雜交水稻制種花期相遇與氣象條件的探討

曾雪華，劉行軍，曾 欣，吳劉忠愛，尹勁松

（湖南省攸縣氣象局，攸縣412300）

1 引言

在雜交水稻制種中，確保父母本花期相遇的技術是雜交稻制種最基本的技術，父母本花期相遇是指母本不育系與父本恢復系能在同一時段內抽穗開花，并保證母本在開花期有充足的父本花粉供應授粉結實。父母本花期是否相遇及相遇程度如何，決定著制種產量的有無和多少，因而是雜交稻制種的根本所在[1]。

根據(jù)父本恢復系與母本不育系始穗期的相對早遲，可以將花期相遇的程度分為4種基本類型：

一是花期理想相遇；所謂花期理想相遇，一般而言是 “頭花不空，尾花不丟，盛花正相逢”，其中關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始穗期的早遲為標準，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，在這種花遇程度下父母本的盛花期能達到大部分相遇。

三是花期基本相遇；以理想花期相遇的父母本相對始穗期的早遲為標準，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；花期不遇那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量極低甚至失收。

決定花期相遇的程度，主要包括3個方面的要素：

一是確保安全抽穗揚花的播種期安排與父母本理想花遇的播差期確定，這是保證花期相遇的基礎。

二是規(guī)范化標準化的制種栽培管理技術，這是花期相遇的保障。

三是花期的預測與調節(jié)，這是輔助措施。

2 播期和播差期

2.1 父本的播種期

在不同類型的雜交水稻組合中，父本恢復系與母本不育系的生育期和生育特性很少有相同一致的，它們總是存在著一定的差異。有兩種情況，一是父本生育期比母本長，相差長的可達60天以上，這些組合制種就必然是父本先播種母本后播種；二是父本生育期比母本短，如長江流域的大部分早秈早中熟組合如香兩優(yōu)68、八兩優(yōu)96和以培矮64S、Ⅱ32A等長生育期不育系選配的部分中遲熟組合如培兩優(yōu)288、Ⅱ優(yōu)46等，這些組合制種則是母本先播、父本后播[2]，這種組合在攸縣一般不采用。

父本播種期的確定則由兩個方面來決定：一是安全抽穗揚花期的始穗期，父本的播種期應服從于安全抽穗揚花期；二是父本本身的播始歷期。通過分析攸縣20多年來的雜交制種資料，結果表明，雜交稻制種安全抽穗揚花期的天氣條件是：①花期內無連續(xù)3天以上的連陰雨；②最高氣溫不超過35℃，最低氣溫不低于21℃，日平均溫度在26～30℃；③田間相對濕度在80%以上。確定了抽穗揚花的時間，根據(jù)父本播始歷期天數(shù)通過倒推法確定其播種期，不同品種其播始歷期也不相同，因此，確定父本的播期需根據(jù)具體的品種而定 （表1）。

表1 水稻不育系與恢復系播始歷期

2.2 播差期與母本播種期的確定

2.2.1 播差期

雜交水稻制種由于父母本生育期 （播始歷期）的差異，一般大部分組合制種父母本不能同時播種，那么兩親本播種時間的差異就是播差期。播差期是根據(jù)兩個親本的生育期及生育特性 （感光性、感溫性、營養(yǎng)生長性）和理想花期相遇的始穗期標準來確定的，播差期確定的方法有3種：時差法、葉差法、有效積溫差法。

（1）時差法： 亦稱播始歷期差法，根據(jù)親本歷年分期播種或制種的生育期資料，推算出能達到理想花期相遇父母本播始歷期相差的天數(shù)，即為父母本播種安排的時差法。親本的播始歷期在同地、同季、相同的培管條件下，年際間具有相對穩(wěn)定性。研究表明，時差法適宜在同地、同季、相同組合不同年份的制種時應用 （夏播秋制常用此法），不適用于氣溫變化大的季節(jié)與地域制種，如在春制中，年際間氣溫變化比較大，早播的父本常受氣溫的影響播始歷期穩(wěn)定性差；而母本播種遲，正處夏季，氣溫變化小，播始歷期比較穩(wěn)定，應用時差法常常出現(xiàn)花期不遇。

