油菜栽培育种 下载本文

第十二章 油 菜

第一节 概 述

一、油菜生产在国民经济中的重要性

油菜是我国传统的油料作物,随着现代科学的进步,以及油菜育种和产品开发的成功,使油菜的用途扩展到蛋白质、饲料、工业原料、医药等多个方面。油菜是当今世界普遍关注的油料作物,世界各国都在加快油菜生产的发展,其主要意义有如下几个方面。

(一)提供生活必需的优质食用油

油菜种子含油量为其自身干重的35%~50%。菜籽油含有10余种脂肪酸(主要有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生烯酸、芥酸等)和多种维生素,特别是维生素E的含量较高,尤以甲型维生素E的含量高达13mg/100g油,超过大豆。由于近年来优质油菜品种的育成,使菜籽油中的芥酸含量降至3%以下,亚麻酸含量降至6%左右,油酸和亚油酸含量合计达85%以上,使菜籽油进入到优质食用油的行列。菜籽油除用作烹调油外,还用以制做人造奶油,不含胆固醇,价格低廉。

(二)提供多种用途的工业用油

由于菜籽油中含有芥酸,因而具有润滑性好,磨檫系数低;沸点、熔点高;疏水防水性强和氧化聚合慢的特点。普通菜籽油芥酸含量通常在45%以上,可直接用于各种机械加工的润滑油和脱模剂,以及纺织工业的纺丝润滑油,电器工业的高温绝缘油,选矿工业的矿物浮选剂等。此外,在橡胶、油漆、塑料、化工、医药、皮革生产等方面具有广泛用途。

(三)提供优质饲料和植物粗蛋白

油菜籽榨油后的饼粕,含蛋白质40%左右,碳水化合物30%~40%、粗脂肪2%~7%、粗纤维10%~14%、维生素及多种矿物质,成分与大豆饼粕相近,是良好的精饲料。但普通油菜饼粕中含有120~180μmol/g的硫代葡萄糖苷,动物食用后会发生中毒现象,从而降低了菜饼的饲用价值。低硫代葡萄糖苷油菜品种的育成,大大提高了菜饼的饲用价值。菜饼还可加工成供人们食用的优质植物性精蛋白,其生理价值可以与肉类相比。

(四)油菜在持续农业中具有重要作用

油菜是新垦地、休闲地、盐碱地的先锋作物,也是很多谷类作物和油料作物的良好前茬。因为油菜根系发达,能分泌有机酸,溶解土壤中难溶的磷素,提高土壤中磷的有效性。油菜在生长期间有大量的落叶落花和残根还田,能有效提高土壤肥力,改善土壤结构。据研究,每生产50kg菜籽,等于为其它作物提供22~28kg硫酸铵,8~10kg磷酸铵和8.5~12.5kg硫酸钾,油菜是一种用地养地相结合的作物。另外,油菜花期长,花量多,是很好的蜜源作物。

二、油菜的分布及生产概况

(一) 世界油菜生产概况 油菜是世界上古老的油料作物,在中国和印度等地具有悠久的栽培历史。目前油菜已成为世界上四大油料作物(大豆、向日葵、油菜、花生)之一,菜子油产量约占食用植物油总产的15%左右。主要分布在亚洲、欧洲、北美洲、大洋洲。20世纪80年代以来,油菜作为主要的植物油源和饲料源,发展迅速。其中,发展最快的国家是中国、印度、德国和法国。

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2005年世界油菜收获面积26425khm,单产1750 kg/hm,总产46256 kt。超过500 khm的

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国家有中国7330 khm、印度6750khm 、加拿大4938khm 、德国1283khm、澳大利亚1141khm、

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法国1120khm、英国557khm、波兰538khm,其种植面积占世界总播种面积的89.5%。总产量超过1000 kt的国家有中国13040 kt,加拿大7728kt,印度6800kt,德国5277kt,法国3969kt,英国1612 kt,澳大利亚1496kt,波兰1292kt,其总产量占世界油菜总产量的

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89.1%。其他国家播种面积和总产均较少。单产以欧洲各国最高,其中德国4113 kg/hm、

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捷克3602 kg/hm、法国3542 kg/hm、荷兰3471 kg/hm、英国2894 kg/hm、波兰2402 kg/hm。

(二)中国油菜分布及生产概况

中国是世界油菜生产大国,油菜的分布遍及全国,北至黑龙江,南至广东,东至滨海山丘平原,西至青藏高原和天山南北,都有油菜生产。1940年前后,我国引进甘蓝型油菜后,目前南方冬油菜区已逐渐以甘蓝型油菜代替了白菜型油采,占油菜种植面积的80%以上,使我国成为世界上甘蓝型油菜的三大生产区之一(另有欧洲和加拿大)。中国油菜按农业区划和油菜生产特点,以六盘山和太岳山为界,分为冬油菜区和春油菜区两大产区(图12—1)。

