运用亲本特性在三系杂交稻粤禾优1002高产制种技术分析

作者: 刘家钜 蔡柳文 于洪波 刘良成 刘伯全 柳武革 王丰 黎均旺

粤禾优1002是一种弱感光型三系杂交水稻新组合,它是由三系不育系粤禾A与优异恢复系广恢1002组配而成。该组合产量高、抗逆性强、米质优,具有巨大的推广前景。为了提高粤禾优1002的制种产量和质量,降低生产成本。本文根据粤禾优1002其亲本的特征特性,总结其高产、高质量、高效的制种技术。同时根据制种过程中可能存在的问题进行分析,并提出相应对策,为公司的大面积制种和推广提供依据。

粤禾优1002是广东华茂高科种业有限公司和广东省农业科学院水稻研究所利用三系不育系粤禾A与优异恢复系广恢1002组配而成的弱感光型三系杂交水稻新组合。粤禾优1002于2019年分别通过国家的和广东省的品种审定委员会审定,审定编号为国审稻20190156和粤审稻20190032;该组合适宜在广东省(粤北稻作区除外)、广西桂南、海南省、福建省南部的华南双季稻作区作晚稻种植。

粤禾优1002全生育期117.3d,比对照博优998长3.9d;两年区域试验平均产量512.24kg/667m2,比对照博优998增产8.01%;株高109.9cm,穗长21.9cm,有效穗数344万/hm2,每穗总粒数158.8粒,结实率83.2%,千粒重26.0g;米质达到农业行业《食用稻品种品质》标准二级,整精米率57.4%,垩白粒率18.3%,垩白度1.8%,直链淀粉含量17.6%,胶稠度77.3mm,长宽比3∶1。

2019年~2022年,粤禾优1002连续四年在海南的制种面积达50hm2以上,并且制种面积逐年上升,平均单产3.1~3.3t/hm2,高产田块可达4.1t/hm2。该组合产量高、抗逆性强、米质优,具有巨大的推广前景。为了提高粤禾优1002的制种产量和质量,降低生产成本。现根据粤禾优1002其亲本的特征特性,总结其高产、高质量、高效的制种技术。同时根据制种过程中可能存在的问题进行分析,并提出相应对策,为公司的大面积制种和推广提供依据。

一、亲本粤禾A和广恢1002的特征特性

1、母本粤禾A特征特性

母本粤禾A是广东省农业科学院水稻研究所选育的新型优质三系野败型不育系。在茂名高州地区种植,早季3月6日播种,播始历期64d,叶龄数为11.8;晚季7月22日播种,播始历期52d,叶龄数为10.2;茎秆粗壮,分蘖力中等,抗倒能力较强,叶片稍宽,叶鞘、稃尖、柱头均为紫色,穗大粒密且多,穗尖有少量短芒,株高66cm,穗长17.2cm;单株8.2穗;穗总粒数110.2粒,千粒重26.2g。粤禾A群体生长整齐一致,不育株率为100%,花粉镜检结果表明,以典败为主,不育度为99.98%,花药呈水渍状;套袋自交结实率为0。粤禾A柱头外露率高,结实率达65%以上,繁、制种产量高,对“九二O”较敏感;配合力强,稻米品质优。

2、父本广恢1002特征特性

广恢1002是广东省农业科学院水稻研究所利用抗白叶枯恢复系广恢806为母本,与含互作感光基因的恢复系广恢55杂交,经过回交和连续多代自交选育,以及抗性、品质筛选和测恢测优等一系列过程而育成的弱感光型优质抗病恢复系。在茂名高州地区种植,早季3月15日播种,播始历期94d,叶龄数为16;晚季7月22日播种,播始历期82d。广恢1002科高100cm,有效穗300万/hm2,穗长21.8cm,每穗总粒150~170粒,结实率85%左右,千粒重22~23g,长宽比3∶2;分蘖能力及抗倒能力强,株型适中,叶片窄直,叶色青绿,稃尖紫色。穗长粒多,结实率高,耐寒性强,后期熟色好;抗稻瘟病和白叶枯病;开花习性好,花时长,花粉量大和花粉活力强,容易制种。

