CN103493726B - 一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化制种的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化制种的生产方法，具体为：计算父母本播始历期（播种到始穗）差异天数，对生育期长的亲本（一般为父本）提前育苗(为抛秧做准备)，待到秧龄接近父母本播始历期差异天数时，在整好的本田中，按照一定比例先行进行机械抛秧或人工抛秧，使其均匀分布于大田；同时对生育期短的亲本（一般为母本）适时进行浸种，催芽，依照播始历期的差异，将其均匀直播于本田（可机械直播），从而确保父母本在同一时段进入本田，且均匀混合，打破传统制种父母本分行种植模式，既节约劳动，又方便田间管理，并结合已有的混播制种技术（如父本除草剂敏感法、颖壳色选法等），实现机械化收获，进而实现制种的全程机械化。

Description

一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化制种的生产方法

技术领域

本发明涉及杂交水稻制种领域，具体地说是一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化种子生产的方法。

背景技术

杂交水稻为我国乃至全球粮食安全做出了巨大贡献，但杂交水稻制种环节多、工序繁杂，过多地依赖于密集的人力劳作，生产效率低下。近年来，随着我国经济的飞速发展，农村劳动力短缺，致使杂交稻制种面积逐年萎缩，据估计，近几年我国杂交稻制种面积减少约30万亩，农业部预测，今后杂交稻种子市场供应将由充足有余向供应偏紧状况转变。因此，实现杂交稻制种全程机械化，对缓解城市化带来的农村劳动力严重不足，降低杂交稻种子生产成本，促进杂交水稻的进一步推广应用，保证粮食安全都具有重要意义。

1991年，日本学者Kiyoaki Maruyamar提出了混播制种以实现制种机械化的设想，混播制种是指将生育期相同的父母本种子按一定的重量比均匀混合后播种和混栽，成熟时机械化收割，通过各种方法分离出杂交种F₁；由于条件限制，Kiyoaki Maruyamar未能真正实现混播制种的设想。2000年，朱启升等将苯达松敏感致死基因导入杂交稻父本，并选育出生育期与其一致的母本，混播制种，始穗期喷施除草剂苯达松，授粉之后父本死亡，母本正常结实，成熟时机械收获，获得杂交种F₁（简称父本除草剂敏感法）。2001年，傅亚萍等将除草剂抗性基因通过转基因方法导入不育系培矮64s，混播制种，花后喷施除草剂，不育系抗除草剂，正常结实，而恢复系被除草剂杀死，不能正常结实，从而实现机械化收获（简称母本除草剂抗性法）。2001年，何立斌等将Dular的褐色颖壳性状导入不育系，选育出褐色颖壳的色选A，将其与正常颖壳颜色的恢复系混播制种，成熟时机械收获，通过色选机分选出褐色颖壳的杂交种子（简称颖壳色选法）。2012年，杨剑波等将苯达松敏感致死基因导入父本，将特异颖壳颜色性状导入母本，混播制种，始穗期喷施苯达松杀死父本，机械收割后再色选，剔除残存的父本，可获得高纯杂交种，两种方法的结合使用，提高了杂交稻制种的安全性。

混播制种的前提条件是杂交组合的父母本生育期要一致，混播制种时，父母本的花期才能相遇，才会产生杂交种；但是，目前绝大多数强优杂交组合父母本生育期并不一致，一般父本长于母本，对于这样的组合，如果混播制种，将导致花期不相遇，无法获得杂交种。所以，目前混播制种只能局限在少数父母本生育期一致的杂交组合上使用，大大限制了该技术的广泛应用，也未能改变当前制种仍依靠密集的人力现状。

传统的杂交水稻制种采用父母本分行种植方式，解决生育期差异问题，这种方式栽秧和收获均需要人手工完成，劳动量大。众多学者为改变这一现状，进行过大量尝试，黎明等（2007）和谢天富等（2008）曾采用母本抛秧技术进行杂交稻制种，杨勋毅等（2012）和周惠仓等（2012）采用母本机插秧方法进行制种，冯俊等（2006）、梁雄（2007）、胡官保（2009）、刘爱民等（2010）和徐仁水等(2012)采用母本直播的方法制种杂交稻，张圣喜等（2010）母本直播与父本软盘抛寄两段育秧同步技术制种杂交水稻。这些方法简化了母本人工栽插的工作量，减小了工作量；但是，这些方法没有解决父母本分行种植的问题，导致父本仍需手工栽插或拉线机插，收获时需要人工去除父本；且父母本分行种植，父母本间的距离增大，授粉距离增大，降低了结实率。

