创新特色品种 实现稳棉增粮

——邯郸市农业科学院低酚棉研究成果纪实

邯郸市农业科学院 米换房 权月伟 唐光雷 翟雷霞 李继军 李文蕾

低酚棉又称“无毒棉”,与普通棉花相比低酚棉的游离棉酚含量较低,仅为0.04%以下。游离棉酚是一种对人畜及其他生物有毒害作用的酚类衍生物,普通棉花含量在1%左右,随着含量的降低其毒性也会减弱,当降到0.04%以下时,其毒性已基本消失。

低酚棉的棉花纤维产量与普通棉花相当,其棉籽经过榨油后的棉籽粕不需要化学脱酚即可作饲料或食品,其枝叶、棉秆均可作为牲畜的饲料,是集棉、粮、油、饲多用途于一体的高效经济作物。因此,种植低酚棉既缓解了棉粮争地矛盾,又实现了稳棉增粮。

邯郸市农业科学院经过近40年的潜心研究在低酚棉新品种培育以及相关成果应用方面取得了突出成就,曾培育出河北省第一个高产低酚棉新品种“冀棉19号”和第一个抗虫低酚棉新品种“邯无198”。“十三五”期间在国家转基因专项和河北省科技攻关项目的资助下,低酚棉育种研究再次取得突破性进展。

一、创新三大品种,兼备高产优质

1、邯6305

2018年通过河北省审定,审定编号:冀审棉20189004

特征特性:转基因抗虫常规低酚棉品种,全生育期123天,株高105.5厘米,单株果枝数12.4个,第一果枝节位6.5,单株成铃16.8个,铃重6.3克,子指11.3克,衣分39.0%,霜前花率90.9%。

产量表现:2015-2016年河北省冀中南低酚棉品种区域试验籽棉、皮棉、霜前皮棉平均亩产分别为256.11千克、100.14千克、91.48千克,分别比对照邯无198增产4.59%、6.99%、6.10%。2017年冀中南春播低酚组生产试验籽棉、皮棉、霜前皮棉平均亩产分别为242.3千克、92.5千克、84.4千克,分别比对照邯无198增产7.4%、9.1%、9.6%。

品质及抗性:农业部棉花品质监督检验测试中心2015-2016年检测平均结果:上半部平均长度29.2毫米,断裂比强度31.7厘牛/特克斯,马克隆值5.5,整齐度指数85.2  %,伸长率7.9%,反射率74.7%,黄度7.5,纺纱均匀指数140;抗病性:2017年河北省农林科学院植物保护研究所鉴定结果:枯萎病病指4.32,抗病类型为“高抗”,黄萎病相对病指18.43,抗病类型为“抗病”。

2、邯M263

2019年通过河北省审定,审定编号:冀审棉20199008。

特征特性:转基因抗虫常规低酚棉品种。平均生育期120天。株型塔型,株高106.9厘米,单株果枝数13.1个,第一果枝节位6.1节,单株结铃数15.8个。铃重5.9克,子指11.5克,衣分39.9%,霜前花率86.6%。

产量表现:2017-2018年河北省冀中南春播低酚棉品种区域试验籽棉、皮棉、霜前皮棉平均亩产分别为242.38千克、96.66千克、84.12千克,分别比对照邯无198增产4.50%、11.86%、10.34%。2018年河北省冀中南春播低酚组生产试验籽棉、皮棉、霜前皮棉平均亩产分别为241.0千克、95.1千克、86.0千克,分别比对照邯无198增产5.9%、12.4%、11.7%。

品质及抗性:农业部棉花品质监督检验测试中心2017-2018年检测平均结果:上半部平均长度30.5毫米,断裂比强度31.9厘牛/特克斯,马克隆值5.1,整齐度指数84.6  %,伸长率6.4%,反射率78.3%,黄度7.9,纺纱均匀指数146;抗病性:2017年高抗枯萎病(病指0.94)、耐黄萎病(相对病指32.46),2018年抗枯萎病(病指7.19)、耐黄萎病(相对病指33.87)。

3、邯无339

2020年通过河北省审定,冀审棉20209002

特征特性:  转基因抗虫常规低酚棉品种。平均生育期118天。株型较紧凑,叶片较大,叶色较浅。铃较大,卵圆形。株高98.5厘米,第一果枝节位6.4节,单株果枝数13.2个,单株结铃数16.8个。铃重6.0克,子指11.6克,衣分39.7%,霜前花率90.2%,霜前花僵瓣率1.2%。棉籽中游离棉酚含量为0.01086%,符合低酚棉品种标准。

产量表现:  2018-2019两年区域试验,籽棉产量258.32千克/亩,比对照增产7.44%;皮棉产量102.45千克/亩,比对照增产11.77%;霜前皮棉产量92.39千克/亩,比对照增产10.58%。

