不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)雜交水稻4001 S/黃莉占制種機(jī)插父本群體生長(zhǎng)發(fā)育的影響

董帥廳1， 張海清1， 劉愛(ài)民， 夏縱印1， 曹 衍1， 蘇 和1， 張 青， 蔡 鵬

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410128； 2.湖南隆平種業(yè)有限公司， 長(zhǎng)沙 410006)

雜交水稻制種的父本群體開(kāi)花期長(zhǎng)和花粉量充足是保證制種產(chǎn)量的重要因素。在雜交水稻制種技術(shù)摸索階段，大面積制種普遍采取單株稀植的栽培方式，實(shí)行不育系“靠插不靠發(fā)”、恢復(fù)系“靠發(fā)不靠插”的原則[1]。隨著雜交水稻繁殖制種技術(shù)的改革，特別是“920”技術(shù)的使用，在母本抽穗揚(yáng)花期比原來(lái)大大縮短的情況下，田間父本花粉密度的大小便成了提高異交結(jié)實(shí)率的主要因子。因此，在大量試驗(yàn)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出了父本3期改2期，縮小2期父本的播差期，單行改雙行，單株改多株等措施，以增加田間花粉密度[2]。隨著雜交水稻機(jī)械化制種技術(shù)的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的雜交水稻制種技術(shù)模式已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化，父母本種植的行比擴(kuò)大到6∶(40～60)[3-4]，父本機(jī)插秧已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。但父本機(jī)插采用盤(pán)育秧，其秧苗素質(zhì)較差，而且以小秧苗移栽，其生長(zhǎng)發(fā)育特性較人工移栽大秧苗具有明顯差異。陳勇等研究了不同栽插規(guī)格和施肥次數(shù)對(duì)父本群體生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明，父本采用寬窄行機(jī)插秧，并以3次施肥，能夠顯著增加其單位面積穎花數(shù)[5]。但不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)機(jī)插父本群體生長(zhǎng)發(fā)育的影響目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以4001 S/黃莉占為材料，設(shè)計(jì)了3種不同基本苗、5種不同栽插規(guī)格對(duì)兩期父本群體生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以期獲得開(kāi)花期長(zhǎng)和花粉量充足的父本群體的機(jī)插模式。

1 材料與方法

1.1 材 料

制種組合：4001 S/黃莉占；試驗(yàn)父本黃莉占生育期中等，分蘗力中等。

插秧機(jī)：洋馬高速等行插秧機(jī)：行距30 cm、株距20 cm、24 cm、32 cm，6行插秧機(jī)；協(xié)力-68寬窄行插秧機(jī)：行距20～40 cm，株距20 cm、25 cm，6行插秧機(jī)。

育秧盤(pán)：選用28 cm×58 cm×2 cm毯狀育秧盤(pán)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年在湖南省武岡市隆平雜交水稻全程機(jī)械化制種技術(shù)研究與示范基地進(jìn)行。父本黃莉占采用2期播種同期移栽，播期分別為5月12日和5月18日，秧盤(pán)泥漿育秧，基質(zhì)覆蓋。移栽期為5月31日。父母本采用大行比(6∶40)，1、2期父本相間機(jī)插。設(shè)2株、4株、6株3種不同基本苗，分別記為A 1、A 2、A 3；設(shè)20 cm×30 cm(16.67穴·m-2)，24 cm×30 cm(13.89穴·m-2)，32 cm×30 cm(10.42穴·m-2)，20 cm×(20～40)cm(16.67穴·m-2)，25 cm×(20～40)cm(13.33穴·m-2) 5種不同栽插規(guī)格，分別記為B 1、B 2、B 3、B 4、B 5。每個(gè)小區(qū)面積54 m2，實(shí)驗(yàn)區(qū)總面積810 m2，采用二因素完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。

