棉花种子生产原理与技术

棉花种子生产原理与技术第1页/共58页1棉花生产在国民经济中的重要地位1.1棉花是国民生活不可缺少的资料1.1.1棉纤维（fibreofcotton）棉纤维在世界纺织原料总消费中的比重一直占据主要地位。五十年代以来，化学合成纤维原料大量取代棉纤维原料，棉纤维在纺织纤维消费量比重下降，但绝对消费量呈上升趋势。一、棉花生产概况第2页/共58页年份棉花(千吨)羊毛(千吨)人造丝(千吨)合成纤维(千吨)合计(千吨)棉花占%羊毛占%人造丝占%合成纤维占%195510000.01200.02000.0500.0196711638.01473.03314.02730.019155.060.37.717.314.1197713153.01440.03255.09047.026895.048.95.412.133.6198515000.01800.03000.012000.031800.047.25.79.437.7199018000.01400.02700.014700.036800.048.93.87.339.937.9199218000.01500.02400.016000.037900.047.54.06.342.22000-200519346.053100.053400.0世界人均棉花消费量:1975年为3.21kg,1994年为3.4kg棉花绝对消费量呈增长趋势第3页/共58页

1978年前我国棉纺织品消费占整个纺织品的82%，1990年77.1%，1995年65.3%，2000年58.9%，2002年35.2%。美国和前苏联在50%，意、德、法在20-30%左右。棉纤维具有显著优良于化纤的性能：棉花纤维优点：

吸湿性强，通气性、保温性好，不带静电、柔软、舒适，染色牢固棉花纤维缺点：不耐磨、强度不如化纤

将棉纤维与化纤混纺，取长补短。用液氨浸洗棉纤维预处理工艺，使棉产品现丝光、易洗、免烫、挺括、美观解决办法：第4页/共58页1.1.2棉籽（seedofcotton）

棉花籽棉的56-70%是棉籽,棉籽经脱壳处理分为棉籽仁和棉籽壳。

作为人类和动物的重要高蛋白食物。棉籽壳可作为化工原料、食用菌培养基和反刍动物饲料。

棉籽仁含有35-46%的油脂和43-50%的蛋白质，因此棉花是高产、优质的油料作物。还含有多种维生素。

目前栽培的棉花品种，棉籽仁和棉籽壳含有0.2-2.0%的棉酚（棉毒素）对人和动物都有一定毒害。第5页/共58页1.1.3棉秆、棉根（stem&rootofcotton）

棉秆纤维可作为麻纤维代用品,用于制作麻袋和绳索。每100kg棉杆可制纤维3-4kg。棉秆芯是造纸的优质原料，质量与苇、竹媲美。还可加工成胶合板，用作家装材料。棉根皮作药材用（含多酚色素腺和水杨酸、黄酮甙）。第6页/共58页1.2棉花是重要的商品经济作物棉花经济价值较高，商品率也相当高。是进出口的重要原料。美国产量的1/3到1/2出口，占世界总出口量的25.9%；前苏联1/3向国外出口，占世界总出口量的20%；埃及长绒棉出口2/3以取得外汇。我国棉花播种面积占全国农作物的三十分之一，经济收入占全国农副产品交售总值的九分之一。棉花主产区植棉直接经济收入占全部农副产品总值的75%。第7页/共58页2.棉花产区的划分2.1世界棉区的划分2.1.1北带

北纬50-20度，收获期9-12月。占世界总产的82%，包括中国、美国、前苏联、印度、墨西哥、巴基斯坦、土耳其、埃及等2.1.2中带

北纬20-0度，收获期1-4月。占世界总产的11%2.1.3南带

南纬0-30度，收获期5-8月。占世界总产量的7%第8页/共58页第9页/共58页2.2.2我国棉区的划分第10页/共58页3.棉花生产的概况和趋势3.1世界棉花生产概况3.1.1世界棉田播种面积

