雜交水稻制種父本機(jī)插秧與施肥方式對其群體生長發(fā)育的影響

陳 勇，張海清*，劉愛民，楊永標(biāo)，唐 榮，劉 燁，龐 嘉

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128；2袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司，湖南長沙410006）

雜交水稻制種父本機(jī)插秧與施肥方式對其群體生長發(fā)育的影響

陳 勇1，張海清1*，劉愛民2*，楊永標(biāo)1，唐 榮1，劉 燁1，龐 嘉1

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128；2袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司，湖南長沙410006）

為探索雜交水稻制種父本機(jī)插秧及施肥方式對其群體生長發(fā)育的影響，選用華占、蜀恢527和R9311三個父本為材料，設(shè)計等行距（20／25 cm×30 cm）和寬窄行距（20／25 cm×40、20 cm）兩種6行父本插秧機(jī)移栽父本，以等行距（20／25 cm×30 cm）人工移栽作對照，并采用1、2、3次3種施肥方式處理，觀察與考查供試父本開花期和穗粒構(gòu)成。結(jié)果表明：機(jī)插方式和施肥方式對播始?xì)v期影響較?。?個父本采用機(jī)插秧能顯著提高其群體單位面積有效穗數(shù)和穎花數(shù)；采用機(jī)插秧并分2次或3次施肥可增加其分蘗數(shù)；父本華占采用寬窄行機(jī)插秧，并以3次施肥，能夠顯著增加其單位面積穎花數(shù)，父本蜀恢527、R9311機(jī)插秧能夠顯著增加單位面積穎花數(shù)，并適宜3次施肥。

雜交水稻；制種；父本；機(jī)插秧；施肥

Keywords：hybrid rice；seed production；male parent；mechanized transplanting；fertilization

采用人工進(jìn)行雜交水稻制種，父本以一行或兩行栽插，不便于機(jī)械栽插和收割，而且在授粉后要將父本割棄，造成父本稻谷損失。采用機(jī)械栽插父本可以多行栽插，授粉結(jié)束后不必割棄父本，成熟后可采用機(jī)收［1］。雜交水稻制種父本機(jī)插秧是破解勞動力不足、人工成本高、制種質(zhì)量與產(chǎn)量不穩(wěn)定等難題，促進(jìn)雜交水稻制種轉(zhuǎn)型升級的主要措施［2，3］，也是雜交水稻全程機(jī)械化制種的一個重要技術(shù)環(huán)節(jié)。目前，美國、巴西等大面積機(jī)械化雜交水稻制種的主要形式是按父、母本播差期采用機(jī)械旱直播或育苗機(jī)插［4］。國內(nèi)關(guān)于父本機(jī)械栽插技術(shù)研究較少。劉愛民等人研究表明，采用農(nóng)用無人機(jī)輔助制種授粉，可以將父母本相間種植的行比擴(kuò)大到6∶40～60，即父本種植6行、母本種植40～60行，父本可采用機(jī)插秧。但是，父本機(jī)插小苗秧，其生長發(fā)育特性較人工移栽的大苗秧具明顯差異。本研究根據(jù)雜交水稻制種對父本群體開花歷期和花粉量的要求，將寬行距小株距插秧機(jī)改制成寬行距（30 cm）大株距（20／25 cm）、和寬窄行距（40～20 cm）兩種6行插秧機(jī)栽插父本，并試驗3種施肥方式，以期找到既能獲得父本有較長抽穗開花期，確保父母本花期相遇，又能培養(yǎng)花粉量充足的父本群體。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年5～10月，在湖南省武岡市湖南隆平種業(yè)有限公司雜交水稻制種基地進(jìn)行。

供試父本：華占（生育期中等，分蘗能力強(qiáng)），蜀恢527（生育期較長，分蘗能力較強(qiáng)），R9311（生育期長，分蘗能力弱）。

育秧盤：58×28×2（cm）毯狀育秧盤。

插秧機(jī)：20／25×30（cm）等行插秧機(jī)、20／25×（40、20）（cm）寬窄行插秧機(jī)。

肥料：復(fù)合肥（N∶P∶K＝15∶15∶15）675 kg／hm2，尿素（N：46%）225 kg／hm2。

1.2 試驗方法

1.2.1 育秧移栽

試驗于5月11日播種。機(jī)插秧育秧用湘暉基質(zhì)與過篩細(xì)土1∶2混合為育秧盤土，在育秧盤內(nèi)填入2／3盤深盤土，先將盤土完全澆透水，種子催芽破胸后用播種機(jī)均勻播于育秧盤內(nèi)，再用盤土將種子覆蓋并灑少量水，待出苗時將其移至育秧田，秧苗3.7葉時機(jī)插秧（6月3日）。對照為水田育秧，秧苗5.5葉時（6月8日）人工移栽。每公頃栽插苗數(shù)，華占50萬，蜀恢527與R9311均為40萬。