表2 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體分蘗的影響 單位：苗·穴-1

處理日期/(月-日)06-0806-1306-1806-2306-2807-0307-0807-1307-18A1B12.00 2.82±0.19 5.58±0.20 10.50±0.09 12.92±0.42 28.05±0.15 31.54±1.09 30.96±1.67 28.10±0.86A1B22.00 2.80±0.10 5.67±0.09 10.29±0.41 13.65±0.10 28.85±1.70 33.17±1.63 32.17±2.10 30.13±1.81A1B32.00 3.07±0.08 5.93±0.15 11.17±0.27 14.45±0.52 33.52±1.09 39.76±0.92 38.50±0.46 35.14±1.26A1B42.00 3.57±0.16 6.67±0.13 11.68±0.78 15.67±1.89 32.53±1.43 36.30±0.09 34.91±0.49 31.38±0.28A1B52.00 3.82±0.08 7.07±0.17 12.53±0.22 19.19±0.40 35.78±1.31 39.96±1.36 39.10±1.57 35.73±1.52A2B14.00 5.13±0.19 9.58±0.78 16.26±0.79 19.13±1.20 29.82±0.35 33.58±0.32 33.03±0.34 27.98±0.75A2B24.00 4.79±0.16 9.60±0.28 14.84±0.37 20.17±0.78 28.20±1.59 33.08±0.78 31.19±0.78 27.67±0.52A2B34.00 5.71±0.32 11.35±0.53 18.96±0.74 22.88±0.51 37.09±2.00 44.08±1.72 42.43±2.01 37.01±1.68A2B44.00 5.38±0.24 11.38±0.49 16.98±1.08 23.11±2.34 37.67±2.37 41.82±1.42 39.58±1.49 35.30±1.96A2B54.00 6.75±0.27 13.52±0.27 22.92±0.73 29.11±0.80 42.30±0.57 46.21±0.94 44.82±1.04 39.46±1.57A3B16.00 7.95±0.40 15.05±1.28 23.43±0.65 25.67±0.76 33.83±1.05 36.85±2.21 36.44±2.23 31.60±2.78A3B26.00 7.58±0.21 15.98±1.82 24.95±0.11 27.17±1.44 35.13±1.35 36.68±1.06 36.91±0.54 31.53±0.79A3B36.00 8.05±0.11 15.73±0.25 24.60±0.66 28.31±1.69 39.88±1.88 41.02±0.79 39.81±0.17 35.18±0.63A3B46.00 9.78±0.45 18.67±0.29 29.78±1.57 31.67±0.24 41.10±1.49 43.99±0.75 43.29±1.22 37.27±1.08A3B56.00 9.72±0.26 18.68±0.27 28.85±0.11 32.94±1.52 47.68±1.80 49.72±0.41 48.69±0.18 43.00±0.80

注：表中數(shù)據(jù)為各個(gè)處理下的平均值。

表1 各個(gè)處理單位面積苗數(shù) 單位：萬(wàn)苗·hm-2

因素A因素BB1B2B3B4B5A133.3027.7520.8533.3026.70A266.6055.5041.7066.6053.40A3100.0583.4062.55100.0579.95

父本返青期為6月1日至6月5日，6月8日開(kāi)始記錄分蘗動(dòng)態(tài)，7月3日開(kāi)始曬田。按照底肥、促蘗肥和促穗肥占比20%、60%和20%施用。父本見(jiàn)穗期噴施“920”12 g·(667 m2)-1[6]。

1.3 觀察記載內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)及方法

1.3.1苗情動(dòng)態(tài)

第1、2期父本每個(gè)重復(fù)各標(biāo)記10穴，移栽返青后，每5天記載1次每穴苗數(shù)，至苗數(shù)連續(xù)2次下降為止，并按公式計(jì)算：

分蘗速度=(W2-W1)/5 X

式中W2為第N+1次調(diào)查的分蘗數(shù)，W1為第N次調(diào)查的分蘗數(shù)，(N>0)，X為基本苗數(shù)。

1.3.2抽穗動(dòng)態(tài)

從見(jiàn)穗期至完穗期，每天定時(shí)記載已抽穗數(shù)，計(jì)算日抽穗率，分析出始穗期、齊穗期、抽穗歷期、盛穗歷期。

1.3.3群體穗粒結(jié)構(gòu)

調(diào)查每穴有效穗數(shù)，并隨機(jī)選取有代表性的5穴，考查穗平穎花數(shù)。計(jì)算出單位面積的有效穗數(shù)及總穎花數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析采用Office 2013軟件和DPS 7.05軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 父本分蘗動(dòng)態(tài)

由表2、表3可知，各處理分蘗速度最高日期為7月3日，分蘗苗最高日期為7月8日。同一栽插規(guī)格不同基本苗處理，每穴最高分蘗苗數(shù)A 3>A 2>A 1，分蘗速度A 1>A 2>A 3，分蘗的消亡速度A 3>A 2>A 1，且A 3比A 2和A 1較早達(dá)到最高苗。同一基本苗不同栽插規(guī)格處理，每穴最高分蘗苗數(shù)B 5>B 3>B 4>B 2>B 1。AB因素互作條件下，處理A 1 B 1的最高分蘗苗數(shù)最少，處理A 3 B 5的最高分蘗苗數(shù)最多。說(shuō)明父本黃莉占以每穴插6株基本苗，并以25 cm×(20～40)cm寬窄行栽插能獲得較多的分蘗苗數(shù)。

