CN110959524A - 小粒型杂交水稻的轻简化制种方法和小粒型杂交种 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小粒型杂交水稻的轻简化制种方法和小粒型杂交种，包括以下步骤：1)、以丙4114为父本培育壮秧；2)、以小粒型不育系卓201S为母本直播于田间，同时将步骤1)中壮秧后的父本抛秧于有母本的田间；3)、成熟后将父本和母本混合收割，通过筛选分离获得小粒型杂交种。本发明的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，通过选用高配合力、抗病性强、基因型纯合的丙4114为父本，与柱头外露率高、异交特性好、农艺性状优的小粒型不育系卓201S为母本混播杂交制种，获得高产、优质、抗病的水稻小粒型杂交种，通过小粒型杂交种的父本母本混播混收，并结合筛选分离实现父母本种子分离，从而实现小粒型杂交种轻简化制种。

Description

小粒型杂交水稻的轻简化制种方法和小粒型杂交种

技术领域

本发明涉及杂交水稻制种领域，特别地，涉及一种小粒型杂交水稻的轻简化制种方法。此外，本发明还涉及一种包括上述小粒型杂交水稻的轻简化制种方法的得到的小粒型杂交种。

背景技术

杂交水稻制种是杂交水稻大面积推广的重要保证。我国的杂交稻制种技术早在1985年就已经成熟，早期的制种是在三系配套基础上，利用不育系和恢复系制种，后来随着两系技术的发展，又发展出了配套的两系制种技术，其原理均是利用细胞质雄性不育系作母本，与父本的恢复系按一定比例分行种植，人工移栽，辅助赶粉，人工收获。为了保证杂交种子的质量，在整个过程中都要防止机械混杂和假杂种，费时费力。近年来随着人工成本和农用物资费用上升，农民种田成本增加，居高不下的杂交稻制种成本已经成为杂交稻推广应用的制约因素。由于我国水稻种植生态区域多样，品种类型多，很难实现大面积的机械化制种。为了降低杂交稻的制种成本，只能创新适合中国国情的机械化制种技术。

国内目前杂交水稻机械化制种技术研究主要基于以下三个大的方向：一是类似于传统制种的父母本条播；二是父母本分别种植于不同区域，利用机械化收集父本花粉，再统一授予母本柱头上；三是将父母本混播，再通过一定的方法去除父本自交种子。父母本条播方式虽然在栽培方式方面已积累了丰富的经验，特别是花期相遇调节技术体系成熟，但是在水田中将母本、两期父本分别实施机械化播种或移栽，操作起来不如人工方法便捷。父母本分植授粉式与目前的杂交水稻制种方式相比具有优势，可提高杂交水稻制种效率和制种纯度，但这种制种方式的前提需要解决花粉采集、保存、授粉等一系列机械和设备的研究与生产。

父母本混植制种技术通常采用以下几种途径：(1)在父本中导入除草剂致死基因，在母本导入除草剂抗性基因，通过喷施除草剂杀死授粉后的父本；(2)选用可以授粉而不结实的雌性不育系作父本；(3)利用组合亲本的杂交作物机械化制种技术；(4)将父、母本分田种植，通过机械采集父本田的花粉，再利用机械到母本田授粉以取代现行的父、母本同田的田间直接授粉。上述技术途径均能部分或全部实现“种”和“收”的机械化。但是上述技术途径仍然存在一些缺陷：第(1)种方法可以进行混合播种或移栽，但除草剂对水稻后期成株的杀灭效果不稳定，并且采用基于导入成本较高；第(2)种方法也可实现混合播种，但父本不能进行自身繁殖，影响产量。第(3)种方法仅是将传统制种中2～3期的父本分期播种，改用混合父本，实现同期机械化移栽和收获，但是加大父本的用量则会减少母本的数量，对制种杂交产量不利，同时仍然采用父母本分行种植，实现机械化移栽和收获不混杂难度较大，并且收获杂交种子为2～3个品种的混合种子，在生产上可否应用还有待研究；第(4)种虽然实现机械化制种，但是杂交稻制种的机械采粉、花粉贮藏和授粉机械目前还没有实现完全的机械化，并且分批采粉、花粉贮藏和授粉机也增加了工作量。