1.2.2 試驗處理

本試驗3個父本均采用栽插方式、施肥次數(shù)二因素順序排列設(shè)計。栽插方式設(shè)3種處理：A1.寬窄行機(jī)插（密度20／25 cm×40、20 cm），A2.等行機(jī)插（密度20／25 cm×30 cm），A3.等行人工插秧（密度20／25 cm×30 cm）作對照。父本栽插株距華占為20 cm，蜀恢527、R9311為25 cm。施肥時期及比例設(shè)3個處理：B1.一次性施肥（100%基肥）；B2.分2次施肥（70%基肥，30%促蘗肥）；B3.分3次施肥（70%基肥，20%促蘗肥，10%促花肥）。3個施肥處理的N、P、K施肥總量相等。

試驗田將3個施肥處理設(shè)為3個大區(qū)，在每個大區(qū)內(nèi)再設(shè)3個試驗中區(qū)，分別栽插3個父本，每個中區(qū)內(nèi)安排3種插秧方式為試驗小區(qū)，每個小區(qū)栽插6行父本，小區(qū)長度30 m，栽插后再將每小區(qū)分為3等份，為3次重復(fù)，每個重復(fù)面積18 m2。為防止串肥，小區(qū)間用薄膜包埂，四周設(shè)保護(hù)行。

1.3 觀察記載內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)以及方法

（1）苗情動態(tài)記載。移栽返青后每個小區(qū)連續(xù)定10穴，調(diào)查基本苗數(shù)，每5 d記載一次苗數(shù)，至苗數(shù)連續(xù)兩次下降為止。

（2）抽穗動態(tài)。記載苗情動態(tài)的10穴，分別從見穗至完穗期，每天定時記載當(dāng)日已抽出穗數(shù)。計算日抽穗率，分析見穗期、始穗期、齊穗期、完穗期、播始?xì)v期、抽穗歷期、盛穗歷期。

（3）群體穗粒結(jié)構(gòu)。每個小區(qū)記載葉齡苗情的10穴，調(diào)查每穴有效穗數(shù)，并隨機(jī)選取代表性5穴植株，考查平均每穗穎花數(shù)，計算單位面積有效穗數(shù)和總穎花數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007和DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 父本分蘗動態(tài)

由表1～3可知，3個父本在同一施肥處理中，處理A1、A2的分蘗始期均早于處理A3，且A1、A2的最高苗數(shù)均多于處理A3，但A1、A2處理間分蘗差異不明顯，說明機(jī)插秧分蘗早且多。父本華占、蜀恢527和R9311在處理A1、A2中最高苗日期分別為7月7日、7月7日和7月12日，但在處理A3中最高苗日期比A1、A2遲5 d。在同一栽插方式處理中，B1、B2、B3處理間每穴苗數(shù)在分蘗前期均無明顯差異，但在分蘗中、后期，處理B2、B3苗數(shù)多于處理B1，說明追施促蘗肥能增加每穴苗數(shù)。在A×B兩因素互作中，處理A1B2、A1B3、A2B2、A2B3的最高苗數(shù)均多于其它幾種處理，說明3個父本均適宜采用機(jī)插并分2或3次施肥來增加分蘗數(shù)。

表1 華占分蘗動態(tài)（苗／穴）

表2 蜀恢527分蘗動態(tài)（苗／穴）

表3 R9311分蘗動態(tài)（苗／穴）

2.2 父本抽穗特性

由表4可知，在3個父本中，處理B3的播始?xì)v期比B1、B2的播始?xì)v期均僅長1 d；華占、蜀恢527、R9311處理A1、A2的播始?xì)v期比A3的播始?xì)v期分別僅長2、1、2 d。在A×B兩因素互作中，各處理的播始?xì)v期差異亦較小，說明不同栽插方式和施肥次數(shù)對父本的播始?xì)v期影響較小。