2.2 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體穗數(shù)的影響

由表4可知，不同基本苗處理，父本群體單位面積最高苗數(shù)A 3>A 2>A 1，且處理間達(dá)到顯著差異；單位面積有效穗A 3顯著大于A 2、A 1，且A 3的成穗率最高，平均達(dá)到57.08%。不同栽插規(guī)格單穴最高苗和有效穗數(shù)B 5、B 4和B 3均顯著大于B 2和B 1，單位面積最高苗和有效穗數(shù)B 4顯著大于B 1、B 2、B 3、B 5，成穗率以B 2最高，達(dá)到56.01%。從基本苗和栽插規(guī)格的互作看，A 3 B 4單位面積的最高苗和有效穗顯著大于其他處理，分別達(dá)到48.87萬(wàn)苗·(667 m2)-1和28.76萬(wàn)苗·(667 m2)-1，A 3 B 5單穴苗數(shù)最多，但成穗率低，最終單位面積有效穗數(shù)顯著低于A 3 B 4。說(shuō)明隨著基本苗和栽插規(guī)格的增大，單穴最高苗數(shù)和有效分蘗數(shù)明顯增加；寬窄行處理的單位面積最高苗和有效穗數(shù)顯著高于等行處理。

表3 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體分蘗速度的影響 單位：苗·d-1

處理日期/(月-日)06-0306-1806-2306-2807-0307-0807-1307-18A1B10.08 0.28 0.49 0.24 1.51 0.35 -0.06 -0.29 A1B20.08 0.29 0.46 0.34 1.52 0.43 -0.10 -0.20 A1B30.11 0.29 0.52 0.33 1.91 0.62 -0.13 -0.34 A1B40.16 0.31 0.50 0.40 1.69 0.38 -0.14 -0.35 A1B50.18 0.32 0.55 0.67 1.66 0.42 -0.09 -0.34 A2B10.06 0.22 0.33 0.14 0.53 0.19 -0.03 -0.25 A2B20.04 0.24 0.26 0.27 0.40 0.24 -0.09 -0.18 A2B30.09 0.28 0.38 0.20 0.71 0.35 -0.08 -0.27 A2B40.07 0.30 0.28 0.31 0.73 0.21 -0.11 -0.21 A2B50.14 0.34 0.47 0.31 0.66 0.20 -0.07 -0.27 A3B10.07 0.24 0.28 0.07 0.27 0.10 -0.01 -0.16 A3B20.05 0.28 0.30 0.07 0.27 0.05 0.01 -0.18 A3B30.07 0.26 0.30 0.12 0.39 0.04 -0.04 -0.15 A3B40.13 0.30 0.37 0.06 0.31 0.10 -0.02 -0.20 A3B50.12 0.30 0.34 0.14 0.49 0.07 -0.03 -0.19

2.3 父本抽穗動(dòng)態(tài)分析

由表5可知，A處理第1期父本播始?xì)v期的變化幅度為92～92.8 d，第2期父本播始?xì)v期的變化幅度為86.8～87.2 d；B處理第1期父本播始?xì)v期的變化幅度為91.3～92.7 d，第2期父本播始?xì)v期的變化幅度為86.7～87.3 d；AB互作條件下，第1期父本播始?xì)v期的變化幅度為91～93 d，第2期父本播始?xì)v期的變化幅度為86～88 d，說(shuō)明不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本的播始?xì)v期影響較小。A處理第1期父本的抽穗歷期變化幅度為7.6～8.2 d，盛穗歷期變化幅度為3.6～3.8 d，第2期父本的抽穗歷期變化幅度為6.9～8 d，盛穗歷期變化幅度為3.4～4.2 d，2期父本群體的抽穗歷期變化幅度為7.8～8.4 d，盛穗歷期變化幅度為4.2～4.4 d；B處理第1期父本的抽穗歷期變化幅度為7.3～8 d，盛穗歷期變化幅度為3～4.7 d，第2期父本的抽穗歷期變化幅度為7～7.3 d，盛穗歷期變化幅度為3.7～4 d，父本群體的抽穗歷期變化幅度為7.7～8.7 d，以B 3最長(zhǎng)，盛穗歷期變化幅度為4～5 d，以B 5最長(zhǎng)。A 1 B 3、A 3 B 2、A 3 B 3、A 3 B 4較長(zhǎng)；盛穗歷期變化幅度為4～5 d，以A 1 B 5、A 2 B 5、A 3 B 3和A 3 B 5