发明内容

本发明的目的是提供一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化种子生产的方法，以实现父母本生育期有差异的杂交组合，父母本在同一时间段均匀混合进入本田，保证花期相遇，并结合已有的混播制种技术，实现制种的全程机械化。

本发明解决技术问题采用如下方案：

首先计算父母本播始历期差异天数，对生育期长的亲本按照抛秧育苗方法育苗，待到秧龄接近父母本播始历期差异天数时，在整好的本田中，按照一定比例先行进行机械抛秧或人工抛秧，使其均匀分布在本田；同时，对生育期短的亲本依照播始历期的差异适时进行浸种，催芽，并均匀直播于本田，从而确保父母本在同一时段均匀混合进入本田；所述父母本中的父本为具有除草剂敏感性状的恢复系，或父母本颖壳颜色不同。

花期喷施除草剂杀死父本，机械收获杂交种，或通过色选的方法筛选出杂交种。

所述生育期长的亲本为父本；所述生育期短的亲本为母本；所述父本的抛秧育苗方法为：当父母本生育期差异小于10天时，将父本催芽后直接播种于抛秧苗盘内育抛秧苗；当父母本生育期差异大于10天的，将父本浸种催芽后的种子和干种子按照数量比1:1的比例混合后，播种于抛秧苗盘内育抛秧苗。

所述父本的抛植密度为4900-5100株/亩；母本的直播密度为0.9-1.1kg/亩。

以下通过实施步骤对上述方案进一步说明。

1、杂交组合父母本的选育

以当前生产上大面积应用的水稻恢复系为轮回亲本，与具有除草剂敏感性状的水稻资源（如Mc526、农8m、8077s、绿敏s等）杂交、回交并自交，通过田间施药鉴定（或结合分 子标记辅助选择），选育除草剂敏感的恢复系。

或以当前生产上大面积应用的水稻恢复系或不育系与具特异颖壳颜色的水稻资源（如Dular）杂交、回交并自交，转育成具特异稻壳颜色的恢复系或不育系。

或将除草剂敏感的恢复系与特异稻壳颜色的恢复系杂交，选育出除草剂敏感且颖壳具有特异颜色的恢复系。

2、长生育期亲本（一般为父本恢复系）的抛秧

记录杂交组合父母本的播始历期，并计算播始历期差异天数（长生育期亲本播始历期—短长生育期亲本播始历期）。

如果父母本生育期差异较小（一般小于10天），可采用1期父本，父本催芽后直接播种于抛秧苗盘内；如果父母本生育期差异较大（一般大于10天，包含10天），需采用2期父本，可将父本浸种催芽后的种子和干种子按照1:1（数量比）的比例混合后，播种于抛秧苗盘内（可延长花期5-8天），正常的抛秧苗管理。等到父母本播始历期差异天数日时，整好本田，机器或人工抛秧入本田。

3、短生育期亲本（一般为母本）的直播

在长生育期亲本抛秧后的1-3天内，将已经催芽的母本种子直播于本田，父本活棵、母本出芽后，正常田间管理。

4、花期

花期正常赶粉，如果父本为除草剂敏感致死型恢复系，则花后喷施致死浓度除草剂，杀死父本。

5.收获

杂交种成熟时，机械收割。如果父本为除草剂敏感致死型恢复系，则收获的种子即为杂交种；如果父母本种壳颜色有明显差异，则通过色选的方法可以将父本种子剔除，而保留杂交种；如果父本为除草剂敏感致死型恢复系且父母本种壳颜色有明显差异，则花期喷施除草剂，收获后再色选剔除残余父本，双重保障获得高纯杂交种。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

（1）节约劳动力。传统的水稻制种是先拉线栽插长生育期的父本，母本移栽到父本之间，全过程需要人力手工进行，整个插秧过程需要3人天/亩。本发明将抛秧和直播结合在一起，每个工人每天可以抛秧10亩父本，可以直播15亩母本，可以计算出整个过程需要0.17人天/亩，用工量仅为传统制种的1/18。

