優(yōu)質型雜交粳稻“北種南制”的策略

梁傳斌，李建國，蔣洪波，姚繼攀*

（遼寧省水稻研究所，沈陽 110001）

水稻雜種優(yōu)勢的利用研究始于20 世紀70 年代，最早初衷是解決國人的“餓肚子”問題。經過幾十年的發(fā)展，雜交稻的產量記錄被屢次突破刷新，米質卻極少達到一級米質標準，一度引發(fā)“高產低質”的質疑。其中很大的原因是育種家沒能及時轉變“重產量，輕品質”的育種思路。不過隨著人們生活水平的提高， 對稻米的食味品質也提出了越來越高的要求，高產、米質不突出的雜交粳稻市場運作空間變得愈發(fā)狹窄。 這成為北方三系雜交粳稻近年來發(fā)展緩慢， 生產面積徘徊不前的主要原因之一[1]。 因此，優(yōu)質型雜交粳稻的選育已成為當前北方稻區(qū)重要的研究方向[2-3]。

北方稻區(qū)雜交粳稻的母本不育系以BT 型為主，大多是通過胞質互換方式，由地方品種經連續(xù)回交轉育而成。因此，具有同“恢保關系”的原品系（保持系） 對不育系的特征特性有著重要的影響。目前，具有遼粳433 系、越光系和港源系血緣的不育系雖然品質優(yōu)良，但自身柱頭外露率不高，主要通過開穎外露方式異交結實； 而且在北方稻區(qū)生育期普遍偏晚[4-6]，造成父母本錯期時間長，生長的同步性也不易把握， 一定程度上增加了與BT 型粳稻恢復系配組制種的難度， 制種產量也很難得到保證；加之北方稻區(qū)年季之間低溫發(fā)生不規(guī)律，熟期偏晚意味著遭受低溫影響的概率加大， 給制種安全增加了嚴重的不確定性。

雜交粳稻恢復系含有秈性成分，所以南北稻區(qū)表現(xiàn)較為穩(wěn)定。 由于恢復基因匱乏，主效恢復基因單一[7]，在品種選育中恢復基因容易被削弱。相比較而言不育系的可塑性更強，且已有研究表明，不育系對雜交粳稻組合的品質起決定性的作用[8-9]。 筆者近年來在南繁育種（海南省樂東縣）過程中， 通過與北方稻區(qū)生育期表現(xiàn)的差異對比，對優(yōu)質雜交粳稻的“北種南制”進行可行性的探討，為該類型雜交粳稻高產、高效、安全制種提供理論依據。

1 優(yōu)質型雜交粳稻南北稻區(qū)不同的特征特性表現(xiàn)

具有遼粳433 系、越光系、港源系血緣的雜交粳稻親本（不育系和保持系）是較為典型的粳型不育系。 其特點為粳稻血緣幾近純化， 稻米品質優(yōu)良，適口性極佳；對光照響應比較敏感，對積溫也有著嚴格的要求。主要表現(xiàn)在優(yōu)質型雜交粳稻“北種南制”過程中不育系的生育期變化，見表1。

表1 南北稻區(qū)不育系的生育期

1.1 北方稻區(qū)的特征特性表現(xiàn)

移栽到出穗的播始歷期較長， 普遍晚于現(xiàn)階段普遍應用的BT 型不育系（99A，52A）。沒有過多的秈性血緣特征，表現(xiàn)為柱頭自然外露率低，甚至只能依靠開穎外露接受恢復系或保持系的花粉。制種環(huán)節(jié)上，由于生育期較長，父母本雙親播種需較長錯期，父母本生育期同步進程不易把握，往往需要增加播種的分期，制種難度增加。

1.2 南繁稻區(qū)的特征特性表現(xiàn)

南繁稻區(qū)12 月初育苗，1 月中旬便可出穗。整個生育期和出穗的播始歷期明顯縮短， 甚至出現(xiàn)出穗早于在北方稻區(qū)比其先出穗的不育系的情況，即生育期“倒掛”現(xiàn)象。 低葉齡出穗，株高有所降低；設置分期播種數量減少，制種的效率高；后期籽粒灌漿速度快，雜交種轉色好。

優(yōu)質型不育系南北稻區(qū)的特征特性的差異化表現(xiàn)具體見表2。 合理利用不育系的此特征特性，為優(yōu)質型雜交粳稻“北種南制”策略的定制打下了基礎。

表2 南北稻區(qū)不育系的特征特性表現(xiàn)