表4 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體單位面積有效穗數(shù)和成穗率的影響較長(zhǎng)。說(shuō)明單穴基本苗較多，栽插密度較小，有利于延長(zhǎng)抽穗歷期；寬窄行栽插有利于延長(zhǎng)盛穗歷期。2期AB因素互作條件下，群體抽穗歷期變化幅度為7～9 d，與父本播期相差6 d，抽穗歷期可延長(zhǎng)1 d左右。

處理 最高苗 有效穗 苗·穴-1萬(wàn)苗·hm-2苗·穴-1萬(wàn)苗·hm-2成穗率/%A136.46c511.05c19.48c273.00c53.42A240.09b562.95b20.27b284.70b50.57A342.66a603.15a24.35a343.65a57.08B134.69d578.25c17.92d298.65c51.65B235.21d489.00d19.72c273.90d56.01B342.78b445.65e23.09ab240.45e53.97B440.73c678.75a22.41b373.50a55.02B545.26a603.45b23.68a315.75b52.32A1B131.54k525.60f16.28j271.35f51.62A1B233.14jk460.20gh17.82hi247.50gh53.77A1B341.30cde430.20gh22.38cde233.10hi54.19A1B436.37ghi606.30e20.20g336.60cd55.54A1B539.96def532.80f20.73fg276.45f51.88A2B133.59ijk559.80f16.55ij275.85f49.27A2B234.75hij482.55g18.45h256.20fg53.09A2B344.08bc459.15gh21.72def226.20i49.27A2B441.82cde697.05ab21.15efg352.50bc50.57A2B546.21b616.20de23.47c312.90e50.79A3B138.95efg649.20cd20.93efg348.90bc53.74A3B237.76fgh524.40f22.90cd318.00de60.65A3B342.96cd447.60gh25.17b262.20fg58.59A3B443.99bc733.05a25.88ab431.40a58.83A3B549.62a661.65bc26.85a358.05b54.11

表5 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體抽穗動(dòng)態(tài)的影響 單位：d

2.4 父本群體穗粒結(jié)構(gòu)分析

由表6可知，A處理父本群體的單穗穎花數(shù)以A 2顯著高于A 1、A 3，而單位面積穎花數(shù)以A 3顯著高于A 1、A 2，說(shuō)明較多基本苗有利于提高總穎花數(shù)。B處理父本群體的單穗穎花數(shù)以B 3最高，其次為B 5、B 4，單位面積穎花數(shù)以B 4顯著高于其他處理，其次為B 5，說(shuō)明寬窄行栽插有利于提高單位面積穎花數(shù)。AB互作條件下，單穗穎花數(shù)以A 2 B 3最多，其次為A 3 B 5、A 2 B 4、A 1 B 1，單位面積穎花數(shù)以A 3 B 4顯著高于其他處理，其次為A 3 B 5，說(shuō)明以單穴6苗并按20 cm×(20～40)cm或25 cm×(20～40)cm規(guī)格栽插可以獲得較高的單位面積穎花數(shù)。

3 結(jié)論與討論

本研究中，父本黃莉占機(jī)插3種不同基本苗數(shù)，以每穴6苗能夠顯著增加群體苗數(shù)，成穗率高，有效穗數(shù)多，能顯著增加單位面積穎花數(shù)；3種等行距、2種寬窄行規(guī)格栽插，以20 cm×(20～40)cm和25 cm×(20～40)cm2種寬窄行規(guī)格栽插的最高苗、有效穗和單位面積穎花數(shù)顯著高于等行距栽插，其中25 cm×(20～40)cm規(guī)格的盛穗歷期較長(zhǎng)；不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本的播始?xì)v期影響較??；2期父本播期相差6 d，抽穗歷期可延長(zhǎng)1 d。說(shuō)明父本黃莉占以單穴6苗并按20 cm×(20～40)cm或25 cm×(20～40)cm規(guī)格機(jī)插可以獲得較高的單位面積穎花數(shù)。