发明内容

本发明提供了一种小粒型杂交水稻的轻简化制种方法和小粒型杂交种，以解决现有技术中杂交水稻制种成本高，影响杂交水稻推广应用的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，包括以下步骤：

1)、以丙4114为父本培育壮秧，

2)、以小粒型不育系卓201S为母本直播于田间，同时将步骤1)中壮秧后的父本抛秧于有母本的田间；

3)、成熟后将父本和母本混合收割，通过筛选分离获得小粒型杂交种。

进一步地，父本与母本的播差期为20～22天。

进一步地，父本采用抛秧盘育秧，父本的芽谷和干谷混合播种在抛秧盘上；芽谷与干谷的质量比为2：1。

进一步地，父本与母本在田间的植株数量比例为1：600；母本用量为1.25kg/亩。

进一步地，父本与母本同一天播种且叶龄相差4.5～5叶。

进一步地，将父本与母本混播于田间后保持田间无水2～3天封闭除草，再保持田间无水3～5天。

进一步地，筛选采用筛孔的孔径为2.1mm。

根据本发明的另一方面，还提供一种如上述小粒型杂交水稻的轻简化制种方法得到的小粒型杂交种，小粒型杂交种为籼型两系杂交水稻，千粒重21克～23克。

本发明具有以下有益效果：

本发明的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，通过选用高配合力、抗病性强、基因型纯合的丙4114为父本，与柱头外露率高、异交特性好、农艺性状优的小粒型不育系卓201S为母本混播杂交制种，获得高产、优质、抗病的水稻小粒型杂交种，通过小粒型杂交种的父本母本混播混收，并结合筛选分离实现父母本种子分离，从而实现小粒型杂交种轻简化制种。相对传统制种方法，上述小粒型杂交水稻的轻简化制种方法具有操作简便、效率高、成本低的优点，具有重要的应用价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的优选实施例1的小粒型杂交水稻的轻简化制种生长期图；以及

图2是本发明的对比例1的小粒型杂交水稻的制种生长期图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明的优选实施例1的小粒型杂交水稻的轻简化制种生长期图；图2是本发明的对比例1的小粒型杂交水稻的制种生长期图。

如图1所示，本实施例的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，包括以下步骤：

1)、以丙4114为父本培育壮秧，

2)、以小粒型不育系卓201S为母本直播于田间，同时将步骤1)中壮秧后的父本抛秧于有母本的田间；

3)、成熟后将父本和母本混合收割，通过筛选分离获得小粒型杂交种。

本发明的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，通过选用高配合力、抗病性强、基因型纯合的丙4114为父本，与柱头外露率高、异交特性好、农艺性状优的小粒型不育系卓201S为母本混播杂交制种，获得高产、优质、抗病的水稻小粒型杂交种，通过小粒型杂交种的父本母本混播混收，并结合筛选分离实现父母本种子分离，从而实现小粒型杂交种轻简化制种。相对传统制种方法，上述小粒型杂交水稻的轻简化制种方法具有操作简便、效率高、成本低的优点，具有重要的应用价值。卓201S保藏于中国典型培养物保藏中心，其拉丁文名称为Oryza sativa L.Zhuo 201S，保藏日期为2016年8月12日，保藏编号为CCTCC NO：P201615。母本卓201S具有不育起点温度低，收获指数高，理想株形，上3叶中长、较直、较厚，株高65cm左右，株型松紧适中，茎秆中等粗壮，韧性好，分蘖力强，穗大粒多等特点。丙4114由国家杂交水稻工程技术研究中心清华深圳龙岗研究所提供，该品种2012年5月1日由农业部品种授权，授权号CNA003490G。父本丙4114具有株系高大，粒大穗多等高产特点。