图12—1 中国的油菜产区划分

图例:┄┄冬、春油菜分界线;━━冬油菜产区分界线;

春油菜区:①青藏高原亚区;②蒙新内陆亚区;③东北平原亚区。

冬油菜区:①华北关中亚区;②云贵高原亚区;③四川盆地亚区;

④长江中游亚区;⑤长江下游亚区;⑥华南沿海亚区。

1.冬油菜区 集中分布于长江流域各省及云贵高原,包括华北、关中、云贵高原、四川盆地、长江中、下游和华南沿海六个亚区。本区无霜期长,冬季温暖,一年两熟或三熟,适于油菜秋播夏收。种植面积占全国油菜总面积的90%,产量占全国油菜籽总产量的90%以上。品种多为冬性强、根系发达的白菜型和甘蓝型油菜。

2.春油菜区 包括青藏高原、蒙新内陆和东北平原三个亚区。该区冬季严寒,生长季节短,降雨量少,日照长而强,昼夜温差大,对油菜种子发育有利,为一年一熟制,实行春种(或夏种)秋收。种植面积及产量均只占全国油菜的10%以上。

(1)青藏高原亚区 包括青海省和西藏自治区,甘肃省西南和祁连山地区,四川省阿坝和甘孜州。该区海拔高,气候寒冷,是我国春油菜的重要产区。油菜与青稞、春小麦等作物轮作。品种以早熟白菜型油菜为主,在较温暖的河谷灌区也种植其他类型油菜。

(2)蒙新内陆亚区 包括内蒙古、新疆和宁夏自治区,甘肃省中部和河西走廊,山西省雁北地区及河北省长城以北。该区大部夏季温度较高,但干旱少雨。油菜春或夏播。品种以芥菜型油菜为主,也有甘蓝型和白菜型等类型。

(3)东北平原亚区 包括辽宁、吉林和黑龙江省。该区油菜栽培时间短,是我国发展油菜生产的新区。该区冬寒夏热,生产中多为早熟白菜型和甘蓝型品种,实行春、夏栽培。

中国油菜种植面积和总产均居世界第一位。20世纪80年代以来,中国油菜发展十分迅

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速。2005年我国油菜种植面积7330 khm,单产1779 kg/hm,总产13040 kt。其中播种面积前5位的省区有湖北省、安徽省、四川省、湖南省、江苏省;单产前5位的有山东、西藏、江苏、新疆、四川等省;总产前5位的是湖北、四川、安徽、江苏、湖南等省。

我国油菜生产快速发展的主要特点是:种植面积扩大;优质油菜和杂交油菜的迅速推广;精耕细作传统的发展和提高,育苗移栽技术的推广应用,研究总结了培育壮苗,合理密植,

合理施肥,防治病虫以及“冬发”、“秋发”等先进技术,促进了油菜单产的提高。但是,同欧洲高产国家相比,我国油菜生产的机械化水平和施肥水平低,优质品种面积相对较小,油菜产品的加工利用差距较大等问题。 (三) 内蒙古油菜分布及生产概况

内蒙古油菜生产主要分布在呼伦贝尔市的岭北地区、兴安盟、锡林郭勒盟的南部农区、乌兰察布市的后山地区、包头市及巴彦淖尔市的北部山旱区。2004年全区油菜种植面积278 22

khm,平均单产1125 kg/hm,总产313.3 kt。单产较高的有呼伦贝尔市、通辽市、锡林郭勒盟和包头市。

三、油菜的起源及类型

(一) 油菜的类型及起源

油菜是指用以收籽榨油为主要栽培目的的十字花科(Cruciferae)芸苔属(Brassica)作物的若干个种和变种的统称。我国专家学者根据油菜的植物学形态特征及农艺性状,将我国油菜分为白菜型、甘蓝型和芥菜型油菜三种类型,每个类型包含若干个种(表12—1)。

1. 白菜型油菜

有两个种。①北方小油菜(B.campestris var.oleifera):株型小,分枝少,基叶较小,多刺毛。我国黄河流域、印度和欧洲是其起源地。我国主要分布在北方和青藏高原。②南方小油菜(B.chinesis var.oleifera):株型中等,分枝性较强,基叶发达,叶柄宽而中肋肥厚,全缘或有浅缺刻。我国长江流域是其唯一起源地。该类型对温湿条件要求高,主要分布在我国南方作冬油菜栽培。

2. 芥菜型油菜

起源于我国西部及印度和中亚地带。有两个变种。①大叶芥油菜(B.juncea Czen & Coss):植株高大,主根发达,基叶大,分枝部位高,二次分枝发达。如大黄油菜等。②细叶芥油菜:(B.juncea var. gracitis Tsen & Lee)株型较矮,基叶小,分枝部位低,抗旱耐瘠、抗病虫能力强,但油质较差。如牛尾稍等。我国主要分布于西北和西南各省区。

