雜交稻谷優(yōu)3301母本直播制種技術(shù)研究

陳建民 周軍愛 羅煒強(qiáng) 溫懷常 顧建強(qiáng) 王鋒*

（1福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，福州350003；2科薈種業(yè)股份有限公司，福建泰寧354400；第一作者：cjm＠fjage.org；* 通訊作者：wf＠fjage.org）

水稻是我國(guó)的主要糧食作物，年總產(chǎn)量約1.8～2.0億t，占全球稻谷總產(chǎn)1/3左右，但耕地面積減少制約了水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。泰寧縣是福建省雜交水稻制種大縣之一，平均每年制種面積超過1 500 hm2。隨著水稻種業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，對(duì)規(guī)?；图s化制種的需求越來(lái)越高[2]。然而，雜交水稻制種屬于勞動(dòng)密集型的生產(chǎn)過程，對(duì)季節(jié)具有較高的要求[3]。近幾年，農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移，勞動(dòng)力短缺成為制約雜交水稻制種業(yè)發(fā)展的瓶頸。為此，亟需探索出一套輕簡(jiǎn)化的制種技術(shù)來(lái)緩解這一矛盾。母本直播制種無(wú)需育秧和移栽，減少了農(nóng)藥和肥料的使用量、節(jié)約勞動(dòng)力投入、降低種子生產(chǎn)成本，逐漸受到制種大戶和種業(yè)公司的青睞[4]。

谷優(yōu)3301系福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所選育的高產(chǎn)抗病雜交水稻新品種，具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、稻瘟病抗性好、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。鑒于目前雜交稻種子生產(chǎn)上勞動(dòng)力不足、制種效益不高、規(guī)?；蜋C(jī)械化程度低等問題[5]，本文對(duì)谷優(yōu)3301母本直播高產(chǎn)制種技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，為其在生產(chǎn)上大面積推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為谷優(yōu)3301的母本谷豐A和父本閩恢3301，均由科薈種業(yè)股份有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年在福建省泰寧縣開善鄉(xiāng)制種基地開展。選取3丘地勢(shì)平整、排灌方便、土壤肥力相近、面積約0.2 hm2的代表性田塊，并按照廂寬1.8 m、溝寬0.30 m、廂間溝深0.1 m的規(guī)格開溝做廂，母本用種量為30 kg/hm2，直播制種母本于6月18日以細(xì)土拌芽谷均勻撒播，移栽制種母本于6月16日播種，7月5日移栽，株行距 13.3 cm×16.5 cm，雙本移栽。母本直播制種和移栽制種均采用兩期父本，Ⅰ期父本和Ⅱ期父本分別于5月18日和5月25日播種，兩期父本均于7月5日移栽，單行相間栽植，株距20 cm，與母本行相距25 cm，父母本行比為 2∶12。

1.3 田間管理

1.3.1 母本直播制種

播種前及時(shí)平整廂面，保證廂面濕潤(rùn)但不積水；用300倍強(qiáng)氯精溶液浸種12 h，烯效唑泡芽；排水播種，定量勻播，播后芽前不灌水，保持廂面濕潤(rùn)至幼苗達(dá)到3葉期；整地前10～15 d噴施草甘膦400倍液控制草害，翻耕前1 d深水泡田，后排干水，再灌水耕田，2.5葉齡時(shí)灌淺層水噴施秧田清，秧苗5.5～6.0葉齡時(shí)結(jié)合人工除草視田間雜草情況噴施除草劑；其他管理按照當(dāng)?shù)刂品N習(xí)慣進(jìn)行。

1.3.2 母本移栽制種

田間管理按照當(dāng)?shù)刂品N習(xí)慣進(jìn)行。

1.4 調(diào)查內(nèi)容

1.4.1 生育期與葉齡

記載直播母本和移栽母本的各個(gè)生育期，每隔5 d記載1次父本和母本的葉齡。

1.4.2 開花習(xí)性與異交結(jié)實(shí)情況

參考李剛等[6]的不育系特征特性觀察方法。

1.4.3 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

成熟期從每丘田移栽母本和直播母本中選取3個(gè)1 m2的考種點(diǎn)，考查株高、有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)等農(nóng)藝性狀；母本直播和移栽制種田各選擇花期相遇較好的3個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)割測(cè)產(chǎn)，每個(gè)區(qū)域面積13.34 m2。