（2）葉差法： 亦稱葉齡差法，以雙親主莖總葉片數(shù)及其不同生育時期的出葉速度為依據(jù)推算播差期的方法，稱為葉齡差法。

不育系與恢復系在較正常的氣候條件與培管下，其主莖葉片數(shù)比較穩(wěn)定。主莖葉片數(shù)的多少依生育期的長短而異。秈型三系法雜交水稻的不育系多為早秈類型，生育期短，如V20A、珍汕97A、金23A、協(xié)青早A、優(yōu)IA、新香A等，主莖葉片數(shù)11～13葉。測48-2、R402、輻26、R974等早熟恢復系的主莖葉片數(shù)為12～14葉；測64、明恢77、晚3、R80等中熟恢復系的主莖葉片數(shù)為15～16葉；明恢63、密陽46、多系1號、桂99、桂34等遲熟恢復系的主莖葉片數(shù)為15～18葉。在相同的播種季節(jié)，正常年份同一親本的主莖葉片數(shù)大致相同，但在溫度變化異常的年份可相差1～2葉。

水稻的出葉速度在品種間有差異，同一品種在各個生育期階段出葉速度差異更大。一般在秧田期出葉速度快，3～4天長出1片葉 （0.25～0.3葉/天），移栽后至幼穗分化期前的大田營養(yǎng)生長階段出葉速度減慢，4～6天長出1片葉 （0.15～0.25葉/天），幼穗分化后進入生殖生長期出葉速度最慢，最后3片葉需5～9天才能長出1葉 （0.10～0.20葉/天）。出葉速度還受到溫度、肥水等外界因素的影響，其中以溫度的影響最為顯著。據(jù)研究，在日平均氣溫14.2℃時，出1片葉需6.5天，在22.1℃需4.7天，在28.1℃時只需3.1天，隨著溫度的升高出葉速度加快。因此葉差法考慮了不同環(huán)境條件下的出葉速度，比時差法準確可靠。

（3）溫差法(積溫差法)： 將雙親從播種到始穗的有效積溫的差值作為父母本播差期安排的方法叫溫差法。生育期主要受溫度影響[4]，親本在不同年份、不同季節(jié)種植，盡管其生育期有差異，但其播始歷期的有效積溫值相對穩(wěn)定。

第一步必須計算出雙親的有效積溫值。日平均溫度減去生物學下限溫度和生物學上限溫度后為有效積溫。秈稻生物學下限溫度為12℃，粳稻為10℃，生物學上限溫度為27℃。從播種次日至始穗日的逐日有效溫度的累加值為播始歷期的有效積溫。計算公式是：

A=Σ[T-L-（T-H）]。

式中A為有效積溫，T為日平均氣溫，L為生物學下限溫度，H為上限溫度。如某日日平均氣溫在生物學下限溫度以下，則此日的有效溫度為0；某日日平均氣溫為20℃，秈型親本的有效溫度為8℃，粳型為10℃；又如某日日平均氣溫為32℃，則此日秈型親本的有效溫度為32-12-（32-27）=15℃，依此類推，把某個親本從播種次日至始穗日逐日的有效溫度累加，即該親本播始歷期的有效積溫。

第二步根據(jù)這一積溫差，從父本播種后的第二天起進行溫度累加，當累積到與父母本的積溫差值相等的那一天，便是母本的播種期。如南優(yōu)2號制種，父本IR24從播種至始穗需要大于生物學最低溫度12℃的有效積溫1260℃（設為A)，母本二九南一號需要≥12℃的有效積溫為800℃(設為B)，此外二九南一號A株型松散，花期較長，要達盛花期相遇，應要求母本比父本早始穗2～3天，估計有效積溫為32℃(設為C)，這樣實際達到盛花期相遇的有效積溫差(設為△T)為:

