遼寧三系雜交粳稻規(guī)模機(jī)械化制種技術(shù)研究

張滿利，李全英，李如海

(遼寧省水稻研究所，沈陽 110101)

雜交粳稻作為雜交水稻的一部分，其發(fā)明和應(yīng)用使秈稻基因成功導(dǎo)入粳稻中，豐富了粳稻的遺傳背景，使常規(guī)粳稻在產(chǎn)量上得到了進(jìn)一步的提高，但雜交粳稻發(fā)展比較緩慢。制種技術(shù)落后一直是限制雜交粳稻快速發(fā)展的重要原因之一，雜交粳稻科研人員不斷總結(jié)雜交粳稻的育種理論與經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行高異交雜交粳稻親本創(chuàng)制，完善適合新形勢下三系配套制種技術(shù)體系，初步形成了丹東、錦州大面積規(guī)模機(jī)械化雜交粳稻制種基地，使天隆優(yōu)619、5優(yōu)280、遼優(yōu)9906、粳優(yōu)653等在生產(chǎn)上得到了很好的應(yīng)用。通過總結(jié)遼寧地區(qū)近年來機(jī)械化制種的發(fā)展應(yīng)用，探討未來雜交粳稻的制種技術(shù)的發(fā)展方向 。

1 制種基地選擇

制種隔離采用空間和時(shí)間的隔離方式，一般以空間隔離為主，適合機(jī)械化制種基地應(yīng)具備良好的自然隔離條件，周圍100 m內(nèi)沒有其它水田，最大限度的保證種子純度。制種基地應(yīng)具備良好的道路交通條件，田間高差較小，沒有電線桿、樹木等障礙物，田間垂直于插秧方向每隔150～200 m預(yù)留農(nóng)機(jī)作業(yè)道，用于機(jī)械化拉粉作業(yè)。同時(shí)土質(zhì)肥沃, 耕作性能好, 排灌方便, 旱澇保收, 稻田無檢疫性病害，無雜草稻等。在揚(yáng)花期日均溫度26～28 ℃，相對濕度85%左右，晝夜溫差8～10 ℃，光照充足無大風(fēng)，遼寧中部和中西部稻區(qū)較為適合雜交粳稻制種基地的建設(shè)。丹東地區(qū)由于具有較長的無霜期，為時(shí)間隔離提供了保證，該地區(qū)規(guī)模機(jī)械化制種可以采用不同播始?xì)v期的水稻品種，保證雜交粳稻親本的出穗時(shí)期與生產(chǎn)田的出穗時(shí)期相差15 d以上，也可以保證種子純度；該地雜交粳稻制種采用時(shí)間隔離技術(shù)已經(jīng)成熟，并形成了大面積規(guī)模機(jī)械化高產(chǎn)制種技術(shù)基地。

2 規(guī)模機(jī)械化制種技術(shù)

2.1 工廠化育苗技術(shù)

工廠化育苗技術(shù)具有溫度可控性好，苗期葉齡生長平穩(wěn)，容易觀察等特點(diǎn)，為雜交粳稻規(guī)模機(jī)械化制種技術(shù)的發(fā)展提供了保證。當(dāng)外界氣溫穩(wěn)定通過5 ℃時(shí)即可播種。父本母本需要錯(cuò)期，在不同大棚播種，采取機(jī)械自動化流水線作業(yè)，每盤播量干籽100～110 g，裝育苗基質(zhì)厚度2.5 cm，覆土厚度0.5 cm，要將種子蓋嚴(yán)，沒有露種現(xiàn)象，澆足底水。出苗后，葉齡在1～2片葉時(shí)，溫度控制在28 ℃；2～3片葉時(shí)，溫度控制在25 ℃，3～4片葉，溫度控制在22 ℃。4.5片葉進(jìn)行插秧，插秧時(shí)保持父母本合理的葉齡差。

