CN109691368B - 一种杂交水稻繁殖制种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水稻种植技术领域，公开了一种杂交水稻繁殖制种的方法；父母本田间布局、种植规格、不育系促开颖、父本花粉采集、喷施等措施；其中父母本分别集中种植，育秧机插以便于去杂；不同恢复系通过距离或花期隔离，父本花粉机械采集、超低温保存；不育系见穗30％时用“九二0”促抽穗，不育系见穗50％时用茉莉酸类或α‑亚麻酸类物质促进集中开颖；机械采集父本花粉，超低温保存，无人机喷施花粉；收割机收获杂交种。本发明有助于繁殖制种过程中栽插环节的机械化，避免杂交种收获时产生机械混杂；避免父母本花期不遇；不育系促使集中开颖结合无人机喷施花粉可以降低劳动强度，提高繁殖制种效率。

Description

一种杂交水稻繁殖制种的方法
技术领域
本发明属于水稻种植技术领域，尤其涉及一种杂交水稻繁殖制种的方法。
背景技术
目前我国的水稻种植面积约为3.1×108hm2，其余约有1.7×108hm2是杂交稻。杂交种子生产对促进中国稻作的发展，提高水稻的产量起到了先导作用。杂交水稻制种是介于杂交水稻育种和杂交水稻粮食生产之间必不可少的环节，为水稻的大面积种植提供了充足的种源。但在目前的种子生产模式下，杂交水稻繁殖制种属于劳动密集型行业。随着我国人口老龄化及大量农村劳动力向城市流入，杂交水稻制种行业出现了多个亟待解决的难题。杂交水稻制繁种中，常因恢复系、保持系与不育系花期不遇或花时不遇，致使结实率降低，在花期严重不遇时导致颗粒无收。因此对于父母本播期安排，花期预测及调控需要大量专门的技术人员，这对每个种子生产企业来说都是一笔较大的投入。目前繁殖制种均采用父母本以1：6—8的行比间隔栽插，这有利于花期授粉操作，但使得秧苗栽插环节的机械化程度不高，对劳动力投入要求较多；同时在杂交种子收获过程中也会出现因机械混杂导致父本种子混入杂交种引起制种纯度降低等问题。目前授粉方式主要有人力式：人力式授粉分为单人长竿、双短竿赶粉法和双人绳索拉粉法2种。单人赶粉通常的做法是：在中午的太阳下，人下到稻田里，拿细竹棍，将雄株推向雌株，雄株上的花粉在外力作用下随空气飞扬起来，然后散落到雌株的花上。绳索拉粉法是：两人分别站在对面田埂各拉住绳索的一端，将雄株拉向雌株，使雄株上的花粉散落到雌株柱头上。人力赶粉不但劳动强度大、效率低，且授粉不均现象较明显，降低了制种的产量。机械式：主要以气力式为主，授粉依据自然风媒授粉原理，弥补自然风力、风量的多变和不确定，通过风机产生持续、稳定的气流，完成定向、定量授粉。采粉-贮存-喷粉是杂交水稻制种技术研究早期采用的授粉方式。当时还无法解决“父母本花期不遇、花时不遇”的难题，设计机械采集恢复系花粉，低温贮藏，在不育系花期的最佳授粉时间将贮藏的花粉连同培养基溶液，稀释雾化后，喷洒出去，花粉粒落在母本雌蕊柱头上实现授粉。整个过程工序复杂、处理不当容易损伤花粉细胞、长时间贮藏降低花粉活性，制种产量不高。后经不断努力，通过预测父母本花期、水肥调节、喷洒“九二0”等措施调节父母本花期使花期相遇，将便携式风机装在行走装置上，或者利用无人机产生的气流将花粉吹散到母本雌蕊柱头上。相比于采-贮-喷模式，这种方式更具实时性，操作简单、花粉活性强，制种质量、产量较高。但是不管是便携风机还是无人机方式进行授粉都要求父母本间隔种植，对制种的全程机械化操作及纯度保证不利。促进母本颖花的集中开放是提高杂交水稻繁殖制种产量的关键。最早研究的施用适当“九二0”来存进不育系提前开颖，到后期茉莉酸类物质可以诱导不育系集中开颖。但这些都是基于目前的繁殖制种模式下的促进手段，没有从根本上解决繁殖制种劳动力投入大，纯度不能保证的问题。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前的杂交水稻制种方法存在结实率降低，对劳动力投入要求较多，制种产量低，纯度低；工序复杂、处理不当容易损伤花粉细胞、长时间贮藏降低花粉活性。花期不遇，机械化实施难度大。本发明提供的以父母本单独种植为基础，有利于施行全程机械化；配合花粉采集、离体保存与机械化授粉技术，极大提高了制种效率和调节花期等技术难度。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种杂交水稻繁殖制种的方法。
本发明是这样实现的，一种杂交水稻繁殖制种的方法，所述杂交水稻繁殖制种的方法包括：
步骤一，母本在7月下旬抽穗，父本抽穗时间较母本提前10d；秧盘育秧，机插，父母本栽插面积比1：6；(四川省绵阳市制种区，其他区域制种父母本抽穗时间安排可借鉴当地常规制种安排)
