杂交水稻繁种制种技术.docx

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杂交水稻繁种制种技术

杂交水稻繁种制种技术

实验十三杂交水稻繁种制种技术

一、实验目的

1．熟悉杂交水稻繁殖制种的基本原理及主要技术环节。

2．初步掌握杂交水稻繁殖制种的技术和方法

二、内容说明

杂种优势利用在自花授粉作物中以杂交水稻的选育推广最为突出，主要有三种类型：

①三系法杂交稻。

②两系法杂交稻。

③化杀法杂交稻。

目前主要应用推广的是“三系法”杂交稻繁殖制种技术。

杂交水稻“三系法”是指雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系。

优良不育系的不育性稳定，不育度和不育株率达100%，其雄性不育性不因多代繁殖和温度等环境影响而出现自交结实；可恢复性好，配合力强，较易配组出强优势组合；花器发达，开花习性好，表现开颖角度大，持续时间长，柱头大而外露率高；穗不包颈或包颈轻等。

保持系实质上是不育系的同核异质类型。

喷雾机或喷雾器、塑料桶、量筒等。

3．药品赤霉酸（俗称“九二O”）。

四、方法步骤

（一）计划繁殖与制种面积

在开始制种工作前，必须先对当地杂交水稻的生产情况进行调查，了解当地目前的杂交水稻播种面积，品种组成及种子需求情况等，然后确定要繁殖制种的杂交组合。

繁殖与制种的面积可用下列公式估算：

杂交水稻制种面积（公顷）=计划播种面积×每公顷大田用种量（kg）／每公顷制种田产种量（kg）

不育系繁殖面积（公顷）=计划播种面积×每公顷制种田用种量（kg）／每公顷繁殖田产种量（kg）

当前每公顷杂交水稻的大田用种量一般为7.5~15kg，每公顷繁殖和制种田的不育系用种量一般为45~52.5kg，父本用种量一般为7.5kg。

（二）不育系繁殖技术

不育系繁殖是杂交水稻制种的基础。

不育系繁殖的纯度要求为99.5%以上，才能保证杂交制种的纯度和种子产量。

相应的不育系和保持系间常属于同型姊妹系。

它们的主要形态性状非常相近，在生育期和主要生长特性上存在一定差异。

一般不育系开花期要比保持系迟2~3d，始花到终花期要长5~7d、生长势、分蘖力也略高于保持系。

不育系株高一般比保持系低10cm左右，在不育系繁殖中花期调节上通常比不育系与恢复系杂交制种要简单一些。

技术环节主要包括：

1．选择最佳抽穗扬花期，适期播种

（1）母本不育系播种母本适期播种对不育系安全抽穗和授粉结实十分重要。

一般是根据水稻开花授粉对环境条件（主要是温度、光照和湿度）的要求，先确定当地的适宜抽穗开花期，再根据父母本的生育期长度，倒转来推算适宜的播种期。

水稻抽穗扬花期要避免低温和过度高温，避开伏旱和连绵阴雨等不良天气。

（2）父本播种不育系繁殖田中，父本保持系一般分为两期播种，在母本出苗后达1.5叶左右时，播第一期父本，当母本达2.5~3叶时，播第二期父本。

2．父、母本移栽标准

⑴行向根据当地历年出现的多数风向而定，小面积的繁制种同时还要考虑当地的地形。

行向与主风向垂直为宜。

中国南方夏、秋繁制种南北风为多，一般采用东西构，因东西向阳光充足，有利于不育系开花和花时相遇，同时，东西向与南北成一定角度，有利于传粉。

⑵行比繁殖田父、母本行比一般为1：

4~5或2：

6~8。

各地因品种和自然条件不同而异。

主要根据父本长势、花粉量和父、母本间株高差异大小而定。

⑶适宜秧龄父、母本通常实行分期播种，同期移栽。

一般以第二期父本苗龄为准，当达到4.5~5叶时即可移栽。

若有第三期父本，则把第三期父本延后移栽。

⑷移栽规格母本行距一般16~20cm，穴距10~13cm；父本与母本间留宽行，行距常为26cm，穴距l0cm。

采用双行父本时，两行父本间留窄行，行距为10cm。

每穴通常插两苗。

⑸群体构成不育系每公顷应有基本苗22.5万~30万，最高苗300万~375万，成穗210万~225万；保持系每公顷应有基本苗15万左右，最高苗210万~225万，成穗120万~150万。