2.2 機(jī)械化插秧及制種高產(chǎn)群體的構(gòu)建

良好的花期相遇和群體結(jié)構(gòu)是機(jī)械化制種的關(guān)鍵因素，受溫光條件和生育進(jìn)程的限制，遼寧地區(qū)的父母本雙親最好在5月底之前完成插秧，以保證充足的分蘗時(shí)間。在保證父本花粉量充足的情況下，母本群體越大，接受花粉的能力越強(qiáng)。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)水稻制種產(chǎn)量構(gòu)成因素貢獻(xiàn)最大的是有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重[1]，有效穗數(shù)是制約制種產(chǎn)量的最主要因素。目前遼寧地區(qū)普遍采用機(jī)械插秧的方式，父本∶母本行比為2∶6，父本插秧密度為30 cm×16 cm，每穴3～4株，母本插秧密度為30 cm×12 cm，每穴4～5株，父本插秧5.2萬穴·hm-2，母本20.8萬穴·hm-2，分蘗后父本有效穗數(shù)大約為78萬·hm-2，穎花數(shù)為1.25億·hm-2，母本有效穗數(shù)為312萬·hm-2，穎花數(shù)為3.74億·hm-2，盛花期父本每天開花2 000萬朵，母本7 800萬朵，可以滿足母本有效需求。穎花比為1∶3，栽植面積比為1∶3，廂寬2～2.1 m。如果制種基地穩(wěn)定，可以引進(jìn)25 cm行距的插秧機(jī)，將進(jìn)一步提高母本密度12%左右，提高產(chǎn)量8%以上。制種過程中要求父本穗層高于母本穗層, 一般高出10～15 cm即可。

2.3 確定播差期的方法

在雜交粳稻制種過程中, 大部分父母本不能同時(shí)播種。在大面積制種前，應(yīng)在工廠化育苗技術(shù)條件下，在制種基地進(jìn)行親本生育期測定，根據(jù)父母本的生育特性，采用多點(diǎn)次、不同插播期的試驗(yàn)，同時(shí)記錄每天溫度，獲得詳實(shí)的父母本播始?xì)v期和葉齡生長規(guī)律，找到父母本最佳的錯(cuò)期播種時(shí)間。出苗以后應(yīng)根據(jù)苗期的葉齡變化動態(tài)，推算父母本的插秧間隔時(shí)間，使雙親播插期更符合實(shí)際生產(chǎn)需要。目前遼寧地區(qū)恢復(fù)系一般采用兩期父本，播期相差7～10 d，母本進(jìn)行一期播種。由于父本穗子較大，理想的花期是父本比母本早出穗1～2 d，二期父本比一期父本出穗晚2～3 d較為理想。

2.4 花期預(yù)測與調(diào)節(jié)方法

有了比較準(zhǔn)確的播種、插秧差期，可為花期相遇打下基礎(chǔ)，但氣候的年際間變化也會對父母本的花期造成影響，合理的花期預(yù)測及調(diào)節(jié)尤為重要。在大面積機(jī)械化制種田間下，花期預(yù)測以葉齡法、幼穗剝查法為主，播始?xì)v期推算法為輔。插秧時(shí)選擇有代表性的地塊設(shè)調(diào)查點(diǎn)，一般每5 hm2設(shè)1個(gè)調(diào)查點(diǎn)，準(zhǔn)確標(biāo)出10株母本，10株父本的插秧葉齡，以后每隔7 d調(diào)查1次。遼寧地區(qū)7月中旬開始進(jìn)入幼穗分化期，根據(jù)幼穗分化的8個(gè)不同時(shí)期特征，每隔3 d選取田間代表植株進(jìn)行幼穗剝查，結(jié)合親本播始?xì)v期，進(jìn)行始穗期預(yù)測。

經(jīng)過花期預(yù)測，父母本花期相差3 d以上，應(yīng)采取促控措施，花期調(diào)節(jié)的主要有肥料調(diào)節(jié)和植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)。肥料調(diào)節(jié)在幼穗分化Ⅳ期以前, 重施用速效氮肥150 kg·hm-2，結(jié)合控水，可以推遲花期2～3 d。植物生長調(diào)節(jié)劑幼穗分化Ⅳ期以前一般使用磷酸二氫鉀，幼穗分化后期，主要使用赤霉素、碧護(hù)和磷酸二氫鉀混合法等，可以提早出穗3～4 d?；ㄆ谡{(diào)節(jié)時(shí)間在幼穗分化時(shí)期越早效果越好。

2.5 赤霉素噴施技術(shù)

