基本介紹
- 中文學名：抗蟲棉
- 界：植物界
- 門：被子植物門
- 種：抗蟲棉
- 分布區域：中國
- 優點：省工節本、增產增效
原理,分類,優點,特性,生育特點,栽培技術,
原理
抗蟲棉之所以抗蟲，是因為外源Bt基因整合到棉株體中後，可以在棉株體合成一種叫δ-內毒素的伴孢晶體，該晶體是一種蛋白質晶體，被鱗翅目等敏感昆蟲的幼蟲吞食後，在其腸道鹼性條件和酶的作用下，或單純在鹼性條件下，伴孢晶體能水解成毒性肽，並很快發生毒性。
毒性發作的大致過程是，δ-內毒素被昆蟲取食後，在昆蟲中腸內溶解為前毒素，經中腸蛋白酶水解，釋放出活力片段。活力片段穿過圍食膜，與中腸上皮細胞刷狀緣膜的受體結合，進一步插入膜內，形成孔洞或離子通道。引起離子滲透，水隨之進入中腸細胞，導致細胞膨脹破裂。另外，離子梯度的破壞，也擾亂了中腸內正常的跨膜電勢及酸鹼平衡，影響養分的吸收。使幼蟲停止取食、麻痹，最後死亡。由於人體和多數動物的胃腸是酸性的，因此，這類蛋白對人體和多數動物無毒。
但是，需要注意的是目前的抗蟲棉只對以棉鈴蟲為主的鱗翅目害蟲有抗殺作用，對棉蚜、紅蜘蛛、煙飛虱等害蟲沒有作用。而且，抗殺棉鈴蟲的效果還取決於蟲害發生程度和大田環境，因此即使種植抗蟲棉也不能放鬆警惕，還要根據情況適時進行化學防治。
轉基因雙價抗蟲棉
轉基因雙價抗蟲棉是我國科學家將殺蟲機理不同的兩種抗蟲基因(Bt殺蟲基因和修飾的豇豆胰蛋白酶抑制劑基因)同時導入棉花，研製成功的一種抗蟲棉花。由於這兩種殺蟲蛋白功能互補且協同增效，使雙價抗蟲棉不但可以有效延緩棉鈴蟲對單價抗蟲棉產生抗性，還可增強抗蟲性。預計將對控制棉鈴蟲對抗蟲棉的抗性發展起到關鍵作用。
我國轉基因雙價抗蟲棉的發展
雙價抗蟲棉的核心技術於1998年申請國家發明專利，2002年正式授權，使我國在抗蟲棉的研究及套用領域達到了國際先進水平。目前，國產抗蟲棉技術正在走出國門，出口到印度等國家。
現在，我國已審定抗蟲棉品種14個，其中單價棉11個，分別為：GK1(國抗1號)、GK12(國抗12號)、GK19(國抗19號)、GK22(國抗22號)、GK30(魯棉研16號)、GK95-1(晉棉26號)和GK46(晉棉31號)、GKz10(魯棉研15號)、GKz13(魯RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3號)；雙價棉3個，分別為：sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。這些抗蟲棉品種均高抗棉鈴蟲，具有較好的品質性狀及豐產性。此外，還有許多抗蟲棉優良品系正在試驗過程中。
抗蟲棉的推廣套用可大幅度減少植棉的用工投入，但想獲得高產仍須注意施肥、化控以及種植密度等配套栽培技術的套用。
分類
根據棉花抗蟲性機制的不同，抗蟲棉主要可分為兩種類型，即形態抗性和生理生化抗性。前者是指棉花具有某些特異的形態結構，如棉葉無蜜腺、莖葉多茸毛、光滑莖葉、雞腳葉等，總之，棉株含有怪味，對不上害蟲胃口，這些特異性對害蟲的取食、消化、產卵等活動產生干擾作用；後者是指棉株體內含有某些特異的代謝產物，如棉酚（又稱棉毒素）、單寧、類黃酮等有毒成分對害蟲的行為、營養、代謝、生長及生殖產生抑制作用。就像孕婦吃了某種過量的抗生素（如四環素），不僅對本身肌體有影響，而且會危害胎兒的健康一樣。
根據不同的棉花品種對害蟲的抗性反應和方式，把抗蟲棉分成四個類型：
1、不選擇型抗蟲棉
也叫形態型抗蟲棉，是指棉花害蟲不喜歡在這些棉株上產卵、繁殖的棉花品種，又分為無茸毛型、無蜜腺型和葉片窄小的雞爪型3種。
