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一、概述
雜交水稻的制種,是以雄性不育系作母本,雄性不育恢復(fù)系作父本,父母本按照一定的行比相間種植,花期相遇,母本接受父本的花粉而受精結(jié)實(shí),生產(chǎn)雜交種子,是一個(gè)異交結(jié)實(shí)的過(guò)程,因而雜交稻制種又稱為水稻的異交栽培。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,技術(shù)性強(qiáng),操作嚴(yán)格,一切技術(shù)措施主要是為提高母本的異交結(jié)實(shí)率。制種產(chǎn)量的高低和種子質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到雜交水稻的生產(chǎn)與發(fā)展。
雜交水稻制種基本的技術(shù)環(huán)節(jié)有:制種生態(tài)條件(基地與季節(jié))的選擇、花相遇技術(shù)(包括播種期、播差期與理想花期的安排、花期預(yù)測(cè)與調(diào)節(jié))、父母本群體的建立與培管、“九二○”噴施技術(shù)與異交態(tài)勢(shì)的改良、人工輔助授粉、特殊病蟲害的防治等。
二、制種生態(tài)條件的選擇
具有制種生態(tài)優(yōu)勢(shì)的生態(tài)條件:一是要求在揚(yáng)花授粉期田間應(yīng)具有適宜的溫度濕度條件,開花期日平均溫度26-28度,日最高溫度不超過(guò)35度,日最低溫度不低于21度,晝夜溫差大(10度以上),田間濕度在70%-90%,無(wú)干熱風(fēng)天氣,授粉時(shí)*風(fēng)速在4m/s以下,光照充足,出現(xiàn)3天連續(xù)陰雨天氣的年份少;二是具有良好的稻作生產(chǎn)條件和適宜制種組合生長(zhǎng)發(fā)育的稻作生態(tài)條件。
?、逯品N基地的選擇。制種基地的選擇應(yīng)考慮其具有良好的稻作自然條件和保證種子純度的隔離條件。
㈡制種季節(jié)的選擇與安全抽穗揚(yáng)花期、成熟收割期。雜交水稻制種季別在長(zhǎng)江流域稻作區(qū)有3種類型:春制的抽穗揚(yáng)花期在6月中旬至7月中旬,又分為早春制和遲春制,夏制的抽穗揚(yáng)花期在7月下旬至8月中旬,又分為早夏制和遲夏制;秋制的抽穗揚(yáng)花期在8月下旬至9月下旬,又分為早秋制和遲秋制。另外,海南冬制已成為國(guó)內(nèi)十分重要的雜交制種類型,抽穗揚(yáng)花期在3月下旬至4月中旬。
?、缰品N隔離。水稻花粉粒小而輕,能隨風(fēng)飛揚(yáng),花粉的傳播距離很遠(yuǎn),在風(fēng)力較大的情況下,可傳播幾十米,甚至上100米。
1、空間隔離。利用空間距離進(jìn)行隔離,一般利用山丘、河川、房屋等和種植非水稻作物等作為隔離區(qū)。
2、時(shí)間隔離。在隔離區(qū)內(nèi),種植非制種父本的水稻品種的始穗期須早于或遲于制種母本始穗期20天以上。
3、父本隔離。在隔離區(qū)種植與制種相同的父本品種,要求父本種子純度在99.5%以上。
4、屏障隔離。屏障隔離就是用障礙物和高稈作物做隔離。
三、父母本花期相遇技術(shù)
一是花期理想相遇。所謂花期理想相遇,一般而言是“母本頭花不空,父本尾花不丟,父母本盛花正相逢”,其中關(guān)鍵是母本的盛花期能與父本的盛花期完全相遇。
二是花期相遇。以理想花期相遇的父母本相對(duì)始穗期的早遲為標(biāo)準(zhǔn),花期相遇就是父本或母本的始穗期比理想花期早或遲2-3天內(nèi),在這種花遇程度下父母本的盛花期能達(dá)到大部分相遇。
三是花期基本相遇。以理想花期相遇的父母本相對(duì)始穗期的早遲到標(biāo)準(zhǔn),花期基本相遇則是父本或母本的始穗期比理想花期早或遲3-5天,在這種花遇程度下父母本的盛花期只有部分相遇。