噴施赤霉素是雜交水稻制種奪取高產(chǎn)的重要技術(shù)措施之一[2]。赤霉素的噴施時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格掌握，過早噴施(抽穗5%以下)，只拔桿不拔穗，過晚噴施(抽穗15%以上)，由于植株老化，效果不好。雜交粳稻在花期相遇較好的情況下，赤霉素的噴施一般抽穗5%～10%時(shí)單獨(dú)噴施父本1次，用量為15 g·hm-2，次日采用無人機(jī)父母本全噴1次，用量22.5 g·hm-2。噴施要求順風(fēng)避雨, 如噴施2 h內(nèi)下雨要重噴。采用農(nóng)用無人機(jī)噴施赤霉素劑可以使異交結(jié)實(shí)率最大增幅達(dá)9.79%[3]。最佳授粉姿態(tài)為父本高出母本10～15 cm。

2.6 機(jī)械化授粉技術(shù)

機(jī)械授粉是提高雜交水稻制種結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量的有效措施之一[4]，父母本始穗后即可進(jìn)行拉粉作業(yè)，遼寧地區(qū)雜交粳稻父本受秈粳成分的影響一般開花較早，拉粉時(shí)間以母本盛花期開始進(jìn)行，在氣候條件較好的情況下，10：30時(shí)以后要嚴(yán)密觀察母本開始時(shí)期，一般在母本盛花期開始作業(yè)，拉粉一去一回為1次作業(yè)，每次間隔30 min，根據(jù)母本開花習(xí)性不同，每天進(jìn)行3～4次拉粉作業(yè)。

機(jī)械化制種授粉技術(shù)普遍采用無人機(jī)和拖拉機(jī)進(jìn)行，無人機(jī)技術(shù)由于傳統(tǒng)的小型植保無人機(jī)風(fēng)向是向下的，容易造成花粉損失，且無人機(jī)的續(xù)航能力較低，技術(shù)要求較高，應(yīng)用較少。目前遼寧地區(qū)與天津、上海等地區(qū)，采用拖拉機(jī)進(jìn)行拉粉作業(yè)，與傳統(tǒng)人工相比，2臺拖拉機(jī)可以滿足30～35 hm2的作業(yè)需求，而2個(gè)人力只能滿足3.3 hm2左右的作業(yè)，且拖拉機(jī)速度均勻，速度可控，可以保證花粉以最佳姿態(tài)散出，采用拖拉機(jī)授粉可以提高8%左右的異交結(jié)實(shí)率，降低授粉成本85%以上。

2.7 葉齡施肥技術(shù)

根據(jù)水稻的需肥規(guī)律，科學(xué)施肥可以提高肥料利用率，保證植物生長所需的養(yǎng)分。一般采用施肥機(jī)械翻地前基肥施水稻專用復(fù)合肥450～525 kg·hm-2，氯化鉀150 kg·hm-2。母本插秧后7～10 d，母本葉齡在6.5片葉左右時(shí)追施硫酸銨150～225 kg·hm-2。6月中旬分蘗高峰期，母本葉齡在8.5～9片葉時(shí)，根據(jù)田間長勢施用尿素150～225 kg·hm-2，水稻專用復(fù)合肥75 kg·hm-2，促進(jìn)分蘗。葉齡在10片葉以上或6月20日以后，除調(diào)花期外，不再進(jìn)行氮肥施用，以免對花期造成影響。7月中旬葉齡在12片葉左右時(shí)施用鉀肥45～60 kg·hm-2，增加千粒重。

2.8 病蟲草害綜合防控技術(shù)

根據(jù)水稻和田間雜草的生育特點(diǎn)，采用病蟲草害綜合防控技術(shù)，可以降低生產(chǎn)成本，提高防治效果。

插秧前3～5 d，大田結(jié)合整地采用60%丁草胺1 500～2 250 mL·hm-2+12%農(nóng)思它3 000～3 750 mL·hm-2甩施封閉除草，田埂采用30%農(nóng)達(dá)200 mL兌水15 L噴霧，去除雜草，效果較好。

插秧后7～10 d采用60%丁草胺1 500～2 250 mL·hm-2+10%農(nóng)得時(shí)300～450 g·hm-2進(jìn)行2次封閉除草，可以有效地防治整個(gè)生育期雜草危害。

插秧前3～5 d，在苗床上每1 hm2插秧用苗(大約375盤)采用康寬112.5 mL+25%噻蟲嗪90 g，兌水225 kg，混拌均勻，采用噴壺噴淋，防治一代螟蟲、稻水象甲和潛葉蠅，可以減低田間勞動成本。