△T=A一(B+C)=1260℃一(800℃+32℃)=428℃

即IR24播后第2天起將每天12℃以上的有效溫度累加起來，當達到428℃的那一天，播種母本，即可使父母本盛花期相遇。

生產實踐中，以積溫法確定播差期達到花期相遇的實例是很多的。尤其是綜合運用上述3種方法，以生育期法確定播種時段，以各年的積溫結合葉齡確定母本具體播種日期，方法簡便，易予掌握，效果較好。在保持穩(wěn)定一致的栽培技術或最適的營養(yǎng)狀態(tài)及基本相似的氣候條件下，積溫差法較可靠，尤其對新組合、新基地，更換季節(jié)制種更合適。

2.2.2 母本播種期的確定

在父本播種期的基礎上加上播差期的具體天數(shù)，即為母本的大致播種期，而母本具體播種期的確定還要根據(jù)葉時差值的吻合程度、父本秧苗素質和長勢長相、母本播種時天氣、母本用種量以及父本播種期次等情況予以適當調整。

一般而言，葉差與時差吻合好，則按時播種，如果葉差到了時差未到，則以葉差為準；若時差到了葉差未到，則推遲等葉差，但不一定等到滿葉差。

父本秧苗長勢長相好，生長正常是早生快發(fā)的苗架，則應適當提早1～2天播母本，若父本秧苗素質差，長勢長相較差，分蘗慢苗少時，就適當推遲1～2天播種。

預計母本播種時或播種后有低溫陰雨天氣，則應提早1～2天播種。

母本的用種量多，種子質量好，可以插多本時，則可推遲1～2天播，若母本的用種量少或種子質量較差，只能插單本或稀植靠分蘗成穗時，則應提早2～3天播種。

父本單用一期父本群體時，應比二期父本縮短葉差0.5葉，或時差2～3天。

3 花期預測

雜交稻制種盡管通過確定適宜的播差期和規(guī)范化的培管來確保花期相遇。然而，由于在制種栽培過程中有許多不可人為控制的因素如溫度變化、土壤性質、田間管理與栽培因人因地而異等，就會造成生長發(fā)育的異常，而導致花期相遇差。因此花期預測是一個非常重要的技術環(huán)節(jié)。

花期預測的方法比較多，不同的生育階段可采用相應的方法。常用的方法有：幼穗剝檢法、葉片預測法、播始期推算法、積溫推算法。葉片預測法和積溫推算法適合各個生育階段，方法比較復雜。幼穗剝檢法只適宜在幼穗分化后進行，比較簡單直觀。

以上花期預測各種方法要綜合運用。從田間禾苗的長勢長相、葉齡、出葉速度、稻株的外觀特征、幼穗分化等各方面進行詳細觀察記載，與整個生育階段中的氣溫變化、培管條件、土壤性質等因素進行綜合分析，使花期預測達到 “早而準”之目的。

4 花期調節(jié)

花期調節(jié)是在花期預測的基礎上，對花期不遇或者相遇程度差的制種田塊，采取各種栽培管理措施或特殊的方法， 促進或延緩父母本的生育進程，延長或縮短父母本的開花歷期，而達到父母本花期相遇之目的[5]?；ㄆ谡{節(jié)是花期相遇的補救措施，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準決定，比父母本始穗期標準相差3天以上時應進行花期調節(jié)。

花期調節(jié)的作用，一是促進生長發(fā)育，提早抽穗，或縮短開花歷期；二是延緩生長發(fā)育，推遲抽穗或延長開花歷期。對花期早的親本采取延緩作用的調節(jié)措施，對遲的親本采取促進作用的調節(jié)措施。

[1]汪擴軍,李玉祥,張茂哲,等.培兩優(yōu)組合制種的氣象問題研究.湖南農業(yè)大學學報,1996,22(6):528～532

[2]廖玉芳，汪擴軍，趙福華，等.湖南省現(xiàn)代農業(yè)區(qū)劃湖南大學出版社2010,7

[3]曾雪華，周俊，王芳.攸縣一次強降水天氣過程成因分析.環(huán)境與生活,2014,10（下）：243～244

[4]何增明，周宗岳．論雜交水稻制種中的天氣影響.雜交水稻，2004，19（2）：43～44