表1 谷優(yōu)3301母本直播制種生育特性比較（泰寧，2018）

表2 母本直播與移栽制種的開花情況（泰寧2018）

表3 谷豐A直播與移栽制種柱頭外露率與異交結(jié)實(shí)率比較（泰寧2018）

2 結(jié)果與分析

2.1 生育特性比較

由表1可知，直播制種和移栽制種父本和母本花期相遇；盡管谷豐A直播較移栽的播種時(shí)間推遲2 d，其始穗期仍早于移栽母本，谷豐A直播制種的播始?xì)v期平均為72 d，較移栽制種播始?xì)v期縮短3 d；谷豐A直播始穗至齊穗平均歷時(shí)3 d，移栽制種為5 d；谷豐A直播主莖葉片數(shù)為13.7葉，比移栽少0.4葉，差異未達(dá)顯著水平。由此可知，直播制種能夠縮短母本的生育期，縮短齊穗的時(shí)間；直播母本主莖和分蘗差異較小，盛花期更加集中。

2.2 開花習(xí)性比較

從表2可見，谷豐A直播單叢開花歷期9 d，移栽單叢開花歷期12 d；母本直播和移栽始花后，日開花數(shù)均呈“S”型增加趨勢(shì)，直播制種和移栽制種母本始花后第4 d均達(dá)到日開花量最大值，日開花率分別為41.9%和29.1%；直播制種始花后3～5 d為開花盛期，累計(jì)開花率為 77.2%，日開花量分別為 16.1%、41.9%和19.2%，移栽制種始花后3～6 d為開花盛期，累計(jì)開花量為 70.8%，日開花量分別為 10.6%、29.1%、12.6%和18.5%。由此可知，不同方式制種開花習(xí)性存在較大差異，直播制種能夠縮短花期。

從表3來(lái)看，直播制種與常規(guī)移栽制種柱頭單側(cè)外露率、總外露率、午前花率和異交結(jié)實(shí)率方面均達(dá)到顯著或極顯著差異。谷豐A移栽上午10∶00—12∶00達(dá)到盛花時(shí)間，午前花率為60.21%；谷豐A直播上午8∶30始花，9∶30—11∶00達(dá)到開花高峰期，午前花比率為71.52%，比移栽制種高11.31個(gè)百分點(diǎn)；谷豐A直播柱頭總外露率、異交結(jié)實(shí)率分別為56.89%和56.50%，比移栽方式分別提高4.15個(gè)和7.69個(gè)百分點(diǎn)?？傮w而言，谷豐A直播花時(shí)早而集中，午前花比例高，異交結(jié)實(shí)率高，繁殖及制種時(shí)有利于獲得高產(chǎn)。

2.3 制種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀比較

如表4所示，直播制種平均理論產(chǎn)量和實(shí)割產(chǎn)量分別為 5 414.77 kg/hm2和 3 526.53 kg/hm2，比移栽制種分別增產(chǎn)8.03%和5.67%；母本直播制種單位面積最高苗數(shù)、有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、理論產(chǎn)量和實(shí)割產(chǎn)量均極顯著高于母本移栽制種，而株高、穗長(zhǎng)和每穗粒數(shù)顯著或極顯著低于母本移栽制種。由此可見，母本栽培方式的不同對(duì)制種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有較大的影響。

表4 谷豐A直播與移栽制種產(chǎn)量性狀比較（泰寧2018）

表5 谷優(yōu)3301母本直播制種用工成本與效益（泰寧2018）

2.4 成本及效益比較

從表5可見，谷豐A直播制種在播種、移栽、除草等農(nóng)事操作上比母本移栽每hm2可節(jié)約10個(gè)工，按100元/工計(jì)算，母本直播比移栽可節(jié)省人工費(fèi)用3 000元。此外，在同等栽培條件下，直播母本較移栽少施化肥1次，折合成本約600元/hm2。實(shí)割產(chǎn)量結(jié)果表明，母本直播比移栽平均增產(chǎn) 189.3 kg/hm2，增產(chǎn) 5.67%。種子收購(gòu)價(jià)格按20元/kg計(jì)算，制種農(nóng)戶可增收3 786元/hm2。由此計(jì)算，僅在肥料成本、人工成本及增產(chǎn)效益方面，母本直播比移栽增收6 786元/hm2。