破口前3～5 d，結(jié)合植保無人機(jī)，采用康寬112.5 mL·hm-2+25%噻蟲嗪60 g·hm-2+27%谷菲揚(yáng)900 mL·hm-2+24%塞氟酰胺300 mL·hm-2，綜合防治稻瘟病、稻曲病、紋枯病、二代螟蟲、稻飛虱等田間主要病蟲害[5]。

2.9 去雜保純技術(shù)

規(guī)模機(jī)械化雜交種子生產(chǎn)純度的核心在于親本的純度，恢復(fù)系的純度要達(dá)99.99%以上，不育系制種田純度要求為99.9%以上。良好的親本純度是雜交粳稻規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)的前提。遼寧地區(qū)三系粳型不育系提純一般采用單株選擇，成對雜交，育性鑒定，套袋繁原原種，單株原種繁殖，低插秧苗數(shù)、低密度生產(chǎn)種繁殖等，解決不育系純度問題。恢復(fù)系中一般包含分離變異株和異品種，對于柱頭外露較高的恢復(fù)系要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目臻g隔離，單株插植等技術(shù)，一次繁殖原種，多次使用的方式，可以解決恢復(fù)系變劣的問題。在制種田間，父本在分蘗期和始穗揚(yáng)花期去雜， 母本則在始穗期、揚(yáng)花期和成熟期去雜。去雜保純措施須貫穿制種實(shí)施的全過程。去雜保純要及時(shí)、徹底、謹(jǐn)慎處理，避免雜株串粉。

2.10 適時(shí)收獲技術(shù)

雜交粳稻母本籽粒黃熟含水量在22%左右時(shí)即可進(jìn)行收獲，采用2臺收割機(jī)輪流作業(yè)，分別進(jìn)行父母本的收割，收獲的籽粒父母本要用不同顏色的袋子單獨(dú)存放，防止混雜。收獲后的種子進(jìn)行40 ℃以下低溫烘干，以保證種子活力，減少爆腰率。待水分降到14.5%左右時(shí)，即可入庫保存。

3 討 論

伴隨農(nóng)村新型經(jīng)營主體的形成，傳統(tǒng)的“公司+農(nóng)戶”制種模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足雜交粳稻種子生產(chǎn)的要求。家庭農(nóng)場和農(nóng)村合作社逐漸參與到制種行業(yè)中，機(jī)械插秧[19]和機(jī)械趕粉已登上歷史舞臺，遼寧地區(qū)已經(jīng)形成了工廠化育苗+機(jī)械化插秧+病蟲害綜合防治+拖拉機(jī)田間拉粉+機(jī)械化收獲的一整套機(jī)械化制種技術(shù)，同時(shí)雜交親本的異交結(jié)實(shí)有了較大幅度的提高，大大降低了種子生產(chǎn)成本，輔以精準(zhǔn)的葉齡施肥技術(shù)，花期預(yù)測調(diào)節(jié)技術(shù)，赤霉素噴施技術(shù)，大面積制種產(chǎn)量普遍已經(jīng)達(dá)到2 625 kg·hm-2以上，高產(chǎn)組合已達(dá)4 500 kg·hm-2以上，并形成了穩(wěn)定的雜交粳稻種植區(qū)域。目前生產(chǎn)上遼99優(yōu)15、遼優(yōu)9906、粳優(yōu)653、天隆優(yōu)619等推廣勢頭良好，給北方雜交粳稻的發(fā)展注入了新的動力。

未來雜交粳稻要更加適應(yīng)機(jī)械化的生產(chǎn)作業(yè)，需要培育父母本生育期相當(dāng)，可以進(jìn)行同播同插的雜交粳稻組合，同時(shí)父本或母本可帶有典型標(biāo)記，如葉鞘顏色不同、葉片顏色不同、葉片寬窄不同等，降低混雜幾率，提高機(jī)械化作業(yè)效率；隨著第三代工程雜交水稻的研究，農(nóng)業(yè)與生物工程技術(shù)相結(jié)合，混合制種技術(shù)必將成為未來雜交粳稻發(fā)展的方向，為雜交粳稻規(guī)模機(jī)械化的發(fā)展提供更大的空間。