1996-2000年全世界棉花产区总面积为31927—34606千公顷1990-1993年全世界棉花产区总面积为30589—35556千公顷2001-2005年全世界棉花产区总面积为30783—35253千公顷第11页/共58页3.1.2世界棉花的产量2001-2005年全世界平均棉花总产（皮棉）20097.1－26542.6千吨。总产量呈不断提高。棉田面积比较稳定，因此单产的提高是总产增加的根本原因。第12页/共58页美国、埃及、墨西哥、叙利亚等国通过提高单产，减少播种面积，稳定总产量。第一前苏联、中国、阿根廷、危地马拉等国在增加播种面积的同时，努力提高单产，大幅度增加总产。第二印度、巴基斯坦、巴西、苏丹等国播种面积和单产的变化不大，因而总产变化也不大。第三单产比较高的主要产棉国有前苏联、埃及、墨西哥、中国、澳大利亚、危地马拉、以色列。第13页/共58页世界棉纱和棉布产量（万吨）棉纱占比例（％）棉布占比例（％）总计1735.21005.2中国542.031.2245.224.4印度205.011.8174.817.4美国200.611.695.79.5巴基斯坦147.38.598.39.7巴西65.13.7俄罗斯39.92.325.02.5印尼83.58.3中国台湾33.31.918.01.8韩国27.51.53.70.4土耳其33.93.3第14页/共58页3.1.3世界棉花进出口（千吨）1996200020012002200320042005进口世界总计627758196188主要进口国欧盟1052880884东南亚98011311144韩国327309294343309269278俄罗斯218359373286308310中国437424611118721972922印度21038423124217183出口世界总计584657476121主要出口国美国1495147220472151268828983400乌兹别克斯坦991740697346338450553澳大利亚518850686647460446599非洲720688813俄罗斯0.20.20.10.10.30.9中国303631571201919印度1361115967598第15页/共58页出口进口国家全额占比例（％）全额占比例（％）中国431.212.9121.73.5美国177.85.3731.020.8德国193.35.8401.011.410.4273.27.8意大利250.27.5日本209.56.0英国199.45.7法国185.05.3韩国164.94.9比利时104.23.1世界纺织品进出口量（单位：亿美元）中国香港346.4第16页/共58页3.2中国棉花生产概况3.2.1我国的棉田面积50年代后稳定在7500万亩上下。最高发展到9000万-1亿亩，国家计划稳定在8000万亩。95年前长江流域和黄河流域集中了94%的棉田面积。其中江苏、湖北、山东、河北、河南五省占75%以上。95年以来，新疆占五分之一多、长江流域占三分之一、黄河流域占五分之二。省份20012002200320042005新疆1129.7943.91055.31136.9山东735.4664.9881.71059.2河南858.2793.0927.3951.8河北418.5407.4581.4669.1江苏384.0311.8369.5409.6湖北346.7293.0355.0408.3我国棉花主产省面积（千公顷）第17页/共58页

537.0-19.1137.61322.1

28.6

12640.02004

625.3

49.6156.7

1006.3

3.19832.42002

384.9

-9.7106.0

973.4-15.89000.01994

437.0

7.4116.0

1174.3

25.611326.01991

400.0

8.0108.0

914.6

8.79017.51990

363.0

-8.8100.0

833.6

1.78298.01988

507.4-9.1

109.6796.644.47080.01986557.952.5120.51308.286.812516.01984270.016.283.3709.740.57196.91982215.08.068.0476.58.85124.01973192.028.863.0430.012.04708.01968130.056.748.9370.061.04200.0195844.044.031.2193.0193.02607.4195221.6

888.81949比49年增加(%)递增(%)单产(斤/亩)比49年增加(%)递增(%)总产(万担)年份3.2.2我国的棉花产量第18页/共58页第19页/共58页

中国50年代初单产低于世界平均单产，60年代以来显著超过世界平均单产，近年是世界平均单产水平的1.78倍我国棉花主产省棉花产量（千吨、kg）20032004省份总产占比例（％）单产/亩总产占比例（％）单产/亩新疆160.032.9101.1167.826.6104.6山东87.718.066.3109.817.469.1河南37.77.827.166.710.646.7河北50.210.359.965.710.466.3江苏29.16.052.550.38.081.9湖北32.56.761.034.55.564.5安徽24.15.041.241.26.568.9第20页/共58页3.2.3我国棉花生产的特点①以陆地棉品种类型为主，海岛棉仅在新疆有种植。②我国的棉花生产不平衡，体现在单产和品质。③发展营养钵育苗移栽棉花和地膜覆盖栽培方式，直播少。④以传统农业精耕细作、手工操作为主，机械化程度极低。⑤化学化栽培已经形成，化肥、化学农药、生长调节剂。⑥生产、收购、加工、销售、使用各环节利益分离。⑦我国棉田分散，不符合“合理布局、适当集中”的原则。⑧实际种植品种多，优势品种不显著第21页/共58页3.3棉花生产的发展趋势各产棉国比较重视发展长绒棉和无棉毒素棉、杂交棉、优质棉、抗虫棉生产。3.3.1世界棉花生产总趋势是提高单产、稳定总产、减少面积。3.3.2调整植棉区域向适宜地区转移、集中种植3.3.3机械化、专业化生产程度越来越发展3.3.4模式化的目标栽培管理3.3.5第22页/共58页