（2）方便田间管理。传统的水稻制种父母本并不是同时进入大田，长生育期的父本先栽入大田，等母本秧龄适合栽植时，需要间隔一段时间后才能移栽入大田，父母本不同步进入大田，导致大田易长草，且土壤板结后，给后来的母本栽插造成困难，同时，父母本不同步进入大田也不利于肥料的管理。而本发明让父母本同期进入大田，解决了上述问题，方便了管理，同时，保证父母本在整个生长期实现同步正常生长，避免因人为管理因素导致的父母本花期不遇。

（3）提高结实率。与传统制种中父母本分行种植（图2）相比，本发明栽插模式父母本混栽在一起（图3），缩短了母本的受粉距离，增加结实率，从而提高制种产量。

（4）收获的机械化。本发明结合已有的混播制种技术，可以将父本种子从F₁中去除，实现全程机械化收获。

附图说明

图1本发明制种流程示意图。

图中上方条纹代表父本全生育期，下方条纹代表母本全生育期，父本抛秧盘育苗，秧龄为父母本播始历期差异天数，达到秧龄后父本抛秧入本田，同时段，母本催芽后水直播入本田，保证两者花期相遇。花期喷施除草剂如苯达松，杀死父本，最终机械收获杂交种。

图2杂交水稻常规制种栽插模式“♀”表母本，“♂”表父本

图3本发明中的杂交水稻制种栽插模式“♀”表母本，“♂”表父本。

与图2中的的水稻常规制种栽插模式比，本发明模式缩短了母本的受粉距离。

具体实施方式

以下叙述本发明的实施例。应该说明，本发明的实施例只对本发明起说明作用，而没有任何限制作用。本领域技术人员可以对本发明作出某些等同的改动和显而易见的改进。

实施例1杂交稻“1892S/扬感6号”的选育及机械化制种

1、将苯达松敏感致死基因通过有性杂交方式导入到水稻恢复系“扬稻6号”（江苏省里下河地区农科所选育）中，选育苯达松敏感致死恢复系“扬感6号”。

2、记录“扬感6号”和“1892S”(安徽农科院水稻所选育)的播始历期，“扬感6号”为100天，“1892S”为75天，并计算播始历期差异天数（25天）。

3、4月25号，“扬感6号”用抛秧苗盘育苗，5月18号，以4900株/亩的密度，用抛秧机将“扬感6号”秧苗抛入已经整好的含浅水的本田，2天后浅水自然落干，将0.9kg已经催芽的1892s直播入本田，并以每厢3～4米距离开挖20厘米宽田间管理走道，父本活棵 母本出苗后，同常规制种田管理。

4、8月5号，父本和母本均抽穗，花期相遇，赶粉，并每公顷用48%苯达松水剂4.2L对水675kg，田间均匀喷雾。及时观察父本药害情况，若因天气原因发现父本药害不明显，应及时再补喷一次苯达松，用法用量与上一次相同。

5、花期过后35天，父本死亡，杂交种成熟，5点取样，分析制种田的结实率，分别为35.6%、38.4%、29.3%、32.5%和37.6%，平均为34.7%；而传统手工栽插的对照组结实率分别为28.3%、31.7%、27.5%、29.8%和25.3%，平均为28.5%，较本发明方法低6.2个百分点。

6、机械收获杂交种，并测量产量。本发明的产量为148公斤/亩，而传统手工栽插的对照组产量为126公斤/亩。

7、收获的种子带到海南进行田间种植鉴定，纯度为97.4%，符合我国杂交稻纯度标准。

实施例2杂交稻“1892S/扬褐壳6号”的选育及机械化制种

1、将具褐色稻壳性状的“新安S”（安徽荃银高科种业选育）通过有性杂交、回交并自交的方式导入到恢复系“扬稻6号”中，选育褐色稻壳恢复系“扬褐壳6号”。

2、记录“扬褐壳6号”和“1892S”的播始历期，“扬褐壳6号”为98天，“1892S”为75天，并计算播始历期差异天数（23天）。

3、4月25号，将“扬褐壳6号”已经催芽露白的种子和干种子按照1：1比例混合后，播于抛秧苗盘育苗。

4、5月16号，以5000株/亩的密度，用抛秧机将“扬褐壳6号”秧苗抛入已经整好的含浅水的本田，2天后浅水自然落干，将1kg已经催芽的1892s直播入本田，并以每厢3～4米距离开挖20厘米宽田间管理走道，父本活棵、母本出苗后，正常管理。