二、高产、高质量、高效制种技术

1、亲本种子的提纯与生产

亲本种子的纯度合格,是高产、高质量、高效制种的前提。粤禾优1002杂交种子的生产,必须有高质量、高纯度的亲本种子。

① 父本广恢1002提纯与生产

采用单株繁殖,在株行圃和株系圃中,根据品种典型性状的特征特性及见穗至齐穗期,认真除去异株,以防生物学混杂;同时可与粤禾A进行单株测配,通过种植杂交种子,观察其特征特性,淘汰不及格的株系。收获及进仓过程中严防机械混杂,以确保父本的种性和纯度。亲本的繁殖生产和使用严格按照核心种——原原种——原种——大田用种的方式进行,减少亲本的加代次数,确保其稳定性。

②母本粤禾A提纯与生产

一是繁殖田要有严格防止外源花粉污染的隔离条件,包括至少有300m的空间隔离,或不少于25d的花期隔离条件。二是在株行、株系、原种生产阶段要严格执行花粉镜检,套袋自交或盆栽隔离自交育性鉴定等措施。淘汰不及格的株行和株系,以确保不育系繁殖田生产种子纯度达99.8%以上。

2、选择合适的制种区域

对于粤禾优1002这种亲本异交结实性好的组合,选择合适的制种区域,是高产优质种子生产的基本条件。粤禾优1002制种时要选择集中连片、土质肥沃、排灌方便、阳光充足、前作非水稻、田间无落粒稻、隔离条件好的田块(隔离条件至少有250m的空间隔离或者不少于20d的时间隔离,保证杂交种子质量符合国家规定的质量标准)。尽量避免选择深泥田、砂质田和阳光被遮挡的田块,防止氮素过量、养分流失及光合作用受限,影响制种花期和产量;同时避免选择山谷、洼地等通风条件差的田块,防止因湿度太大,导致种子成熟时出现穗萌现象,最终导致种子芽率降低。

3、合理安排父母本播差期,确保花期相遇

父母本花期相遇,是杂交水稻高产制种的关键。根据亲本的特征特性及制种区域最佳的抽穗扬花期,合理安排亲本的播种期,确保亲本在最佳气候条件下花期相遇,实现高产、高质量的杂交种子生产。亲本播差期计算以叶差为主,时差为辅。粤禾优1002在海南乐东进行春制时,一期父本广恢1002安排在1月上旬播种,间隔7d播二期父本;母本粤禾A在2月中旬播种;制种组合于4月中旬左右始穗,一期广恢1002比粤禾A早抽2~3d为宜,5月上旬左右成熟,可极大程度错开海南的高温干风天气。在广东茂名化州进行秋制时,一期父本安排在7月上旬播种,间隔7d播二期父本;母本在8月上旬播种;制种组合于9月下旬左右始穗,10月中下旬左右成熟,可极大程度错开台风天气。

4、培育壮秧,打好高产基础

培育壮秧,是杂交水稻高产制种的基础。选择土地平整肥沃、排灌方便、阳光充足的田块作为秧田。由于制种面积过大,可分散选择多块秧田进行播种,可极大程度降低生产成本和提高插秧效率。同时,由于父母本生育期差异较大,一般都是在父本广恢1002进行移栽后,母本粤禾A才开始进行播种。所以母本可在移栽父本后,在父本行间进行播种。或者可在室内进行统一育秧,确保秧苗整齐一致,方便统一管理。

亲本种子一般放置在冷库中保存,如果直接取出浸种,种子芽率较低。可在种子拿出仓库后,进行适度晒种,可去除冷凝水,提高种子的发芽率(避免在高温或强烈阳光下直接暴晒)。然后用咪鲜胺、强氯精等杀菌剂浸泡种子进行消毒,浸种时间不宜过长,需根据种子质量、浸种时气温进行调整,一般在12~24h左右。浸完种后马上拿出,放到室内或者阴凉地方进行催芽,注意保温保湿,有条件的可放在恒温箱内进行催芽。种子高温破胸露白后,再进行适温催芽、练苗。