2、耐蟲性抗蟲棉
指對棉鈴蟲危害有較強的忍耐力和補償能力的品種，蕾鈴受害脫落後，能迅速長出；莖尖生長快，棉鈴蟲取食側芽不影響莖尖生長，不產生“無頭棉”而影響產量。
3、生理性抗蟲棉
指棉株含有能抑制棉鈴蟲的生長發育或有使棉鈴蟲拒絕取食的生理代謝物質而表現出來的抗蟲性，生理代謝物質主要有棉酚和單寧。受到危害後，棉株單含量顯著增加，棉鈴蟲取食後會抑制胃內消化酶的活性，造成消化不良而拒絕取食。
4、轉B.t基因抗蟲棉
是利用生物基囚工程技術，把蘇雲金桿菌產生的B.t殺蟲蛋白基因，經過改造後轉入到棉株內，整合到棉花細胞基因中，從而使轉基因棉花含有B.t殺蟲蛋基因。這種B.t殺蟲蛋白基因能夠表達、控制、合成內毒素的伴胞晶體、使棉株隨著自身的生長，產生內源毒素，使棉株本身以有殺死棉鈴蟲幼蟲的能力。
優點
具有省工節本、增產增效、減少環境污染等特點。
抗蟲棉不是完全不用防治蟲害。在同樣條件下抗蟲棉一般較非抗蟲棉蕾鈴危害可減輕80%左右，防治指標較非抗蟲棉高，一般情況不需防治。但在棉鈴蟲大爆發情況下，棉鈴蟲數量遠遠超過抗蟲棉防治指標時，也需採取輔助防治措施。另外，抗蟲棉只抗棉鈴蟲，不抗蚜蟲、棉葉蟎等類害蟲，當棉田發生其它蟲害時要及時防治。還需注意Bt抗蟲棉也禁止使用Bt農藥，防止棉鈴蟲產生抗性。
特性
根據棉花抗蟲性來源不同，抗蟲棉可分為兩類，一類是常規抗蟲棉，另一類是轉基因抗蟲棉。目前從生產上推廣、套用的這兩類抗蟲棉，從抗性上講，常規抗蟲棉的抗性不夠理想，僅在棉鈴蟲等棉田害蟲輕度發生時才能顯示出一定的效果。而轉基因抗蟲棉抗蟲性突出且穩定，即使在棉鈴蟲高發年份也表現出極強的抗性，生產實踐證明，在一般年份下，抗蟲棉在減少用藥60%—80%的情況下不影響產量。但是不能認為種了抗蟲棉就可發不進行化學防治，坐等豐收。近年推廣的抗蟲棉絕大部分是轉基因棉，它僅對棉鈴蟲等鱗翅目害蟲有抗性，因此，當達到防治指標時，就應及時進行化學防治。若種了轉基因抗蟲雜交棉的田塊，田間調查出現有不抗蟲的植株或杭性差的植株，應及時拔除，以提高群體抗蟲基因頻率。若抗蟲棉周圍種了常規種（不是抗蟲棉）或間種了大豆、瓜類等感蟲作物，勢必造成棉玲蟲的低齡幼蟲危害這些感蟲作物，待其變成大齡幼蟲時，轉移到抗蟲棉上繼續危害。這是因為轉基因抗蟲棉，含有毒素，對棉鈴蟲的低齡幼蟲對棉玲蟲的低齡幼蟲（1—2齡）有較強的毒殺作用，而對大齡幼蟲的毒殺能力較差，所以種發抗蟲棉後又套種了感蟲作物或因純度較差混有不抗蟲雜株，待這些植株上的棉玲蟲幼蟲長大後又會轉移到抗蟲棉植株上繼續危害。
生育特點
營養生長勢稍弱
對某些氣候因素較為敏感
近幾年的研究表明，抗蟲棉特別是常規抗蟲棉（非雜交棉）對高溫較為敏感，在高溫條件下花粉敗育或授精不良，導致蕾鈴大量脫落或棉鈴較小、畸形等；部分抗蟲棉品種則對水分較為敏感，抗濕性較差，在生產上表現為根系發育不良，後期易早衰。
對鉀營養需求較高
近幾年實踐表明，抗蟲棉對鉀的需求大於常規棉，在同等條件下比常規棉高20%左右。因此，如鉀肥投入不足，造成棉花發育不良、蕾鈴脫落增加、鈴重和品質下降，缺鉀嚴重的導致棉花脫葉早衰。
栽培技術
以下栽培措施為一般性總結，並不一定適合所有國產抗蟲棉品種。因此，根據不同品種的要求、土地的肥力狀況以及氣候條件的情況，在技術人員的指導下進行合理種植，對於發揮不同品種的增產潛力是很重要的。 (中國農業科學院生物技術研究所)
1、施足基肥