步骤二，第一次喷施九二0时间以始穗30％；在抽穗达到50％喷施促开颖剂15L/667m2；抽穗70％喷施促开颖剂15L/667m2；
步骤三，采集花粉2-3次/天，连续采集3天(保证花粉量)，花粉采集后置于花粉干燥盒中在10℃中干燥3小时，当水分达到13.5％时放于-196℃下保存(保证花粉活力)；花粉解冻后加入缓冲液2.5％甘油，2.5％二甲基亚砜，6.5％蔗糖(促进花粉萌发)，每667m2花粉用量500g，无人机喷施，喷施时间为喷施促开颖剂后当天和齐穗1天后(保证不育系柱头花粉量)。
进一步，所述步骤二中开颖剂为2mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸。
进一步，在九二0促抽穗后喷施磷酸二氢钾1-2次。
进一步，父母本采用秧盘播种，机插栽秧。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述杂交水稻繁殖制种的方法繁殖的水稻。
本发明以父母本分别种植为基础，以实现水稻繁殖制种全程机械化为目的。可以极大程度减少劳动力投入，提高繁殖制种纯度，促进种业公司的变革和发展。
本发明全程机械化模式下成本及效益对比表(以制种亩产250kg计算)
Figure BDA0001910591340000041
注：传统人工模式为：父母本湿润育秧，手工栽插，行比1：6左右，花期人工赶粉5-7天，赶粉结束后父本未成熟时人工收割去除，母本成熟后机械收获。亲本纯度保证的条件下还需人工去残留分本等杂株；
传统机械化模式为：秧盘育秧，小行比群体(行比1：6)，母本机插，父本人工栽插。或大行比群体(行比4～6：24～36)，父母本均机械栽插。花期无人机赶粉5-7天，赶粉结束后父本未成熟时人工或机械收割去除，母本成熟后机械收获。亲本纯度保证的条件下还需人工去残留分本等杂株；
本发明全程机械化模式为：秧盘育秧，分别集中机械化栽插父母本，或公司专营化生产父本花粉(机械采粉、低温保存)，机械化喷施授粉。成熟期分别机械化收获父母本。亲本纯度保证的条件下无需去杂。
附图说明
图1是本发明实施例提供的杂交水稻繁殖制种的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明以父母本分别栽插为基础，结合不育系促进集中开颖，父本花粉采集-储存-喷施等多种手段集成的全程机械化繁殖制种模式。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的杂交水稻繁殖制种的方法包括以下步骤：
S101：父母本田间种植时间及布局：根据父母本生育期特性及光温反应特性调整播种时间，使母本在7月下旬抽穗(以抽穗开花期日平均温度26-28℃，日最高温度不超过35℃，日最低温度不低于21℃，昼夜温差10℃以上)，父本计划抽穗时间较母本提前10d左右；父母本间有明显的隔离距离(花期重叠以隔离距离大于父本花粉传播距离，花期不重叠以机械化栽插及收获相互无影响为准)；秧盘育秧，机插，父母本栽插面积比1：6；
S102：促不育系集中开颖步骤：第一次喷施“九二0”时间以始穗30％左右为宜，根据不育系对“九二0”反应不同，总用量控制在8g-12g/6672以促进抽穗。在抽穗达到50％时，于晴天上午9：00无人机喷施促开颖剂15L/667m2(2mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸)；抽穗70％时于晴天上午9：00再喷施促开颖剂15L/667m2(1mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸)；
S103：恢复系或保持系花粉采集保存喷施：于盛花期晴天条件下9：00-13：00使用自动采粉机采集花粉2-3次/天，连续采集3天(根据所需父本花粉量适当增加采粉时间)，花粉采集后迅速置于花粉干燥盒中在10℃中干燥3小时，当水分达到13.5％时放于-196℃下保存。花粉解冻后加入缓冲液2.5％甘油，2.5％二甲基亚砜，6.5％蔗糖，每667m2花粉用量500g，无人机喷施，喷施时间为喷施促开颖剂后当天11：00-13：00和齐穗1天后11：00-13：00。
在本发明的优选实施例中：田间布局的措施还包括：父本抽穗期稍早于不育系(父母本花期有重叠)，父母本田空间距离100m以上，或利用山丘、河川、房屋等和种植非水稻作物等作为隔离区。也包括：因制种模式变革而产生的独立父本花粉供应公司只种植保持系或恢复系，提供给制种单位授粉服务。
在本发明的优选实施例中：促进不育系集中开颖的措施还包括：使用茉莉酸类或亚麻酸类物质为基础，在“九二0”促抽穗后多次喷施促进开颖，并配合喷施磷酸二氢钾等微量元素促进结实灌浆。