四是花期不遇。就是父本或母本的始穗期比理想花期早或遲6天以上,父母本的盛花期基本不遇,僅只有父本或母本尾花與母本或父本的頭花相遇甚至也不能相遇,這種花期不遇下的制種產(chǎn)量極低甚至失收。
確保父母本花期相遇的技術(shù)是雜交水稻制種核心的技術(shù),主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容:一是確保安全缺穗揚(yáng)花的播種期安排與父母本理想的播差期確定,這是保證花期相遇的基礎(chǔ);二是規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化的制種栽培管理技術(shù),這是花期相遇的保障;三是花期的預(yù)測(cè)與調(diào)節(jié),這是輔助措施。
?、甯改副镜牟シN期與播差期
1、父本播種期的確定。對(duì)于父本生育期比母本長(zhǎng)、父本先播種或者父母本生育期相近能同期播種的雜交組合制種,父本播種期的確定由兩個(gè)方面來(lái)決定:一是安全抽穗揚(yáng)花期的始穗期,父本的播種期應(yīng)服從于安全抽穗揚(yáng)花期;二是父本本身的播始?xì)v期。
2、父本播種期數(shù)。20世紀(jì)70年代中期,雜交水稻剛開始制種一期父本,70年代后期用二期父本制種,80年代初期用三期父本制種。
3、播差期的確定。雜交水稻制種由于父母本生育期(播始?xì)v期)的差異,一般大部分組合制種父母本不能同時(shí)播種,那么兩親本播種時(shí)間的差異就是播差期。播差期是根據(jù)兩個(gè)親本的生育期及生育特性(感光性、感溫性、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)性)和理想花期相遇的始穗期標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定的,不同組合由于親本的差異,播差期是不同的。即使是同一組合在不同的季節(jié)、不同地域制種,播差期也有差異。要確定一個(gè)組合適宜的播差期,首先必須對(duì)該組合的親本進(jìn)行多年的分期播種試驗(yàn)觀察,詳細(xì)了解親本的生育期和生育特性的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,可采用時(shí)差法(又叫生育期法)、葉(齡)差法、(積)溫差法來(lái)計(jì)算確定播差期。
㈡花期預(yù)測(cè)與調(diào)節(jié)技術(shù)
1、花期預(yù)測(cè)的方法?;ㄆ陬A(yù)測(cè)的方法比較多,不同的生育階段可采用相應(yīng)的方法。常用的方法有:幼穗剝檢法、葉齡余數(shù)法、對(duì)應(yīng)葉齡法、雙零葉法與葫蘆葉預(yù)測(cè)法、積溫推算法、播始期推算法等。
幼穗剝檢法:是根據(jù)幼穗發(fā)育的八個(gè)時(shí)期的外部形態(tài),直接觀察父母本幼穗發(fā)育的進(jìn)度,來(lái)預(yù)測(cè)父母本花期能否相遇的方法。具體做法是:以主莖苗為剝檢對(duì)象,選取一穴中葉片最長(zhǎng)苗作為主要莖穗。無(wú)論栽插單本或多本,每穴只取一根主莖苗。同一塊田內(nèi)取樣數(shù)量,則依田間苗穗生長(zhǎng)發(fā)育整齊情況而定,一般剝檢10-20個(gè)幼穗。父母本群體的幼穗分化階段確定以50%-60%的植株達(dá)到某個(gè)分化時(shí)期為準(zhǔn)。
父母本花期不遇表現(xiàn)為兩種情況:一是父本比母本早始穗,即父早母遲;二是父本比母本遲始穗,父遲母早。至于父母本花期相差的程度如何,則由父母本理想花期相遇的始穗期標(biāo)準(zhǔn)決定,比父母本始穗期標(biāo)準(zhǔn)相差3天以上時(shí)應(yīng)進(jìn)行花期調(diào)節(jié)。