抗蟲棉可有效減少棉鈴蟲對幼鈴的危害而使棉花生殖生長相對增強，因此對肥水更加敏感。所以，種植抗蟲棉應把握施足基肥的原則，因地制宜地培肥地力。一般應以有機肥(土雜肥)為主，化肥為輔。例如，在土壤肥力較好的田塊基肥量為每667平方米(1畝)有機肥2000千克，餅肥50千克，過磷酸鈣50千克，硫酸鉀或氯化鉀20千克，尿素15千克。如果是麥棉或與其他作物間套種、基肥無法施用的田塊，在苗期、初蕾期應以有機肥、餅肥、磷、鉀肥為主進行追肥，以保證蕾花期用肥。同時根據國抗棉的苗、蕾期短，鈴期長、結鈴性強的特點，追肥宜適當提早，初花期、盛花期、花鈴期連續追肥利於高產。如在7月中旬或7月底發現葉片有退綠現象，除土壤追施氮、磷、鉀肥外，還應輔助根外追肥，即葉面噴肥，如噴施2%尿素溶液或複合肥(30千克水+0．8千克氯化鉀+0．2千克尿素+0．3千克磷酸二氫鉀，效果更好)。一般在下午4點半後噴。每隔3--5天噴一次，直至棉株早衰現象消失。
生產中由於栽培技術、肥水管理不善以及氣溫雨水等非人為因素的影響，棉花營養生長和生殖生長常難以協調，例如，出現棉株徒長，下部蕾花鈴脫落嚴重，長成“高大空”的棉株，或脫肥早衰，或貪青晚熟。為了協調棉花營養生長和生殖生長，可採取縮節安化學控制技術。縮節安對棉花的根、莖、果枝、葉、棉鈴的生長發育均有調節作用，作用特點是：控上促下作用並存；修飾外形與調節內部生理的作用同步；營養生長和生殖生長相互協調。具有提高皮棉產量，提高纖維品質的功效。縮節安可以在蕾期、初花期、花鈴期分次套用，用藥量採取先輕後重的原則，使其成為一種促根壯苗，健株穩長，早花早鈴，早熟、優質、高產的系統化學控制技術。一般在盛蕾期用第一次藥，每667平方米0．5克縮節安(兌水10--15千克)，初花期用第二次藥，每667平方米用1--2克縮節安(兌水15--25千克)。如果苗期生長勢弱、生長緩慢的抗蟲棉品種早期不宜噴縮節安，可在盛花期使用縮節安。
3、種植密度
近年來，隨著轉基因抗蟲棉推廣，棉花連作，有機肥施用量減少，病蟲害影響等，在春作棉田，早衰問題成為制約我省棉花優質高產的主要障礙之一，輕度早衰常減產10%，重度可減產20%～50%，對全省棉花單產提高，棉花產業可持續發展造成嚴重威脅。因此，農業廳於8月30日制定下發抗蟲棉防早衰栽培技術推廣方案，旨在通過科學運用種子學、土壤學、肥料學、栽培學等綜合技術，加快抗蟲棉防早衰栽培技術示範與推廣項目實施，實現棉花早熟不早衰的正常熟相，達到增加產量、改善品質的目的，實現全省棉花生產穩定發展，增加棉農收入和供給水平。其方案主要內容包括：
4、選擇對路品種
針對早衰棉田多沙壤地，後期供肥不足的特點，選用中後期長勢強、抗黃萎病性能好的品種，並實行良種良法配套。由於品種的生物學特性決定了目前生產用種大致分為快髮型品種和慢髮型品種。快髮型品種早發早熟，代表品種有魯棉研21、魯棉研29等。這樣的品種抗苗病和枯萎病的能力強，但抗黃萎病能力略差、易早衰，宜安排在水肥條件好的地塊或中性、粘性土壤種植，要注意平衡施肥和增施鉀肥，延緩早衰，多適合套種；慢髮型品種易晚發晚熟，代表品種為魯棉研22等。這樣的品種常表現出較重的苗病和枯萎病，後期不容易早衰，宜安排在沙性土壤種植，旱地、瘠薄地也適合，要注意一播全苗和促苗早發，適合地膜覆蓋純作。
5、秸稈還田和深耕
棉田提倡在11月底12月初進行棉花秸稈還田，可有效的改善棉田土壤的物理性能，增加棉田有機質含量，培肥地力。結合棉花秸稈還田在棉花或前茬作物收穫後，秋耕冬曬垡，耕深由過去的20 cm增加到30～40cm，一般每2～3 年秋深耕一次。深翻的土壤，冬季經過凍融交替，可以疏鬆土壤，創造良好的棉花根系生長環境，增強棉株的抗旱、抗病、抗逆能力，培養健根壯株的棉花。