3．繁殖田的管理不育系繁殖中往往出现父弱母强的情况，在栽培管理上应注意加强父本的管理。

大田苗架管理必须从秧苗期开始。

要抓好培养壮秧，做到多蘖壮秧移栽。

在大田中，不育系和保持系的生育期均较短，应早施追肥，不要过重施用氮肥，以免导致旺长和花时不协调。

4．父母本花期预测与调节

⑴花期预测的方法花期预测的方法一般是剥检幼穗发育进度，推算出父母本当时距抽穗始期的天数，从而估计父母本花期是否相遇。

父母本花期相遇良好的标准：

在幼穗分化八个时期的前三期，父本可比母本早一期，在中三期父母本可处于相同期，在后两期，母本可早于父本。

若预测到父母本花期不遇，须及早采取调节措施，促使其花期相遇良好。

⑵父母率花期不遇的几项调节措施在幼穗发育前四期范围内，

①水促或钾促父本慢于母本，或与母本同期，可采用灌深水或在父本行喷施磷酸二氢钾，以加快父本的发育进程，赶上母本。

②氮控或旱控父本快于母本，可对父本行偏施氮肥，同时结合排水搁田，以控制或减慢父本的发育进程，使母本赶上父本。

5．提高异交结实率的措施

⑴喷施九二○九二○具有显著的促进穗颈伸长作用，能克服母本不育系的包颈现象。

对于增大颖花开颖角度、提高不育系异交结实率，具有显著的作用。

在抽穗初期，一般喷施两次：

第一次在抽穗率达5%左右时施用，每亩用“九二O”4~6g，加水30~40kg电喷施，第二次在第一次喷施后一至两天进行，每亩用8~10g，加水40~50kg喷雾。

每次喷施都应在上午父母本开花前结束（大约上午9点前），田间应保持浅水层。

若植株上露水或雨水过多时，喷施前要先将水珠赶掉。

“九二〇”用量若分三次喷施的，各次比例可为2：

3：

5，连续三天早晨喷完。

喷施九二○时，最好采用雾滴细而均匀的喷雾器，喷头距穗层33cm左右，喷雾要均匀。

⑵人工辅助授粉当父、母本开花时，应选择晴朗天气，用竹竿或拉绳进行人工辅助授粉。

当早晨田间露水太大时，可用同样方法赶去露水，以降低穗层湿度，提高温度，从而促进母本开花和父本散粉。

当温度升高后，父本将大量散粉，这时可采用竹竿或绳子触动父本，使花粉上扬，有利于提高结实。

每天辅助授粉5~6次辅助授粉，整个开花期可辅助授粉l0d左右。

⑶提倡轻割叶高产制种田由于不育系的繁茂性较好，剑叶过长，一妨碍父本花粉的均匀扩散，影响母本的异交结实率。

因此，各地普遍推行轻割叶，在5%父本穗破口，l0%母本穗始穗期，分批割叶，父本割1/3，母本割1/2，以减少叶片阻挡花粉，改善母本行的通风透光，对降低湿度，提高温度，调节田间小气候，协调父母本花时等都有作用。

6．严格隔离，去杂去劣不育系繁殖田需与大田生产严格隔离。

隔离方式可用空间隔离、时间隔离或其他隔离方式，避免发生串粉。

空间隔离的距离应在100m以上，时间隔离相差应在20d以上。

此外，还可利用房舍、林带和山丘等屏障物进行隔离。

在双亲生长发育过程中，必须进行多次去杂、去劣。

一般在苗期、抽穗期和成熟期进行三次。

以抽穗前的去杂、去劣最为关键。

应及时进行，彻底去掉父、母本行中的杂株和劣株。

要特别注意除去母本行中的可育株。

7．及时收获成熟时，最好先收父本，后收母本。

父本收完后，清理检查后，再收母本。

收、脱、运、晒、加工、贮藏等过程中，都要注意严防机械混杂。

对不同种子要随时附上标签。

（三）杂交水稻制种技术

水稻杂交制种是由不育系与恢复系进行的。

要获得高产、优质的制种，必须首先做到使双亲安全隔离和安全抽穗，即花期相遇。

还应使群体结构合理和长势良好，提高异交结实率。

1．适期播种，安全抽穗应根据水稻（特别是不育系）正常开花授粉对环境条件的要求和各地的具体自然条件与品种特性，确定父、母本播种期。

参见不育系繁殖中有关播期的确定方法。

在播期调节中，应特别注意当地常见的自然灾害。

例如在四川东南地区，常在7月中旬至8月中旬出现高温伏旱干燥天气，对抽穗扬花极为不利，应将抽穗扬花期安排在7月上旬之前，播种期则应相应提早到3月上旬，甚至2月下旬。