2 生育期“倒掛”現(xiàn)象產生的原因

2.1 光照

為了提高制種產量， 近些年大部分粳型不育系的選育更注重大柱頭，高外露[10]。 這些秈稻特征的引入，使得不育系偏恢復系化（血緣而非育性），光感鈍化，南北跨區(qū)域種植時，短日臨界光照極少發(fā)生偏移； 而具有相對純系粳稻血緣的優(yōu)質型不育系， 對光照的響應較為敏感， 在冬季南繁制種中，短日臨界光照向下偏移。 對光照的不同響應，是優(yōu)質型不育系南繁稻區(qū)發(fā)生生育期“倒掛”現(xiàn)象的重要原因。

2.2 溫度

水稻的生長，需要一定有效積溫。遼東沿海稻區(qū)（東港）當季生長季氣候潮濕，陰雨寡照，日有效活動積溫不足， 需要增加日照天數彌補整個生育期的積溫需要。 南繁稻區(qū)熱量充足，白天氣溫高，日內平均氣溫也維持在較高水平， 較短的生長天數便可滿足出穗所需的積溫要求。

2.3 土壤與肥力

北方稻區(qū)冬季寒冷，土壤處于凍土狀態(tài)。春季農耕時節(jié)地溫回升速度較慢， 還時常出現(xiàn)“倒春寒”現(xiàn)象。北方黑土地肥力充足，常年耕植的田塊，氮肥施用量大、土壤積累量過重。 高肥力條件下，植株后期易出現(xiàn)倒伏， 不利于雜交粳稻的品質形成，還會加大稻瘟病發(fā)生的風險。南繁稻區(qū)氣候溫暖，不會出現(xiàn)因地溫低而影響前期苗長勢的狀況，有利于移栽之后的返青緩苗， 加快了品種生育進程。雖然南繁稻區(qū)土壤以沙土為主，總體肥力和保水性不及北方稻區(qū)， 但土壤營養(yǎng)元素分布較為均勻，不會因肥料（氮肥）過剩出現(xiàn)徒長和加重感病風險等問題。

3 優(yōu)質型雜交粳稻“北種南制”的應用

3.1 保持系和恢復系的產粉量和花粉活力

北方雜交粳稻的恢復系是通過“秈粳搭橋”人工制恢方法選育而成的，具有一定的秈性成分。恢復系和保持系在花粉母細胞分化期如果遭遇持續(xù)低溫，會引起花藥形態(tài)的變化，產粉量大幅降低，花粉活力受到嚴重的抑制， 且雜交稻的受影響程度要大于常規(guī)品種[11-12]。 南繁稻區(qū)屬于熱帶海洋性氣候，孕穗、揚花期不易受低溫影響，父本的產粉量充足、花粉活力高，有利于提高不育系的異交結實。

3.2 不育系的穎花開穎

優(yōu)質偏粳型不育系柱頭外露率較低， 以開穎外露為主，開穎幅度不大，時間不長。 已有研究表明，抽穗揚花期充足的溫度、濕度條件對水稻開穎具有促進作用， 可使小穗呼吸增強，ATP 含量增高，穎花內CO2濃度上升，CO2能顯著誘導開穎[13]。南繁稻區(qū)的氣候條件顯然更有利于小穗的呼吸作用，促進穎花開放，柱頭暴露得更充分，為不育系柱頭接受花粉受精結實創(chuàng)造了良好的條件。

3.3 不育系與恢復系的日內花時

優(yōu)質型雜交粳稻不育系柱頭外露率低，恰當的日內花時對制種異交結實率的影響是決定性的[14]。在北方稻區(qū)，BT 型恢復系和不育系的日內始花時段均較早，9:30 左右開始陸續(xù)開花。父母本的日內盛花時間有一定的錯時（恢復系在11:30 左右達到日內峰值，不育系為12:00）。花時的動態(tài)分布呈現(xiàn)“均勻有余，集中度不足”的狀況。南繁稻區(qū)恢復系和不育系日內初始花時較北方稻區(qū)變化不大，但10:00 左右開始迅速升溫，高溫高濕促使父母本日內盛花時間均提前（大約30 min），且不育系較恢復系提前幅度更大； 接近正午反而因過高溫度有所下降，始花到盛花時間被壓縮。這意味著父母本小穗的開花更集中，同步性也有所提高，對保證開穎外露不育系的異交結實起到非常關鍵的作用。

3.4 雜交種的養(yǎng)分供給

優(yōu)質型不育系對溫光通常具有特殊的響應，生育期提前， 南繁期間1 月中下旬便開始受粉灌漿。此時南繁稻區(qū)的晝夜溫差較大，有利于養(yǎng)分同化作用和籽粒干物質積累，制得的雜交種熟度好、飽滿度高、芽勢強，為來年在北方稻區(qū)播種期育壯秧打下有利基礎。