播种时做到均匀稀播,一般在傍晚播种,不适宜中午播种。播种时注意天气情况,防暴晒防暴雨。父本广恢1002播种量为7.5~8.0kg/hm2,母本粤禾A播种量为37.5~45.0kg/hm2,秧龄18~22d左右。播种后要注意天气情况,防暴晒防暴雨。加强肥水管理,秧田施有机肥或者复合肥(N-P-K=15-15-15)300kg/hm2作基肥,3叶期和5叶期分别追施30kg/hm2 和45kg/hm2尿素。插秧前4d喷施康宽、阿米妙收、佰靓珑等防治病虫害的药物,防治稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻瘟病等病虫害。同时在秧苗生长期间,需注意水分的管理、防控杂草的生长以及鼠害的发生。

5、确定父母本行比,培育健壮群体

合理安排父母本行比,是制种获得高产的关键。父母本行比为2∶10~11,厢宽2.1~2.3m,两期父本呈“一”字或“品”字种植,给予父本充足的生长发育空间,培育强壮父本,保证花粉量。父本生育期长,分蘖强,有效穗多,花粉量大,花期长,花粉活力强,可偏施钾肥,培育穗大、花期长的健壮群体;母本生育期较短,分蘖力较弱,可适当增加秧田种子用量、插足制种田块的基本苗,同时在生长前期偏施氮肥,培育庞大健壮的群体。父母本移栽时最好选择阴天进行,最大限度减轻移栽带来的损伤,提高秧苗成活率。

6、科学管理水肥和病虫害防治

科学管理肥料,需根据当地气候特点、土壤墒情和肥料用量对父、母本花期的影响等因素合理确定施肥量和施肥时期。

粤禾优1002亲本生长期间,施肥根据前重后轻的原则,做到以底肥为主、追肥为辅。移栽前施有机肥或者复合肥400kg/hm2作基肥,移栽后5~7d追施氮肥250kg/hm2,分蘖期施45%复合肥(N-P-K=18-18-18)225kg/hm2,晒田结束后(幼穗分化期),施钾肥225kg/hm2。同时,根据田块的差异、父母本错期、群体生长情况做相应的调整。

水分的管理做到科学管水,浅水插秧,深水活苗,浅水促分蘖,母本够苗后晒田控苗,浅水孕穗、扬花、灌浆,后期干湿交替,收割前5~7d断水晒田,有利于收割。制种期间要注意台风雨水天气的影响,开花时及时关注天气预报,台风暴雨前应当深水护苗,台风暴雨过后应当及时排水。

病虫害防治方面需根据制种区域的病虫害发生规律和农技站发布的病害、虫期,合理进行病虫害的防治。在制种期间,可喷施佰靓珑、甲维·茚虫威、虫螨腈·虱螨脲、扬彩、噻唑锌、联苯·吡虫啉等药物,防治稻纵卷叶螟、稻飞虱、蓟马、稻粉虱、细菌性条斑病、稻瘟病等病虫害。同时需注意防治鼠害和杂草。

7、花期的预测及调整

由于气候条件、管理水平和制种田块的差异,粤禾优1002制种可能会出现花期不遇的情况。因此,必须及时准确地掌握亲本的生育动态,以便有针对性地采取相应措施。粤禾优1002的制种以一期父本早2~3d始穗为宜,在父母本幼穗分化前开始,利用“手剥法”定期对其进行检查,根据父母本主穗的分化程度预测花期是否相遇,同时记录在册。若其花期相遇,则可以继续进行下一步的观察和管理;如若花期不相遇,则需对其进行调节。喷施钾肥可适当促进发育偏迟的亲本;撒施氮肥、喷施多效唑、轻度割叶等措施可适当推迟偏早的亲本。

8、适时适量喷施“九二0”