2．父、母本的播期确定杂交水稻制种中，正确调节父、母本播期是保证双亲花期相遇的基础。

花期全遇的标准是“头花不空，盛花相逢，尾花不丢”。

父、母本往往需要差期播种。

播期确定的方法主要有下列三种：

⑴生育期推算法又叫时差法。

根据当地历年父母本从播种至始穗所需的天数，来确定它们之间的播差期。

在夏、秋季节制种，由于各地的气温比较稳定，应用此法推算父母本的播差期，一般不会发生较大的偏差。

但在春季制种，因早期的气候变化较大，父本早播，往往受气温变化的影响，生育期年度间的变幅较大，而母本（不育系）迟播，受气温影响小，生育期较稳定。

因此，在这种情况下，根据父母本的生育期推算其播差期，会出现较大的偏差，造成花期不遇，尚需结合叶龄差和积温差的推算法，以确定父母本播差期。

⑵叶龄差推算法根据父母本从播种至始穗叶片的差数确定其播种差期。

水稻主茎叶片数是品种的重要特征之一，同一品种在同一地区的不同年份，播种期和田间栽培管理条件相似的情况下，主茎叶片数是比较稳定的，但也因气候和栽培条件较大的改变而发生相应的变化。

一般在春制时，低温年份与正常年份相差1~2片，在肥田、冷水田叶片数也会增多。

因此，宜采用时差和叶差相结合确定父母本的播差期。

⑶积温差推算法该法是利用父母本播种至始穗的有效积温差来确定播差期。

籼型杂交稻的父母本绝大多数为感温型品种，可随温度的升高发育进度加快，温度降低发育进度减慢。

但要发育到某一阶段，需要一定的积温。

有效积温是以日平均温度减去生物学下限温度12℃和上限温度27℃之差的累计数。

同一品种某一生育阶段的活动积温变幅较大，而有效积温则较小。

从第一期父本播种后的第2d起，将每日的有效积温累翻至差值时即播种母本，一般以在差值的前2~3d播种为宜。

此外，由于种子来源、秧苗素质、秧龄、田间小气候和水肥管理等方面原因，还需作适当的调整。

在生产实践中，上述三种方法通常相互结合运用。

一般以其中某一种方法为基础，再参考另外两种方法的指标加以调节，能获得更好的效果。

3．培育壮秧，适龄移栽壮秧是高产的基础。

壮秧的标准是第一期父本为8蘖以上，第二期父本为4~5蘖，第三期父本为2~3蘖。

母本在移栽时应平均有2蘖左右。

⑴壮秧培育。

父本常采用两段育秧：

第一段是在温室内培育小秧，当小秧达二叶一心时，才寄插到秧田中去；第二段是秧田培育期。

在秧田期，应加强水肥管理，培养多蘖壮秧。

母本播种时，由于气温已升高，一般是在秧田中直接播种育秧。

⑵适龄移栽。

春播春制时，父本秧龄一般为30~35d，一般中熟父本叶龄达到7~8叶，晚熟父本达8~9叶。

母本秧龄则以20~25d为宜，叶龄为5~6叶。

4．移栽密度和规格

⑴行比。

父母本行比因父母本株高长势差异和花粉量而定。

目前多用1：

10~12。

也可采用早熟组合2：

12~14，中熟组合2：

14~16，晚熟组合2：

16~18。

⑵密度及排列方式。

在不同地区和不同亲本组合中，适宜密度有所不同，差异较大。

母本行距一般13~16cm，穴距10~11cm，每穴2~3苗（不计分蘖），每穴基本苗（含分蘖）为6个左右。

每公顷基本苗40.5万~48.0万。

父本采用单行方式时，父、母本一般留宽行，距离为33.3cm；父本采用二行方式时，早熟组合可采用16.5＋33.3cm规格（即两父本行之间为窄行，距离16.5cm；父本行与母本行之间为宽行，距离33.3cm），中熟组合为16.5＋33~40cm，晚熟组合为20＋40cm。