本实施例中，父本与母本的播差期为20～22天。上述播种过程中，将父本与母本同一天种于大田，父本抛秧、母本直播，易于操作，便于机械化种植。小粒型杂交水稻的轻简化制种方法与传统制种方法采用的育苗移栽相比较，主要体现在：(1)播种育秧：传统制种需要育秧的成本为120～160元/亩，轻简化制种直接撒播的费用为60～80元/亩，因此，母本节约成本为60～80元/亩。传统的杂交制种插秧费用，按照每个工为150元，每亩一般需请1.5个工成本为225元/亩，母本与父本不需要插秧，因此节省插秧费用。(2)赶粉：轻简化制种赶粉成本降低，在丘陵地区可利用自然风赶粉，如果无风使用人工赶粉，每亩地也可以节约用工5～8个，节省150～210元。采用抛秧或直播等方式，用工成本显著下降。

本实施例中，父本抛秧采用抛秧盘育秧，父本的芽谷和干谷混合播种在抛秧盘上。芽谷与干谷的质量比为2：1。父本播种期为5月12日，父本种植包括芽谷和干谷，按照芽谷与干谷的质量比为2：1，通常按照芽谷用量0.2kg/亩，干谷用量0.1kg/亩，依据实际需求，将二者称重混合播种于抛秧盘上育秧。母本播种期为6月2日，与父本相差21天左右，母本直播水田育秧，播种芽谷，同一天，将父本从抛秧盘抛于田间。父本采用芽谷和干谷混合播种的形式，替代传统的常规育苗移栽的种植过程用工成本显著下降。上述父本种植包括芽谷和干谷，按照芽谷与干谷的质量比为2：1，湿谷和芽谷混合的目的为一个种子已吃水萌发(即芽谷)，而另一个种子是干种子(即干谷)，发芽成苗不同，使得后续花期延长，从而保证高产。另外，上述父本播种期为5月12日，母本播种期为6月2日。实现父本与母本的播差期为21天左右，一方面，将父本母本分期移栽，并将父本采用抛秧播种，减小劳动强度，显著降低用工成本；另一方面，父本与母本播种相差20多天，针对丙4114和卓201S的生长周期，确保父本母本叶龄相差4.8叶以保证父本母本花期相遇，易于授粉减少授粉环节，也进一步减少施用或者不使用九二零。

本实施例中，父本与母本在田间的植株数量比例为1：600。母本用量为1.25kg/亩。通过前期的试验，分析母本卓201S的制种特性，选择父本与母本的比例为1：600最为适宜，在此制种条件下，父本提供足够的花粉，母本繁殖系数高，使得杂交种产量最高。上述父本播种期为5月12日，父本种植包括芽谷和干谷，通常按照芽谷用量0.2kg/亩，干谷用量0.1kg/亩，母本用量为1.25kg/亩，播种后，经过发芽成苗的过程，使得父本与母本在田间的植株数量比例为1：600，通过保证父本与母本的播种量，从而保证苗数(植株数)，最终获得高产量的杂交种，防止部分种子无法发芽成苗而影响二者的最佳植株数量比例。

优选地，母本直播采用芽谷。并且，母本播种前需要对大田整平，播种时，田面要求无水，四周开沟，中间开厢，开厢采用3米厢宽。上述3米厢宽有利于通风，减少病虫害，便于田间工作。

本实施例中，父本与母本同一天播种且叶龄相差4.5～5叶。父本母本同一天播种，叶龄相差4.5～5叶，随着父本母本正常生长，使得父本母本花期相遇，父本抛秧使得父本生长在母本周围，便于授粉，并控制母本比父本提前2～4天始穗为宜，以保证制种产量。

本实施例中，将父本与母本混播于田间后保持田间无水2～3天封闭除草，再保持田间无水3～5天。封闭除草，减少杂草对产量的影响。

本实施例中，筛选采用筛孔的孔径为2.1mm。将收割后的混合种子通过网筛进行分拣，区分杂交种和父本，杂交种即为母本上结的种子。当杂交种过网筛清选时，因杂交种粒度小于2.1mm的小粒种子，可以通过网筛，父本无法通过网筛，从而实现分离。优选地，采用机械进行筛选分离。