3 小結(jié)與討論

3.1 母本直播制種技術(shù)優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的谷優(yōu)3301制種，由于谷豐A抽穗歷期長(zhǎng)，花期不夠集中，制種難獲高產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，谷豐A直播群體生長(zhǎng)快而整齊，成穗率50%～60%，最高可達(dá)70%以上，一般主穗帶3～4個(gè)低位分蘗成穗。與移栽母本相比，直播母本有效穗數(shù)可增加15%～20%，而且主穗與分蘗穗成熟差異小，花期集中，整齊度高，抽穗開花歷期比移栽縮短3～4 d，母本群體發(fā)育整齊，單位面積有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率都高于移栽母本，產(chǎn)量構(gòu)成因素更協(xié)調(diào)，有利于提高異交結(jié)實(shí)率，達(dá)到較好的增產(chǎn)增收效果。

雜交水稻母本直播制種技術(shù)是在常規(guī)移栽制種技術(shù)之上的一項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn)，具有省工、節(jié)能、高效等特點(diǎn)[7-8]，更加適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)村勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。直播制種母本無(wú)需經(jīng)歷返青期，可由苗期直接進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，與移栽母本相比，直播制種具有分蘗發(fā)生早、節(jié)位低、低位分蘗成穗率高[9]、群體生長(zhǎng)快而整齊、主穗和分蘗穗長(zhǎng)勢(shì)相近、穗層整齊度高、全生育期短、花期集中等優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)楦弋a(chǎn)、高質(zhì)量制種提供保障。

3.2 母本直播制種效益優(yōu)勢(shì)

本試驗(yàn)表明，谷優(yōu)3301母本直播制種比移栽制種增產(chǎn) 189.3 kg/hm2，增幅達(dá) 5.67%，按照當(dāng)前水稻種子收購(gòu)市場(chǎng)價(jià)格20元/kg計(jì)算，制種農(nóng)戶可增收3 786元/hm2；在農(nóng)藥肥料使用、勞動(dòng)力成本及產(chǎn)量等方面累計(jì)的效益上，母本直播比移栽增收6 786元/hm2，增收達(dá)10.17%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本研究結(jié)果表明，直播母本抽穗開花早且集中，最高分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、異交結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量均極顯著高于常規(guī)制種，但株高、每穗粒數(shù)和千粒重均顯著低于常規(guī)移栽制種，此結(jié)果與周繼勇等[10]的試驗(yàn)結(jié)果相同。在同等栽培條件下，直播制種無(wú)需經(jīng)歷母本移栽環(huán)節(jié)，縮短了母本的播始?xì)v期，達(dá)到了省工、省時(shí)、節(jié)本、增產(chǎn)、增收的效果，滿足了我國(guó)當(dāng)前化肥農(nóng)藥減施增效的戰(zhàn)略需求，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[11]。同時(shí)，也為其他茬口提供了更加充足的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)空間。

3.3 母本直播制種生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)

雜交水稻制種不論是父本還是母本主要以育苗移栽為主，用工時(shí)間集中、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)性強(qiáng)[12]。如泰寧年制種面積超過1 500 hm2，仍是以人工育秧移栽制種為主，直播制種尚未普遍推廣。育秧移栽存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢、效率低、成本高等缺陷，使制種產(chǎn)量和效益受到嚴(yán)重影響，極大制約了雜交水稻制種產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[10]。

隨著直播、拋秧、機(jī)插等生產(chǎn)方式的應(yīng)用，水稻種子用種量比移栽制種大幅增加，出現(xiàn)了常規(guī)稻替代雜交稻的跡象[12]。提高雜交制種單產(chǎn)，形成直播制種稻作高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的最佳栽培模式與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少種子經(jīng)銷流通環(huán)節(jié)，最大限度降低雜交稻種子的生產(chǎn)成本，使種植農(nóng)戶得到實(shí)惠，是促進(jìn)雜交水稻生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。