在本发明的优选实施例中：恢复系或保持系花粉采集保存喷施还包括：因不同基因型差异，花粉可使用干燥、厌氧、-10℃短期保存，使用机动喷雾剂进行花粉喷施。
在本发明的优选实施例中：田间管理措施包括不育系、保持系、恢复系的播种、栽插、施肥、灌溉、病虫草害防控等管理过程；
其中，亲本的播种时间为：绵阳夏制保持系依据全生育期差异，5-6月播种，保持系提前10天播种；恢复系依据全生育期差异3月底-4月播种，以抽穗期气温稳定在22℃以上。开花期间中午气温稳定在28～32℃；抽穗扬花期无连续阴雨天气；开花时间无4级以上大风；空气湿度在76％以上为准。播种、栽插、施肥、病虫草害防治措施等同当地水稻高产繁殖制种栽培技术。
在本发明的优选实施例中：父母本均采用秧盘播种，机插栽秧。
在本发明的优选实施例中：父母本分别在不同的田块栽插以减少种子收获的难度，同时避免机械混杂。
在本发明的优选实施例中：父本花粉根据采集至喷施的时间差异，以及父本花粉的储存特性，可选用干燥保存、厌氧保存、低温保存和超低温保存等不同方式。
在本发明的优选实施例中：父本花粉喷施次数依据不育系的柱头外露特性和柱头活力而定，柱头活力强、外露率高的不育系，可减少父本花粉喷施次数；反之增加喷施次数及喷施量。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
1、田间布局：
在田间按公司下年度杂交种市场需求安排相应面积不育系种植田，相邻田块无同期抽穗的其他恢复系、保持系或一代种。父本种植田面积为不育系1/6，若同一个恢复系制多个不育系则按照相应不育系数量折算恢复系面积。
2、播种时间安排
根据父母本播抽期和光温反应，使母本抽穗时间安排在当地正常繁殖制种的安全抽穗期，安排父本抽穗期较母本提前10d左右。
3、田间管理
父母本播种、栽插、施肥、病虫草害防治措施等同当地水稻高产繁殖制种栽培技术。秧盘播种，机械栽插。
4、促不育系集中开颖
“九二0”促抽穗，第一次喷施“九二0”时间为始穗30％左右，根据不育系对“九二0”反应不同，总用量控制在8-12g/667m2以促进抽穗，在抽穗达到50％时，于晴天上午9：00无人机喷施促开颖剂15L/667m2(2mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸)；抽穗70％时于晴天上午9：00再喷施促开颖剂15L/667m2(1mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸)。
5、恢复系或保持系花粉采集-保存-喷施
于盛花期晴天条件下9：00-13：00使用自动采粉机采集花粉2-3次/天，连续采集3天(根据所需父本花粉量适当增加采粉时间)，干燥盒中在10℃中干燥3小时，当水分达到13.5％时放于-196℃下保存。花粉解冻后加入缓冲液2.5％甘油，2.5％二甲基亚砜，6.5％蔗糖，每667m2花粉用量500g，无人机喷施，喷施时间为喷施促开颖剂后当天11：00-13：00和齐穗1天后11：00-13：00。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种杂交水稻繁殖制种的方法，其特征在于，所述杂交水稻繁殖制种的方法包括：
步骤一，母本在7月下旬抽穗，父本抽穗时间较母本提前10d；秧盘育秧，机插，父母本栽插面积比1：6；
步骤二，母本第一次喷施九二0时间以始穗30％；在抽穗达到50％喷施促开颖剂15L/667m2，促开颖剂为2mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸；抽穗70％喷施促开颖剂15L/667m2，促开颖剂为1mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸；
步骤三，父本采集花粉2-3次/天，连续采集3天，花粉采集后置于花粉干燥盒中在10℃中干燥3小时，当水分达到13.5％时放于-196℃下保存；花粉解冻后加入缓冲液2.5％甘油，2.5％二甲基亚砜，6.5％蔗糖，每667m2花粉用量500g，无人机喷施，喷施时间为母本喷施促开颖剂后当天和齐穗1天后；
所述步骤二中开颖剂为2mmol/L二氢茉莉酸+0.02mg/L油菜素内酯+0.1Kg/667m2硼酸；
同时在九二0促抽穗后多次喷施磷酸二氢钾促进母本结实和灌浆；
父母本采用秧盘播种，机插栽秧，分田隔离种植。
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