根据本发明的另一方面，还提供一种如上述小粒型杂交水稻的轻简化制种方法得到的小粒型杂交种，小粒型杂交种为籼型两系杂交水稻，千粒重21克～23克。上述小粒型杂交种为籼型两系杂交水稻品种。在长江中下游作一季中稻种植，全生育期140天作用，晚熟3.1天。株高约120厘米，穗长约25.7厘米，每亩有效穗数18.2万穗，每穗总粒数约为218粒，结实率约为78.5％，千粒重22.0克。抗性：稻瘟病综合指数两年分别为5.2、5.5，穗颈瘟损失率最高级7级，感稻瘟病，中感白叶枯病，高感褐飞虱，抽穗期耐热性中等。米质主要指标：整精米率63.5％，垩白粒率7％，垩白度2.0％，直链淀粉含量22.4％，胶稠度72毫米，长宽比3.3，达到国家《优质稻谷》标准2级。

具体的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法：

选择适宜的制种基地

基地要选择当地小气候环境利于两系水稻制种、排灌便利、田地平整且肥力均匀、天然隔离条件好。因为制种基地的好坏直接影响杂交水稻制种是否高产、稳产。

合理播差，规范种植

父本采用芽谷0.2kg/亩、干谷0.1kg/亩，于5月12前后混合播种于抛秧盘，培育壮秧。母本于6月2日前后直播芽谷，用种量为1.25kg/亩。

母本播种前，先整田，田块深耕并深水泡田防止落粒谷和杂草，田块平整且四周开沟。播种时，田面无水，便于田间工作按3米厢宽拖厢，每块田的播种量按照田块面积过称，严格匀播，父本与母本在田间的植株数量比例为1：600，同时(同一天)将父本抛于大田，父母本的叶差控制在4.8叶左右，父母本抛播完后，田间无水时2～3天，在第2～3天根据天气喷洒封闭草药除草，再保持田间无水3～5天。

肥水管理

整田时用30kg/亩的复合肥做底肥，母本直播复水后用15kg/亩的复合肥做追肥，苗架时期肥力保持中等水平。

病虫害防治

坚持预防为主，综合防治的措施。浸种时种子进行消毒处理。由于直播比移栽的稻田密度大，生长量更大，更容易发生各种病虫害。要及时晒田，晾田，防止无效分蘖发生。其次需要密切关注当地植保部门发布的病虫害防治预报，做到“勤查、早测、及时防治”。要适时选择对口农药，抓住时机及时喷药防治。

花期预测和调控

由于母本采用直播制种，母本群体抽穗快且非常整齐。卓201S具有柱头外露率高、柱头活力强等优势，所以控制母本比父本提前2～4天始穗为宜，如果母本比父本若提前5～8天，制种产量会有影响，但影响不大，建议提前2～4天。观察父母本的发育进度，如发现问题及时采取调节措施。

喷施“九二零”

卓201S开颖时间长，柱头外露高，柱头活力维持时间长，几乎不包颈，对“九二零”敏感，正常情况下母本见穗10％～15％时开始喷施，在早晨露水未干无风的情况下喷施。每亩喷施15g～20g。可以选择人工喷施，也可以选择无人机喷施，喷施过程中，父母本均匀喷施，如果在喷完4h内下雨必须及时适量补喷。

人工辅助授粉

由于父本分散抛于田块，父本开花散粉时只需要自然风，父本花粉就可以被母本接收，因此，完全可以利用自然风使母本授粉。如有特殊需求，可以每天早上11：00前后，采用绳子赶1次花粉，有条件的制种大户可以利用无人机辅助授粉。如遇连续雨天，雨停后要及时到田里观察是否开花散粉，同时补赶花粉。

严格除杂

确保种子纯度，不仅要做好隔离措施，严格除去杂株也是关键。要求自然隔离200以上，时间隔离20d以上，避免串粉。去杂工作贯穿整个制种生产过程，根据品种的生育期、株叶形态、株高、叶鞘和颖尖颜色、粒形、是否有芒等特征去辨别异型杂株，进行父母本严格去杂。成熟后，抢晴好天气及时收割，防止下雨穗上芽、黑粉病，收割时需清理干净器械和晒种场所，防止机械混杂。