花期調(diào)節(jié)的作用效果表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育,提早抽穗和縮短開花歷期;二是延緩生長(zhǎng)發(fā)育,推遲抽穗和延長(zhǎng)開花歷期。對(duì)花期早的新本采取延緩作用的調(diào)節(jié)措施,對(duì)遲的親本采取促進(jìn)作用的調(diào)節(jié)措施。
農(nóng)藝措施調(diào)節(jié)法:一是密度(基本苗)調(diào)節(jié)。一般可調(diào)節(jié)3-4天。生育期長(zhǎng)的親本分蘗能力較強(qiáng),調(diào)節(jié)效果較好,反之則效果較小。使用密度調(diào)節(jié)法時(shí),要在保證母本高產(chǎn)苗穗結(jié)構(gòu)和父本充足花粉量的前提下進(jìn)行。母本過(guò)稀栽植常導(dǎo)致穗數(shù)不足,且抽穗分散,開花不集中。父本適當(dāng)稀植高肥,可延遲延長(zhǎng)花期。父本密植或多本插植導(dǎo)致花期短,父母本花期不能全遇;二是秧齡調(diào)節(jié)。秧齡的長(zhǎng)短對(duì)始穗期影響較大,如IR26秧齡25天比40天的始穗期可早7天左右,30天秧齡比40天的早6天左右,秧齡超過(guò)40天,抽穗不整齊。珍汕97A13天秧齡比28天的始穗期早4天左右,18天秧齡比28天始穗僅早1天。超過(guò)35天秧齡出現(xiàn)早穗,抽穗不整齊。對(duì)秧苗素質(zhì)中等或較差的秧苗,調(diào)節(jié)作用大,對(duì)秧苗素質(zhì)好的秧苗其調(diào)節(jié)效果??;三是中耕調(diào)節(jié)。中耕并結(jié)合施用一定量的氮素肥料可以明顯延遲臺(tái)穗期和延長(zhǎng)開花歷期。對(duì)苗數(shù)多、早發(fā)的田塊兒效果小,特別是對(duì)禾苗勢(shì)旺的田塊中耕施肥效果不好,所以使用此法須看苗而定。在沒能達(dá)到預(yù)期苗數(shù),田間禾苗未封行前采用此法效果好,對(duì)禾苗長(zhǎng)勢(shì)好的田塊不宜采用。四是肥水調(diào)節(jié),對(duì)發(fā)育快的親本,每公頃可偏。施75-150kg尿素,但對(duì)母本偏施尿素時(shí)要慎重,要看苗情而定,施后結(jié)合中耕,能延緩生長(zhǎng)發(fā)育,可調(diào)節(jié)花期5天左右。對(duì)發(fā)育慢的親本每公頃可用磷酸二氫鉀1.5kg兌水750kg,連噴兩次,一般能調(diào)節(jié)花期2-3天。在幼穗發(fā)育后期發(fā)現(xiàn)花期不遇,可利用大多數(shù)恢復(fù)系一般對(duì)水反應(yīng)敏感,大多數(shù)不育系對(duì)水反應(yīng)較遲鈍的特點(diǎn),通過(guò)田間水分控制,可調(diào)節(jié)花期。如果父本早母本遲,可以排水曬田,控父促母;母本早父本遲,則可灌深水,促父控母,通過(guò)對(duì)水的控制,可調(diào)節(jié)花期3-4天。
激素調(diào)節(jié)法:噴施“九二○”,一般可使親本提早抽穗2-3天。具體做法是:抽穗前兩天或見穗期,每667m2用1-2g“九二○”,再加磷酸二氫鉀0.1-0.15kg,對(duì)抽穗遲的親本進(jìn)行葉面噴霧。對(duì)抽穗相差4天以上的,可對(duì)幼穗發(fā)育快的親本在幼穗分發(fā)第三期前噴施多效唑,每667m2用0.1-0.15kg多效唑兌水50kg噴霧。噴過(guò)多效唑的親本,在噴“九二○”時(shí)每667m2應(yīng)增加“九二○”用量2-3g。此外,施用其他復(fù)合型激素類調(diào)節(jié)如“調(diào)花寶”、“花信靈”、“調(diào)花靈”等,能提早1-2天見穗,且抽穗整齊,促進(jìn)水稻花器的發(fā)育,使開花集中,花時(shí)提早,提高父本花粉和母本柱頭生活力。