父本華占A1、A2處理的抽穗歷期均為8 d，A3為8.7 d，B1的抽穗歷期為8 d，B2、B3均為8.3 d；父本蜀恢527處理A1的抽穗歷期為10.3 d，A2、A3均為10 d，B1、B2的抽穗歷期均為10 d，B3為10.3 d；父本R9311處理A1的抽穗歷期為10 d，A2、A3均為10.3 d，B1、B2的抽穗歷期均為10 d，B3為10.7 d。A×B兩因素互作中，各處理抽穗歷期差異亦較小，說明同一父本采用不同栽插方式和施肥次數(shù)對其抽穗歷期影響較?。ū?）。

表4 各處理的3個父本播始?xì)v期和抽穗歷期（d）

2.3 父本穗粒構(gòu)成

2.3.1 有效穗數(shù)

由表5可知，父本華占不同栽插方式間的單位面積有效穗數(shù)差異顯著，表現(xiàn)為A1＞A2＞A3；不同施肥次數(shù)間以B2、B3的單位面積有效穗數(shù)較多，顯著高于B1；A×B互作效應(yīng)顯著，以A1B2、A1B3單位面積有效穗較多，說明父本華占機(jī)插秧能夠顯著增加父本的單位面積有效穗數(shù)，且適宜采用寬窄行機(jī)插秧，并以2次或3次施肥效果較好。父本蜀恢527、R9311不同栽插方式間的單位面積有效穗數(shù)以A1、A2較多，均顯著高于A3；不同施肥次數(shù)間以B2、B3的單位面積有效穗數(shù)較多，顯著高于B1；A× B互作效應(yīng)顯著，以A1B2、A1B3、A2B2、A2B3單位面積有效穗數(shù)較多，說明父本蜀恢527、R9311兩種機(jī)插秧方式都能夠顯著增加其單位面積有效穗數(shù)，并以2次或3次施肥效果較好。

2.3.2 單穗穎花數(shù)

如表5所示，在不同栽插方式間父本華占A3的單穗穎花數(shù)顯著高于A1、A2，而父本蜀恢527和 R9311的單穗穎花數(shù)無顯著差異；在不同施肥次數(shù)間均以B3的單穗穎花數(shù)較多，且顯著高于B1、B2，說明機(jī)插秧對分蘗能力強(qiáng)的父本華占的單穗穎花數(shù)影響較大，但對分蘗能力較弱的父本蜀恢527與R9311影響較?。环?次施肥較分1、2次施肥能顯著增加3個父本的單穗穎花數(shù)。A×B互作，華占以A3B3單穗穎花數(shù)最高，其次為A1B3、A2B2、A3B2、A3B3，蜀恢527與R9311以A1B3、A2B3、A3B2、A3B3的單穗穎花數(shù)較多，說明3個父本通過分2、3次施肥可提高機(jī)插秧單穗穎花數(shù)。

2.3.3 單位面積穎花數(shù)

父本華占在不同栽插方式間和不同施肥次數(shù)間的單位面積穎花數(shù)差異顯著，表現(xiàn)為A1＞A2＞A3，B3＞B2＞B1；A×B互作效應(yīng)顯著，以A1B3單位面積穎花數(shù)最多，說明父本華占適宜采用寬窄行機(jī)插秧，并分3次施肥，能夠顯著增加其單位面積穎花數(shù)。父本蜀恢527、R9311不同栽插方式間的單位面積穎花數(shù)以A1、A2較多，均顯著高于A3；不同施肥次數(shù)間的單位面積穎花數(shù)表現(xiàn)為B3＞B2＞B1，且均呈顯著差異；A×B互作效應(yīng)顯著，以A1B3、A2B3單位面積穎花數(shù)較多，說明父本蜀恢527、 R9311機(jī)插秧能夠顯著增加父本的單位面積穎花數(shù)，并以3次施肥最佳（表5）。

表5 各處理的3個父本穗粒構(gòu)成

3 結(jié)論與討論

父本有較長抽穗開花期是確保父母本花期相遇的重要條件之一。為提高母本異交結(jié)實率，父本群體應(yīng)有充足的穎花數(shù)，所以父本采用機(jī)插秧及確定施肥次數(shù)，需要掌握父本的播始?xì)v期與抽穗歷期變化動態(tài)，以及群體穎花數(shù)的增減趨勢。