二、棉花生殖系统及其生物学特性

1花器构造

棉花的花有花柄，花的外层有苞叶3片，中央有5个萼片连合成环状，围绕着花冠基部；花瓣5片，呈倒三角形旋转状排列。雄蕊约有60-100多枚，其花丝基部连合成雄蕊管，并与花冠基部连接，包围在雌蕊的花柱外面。雌蕊位于花中央，柱头3-5裂。第23页/共58页

棉花花器构造第24页/共58页第25页/共58页

2棉花开花习性

棉花的开花顺序是先从第一果枝起，以后沿主茎由下往上，由内向外呈圆锥形螺旋式开放。一般上下相邻果枝同果节花的开花间隔为2～4天，同一果枝相邻果节的花开花间隔为5～7天。第26页/共58页花期：始花后15天进入盛花期,盛花期30天左右适温：25-30℃开花周期：上午8-10点较盛花粉萌发：在柱头上1小时萌发,花粉量大时8小时到达子房,花粉少时,15小时到达子房花粉寿命：开花后维持5-6小时,大于33℃败育柱头寿命：2天第27页/共58页三、棉花原种生产技术原种生产的主要方法三年三圃制两圃制自交混繁自由授粉第28页/共58页1.1单株选择花铃期根据株型、铃型、叶型选；吐絮后收花前复选，检查纤维长度和衣分高低，同时观察熟期和吐絮情况；室内考种，每单株取5瓣，每瓣取中部籽棉1粒，测纤维长度、衣指和衣分。1三年三圃制第29页/共58页1.2株行圃

注意要点:当选单株，每株点播1行，每隔9行点播1行对照，行长10M,行距60～70CM,株距30～40CM，间苗后留单株。重点做好苗期、花铃期和吐絮后期的观察。凡不符合原种的典型性一律淘汰。第30页/共58页1.3株系圃

注意要点:将上年当选株行种子种成株系（2--4行），行长15--20M,行距60CM，株距30CM，生育期调查同株行圃凡不符合原品种典型性和杂株率在10％的一律淘汰，经室内考种进行决选。第31页/共58页1.4原种圃

将上年当选的株系混合收获的种子种于原种圃，收获后成为原种。要点：稀植点播、加强田间管理，注意苗期、花铃期观察，发现植株立即拔除。缺点：①单株、株行的选择，标准须严格控制，与原品种一致，要求高。②时间长。第32页/共58页2三年二圃制2.1单株选择2.2株行圃2.3原种圃（当选株行混系繁殖）2.4扩大繁殖第33页/共58页3自交混繁法

原理:自交的条件下，建立纯度高、个体差异小的品种群体要点：自交保种、混系繁殖。设置保种圃、基础种子田、原种生产田，比例1：20：500第34页/共58页3.1构建保种圃程序3.1.1选择圃自交、田间选择400个单株，每株自交15－20朵花，收5个以上的自交铃，考种选200个单株。3.1.1株行圃单株分行种植，行数150以上，每行25株以上，收获当选株自交铃，考种保留100个株行。第35页/共58页3.1.3株系圃

上年入选的优良行的自交种子，按编号分别种成株系，周围种植原种作保护区，在系内选一定数目单株继续自交，室内考种，决选后成核心种子——保种圃。第36页/共58页3.2基础种子田

去病杂株,收获的种子作为基础种子,下年作原种生产田用种。3.3原种生产田

加强田间管理，去杂去劣，扩大繁殖系数，收获原种。注意:保种圃一旦建成,不再更换.所用材料起点要好。第37页/共58页1人工去雄制种技术1.1制种田的选择1.2适期早播、一播全苗