拔苞拔穗法:花期即測(cè)發(fā)現(xiàn)父母本始穗期相差5-10天,可以在早親本的幼穗分化七期和見穗期,采取拔苞穗的方法,促使早抽穗親本的遲發(fā)分蘗成穗,從而推遲花期。拔苞(穗)應(yīng)及時(shí),并結(jié)合施用N素肥料,以便使稻株的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)盡早地轉(zhuǎn)移到遲發(fā)發(fā)分蘗穗上,從而保證更多的遲發(fā)分蘗成穗。被拔去的稻苞(穗)一般是比遲親本的始穗期早5天以上的稻苞(穗),主要是主莖穗與第一次分蘗穗。若采用拔苞拔穗措施,必須在幼穗分化前期重施肥料,培育出較多的遲發(fā)分蘗。
機(jī)械損傷調(diào)節(jié)法:對(duì)發(fā)育偏快的親本可采用割葉、提蔸、傷根等措施,一般可調(diào)節(jié)花期3-5天。采用這種方法,要結(jié)合施肥才能恢復(fù)生長(zhǎng),而且只限于重調(diào)時(shí)使用,除非不得已,一般不要采用。
外露柱頭法:是利用母本不育系柱頭外露率高,接受花粉的時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)花期的方法。其要點(diǎn)是采取一切可能的培管措施來(lái)提高母本柱頭外露率,并使柱頭保持4-5天以上的活力能受粉結(jié)實(shí),這就相當(dāng)于推遲了母本3-4天的花期。這也是高產(chǎn)制種所提倡的技術(shù)措施。
四、母本高產(chǎn)群體的構(gòu)成與培管
雜交水稻制種在父母本群體構(gòu)成關(guān)系上,確定母本群體占大多數(shù)的主導(dǎo)地位與保證一定父本數(shù)量需要具有同等的重要性,不能只顧一方。
在栽培的原則上,應(yīng)優(yōu)先保證父本的*生長(zhǎng)狀態(tài),只能父欺母不允許母欺父,采取特殊的栽培措施如偏施球肥、兩段育秧、開溝栽培等來(lái)強(qiáng)化父本的栽培,從而實(shí)現(xiàn)在保證充足的父本花粉供應(yīng)的基礎(chǔ)上(即保證母本有較高的異交結(jié)實(shí)率),盡可能地縮小父本的占地比率,擴(kuò)大母本占地比率,達(dá)到母本占地比率與母本異交結(jié)實(shí)率能協(xié)調(diào)增長(zhǎng),而提高制種產(chǎn)量。
大田培管技術(shù)。由于制種異交結(jié)實(shí)對(duì)父本和母本的抽穗開花的要求不同,一般要求父本有較長(zhǎng)的抽穗開花歷期,又能保證有充足的花粉量,對(duì)母本則要求相對(duì)較短的抽穗開花期,穗粒數(shù)多,因而栽插時(shí)對(duì)父母本的要求就不同。母本要求密植,一般栽插密度為13.3cm×13.3-16.7cm,每穴栽2-3本,穴栽基本苗6-9個(gè);對(duì)父本則要求稀植,穴插雙本。即母本成穗靠插不靠發(fā),父本則插發(fā)并舉。所以,一般早熟組合制種要求母本667m2插基本苗10-12萬(wàn),父本2-3萬(wàn);中、遲熟組合制種要求母本667m2插基本苗12萬(wàn)-16萬(wàn),父本4萬(wàn)-6萬(wàn)。
五、“九二○”噴施技術(shù)與異交態(tài)勢(shì)的改良
制種母本不育系抽穗時(shí)穗頸節(jié)不能正常伸長(zhǎng),導(dǎo)致卡頸稻穗不能全部抽出,一般有1/3-1/4的稻穗包在稻苞內(nèi),嚴(yán)重影響母本的開花授粉結(jié)實(shí)。在抽穗期噴施“九二○”,就可以促進(jìn)穗頸節(jié)伸長(zhǎng),解除卡頸,達(dá)到穗粒正常全外露,大大地提高母本的異交能力。所以,“九二○”的施用已成為雜交水稻制種技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)。施用效果的好壞直接決定著制種產(chǎn)量的高低。
六、人工輔助授粉技術(shù)
?、迦斯な诜鄣姆椒āV饕?種人工畏助授粉方法:一是繩索拉粉法,二是單長(zhǎng)竿趕粉法,三是雙短竿推粉法。