在傳統(tǒng)的制種方式中，制種父母本群體的栽插一般遵循“父本靠發(fā)，母本靠插”的原則[1,7]。在機(jī)插條件下，由于多為小秧齡移栽，無(wú)秧田分蘗，因此，必須確定合理基本苗，建立高質(zhì)量的群體起點(diǎn)，既有利于在有效分蘗葉齡期充分發(fā)生分蘗，形成足量的壯個(gè)體，又可在無(wú)效分蘗期利用有效強(qiáng)蘗的優(yōu)勢(shì)，對(duì)無(wú)效分蘗進(jìn)行生理生態(tài)上的調(diào)節(jié)控制形成合理的群體動(dòng)態(tài)，提高成穗率和群體質(zhì)量。本研究表明，4001 S/黃莉占制種父本機(jī)插2苗、4苗和6苗，以單穴6苗的最高苗數(shù)和有效穗數(shù)顯著增多，且成穗率高，單位面積穎花數(shù)顯著高于其他處理。

表6 不同基本苗和栽插規(guī)格對(duì)父本群體穎花數(shù)的影響

處理 1期 2期 群體 單穗穎花數(shù)/朵單位面積穎花數(shù)/(萬(wàn)朵·m-2)單穗穎花數(shù)/朵單位面積穎花數(shù)/(萬(wàn)朵·m-2)單穗穎花數(shù)/朵單位面積穎花數(shù)/(萬(wàn)朵·m-2)A1178.85a5.05b166.37b4.70c173.28b4.90cA2177.81a5.20b175.09a5.13b178.65a5.23bA3171.28b6.01a166.44b5.84a170.19b5.98aB1174.92ab5.62b162.34c5.20c168.63c5.41cB2173.53b4.84c165.38bc4.61d171.67bc4.79dB3181.30a4.53d177.41a4.44d179.36a4.48eB4173.85b6.47a171.55ab6.4a174.92ab6.53aB5176.29ab5.66b169.83bc5.47b175.62ab5.64bA1B1182.64abc5.32d176.53abcd5.15d179.59abc5.23efA1B2179.23abc4.74ef171.50bcdef4.53ef175.37bcdef4.64gA1B3179.58abc4.23g163.12efg3.85g171.35cdef4.04hA1B4178.76abc6.13c166.78cdefg5.72c172.77cdef5.92cA1B5174.05cde4.83e153.93gh4.46f167.32f4.65gA2B1185.64ab6.35d169.16bcdef4.88de177.40bcde5.12efA2B2166.86def4.71ef159.34fg4.17fg169.77def4.44gA2B3186.96ab4.41fg189.04a4.46f187.99a4.44gA2B4183.61abc6.58b182.07ab6.25b182.84ab6.55bA2B5165.95ef5.88d175.89bcde5.62c175.25bcdef5.61dA3B1156.48f6.17c141.33h5.57c148.90g5.87cdA3B2174.49cde5.43d165.29defg5.14d169.89def5.29eA3B3177.35bcd4.93e180.11ab5.01d178.73bcd4.97fA3B4159.19f7.26a165.80defg6.97a169.16ef7.11aA3B5188.89a6.83b179.66abc6.50b184.27ab6.67b

姚守禮等研究表明，水稻寬窄行栽培能充分發(fā)揮植株的“雙邊”優(yōu)勢(shì)，具有通風(fēng)透光的條件，能夠提高光合效率，促進(jìn)水稻干物質(zhì)積累，提高水稻穎花數(shù)[7]。敖和軍等進(jìn)一步證明，采用寬窄行的插植方式能讓中下部的葉片得到更多的光輻射量，從而提高群體光合利用率[8]。本研究結(jié)果表明，4001 S/黃莉占制種父本機(jī)插，以株距20 cm和25 cm的寬窄行規(guī)格栽插的最高苗數(shù)、有效穗數(shù)和單位面積穎花數(shù)顯著高于株距20 cm和24 cm的等行栽插，且抽穗歷期和盛穗歷期都有所延長(zhǎng)。黃莉占分蘗力中等，在作制種父本機(jī)插條件下，適當(dāng)增加基本苗數(shù)，并采用寬窄行栽插方式，既能保證群體足夠的苗穗數(shù)，又能利用邊際優(yōu)勢(shì)適當(dāng)增加分蘗，從而達(dá)到增加父本群體穎花數(shù)和延長(zhǎng)開(kāi)花歷期的目的。

本研究盡管兩期父本播期相差6 d，但抽穗歷期僅延長(zhǎng)1 d，若需延長(zhǎng)更多，應(yīng)考慮改進(jìn)育秧方式，培育大齡壯秧，并輔以相應(yīng)培管技術(shù)措施。