抗虫棉的栽培技术及发展现状的立项报告

第一节 抗虫棉的定义

抗虫棉目前分为转基因单价抗虫棉和转基因双价抗虫棉。 转基因单价抗虫棉是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造，转到了棉花中，使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质，专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统，导致其死亡，而对人畜无害的一种抗虫棉花。（立项报告）

第二节 抗虫棉的栽培技术

施足基肥

抗虫棉可有效减少棉铃虫对幼铃的危害而使棉花生殖生长相对增强，因此对肥水更加敏感。所以，种植抗虫棉应把握施足基肥的原则，因地制宜地培肥地力。一般应以有机肥(土杂肥)为主，化肥为辅。例如，在土壤肥力较好的田块基肥量为每667平方米(1亩)有机肥2000千克，饼肥50千克，过磷酸钙50千克，硫酸钾或氯化钾20千克，尿素15千克。如果是麦棉或与其他作物间套种、基肥无法施用的田块，在苗期、初蕾期应以有机肥、饼肥、磷、钾肥为主进行追肥，以保证蕾花期用肥。同时根据国抗棉的苗、蕾期短，铃期长、结铃性强的特点，追肥宜适当提早，初花期、盛花期、花铃期连续追肥利于高产。如在7月中旬或7月底发现叶片有退绿现象，除土壤追施氮、磷、钾肥外，还应辅助根外追肥，即叶面喷肥，如喷施2%尿素溶液或复合肥(30千克水+0．8千克氯化钾+0．2千克尿素+0．3千克磷酸二氢钾，效果更好)。一般在下午4点半后喷。每隔3--5天喷一次，直至棉株早衰现象消失。

营养生长和生殖生长的协调

生产中由于栽培技术、肥水管理不善以及气温雨水等非人为因素的影响，棉花营养生长和生殖生长常难以协调，例如，出现棉株徒长，下部蕾花铃脱落严重，长成“高大空”的棉株，或脱肥早衰，或贪青晚熟。为了协调棉花营养生长和生殖生长，可采取缩节安化学控制技术。缩节安对棉花的根、茎、果枝、叶、棉铃的生长发育均有调节作用，作用特点是：控上促下作用并存；修饰外形与调节内部生理的作用同步；营养生长和生殖生长相互协调。具有提高皮棉产量，提高纤维品质的功效。缩节安可以在蕾期、初花期、花铃期分次应用，用药量采取先轻后重的原则，使其成为一种促根壮苗，健株稳长，早花早铃，早熟、优质、高产的系统化学控制技术。一般在盛蕾期用第一次药，每667平方米0．5克缩节安(兑水10--15千克)，初花期用第二次药，每667平方米用1--2克缩节安(兑水15--25千克)。如果苗期生长势弱、生长缓慢的抗虫棉品种早期不宜喷缩节安，可在盛花期使用缩节安。

种植密度

购买包种衣剂的正规商品棉种及注意合理密植对于提高单产都是比较关键的因素。关于种植密度，总的原则是：在肥水条件好的田块，每667平方米(每亩)株数可少些，肥力条件差、干旱、砂壤土密度可适当高些。一般黄淮流域每667平方米3000株左右，高水肥田块和长江流域，每667平方米密度在2500--2800株，新疆东部约4500株，南北部11000--12000株，山西5000--4000株。

近年来，随着转基因抗虫棉推广，棉花连作，有机肥施用量减少，病虫害影响等，在春作棉田，早衰问题成为制约我省棉花优质高产的主要障碍之一，轻度早衰常减产10%，重度可减产20%～50%，对全省棉花单产提高，棉花产业可持续发展造成严重威胁。因此，农业厅于8月30日制定下发抗虫棉防早衰栽培技术推广方案，旨在通过科学运用种子学、土壤学、肥料学、栽培学等综合技术，加快抗虫棉防早衰栽培技术示范与推广项目实施，实现棉花早熟不早衰的正常熟相，达到增加产量、改善品质的目的，实现全省棉花生产稳定发展，增加棉农收入和供给水平。其方案主要内容包括：