机械分选

父本母本成熟后一起混收，混收后的种子晒干清选后，通过水稻种子分选机进行筛选，筛孔规格2.1mm，获得小粒型杂交种。

实施例

实施例1

以卓201S为母本，丙4114为父本进行杂交得到的小粒型籼型两系杂交水稻品种，在长江中下游作一季中稻种植。2017年和2018年选择当地小气候环境利于两系水稻制种、排灌便利、田地平整且肥力均匀、天然隔离条件好的怀化靖州进行轻简化制种。

杂交制种方式采用父本抛秧，母本直播模式，父本芽谷0.2kg/亩，干谷0.1kg/亩，均于5月12日混合播种于抛秧盘，培育壮秧；母本于6月2日直播芽谷，用种量为1.25kg/亩。

母本播种前，田块深耕并深水泡田防止落粒谷和杂草，整田时用30kg/亩的复合肥做底肥，田块平整且四周开沟。播种时，田面无水，便于田间工作按3米厢宽拖厢，每块田的播种量按照田块面积过称，严格匀播，同时(同一天)将父本抛于大田，父本与母本在田间的植株数量比例为1：600，父母本的叶差控制在4.8叶左右。父母本抛播完后，田间无水时第2天喷洒封闭草药除草，然后保持田间无水3天，直播复水后用15kg/亩的复合肥做追肥，苗架时期肥力保持中等水平。

由于直播比移栽的稻田密度大，生长量更大，更容易发生各种病虫害。病虫害防治坚持预防为主。及时晒田、晾田，防止无效分蘖发生。病虫害防治做到“勤查、早测、及时防治”。抽穗期经常观察父母本的发育进度，选择在早晨露水未干无风的情况下喷施“九二零”，正常情况下母本见穗10％时开始喷施，每亩喷施15g。利用自然风授粉。整个杂交制种过程均要做好隔离措施，严格除去杂株。父本母本成熟后一起混收，混收后的种子晒干清选后，通过水稻种子分选机进行筛选，筛孔规格2.1mm。

对比例1

与实施例1的区别在于：

1)、杂交制种方式采用父本与母本先播种，再育苗，移栽在田间，父本与母本均为条播，父本与母本在田间的植株数量比例为1：600；

2)、采用人工赶粉；

3)、父本母本成熟后分开收割。

表1 2017年小粒型水稻杂交种产量

表2 2018年小粒型水稻杂交种产量

由表1和表2所知，参见图1和图2，实施例1的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法获得的小粒型水稻杂交种产量均高于对比例1，说明本发明的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法提高了杂交种的繁殖系数。另外，基于传统的杂交制种插秧费用，按照每个工为150元，每亩一般需请1.5个工成本为225元/亩，传统制种赶粉需要维持7天，每天请工费用30元，赶粉成本为210元，本发明采用以丙4114为父本与小粒型不育系卓201S为母本，父本抛秧、母本直播的播种方式，并可利用自然风授粉，无需插秧和人工赶粉，降低制种成本，因此，有效的节省杂交种生产成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、以丙4114为父本培育壮秧，

2)、以小粒型不育系卓201S为母本直播于田间，同时将所述步骤1)中壮秧后的父本抛秧于有所述母本的田间；

3)、成熟后将所述父本和所述母本混合收割，通过筛选分离获得小粒型杂交种。

2.根据权利要求1所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

所述父本与所述母本的播差期为20～22天。

3.根据权利要求1所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

所述父本采用抛秧盘育秧，所述父本的芽谷和干谷混合播种在所述抛秧盘上；

所述芽谷与所述干谷的质量比为2：1。

4.根据权利要求3所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

所述父本与所述母本在田间的植株数量比例为1：600；

所述母本用量为1.25kg/亩。

5.根据权利要求2所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

所述父本与所述母本的叶龄相差4.5～5叶，以确保父本和母本的花期相遇。

6.根据权利要求1所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

将所述父本与所述母本混播于田间后保持田间无水2～3天封闭除草，再保持田间无水3～5天。

7.根据权利要求1所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法，其特征在于，

所述筛选采用筛孔的孔径为2.1mm。

8.一种如据权利要求1至8任一项所述的小粒型杂交水稻的轻简化制种方法得到的小粒型杂交种，其特征在于，所述小粒型杂交种为籼型两系杂交水稻，千粒重21克～23克。

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