6、增施有機肥和配方施肥
有機肥可增加棉田的土壤養分，改善棉田的土壤結構。因此，在秸稈還田的基礎上，要廣積肥源，增加有機肥單位面積的施肥量。一般畝施農家肥2000－3000 kg。原則採用“重視有機肥、合理施氮肥、穩施磷肥、增施鉀肥，巧施微肥”的平衡施肥的技術路線，要求氮磷鉀施用比例按土壤供給和產量需求而定，以提高肥料利用率，降低生產成本，實現節本增效。第一次追肥：盛蕾見花期結合中耕培土，畝施尿素10kg、氯化鉀7.5kg左右，保證棉株大量開花結鈴的養分供應，增蕾促花保桃,減少脫落；7月底8月初畝施尿素5－7.5kg作為蓋頂肥，以後不再根基追肥。8月中旬可是情況葉面噴肥，噴施3－5%尿素加0.5－1%磷酸二氫鉀混合溶液，每隔7-10天一次，2-3次。
7、推遲播期，提高播種質量
早發易衰的棉花品種、砂性土壤、地力較差，應適當晚播，推遲到4月20－30日播種，選用脫絨包衣棉種，採用機械化精量和半精量播種。此外，合理進行輪作倒茬、適時中耕、化控調控等培養健壯棉株，進而控制或延緩早衰都有顯著的作用。
8、合理密植，科學化調
9、綜合防治病蟲害
堅持預防為主，綜合防治策略。針對近年來因種植抗蟲棉，棉田害蟲發生演變的規律，以防治苗期蚜蟲、棉葉蟎和“伏蚜”、煙粉虱、盲蝽象為重點，同時，注意防治二代棉鈴蟲和其它害蟲。注重採取農業生物防治措施，選擇抗病、優質、高產、抗蟲性強的抗蟲棉品種；注意保護利用天敵，搞好蟲情調查，達不到防治指標不藥防，儘量推遲藥防時間，發揮天敵的控害作用；達到防治指標的要當機立斷，及時藥防，做到對症下藥，能兼治的不單治，能挑治的不普治等綜合防治技術。注意選用抗黃萎病性能好的品種，並注意採用農業措施、噴施黃腐酸等進行防治。重點防治黃萎病、紅葉莖枯病、煙粉虱等病蟲害。
抗旱排澇，保持土壤適宜墒情
栽培技術要點
針對抗蟲棉的不同生育特點，在抗蟲棉管理上應注意掌握以下幾點：
1、增肥補鉀，平衡施肥
根據抗蟲棉營養生長勢不及常規棉的生育特點，在肥料施用上應適當增加氮肥的投入，並配施鉀肥。在施用安家肥和提苗肥的基礎上，重點施好兩次花鈴肥，後期看苗補施蓋頂肥。本地區花鈴肥在7 月上旬見花後用花鈴專用肥375～525kg/公頃穴施（前期未用鉀肥或用量較少的應配施75～150kg/公頃氯化鉀），如使用尿素，則在開花後用尿素150kg/公頃左右加氯化鉀10kg穴施；第2次花鈴肥在7月下旬至8月初用尿素225～375kg/公頃趁濕撒施；8月15～20日根據棉花長勢及結鈴情況補施蓋頂肥，施尿素7 5 ～150kg/公頃。
2、因苗促控，合理化調
一般而言，棉花應在蕾期、花鈴期及打頂後各化控1次，對抗蟲棉來說，蕾期提倡不進行化控，對長勢較好且有瘋長趨勢的早茬棉可在蕾期（本地區在6月20日前後）適當輕控1次，用“小葉敵”牌保鈴素300～450ml/公頃或湖北天門產助壯素60～90ml/公頃對水225kg/公頃細噴霧；初花期（本地區在7月10號前後）進行普控，這是棉花一生中的化控重點，可促進棉花由營養生長向生殖生長轉變，提高棉花開花結鈴率，一般用保鈴素600～900ml/公頃或助壯素120～150ml/公頃對水300～450kg/公頃細噴霧；打頂後 5～7d 進行化學封頂，用保鈴素900～1200ml/公頃或助壯素180～225ml/公頃對水450kg/公頃細噴霧。對於長勢較差或因藥害、肥傷等造成僵苗的，應及時選用“802”加春泉高效液肥各15支（袋）/公頃或用快豐收15袋/公頃對水300～450kg/公頃進行根外噴施，促進棉花迅速恢復生長。
3、正確治蟲，綜合治理