选择对路品种

针对早衰棉田多沙壤地，后期供肥不足的特点，选用中后期长势强、抗黄萎病性能好的品种，并实行良种良法配套。由于品种的生物学特性决定了目前生产用种大致分为快发型品种和慢发型品种。快发型品种早发早熟，代表品种有鲁棉研21、鲁棉研29等。这样的品种抗苗病和枯萎病的能力强，但抗黄萎病能力略差、易早衰，宜安排在水肥条件好的地块或中性、粘性土壤种植，要注意平衡施肥和增施钾肥，延缓早衰，多适合套种；慢发型品种易晚发晚熟，代表品种为鲁棉研22等。这样的品种常表现出较重的苗病和枯萎病，后期不容易早衰，宜安排在沙性土壤种植，旱地、瘠薄地也适合，要注意一播全苗和促苗早发，适合地膜覆盖纯作。

秸秆还田和深耕

棉田提倡在11月底12月初进行棉花秸秆还田，可有效的改善棉田土壤的物理性能，增加棉田有机质含量，培肥地力。结合棉花秸秆还田在棉花或前茬作物收获后，秋耕冬晒垡，耕深由过去的20 cm增加到30～40cm，一般每2～3 年秋深耕一次。深翻的土壤，冬季经过冻融交替，可以疏松土壤，创造良好的棉花根系生长环境，增强棉株的抗旱、抗病、抗逆能力，培养健根壮株的棉花。

增施有机肥和配方施肥

有机肥可增加棉田的土壤养分，改善棉田的土壤结构。因此，在秸秆还田的基础上，要广积肥源，增加有机肥单位面积的施肥量。一般亩施农家肥2000－3000 kg。原则采用“重视有机肥、合理施氮肥、稳施磷肥、增施钾肥，巧施微肥”的平衡施肥的技术路线，要求氮磷钾施用比例按土壤供给和产量需求而定，以提高肥料利用率，降低生产成本，实现节本增效。第一次追肥：盛蕾见花期结合中耕培土，亩施尿素10kg、氯化钾7.5kg左右，保证棉株大量开花结铃的养分供应，增蕾促花保桃,减少脱落；7月底8月初亩施尿素5－7.5kg作为盖顶肥，以后不再根基追肥。8月中旬可是情况叶面喷肥，喷施3－5%尿素加0.5－1%磷酸二氢钾混合溶液，每隔7-10天一次，2-3次。

推迟播期，提高播种质量

早发易衰的棉花品种、砂性土壤、地力较差，应适当晚播，推迟到4月20－30日播种，选用脱绒包衣棉种，采用机械化精量和半精量播种。此外，合理进行轮作倒茬、适时中耕、化控调控等培养健壮棉株，进而控制或延缓早衰都有显著的作用。

合理密植，科学化调

密度视地力和肥水条件而定，一般情况下建议密度3000－4000，行距80－90cm。要科学整枝，适时打顶，减少无谓的营养消耗，有利于增蕾、保铃和防止棉花早衰；在种植密度不大的情况下，也可保留叶枝或粗整枝；6月15日以前现蕾的早发棉田，均可除掉棉株下部2－3个果枝的蕾及边心或直接打掉下部2－3个果枝，塑造合理的群体结构。 科学化调，原则采用少量多次，视长势而定量。一般苗期不需要化调；蕾期亩用缩节胺1～1.5克；初花期亩用缩节胺1.5～2.5克，喷洒的重点部位是顶部。盛花结铃期在棉花打顶后，亩用缩节胺3克左右喷雾，主要喷洒生长旺盛的上部，控制上部果枝长度。

综合防治病虫害

坚持预防为主，综合防治策略。针对近年来因种植抗虫棉，棉田害虫发生演变的规律，以防治苗期蚜虫、棉叶螨和“伏蚜”、烟粉虱、盲蝽象为重点，同时，注意防治二代棉铃虫和其它害虫。注重采取农业生物防治措施，选择抗病、优质、高产、抗虫性强的抗虫棉品种；注意保护利用天敌，搞好虫情调查，达不到防治指标不药防，尽量推迟药防时间，发挥天敌的控害作用；达到防治指标的要当机立断，及时药防，做到对症下药，能兼治的不单治，能挑治的不普治等综合防治技术。注意选用抗黄萎病性能好的品种，并注意采用农业措施、喷施黄腐酸等进行防治。重点防治黄萎病、红叶茎枯病、烟粉虱等病虫害。

抗旱排涝，保持土壤适宜墒情

8月中下旬、9月上旬当土壤相对含水量低于60%时，坚决进行浇水，对防早衰、增加铃数和铃重作用明显。受涝棉田要及时排水，最好在24小时以内排除棉田积水，增强通透性能，促发新根，防止棉花早衰。