4 優(yōu)質型雜交粳稻“北種南制”的應用意義

4.1 降低制種風險、保證制種產量

受限于北方特殊的氣候條件，在灌漿成熟期，若當季霜期發(fā)生較早， 就會給制種帶來巨大的風險。雖然南繁稻區(qū)冬季也會出現(xiàn)低溫，但一般都是延遲性冷害，極少達到障礙型冷害的級別，對植株整體的長勢和后期的制種產量影響有限。 南繁稻區(qū)冬季當季稻瘟病、紋枯病的感病也相對較輕。

4.2 提高制種效率

在南繁稻區(qū)，由于不育系的生育期大幅縮短，減少了因父母本生育期差異較大而制定的備選分期數量； 同時有利于及時快速地調查和預測孕穗期的幼穗分化進程， 若發(fā)現(xiàn)父母本孕穗和出穗范圍，方便群體的分類調控，也便于肥水等大田措施的統(tǒng)一管理。

4.3 方便去雜管理

外源花粉漂移造成的異交結實嚴重影響制種雜交種純度。生物學混雜、雜交親本提純不到位是“同質恢”產生的重要原因[15-16]，使得配置的雜交組合性狀不穩(wěn)定，雜種優(yōu)勢退化。北方稻區(qū)的制種田雜株主要來自常年不輪作的耕作條件下遺留下來的原生稻[17]，與保持系有著相似的特征特性（花期、形態(tài)等），不細細觀察很難分辨去除，增加了去雜難度。 南繁制種的原生稻則大部分為當地秈稻品種，與制種田親本秈粳成分差別巨大，使得當地原生稻與不育系的花期很難相遇， 因此花粉漂移造成的污染較輕； 并且與制種田親本形態(tài)上差別明顯，比較容易識別去除雜株。

5 優(yōu)質型雜交粳稻南繁稻區(qū)制種技術

5.1 適時整地

南繁稻區(qū)水稻田以沙土地為主，保水性差，移栽前應盡早深翻旋地； 南繁稻區(qū)稻田雜草長勢迅猛，缺水地塊雜草更是生長迅速，旋地時盡量把雜草根系打爛，并用大水浸地使土壤水分盡量飽和，同時把雜草根系殘骸浸泡腐爛后方可移栽秧苗。

5.2 培育壯秧

培育壯苗是高產制種的重要前提條件。 制種田父本的用種量為1 kg/667 m2，母本的用種量為1.5～2.0 kg/667 m2。 斷乳期后苗床施速溶尿素15～20 g/m2。適時掀布通風防徒長和高溫燒苗。父母本秧齡控制在30 d（4 葉1 心）時移栽。

5.3 合理的群體密度

父母本行比2∶5，父母本行距23.3 cm。由于不育系主穗與分蘗穗的出穗時期前后相差大概10～12 d，而父本的花期又比較集中，所以母本一定要確保足夠的群體移栽密度。 一般情況下母本移栽規(guī)格為13.3 cm×13.3 cm，3～4 株/穴； 父本移栽規(guī)格為19.9 cm×33.3 cm，2～3 株/穴。

5.4 適當的肥、水管理

由于南繁稻區(qū)土壤主要為沙土，保肥能力差，底肥少施或不施。 母本移栽5 d 后，用尿素和磷酸二氫鉀各10 kg/667 m2并結合丁草胺混合攪拌，同施父母本。中后期根據植株長勢施肥，如長勢變弱，可補施尿素和磷酸二氫鉀各5 kg/667 m2。水分管理做到干濕交替，并進行適當的曬田控制水綿。

5.5 花期預測和調控措施

根據葉齡的動態(tài)標記，從第4 期開始，每7 d調查父母本幼穗分化動態(tài)變化。做好花期預測。對于個別花期不一致的田塊，通過控肥（尿素和磷酸二氫鉀）和斷根等措施進行調節(jié)。

花期和出穗期主要用“920”調節(jié)，總施用量控制在40 g/667 m2以內，遵循“前輕、中重、后補”的噴施原則，噴施的間隔時間為1 d，使恢復系（保持系）穗位較不育系高出15～20 cm，形成最佳穗位冠層分布。

5.6 病、蟲、鼠害的防治

緩苗后分蘗初期用康寬10 g/667 m2兌水30 kg/667 m2噴霧防治潛葉蠅；分蘗中期到盛期噴施5%氟蟲腈（銳勁特）懸浮劑30～40 ml/667 m2兌水40～50 kg/667 m2預防二化螟；出穗前后每667 m2用75%三環(huán)唑粉劑800～1 000 倍液實施葉片噴霧防治稻瘟病。

南繁稻區(qū)鼠害猖獗，破壞力巨大，是水稻整個生育期安全生長的最大威脅。預防時，要及時發(fā)現(xiàn)并破壞制種田周圍的老鼠洞穴，如條件允許，建議整個水稻生育期在制種田周圍采用塑料布圍墻的方式進行隔離防控。