1.3扩大母本行种植比例

母本：父本以8︰1或16︰2、14︰2为宜；母本等行或大小行种植，亩株数2000株左右。父本留苗密度要加大，株距分别为16.5cm和19.2cm，亩留苗4000株左右。四、杂交棉花制种技术第38页/共58页1.4去雄：要彻底、干净。母本去雄从7月6－8日开始，去雄前将母本开的花和幼铃要全部去掉，去雄时间从下午两点开始直至天黑前为止，第二天再补去雄。彻底，就是将明显膨大并露出苞叶第二天能开花的蕾，一个不漏的进行人工去雄；干净，就是在去雄时要将母本花的雄蕊全部去掉，不留花药。去雄要熟练、轻快，不碰伤子房和柱头。次日早晨花粉散落前将母本遗落的花全部去掉。第39页/共58页1.5授粉：要及时、充分。授粉时间在去雄后的第二天上午8点，父本花散粉后开始，到12点前尽早结束。采取花对花的授粉方法，每个父本花授4-5个母本花为宜。授粉时将父本花的雄蕊对准去雄的母本柱头轻轻一转，使柱头四面都能粘上充分的花粉。注意授粉时发现母本行有开的花要及时去掉；授粉后两个小时以内遇雨要重授。熟练人一天配制0.5Kg。第40页/共58页第41页/共58页1.6整枝和去早蕾。

1.7制种田的防杂、保纯。制种田在搞好隔离的同时，结合田间作业，在苗期、蕾期和去雄授粉前进行三次去杂，把非标准株拔掉。授粉工根据熟练情况每人管理500-700株为宜，每15个授粉工配1名监督检查人员，负责检查是否有漏去、是否有残留花药，严防自交铃形成。停止授粉日期统一在8月12日，去雄授粉结束后，结合整枝，一个不漏的把所有幼蕾全部摘除，同时每天要进行一次田间检查，母本行有花就摘除，直至田间无花为止。吐絮后要及时收摘，做到分摘、分晒、分存、分送，严防机械混杂。第42页/共58页2基因纯和种衣剂致死技术

中国农业大学齐俊生博士研究的技术，可免除对母本去雄工序，直接用父本的花粉进行授粉，收获的种子经处理播种出苗后，利用简便的方法能彻底去除自交种，从而保证田间杂交种纯度达到100%。其关键技术就是利用专用种衣剂包衣种子，使杂交种全部出苗而母本自交种（假杂种）全部不出苗，或者少量出苗，而且非常容易识别。并不受不育系和恢复系的限制。第43页/共58页

3利用雄性质不育制种技术

美国1948年开始选育细胞质雄性不育系和实现三系配套,1973年选育出具有哈克尼亚棉胞质的雄性不育和恢复系。至今还存在缺点：无优良恢复系，制种水平低，不易找到高优势组合。繁殖田A

×B制种田A×RAB

F1大田生产

R

三系法利用杂种优势示意图第44页/共58页正常植株花药不育株花药第45页/共58页4核不育系制种技术遗传方式：一对或二对隐性基因控制1972年，四川仪陇县原种场从洞庭1号棉花群体中发现自然突变的雄性不育株，被命名为“洞A”。我国的核不育系:洞A,阆A,1335A,81A第46页/共58页4.1亲本提纯4.1.1父本提纯4.1.2两用系的提纯4.2繁殖不育系拔50%可育株4.3杂交种的配制4.3.1隔离区选择；不育株×可育株（rr）︱（Rr）↓不育系（1rr：1Rr）第47页/共58页缺点：F1杂交种有不育株，原因是可育株未拔干净,制种前不育株与可育株的异交。不育株与可育株的不均等分布。制种产量不高。4.2.2父母本种植方式1：5－1：8；母本密度2倍于父本。4.2.3拔除母本可育株，人工辅助授粉。4.2.4种子收获与保存。可育株不育株×恢复系（Rr）（rr）︱（RR）拔出↓杂交种（Rr）第48页/共58页5雄性核不育南方宿根性制种5.1利用棉花在南方可宿根性（多年生）种植的特性，用2-3年的时间建成满园的制种田。5.2海陆嫁接的方法克服陆地棉宿根性不好的问题；5.3化学杀雄的方法杀死在低温来临时部分恢复育性的花粉，保证