第三节 转基因抗虫棉的发展现状

棉花是我国重要的经济作物.棉花生产为促进我国纺织品、服装出口创汇和农民增收做出了重大贡献,也一直受到党中央和国务院的高度重视.近几年来,为适应生 产发展和应对入世挑战需要,国家加大了科技兴棉和优势区域调整力度,使棉花生产科技含量不断增加,优势区域规模不断扩大,生产水平和市场竞争力大大提高. 在实施科技兴棉的过程中,伴随生物技术的突飞猛进,我国转基因抗虫棉迅速发展,对稳定棉花生产、保障棉花供给发挥了重要作用。

转基因抗虫棉也称为转Bt基因抗虫棉。它是将苏云金芽孢杆菌的Bt基因导入到受体细胞(转基因抗虫棉的叶肉细胞)中。苏云金芽孢杆菌的代谢过程中能产生一种Bt杀虫蛋白，它对多种害虫具有毒杀作用，作为生物农药广泛使用在蔬菜、瓜果等作物上。通过根癌农杆菌介导等方法将Bt基因转入棉花植株的细胞中后，棉株体内也能合成Bt杀虫蛋白。 转Bt基因抗虫棉的杀虫谱因Bt基因不同而存在差异。我国现有的转基因抗虫棉对棉铃虫、红铃虫、卷叶虫等鳞翅目的害虫具有非常显著的抗性。 中国科学家仅用5年，不到国外公司一半的时间，就获得了抗虫效果显著并有生产应用潜力的转基因棉花株系，实现了跨越式发展。我国转基因抗虫棉研究起步于 20世纪90年代，至2007年，国审抗虫棉品种近70个，省审品种超过100个，累计推广面积达到1.26亿亩，节约农药7000万公斤，产生的社会经济效益超过200亿元。 中国农科院郭三堆教授利用现代基因工程技术，设计并构建了可同时表达Bt杀虫基因和豇豆胰蛋白酶抑制剂基因的双价杀虫基因植物表达载体，并将带有单价、双价杀虫基因的植物表达载体导入棉花，创造出具有我国知识产权的单价、双价转基因抗虫棉. 该项成果打破了美国的垄断，使我国抗虫棉研究步入国际领先行列，在减少农药使用量、减少环境污染、增加农民收入等方面产生了巨大的效益 。

第四节 转基因抗虫棉存在问题

1.抗虫性的时空变化

转基因抗虫棉抗虫的时空性包括2个方面:一是指棉株不同的发育时期对靶标害虫的抗性不同,二是指棉株的不同部位、不同器官的抗虫能力也不同。在同一时期内,棉株营养器官的抗虫性较生殖器官要强,其中以花蕾的抗性最弱,转Bt基因棉在受二、三代棉铃虫危害较重的黄淮海棉区抗虫性比较好,而在受三、四代棉铃虫危害较重的长江流域棉区抗性则较弱。从空间抗性来看,营养器官的抗性高于繁殖器官;转基因棉对棉铃虫幼虫取食行为有较大的影响。

2.影响昆虫管理问题

转基因棉大面积推广后,对靶标和非靶标昆虫抗药性和种群数量动态变化有一定的影响,对昆虫的系统管理产生了一定影响。转Bt基因抗虫棉对目标害虫具有高度的抗生性,可严重阻碍幼虫对棉株的取食和营养利用，取食了转基因植物的猎物对大部分捕食性天敌昆虫个体无毒副作用。取食了转基因植物的寄主害虫如表现亚致死反应,则对寄生蜂个体无毒副作用,甚至对寄生蜂与抗虫作物间有增效作用;如寄主表现致死反应,则对寄生蜂个体有明显毒副作用。

3.抗虫谱狭窄,抗虫强度不理想

转基因棉产量高,种植制度多样,害虫种类数量多,而现有抗虫棉的抗性大多数比较单一,只对棉铃虫、红铃虫等少数鳞翅目害虫有杀虫效果,而对很多刺吸式害虫抗性弱,由于危害棉田的害虫种类数量极多,抗虫棉已不能抗所有害虫。有研究表明:转基因抗虫棉仅对低龄幼虫抗性较强,而对高龄棉幼虫效果不明显,抗虫棉在棉花生长后期仍要一定的农药防治。通过对抗虫棉中棉29、中棉40和非抗虫棉湘杂棉2号田间棉铃虫、斜纹夜蛾、棉叶螨、棉蚜等棉花主要害虫发生量及危害情况调查,证明中棉29、中棉40对第2～5代棉铃虫、第l～3代红铃虫有良好的抗性,对斜纹夜蛾、棉叶螨、棉蚜抗性不明显。

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