本試驗表明，3個父本播始?xì)v期主要受遺傳控制，在同期播種的情況下，受不同栽培方式（機(jī)插秧、人工栽插、施肥次數(shù)）的影響不大。這與詹可等［7］和張鳳龍等［8］的研究結(jié)果一致。同一父本在不同處理下的抽穗歷期差異較小，因為抽穗歷期主要由內(nèi)在的遺傳因素和外部的氣候環(huán)境所決定。水稻機(jī)械化插秧與常規(guī)手工插秧相比，其顯著特點是移栽秧齡?。?.7葉左右）、栽插時大田水層淺（水層高度2 cm左右）、栽插深度淺且?guī)粒ㄑ砻缛胪辽疃葹?～2 cm）［9］、發(fā)根力強(qiáng)、返青快、分蘗好、生長勢強(qiáng)。華占寬窄行機(jī)插的穎花數(shù)顯著高于等行距機(jī)插，主要是因為華占分蘗能力強(qiáng)，充分利用了邊際效應(yīng)，增強(qiáng)群體的光能利用率，密度適宜能改善田間小氣候，充分發(fā)揮個體與群體的生長潛力，從而提高有效分蘗率，增加穎花數(shù)［10］。蜀恢527和R9311因分蘗能力相對較弱，在栽插株、行距較寬條件下群體增加表現(xiàn)不明顯。3個父本都表現(xiàn)每增加1次施肥，單位面積穎花數(shù)均顯著增多，主要是一次施肥處理的肥料流失率較高，使分蘗期后勁不足，導(dǎo)致有效穗數(shù)顯著少于2、3次施肥的處理。施用促花肥能顯著增加單穗穎花數(shù)。袁奇等［11］的研究表明，倒4葉期施肥可以促進(jìn)減數(shù)分裂期植株體內(nèi)碳代謝，有利于減少穎花退化。

Toshiyuki［12］也認(rèn)為，水稻在抽穗前14 d內(nèi)干物質(zhì)積累越多能形成的穎花也越多。采用2次或3次施肥方式，有效穗數(shù)差異不大，但3次施肥方式顯著增加了單穗穎花數(shù)，因此單位面積穎花數(shù)也顯著增加。綜上所述，雜交水稻制種可以使用大株距加寬行距水稻插秧機(jī)栽插父本，但需進(jìn)一步研究減少施肥用工量及延長機(jī)插父本抽穗歷期的技術(shù)措施。

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Effects of Mechanized Transplanting and Fertilization Mode on the Population Grow th and Development of Male Parent in Hybrid Rice Seed Production

CHEN Yong1，ZHANG Haiqing1*，LIU Aim in2*，YANG Yongbiao1，TANG Rong1，LIU Ye1，PANG Jia1
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；
2 Yuanlongping High-tech Agricultural Co.，LTD，Changsha，Hunan 410006，China）

In order to study the effects ofmechanized transplanting and fertilizationmode on the population growth and development ofmale parent in hybrid rice seed production，threemale parents，Huazhan，Shuhui527 and R9311 were used as material，themale parentswere transplanted by rice transplanterwith two line spaces design，six linewith equal-row space（20／25 cm×30 cm）and wide-narrow space（20／25 cm×40，20 cm），artificial transplanting with equal-row space（20／25 cm×30 cm）as the control.The three fertilization modes were applied once，twice and 3 times.The flowering stage and panicle-spikeletstructure of themale parentwere investigated.The resultshowed that the effects ofmechanized transplanting and fertilization mode were little on the duration from seeding to heading；the panicles and spikelets of the three male parents were significantly increased by mechanized transplanting.The tiller number was increased by machanized transplanting and of fertilized twice and three times.Wide-narrow space by machine planting and fertilized three times were suitable for Huazhan，which significantly increased the number of spikelets per unit area.While，the number of spikelets per unit area of Shuhui 527 and R9311 were significantly increased by machanized transplanting，and fertilized three times.

S511.04

A

1001-5280（2017）04-0355-05

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.04

2017- 05- 03

陳 勇（1990-），男，碩士研究生，Email：674556305＠qq.com。*通信作者：張海清，教授，研究方向：種子科學(xué)與技術(shù)，Email：hunanhongli＠aliyun.com；劉愛民，研究員。

國家科技支撐計劃（2014BAD06B07）。