3. 甘蓝型油菜 有一个种(B.napus Var. oleifera),起源于欧洲。该种具有长势旺,耐寒、耐湿、耐肥及抗病毒病强,适应性广,增产潜力大等特点。目前我国品种繁多,南北各地均有种植。 (二)油菜的品种类型

油菜品种资源十分丰富,目前我国大面积应用的油菜品种有三种类型。

1.常规油菜(又称普通油菜)指按常规育种方法育成的高产但不够优质的品种,如:中油821、湘油10号等分别为甘蓝型中熟和中晚熟品种。

2.优质油菜 优质油菜主要指单低(低芥酸)和双低(低芥酸、低硫代葡萄糖苷)油菜品种。国际标准规定,双低油菜的商品菜籽油中芥酸含量不超过5%,饼泊中硫苷含量低于30μmol/g;原种芥酸含量在1%以下,合格种子芥酸含量在2%以下,硫苷含量少于20μmol/g。如青油14、青油46、中双4号等等。

3.杂交油菜 指利用三系育种,核不育两系育种,化杀育种,自交不亲和杂交等方法育成的杂种第一代。若具有优良的品质特性,则称为优质杂交油菜。如:秦油2号、华杂2号(单低)、华杂3号(双低)、E144等等。

表12—1 油菜三大类型名称及特征 项目 名称 学名 别名 白菜型 小油菜、矮油菜、甜油菜等 B.campestrisB.chinesis 株型 普遍矮小 心形 普遍高大 杈形 较高大 肾形 芥菜型 高油菜、辣油菜、苦油菜、大油菜等 或 B.juncea 甘蓝型 洋油菜、黑油菜、欧洲油菜等 B.napus 营 子叶形状 养 叶片特征 器官 苔茎叶叶柄 花瓣大小形状 有刺毛,蜡粉有或无 有刺毛、蜡粉,叶薄、多灰绿色 有蜡粉,成长叶无刺毛,多蓝绿色 半抱茎 大,二、三重叠 比新开花朵高 全抱茎 有短叶柄 较大,重叠或呈复瓦状 小,窄长,四瓣分离 比新开花朵低 比新开花朵高 花 开花时花蕾位置 果 花药孔开列方向 角果大小 果柄与果轴夹角 种皮色泽 子 胚根脊、种脐合点 种皮网纹 辛辣味及含油量 其 授粉类型 他 染色体数及组 生育期 形状 向外 内向或半转向 内向或半转向 较肥大,果喙显著 中等大小 细而短小 小 长大 多垂直 不规则球形 大小不一,千粒重3g左右 黄→褐→黑 胚根脊显著,种脐合点平滑 较浅 无,含油量35~45% 圆球形 小,千粒重2~3g 球形 种 大小 黄→红→褐 胚根脊很明显,种脐平滑,合点突出 很明显 强,含油量35~40% 深褐→黑 胚根脊显著,种脐合点较平滑 浅 无,含油量37~45% 异花授粉 n=10 aa 较短 常异花授粉 n=18 aabb 中等 常异花授粉 n=19 aacc 较长 第二节 油菜栽培的生物学基础

一、油菜的形态特征

(一)根 油菜的根系为直根系,由主根、侧根和支根组成。主根上部膨大而下部细长,

呈长圆锥形。一般耕作水平下,直播油菜主根入土深度为40~50cm,木质化。侧根多密集在20~30cm的耕层,水平扩展40~50cm 。 (二)主茎和分枝

油菜的根颈(脚颈)是由下胚轴发育而成,是介于根与主茎之间具有贮藏功能的一段。根颈的长短粗细以及直立与否是判断油菜长势强弱和营养状况的重要形态标志之一。凡根颈细长软弱而弯曲的,必是弱株;根颈粗,短直,则是壮苗的标志。根颈以上的茎为主茎,由子叶以上的幼茎延伸后形成。油菜主茎伸长高度依品种而异。幼苗时,叶排列紧密而丛生其上;抽苔后,主茎节间才迅速伸长呈直立型,并同时长粗;至终花期,茎的伸长基本停止。开花前主茎柔嫩、多汁,开花后由下而上逐渐木质化。甘蓝型油菜主茎分三个茎段(图12—2):①短缩茎段,位于主茎基部,节间短而密集,节上着生长柄叶;②伸长茎段,位于主茎中部,节间由下而上增长,节上着生短柄叶;③苔茎段,位于主茎上部,节间自下而上缩短,节上着生无柄叶。

油菜抽苔后,茎秆叶腋间的腋芽延伸形成分枝。分枝上可再生分枝,即二次分枝、三次分枝等。根据一次分枝在主茎上的分布,可把油菜分为三种株型(图12—3):①下生分枝型,分枝较多,集中着生于主茎中、下部,主茎花序不发达,植株筒状或丛生状;②匀生分枝型,分枝多,均匀分布在主茎上,植株扇形,大多数甘蓝型品种属于此类;③上生分枝型,分枝较少,集中于主茎上部,主茎花序发达,植株帚形。一般下生分枝型油菜比较早熟,