?、媸诜鄣拇螖?shù)與時(shí)間。水稻不僅是一個(gè)花期短的作物,而且其一天內(nèi)開花時(shí)間也比較短,一天內(nèi)一般只有1.5-2H的開花時(shí)間,且中午前后。每天的人工授粉次數(shù)一般為3-4次,原則是有粉趕到無(wú)粉止。
七、特殊病蟲害的防治技術(shù)
雜交水稻制種在父母本生育過(guò)程中所能發(fā)生的病蟲害,與一般同季節(jié)水稻栽培所發(fā)生的病蟲害基本上是一致,但是雜交水稻制種異地異季栽培和高肥條件下栽培更容易發(fā)生病蟲害。主要蟲害有稻薊馬、稻稈潛葉蠅、二化螟、三化螟、卷葉螟、稻苞蟲、稻飛虱、葉蟬、蚜蟲等,主要的病害有紋枯病、稻瘟病、白葉枯病等,細(xì)菌性條斑病(簡(jiǎn)稱細(xì)條?。┦悄壳皣?guó)內(nèi)水稻種子的檢疫性病害,在雜交水稻制種上是不允許發(fā)生的。
除了上述所列的水稻病蟲害外,雜交水稻制種母本不育系還發(fā)生一種特殊的病害??稻粒黑粉病。稻粒黑粉病使穎花的受精后后灌漿不能正常充實(shí)成稻米,而使米粒全部變成黑色粉末,外觀表現(xiàn)為穎殼呈青黃色,病粒飽滿,剝開穎殼種皮內(nèi)盡是黑色粉末狀的病菌孢子。在雜交水稻制種母本中,不論何種不育系作母本制種均能發(fā)生,相當(dāng)普遍而且嚴(yán)重,已成為雜交水稻系列制種生產(chǎn)的主要病害,病粒率一般在5%-10%,嚴(yán)重的達(dá)30%-50%,不僅造成制種產(chǎn)量損失,一般損失10%-20%,最高可達(dá)50%,而且因收割后病粒與種子混在一起難以剔除而影響種子的質(zhì)量。
對(duì)稻粒黑粉病的防治已成為雜交稻種子的生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。
制種生產(chǎn)實(shí)踐表明,稻粒黑粉病發(fā)病程度受環(huán)境氣候條件影響很大,改善環(huán)境氣候條件特別是母本不育系穗層的小氣候條件,可以大大降低病害的發(fā)生程度。所以對(duì)稻粒黑粉病的防治,應(yīng)采取農(nóng)業(yè)措施與藥劑防治兼顧的綜合防治技術(shù)。
?、逶耘嗉夹g(shù)措施防治。在大面積制種中,稻粒黑粉病的發(fā)病程度不僅年際間、地點(diǎn)間變化很大,而且同一地點(diǎn)的不同田塊差異也很大,常表現(xiàn)出輕病年有較重發(fā)病的田塊,說(shuō)明栽
1、恰當(dāng)安排好播期。選好開花授粉天氣?;ㄆ谔鞖馇缋噬儆昊驘o(wú)雨,發(fā)病很輕,不一定需要進(jìn)行藥劑防治。若花期天氣多雨少晴,發(fā)病一定較重,而且藥劑防治效果也差。
2、使用好“九二○”促使穗層高出葉層,使穗層疏松,通風(fēng)透光好,濕度小,不利于發(fā)病。另外,對(duì)那些在噴施“九二○”后劍葉不平展仍挺直的和葉片太長(zhǎng)的不育系作母本制種和制種母本冠層葉片較長(zhǎng)的田塊,應(yīng)采取適當(dāng)割葉的方法來(lái)促使穗層高于葉層,既可有利于花粉傳播,提高母本異交結(jié)實(shí),又可以減輕發(fā)病。
3、實(shí)施保健栽培,控制冠層葉片長(zhǎng)度。在母本生長(zhǎng)的中后期,控制好肥水,及時(shí)曬田,控制母本冠層葉片的生長(zhǎng),增強(qiáng)田間通風(fēng)透光性,惡化病菌滋生田間,減輕病害發(fā)生。
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1、種子消毒。制種所用的母本種子在用8%-10%的鹽水選種后,再用藥劑滅菌消毒。浸種消毒的藥劑有:20%粉銹寧乳油500-1000倍液、50%多菌靈可濕性粉劑500倍液、20%強(qiáng)氯精可濕性粉劑500倍液。
2、大田防治。一般在抽穗開花期噴施防治稻粒黑粉病的藥劑1-2次,遇陰雨天氣時(shí)應(yīng)增加1次用藥。防治藥劑有三唑酮(粉銹寧)、滅黑靈、滅黑一號(hào)、克黑凈、滅病威(多菌靈)一硫脫懸劑和最近推出的“愛苗”。
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