穴距一般14~16cm。

可把三期父本栽于同一行中，比例为1∶2∶1为宜，排列方式可用①②③②作一组连续排列。

也可采取二期父本与第一、三期父本分行栽植。

第一、二期父本每穴栽1~2苗（不含分蘖），三期父本栽2~3苗（不含分蘖）。

每穴基本苗（含分蘖）8个左右，可达每公顷基本苗37.5万~52.5万，保证成穗120万~165万。

5．加强管理，长好苗架制种田管理是达到高产合理群体结构的重要环节。

主要措施是选好田块，培育多蘖壮秧，科学管水和合理施肥等。

父母本都要求生长健壮、平衡发育，母本要求小花数多，父本特别要求花粉量足，并做到花期、花时相遇。

一些杂交组合还应特别加强父本管理。

6．花期的预测与调节同不育系繁殖技术。

7．提高杂交结实率措施

⑴适期父、母本割叶。

适当的生育时期，把双亲的大部分剑叶长度割去，可以减少田间传粉障碍，改善田间光照和降低湿度等，有利于授粉，提高结实率，也可减轻田间病害。

割叶的适期是母本始穗期。

一般母本剑叶割后留3.3cm，父本留6.6cm左右为宜。

⑵喷施“九二〇”

①用量与兑水量每亩总共用“九二〇”8~12g，每次每亩兑水70kg左右。

在对水稀释前，应先加少量酒精或白酒使九二○溶解。

②喷施期与时间适宜的喷施时期为主穗即将破口，颖壳呈绿色。

上午9点以前喷施为好。

③喷施次数一般分三次喷施，连续3d的早晨喷完。

各次“九二〇”用量分别占总量的20%、50%和30%。

⑶人工辅助授粉同前。

8．提高种子纯度的一些措施杂交种子的纯度，直接影响杂交水稻的增产效益，混杂严重的种子，不但不能增产，反而减产。

杂交种子的纯度要求达到98%以上，因此在制种田必须进行严格隔离和去杂，确保种子质量。

⑴安全隔离根据各地的具体条件，可采用以下隔离方式：

①空间隔离制种田周围的一定距离范围内不得种植其他水稻品种。

一般在山区、丘陵区要求相隔50m以上，风力较大的平原湖区要求100m。

②时间隔离在规定空间隔离范围内，制种田的抽穗扬花期与其他品种花期要错开20d以上。

这种隔离方式的效果最为理想。

③父本隔离制种田有些父本是高产良种，可在其周围隔离范围内种植，既起隔离作用，又增加了父本花粉源，以提高制种产量和确保种子纯度。

④屏障隔离可利用山坡、溪滩、河流、房屋、树林以及高秆农作物等作为隔离屏障物，但要与其他水稻品种间需有一定的距离。

用塑料薄膜隔离效果差，一般不宜采用。

⑵严格去杂，防止错乱田间去杂是确保种子纯度的关键环节，要在秧田和制种田各个生育时期，彻底清除变异株，尤其在抽穗阶段，每天早晨至父本开花前，对母本行进行逐株检查，凡发现抽穗早、透颈的，花药饱满或蓬松、金黄色、开裂散粉的均为可育株，都将其拔除。

恢复系中的杂株、变异株，也要在其抽穗前彻底清除。

收割前还要检查1~2次，彻底除净杂株和劣株。

⑶严格操作，防止机械混杂严格遵守操作规程，各技术操作要有专人负责，分系分期进行。

特别是收割时最容易造成机械混杂，要特别用心。

要先收母本、后收父本，单收、单打、单晒、单藏。

母本种子，一般在抽穗后20多天即可黄熟，且比较容易落粒，要及时收割。

收割所用的一切工具，件件都要清理干净，严防夹带杂谷，晒场、仓库要指定专人管理。

种子晒干装袋，袋内外都要有标签，写明组合、数量、生产者等，处处把好防杂保纯关。

五、作业

1．参观当地杂交水稻繁殖制种基地，有条件的参加部分繁殖制种管理工作。

2．分析杂交水稻繁殖制种中如何提高繁殖制种产量?

3．分析杂交水稻繁殖制种中如何提高繁殖制种的纯度?

4．怎么确定杂交水稻制种中父、母本的适宜播差期?