纤维品质:2018-2019两年区域试验样品检测平均结果,上半部平均长度30.2毫米,断裂比强度31.8厘米/特克斯,马克隆值5.0,整齐度指数84.7%,纺纱均匀指数147,品质类型为“Ⅱ”。

抗病鉴定:河北省农林科学院植物保护研究所鉴定,2018年,耐枯萎病(病指11.17),耐黄萎病(相对病指25.95);2019年,高抗枯萎病(病指2.65),耐黄萎病(相对病指19.77)。

二、良种良法配套,推广成效显著

2016-2018年在曲周县依庄乡曹庄村开展低酚棉新品种示范,总结形成低酚棉高产高效栽培新技术,实现良种良法配套。同时创建了低酚棉千亩高产示范方,2018年经专家田间测产,示范方邯6305品种每亩实收籽棉286.36公斤,产量不亚于常规棉品种,有力地促进了新品种的大面积推广。“十三五”期间低酚棉花新品种累计推广种植229.3万亩,每亩地平均可生产低酚棉籽140公斤,可产出低酚棉籽粕50公斤,不需化学脱酚,比普通棉籽粕每公斤增值1.5元,仅此一项每亩地可增收75元,累计可创造经济效益1.72亿元。

低酚棉新品种示范推广面积统计表

三、探索创新种植模式,高效利用棉副产品

1、创新了牧草式低酚棉种植模式。试验设计4个种植密度、三个采割时间,12个不同处理随机区组排列、3次重复,2015年开始经过3年连续试验,发现密度8000株/亩、从花铃期开始分5次采割获得的低酚棉新鲜枝叶量最高,达到每亩3140公斤,略高于牧草的收获量。该方法2020年获得了国家发明专利。

2、进行了低酚棉毛棉籽饲喂奶牛定量实验。2017年在曲周县依庄乡禾秀寨王春亮奶牛养殖场进行定量试验:利用低酚棉毛棉籽替代等量饲料喂奶牛,根据每日饲喂量不同分为五个组,每组实验3头奶牛,饲喂时间4个星期。结果1公斤组效果不明显、1.5公斤组的奶牛两周后日产奶量可增加1.8-2.0公斤,并且与2公斤和3公斤组差异不大。

四、科技示范带动,发展前景广阔

低酚棉相比有酚棉优势显著,它能生产与有酚棉同样质量、产量的棉纤维和棉籽等副产品,而且其副产品中棉酚含量大大低于国际卫生标准( 0.02%—0.04%  )。低酚棉棉仁可作高蛋白优质食品,棉子油可作优质保健油,棉子饼及棉株枝叶可作饲料,棉子壳和铃壳可作食用菌的培养基。棉籽榨出的油不含棉酚,不需精炼、脱色,可提高出油率并降低成本;且油的品质高,富含亚油酸(61.9%)和不饱和脂肪酸,可降低血液中的胆固醇、减少动脉粥样硬化,防治高血压。其部分副产品经过粉碎可直接用作饲料,且蛋白质和矿物质含量均高于麦秸和薯秧,赖氨酸含量比玉米、小麦高1.5倍。低酚棉仁饼用作家畜精饲料,不仅营养丰富、适口性好,且无毒无副作用,与常用大豆饼为主的饲料相比,成本低、效益高。另外,低酚棉仁不仅能代替大豆制作酱油降低35%左右的成本,还能应用于临床治疗慢性腹泻、高脂蛋白血症、糖尿病等。其籽壳培养的香菇、平菇、银耳、木耳等食用菌高产优质。

主要作物种子蛋白质和8种氨基酸含量比较

注: FAO 值为联合国制订的标准值

种植低酚棉可在不另增加耕地的同时,获得优质食用蛋白、油料和饲料,使棉花成为集纤维、蛋白、油料、饲料、制药于一体的高效经济作物。以前棉农一家一户小面积自主种植多为人工和机械混杂,保纯难度大,降低了低酚棉副产品的利用价值。而近年来随着农村土地流转进程加快,低酚棉集中种植、规模生产成为可能,低酚棉保纯问题也将迎刃而解;加之低酚棉新品种的不断育成、水平不断提高,低酚棉产业必将迎来新的发展契机和推广种植高潮。

棉花是一种抗旱耐盐碱耐瘠薄的农作物,具有节水、改良土壤之功效。低酚棉既是棉花也是粮食,选择低酚棉优良品种进行示范推广,不仅可以保持棉花产业的稳定,还将大大增加粮食和饲料的产出,开创“稳棉增粮、棉粮双丰”的棉花种植新局面,对促进农业与国民经济持续稳定发展具有重要意义,具有广阔的开发利用前景。

2021年7月5日