5、8月3号，花期相遇，赶粉，待杂交种成熟后，5点取样，分析制种田的结实率，分别为36.5%、37.6%、29.3%、31.5%和39.6%，平均为34.9%；与传统手工栽插的对照组结实率分别为28.3%、31.7%、27.5%、29.8%和25.3%，平均为28.5%，较本发明方法低6.4个百分点。。

7、机械收获，并对收获后的种子经色选机分选，将褐色颖壳的恢复系种子剔除，最终获得杂交种，测量产量为154公斤/亩，而传统手工栽插的对照组产量为135公斤/亩。

8、将收获的种子带到海南进行田间种植鉴定，纯度为97.7%，符合我国杂交稻纯度标准。

实施例3杂交稻“1892S/扬感褐壳6号”的选育及机械化制种

1、将“扬褐壳6号”和“扬感6号”杂交、自交，选育出稻壳褐色、苯达松敏感致死型恢复系“扬感褐壳6号”。

2、记录“扬感褐壳6号”和“1892S”的播始历期，“扬感褐壳6号”为98天，“1892S”为75天，并计算播始历期差异天数（23天）。

3、4月25号，将“扬感褐壳6号”已经催芽露白的种子和干种子按照1：1比例混合后，播于抛秧苗盘育苗。

4、5月20号，以5100株/亩的密度，用抛秧机将“扬感褐壳6号”秧苗抛入已经整好的含浅水的本田，2天后浅水自然落干，将1.1kg已经催芽的1892s直播入本田，并以每厢3～4米距离开挖20厘米宽田间管理走道，父本活棵、母本出苗后，正常管理。

5、8月3号，花期相遇，赶粉，并每公顷用48%苯达松水剂4.2L对水675kg，田间均匀喷雾。及时观察父本药害情况，若因天气原因发现父本药害不明显，应及时再补喷一次苯达松，用法用量与上一次相同，待母本成熟后，

6、待杂交种成熟后，父本死亡，5点取样，分析制种田的结实率，分别为34.3%、37.9%、30.3%、36.5%和41.6%，平均为36.1%；与传统手工栽插的对照组结实率分别为27.3%、32.7%、27.5%、28.8%和26.4%，平均为28.5%，较本发明方法低7.6个百分点。

7、机械收获杂交种，收获后的种子经色选机分选，将褐色颖壳的恢复系种子剔除，获得高纯的杂交种142kg。将收获的杂交种带到海南进行田间种植鉴定，纯度为99.0%，符合我国杂交稻纯度标准。

Claims (2)

1.一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化制种的生产方法，其特征在于：首先计算父母本播始历期差异天数，对生育期长的亲本按照抛秧育苗方法育苗，待到秧龄接近父母本播始历期差异天数时，在整好的本田中，按照一定比例先行进行机械抛秧或人工抛秧，使生育期长的亲本均匀分布在本田；同时，对生育期短的亲本依照播始历期的差异适时进行浸种，催芽，并均匀直播于本田，从而确保父母本在同一时段混合进入本田；

所述生育期长的亲本为父本；所述生育期短的亲本为母本；所述父本的抛秧育苗方法为：当父母本生育期差异小于10天时，将父本催芽后直接播种于抛秧苗盘内育抛秧苗；当父母本生育期差异大于10天的，将父本浸种催芽后的种子和干种子按照数量比1:1的比例混合后，播种于抛秧苗盘内育抛秧苗；

所述父母本具有特异颖壳颜色差异；

所述父母本中的父本为具有除草剂敏感性状的恢复系。

2.根据权利要求1所述的一种集合抛秧和直播技术实现杂交稻机械化制种的生产方法，其特征在于：所述父本的抛植密度为4900-5100株/亩；母本的直播密度为0.9-1.1kg/亩。