粤禾优1002亲本对“九二0”均敏感,在母本粤禾A始穗10%时为指标,不宜喷施太早,防止蘖穗过高而出现倒伏。第一次喷施“九二0”120g/hm2;第二次喷施“九二0”40g/hm2,父母本同时喷施;第一次与第二次喷施时间间隔1d,以父本高于母本15~20cm为宜。因未喷施 “九二0”前,父本已经比母本高20cm左右,所以不需单独给父本喷施;若父本低于母本或父本株高没有高于母本15cm,则可以再对父本进行喷施。为了防止“九二0”被破坏或者冲掉,应避免在高温或者下雨时使用。喷施“九二0”最好是在阴天进行,或者在晴天的上午10:30前、下午15:30以后,确保其使用效果,避免达不到预期而进行复喷。同时可在喷施时适量添加磷酸二氢钾,有利于延长开花时间,提高开花习性。

9、做好田间除杂工作

在粤禾优1002制种期间,在苗期、抽穗期、齐穗期、收割前都需做好田间除杂工作,严防种子污染,特别是抽穗期(喷施“九二0”前3~4d),需对父母本进行纯度调查和严格的除杂工作,确保杂交种子的质量。田间杂株率抽穗前检查,父本不得高于1‰,母本不得高于4‰;齐穗期检查,父本不得高于0.8‰,母本不得高于2‰,收割前检查,母本不得高于1‰。亲本杂株应在上午开花前或者下午闭花后进行割除,防止母本接收杂株花粉结实;割除时应从底部整株割除,防止杂株蘖穗再生。

10、适时收获,保证种子质量

在粤禾优1002制种后期,特别是母本粤禾A授粉结束后需立即割除父本,可有效改善田间气候,确保母本行通风透气,防止稻瘟病、细菌性条斑病等病害发生,增加种子饱满度,提高千粒重和发芽率,保障种子质量。在父本割除时,禾蔸应在20cm以下为宜,确保父本所有蘖穗割除干净,同时特别注意观察四周田头父本行的遗漏情况,防止收割时混进杂交种。

为保证种子质量,应做到适时收割,以75%的种子成熟时为宜。若天气不稳定,可适当提前,防止产生穗萌现象,导致发芽率降低和种子出现酸、臭现象。同时,种子收获前,需进行收割机和运输车的清理,因为现代大型收割机内很容易残留前次收割的其他品种种子,直接使用会导致收割的种子纯度降低,所以收割前必须利用清水彻底清洗,特别是收割机的存储仓和传送管。收割机清洗后,利用收割机收获15~20kg的种子并清理出来,可进一步去除收割机内的杂种。

11、种子的翻晒和烘干

收获的种子需及时翻晒,防止新鲜种子因为呼吸发热、沤坏导致发芽率降低。翻晒前,彻底清扫地面,做到单晒单储,避免混杂,确保种子纯度。若天气不稳定,可利用烘干机进行烘干。烘干前,需及时清理机身杂种,装好种子后,先用冷风吹干种子表面的水分;表面水分吹干后,利用38~40℃热风进行烘干。烘干后,及时进行精选、包装、存储,保证种子质量。

综上所述,粤禾优1002作为三系杂交稻其高产制种技术的研究具有重要的现实意义。为了提高粤禾优1002的制种产量和质量,降低生产成本,本文通过对亲本特征特性的深入了解,精心选择适宜的制种环境,严格把握关键技术环节,如合理安排播差期、科学的田间管理以及有效地提高授粉结实率的措施,同时根据制种过程中可能存在的问题进行分析,并提出相应对策,为公司大面积的制种和推广提供依据。在未来的农业生产中,随着科技的不断进步和创新,我们应持续关注和研究粤禾优1002制种技术的优化与完善,进一步提高制种产量和质量,降低生产成本,为保障粮食安全、促进农业可持续发展做出更大的贡献。同时,也期待更多类似的优良杂交稻品种不断涌现,为丰富我国的水稻种植资源、满足人民日益增长的粮食需求发挥积极作用。

(作者单位:1.525000 广东华茂高科种业有限公司;2.510640 广东省农业科学院水稻研究所)

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