不出苗的风险。

  在种子生产中,质量是生命线。中烟种子公司把种子质量控制作为质量管理体系的重要内容之一,从种子生产、加工到贮藏、销售、售后服务,共设置了12道严格的质量控制程序,建立起种子质量追踪体系,为烟叶生产用种把好质量关。

  催芽包衣丸化后的种子经过严格的质量检测,销往全国各烟区。经过十多年的发展,全国催芽包衣种子种植面积从2001年的1.10万亩,增至2013年的1400.78万亩,占全国烤烟种植比例从2001年的0.08%,提高至66.95%。

  至此,一粒种子完成培育、繁殖、生产、加工、贮藏、销售的神奇旅程。每一个环节都凝结着种子科研人员的努力和汗水,是他们让种子的质量更高、活力更强,培育出的烟苗更健壮、生长出的烟叶品质更好。

  未来:站在更高的起点上

  回到云南省烟草农业科学研究院,育种专家们仍在忙碌着。在他们看来,一粒种子的旅程,是一

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