CN111837936A - 一种混播混收的杂交水稻制种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混播混收的杂交水稻制种方法，包括以下步骤：将播始历期相近、粒型不同的父本种子和母本种子按比例混合浸种，得到湿润混合种子；向湿润混合种子中加入未浸种的父本种子，充分混匀，得到直播种子；将所述直播种子直播于大田中；进行田间管理，待水稻结种后，收获水稻种子；通过粒型分选从水稻种子中分离得到杂交水稻种子。本发明将播始历期相近、粒型不同的父本和母本混播于田中来制备杂交水稻种子，混收后通过粒型分选来将父本结的种子和杂交水稻种子分开。本发明在播种时部分父本种子没有浸种，从效果上延迟了未浸种父本的开花时间3‑5天，形成了两期父本，使得总父本的花期得以延长，从而保证总父本的花期覆盖母本的花期。
Description
技术领域
本发明涉及杂交水稻育种和机械化制种领域，更特别地，涉及一种混播混收的杂交水稻制种方法。
背景技术
水稻是中国的主要粮食作物，目前水稻年种植面积约4.3～4.4亿亩，其中杂交水稻年种植面积约为2.2亿亩，占总水稻面积的50％以上，为中国水稻大幅度增产和粮食安全作出了巨大贡献。
杂交水稻的原理是：选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，得到的第一代杂交种具有杂种优势。将第一代杂交种用于农业种植，其抗逆性强、产量高、适宜机械化。杂交水稻自交得到的种子不能维持其杂种优势，因此普通农户获得的用于农业生产的杂交水稻种子都必须通过两个亲本的杂交来获得，该过程称为制种。
杂交水稻的制种是农业生产最关键的环节之一。父本与母本花期相遇是保证制种优质高产的前提，然而，这也是制种的重要限制因素。由于父本和母本属于不同的株系，其花期往往不相同，一般而言，父本的花期短而集中，母本花期往往长而分散，而且父本和母本的抽穗开花时间往往差7-40天。因此，为了使花期相遇，往往需要在种植过程中根据父母本组合的花期特征进行调节，包括确定播差期、预测花期、通过水肥管理调节营养生长期或生殖生长期等。
然而，这些方法一方面使制种的工作量大大增加，另一方面还受制于人为因素(例如播差设计失误、花期预测不准、父母本秧苗过多或过少、田间管理不当等)和非人力可控因素的影响(例如天气、病虫害、土壤含水量等)。
目前，已经有许多研究和应用筛选出了播始历期相近的父母本组合，但是，为了尽可能地让雌花授粉以实现高产，要保证父本的花期完全覆盖母本。这就需要父本的播始历期短于母本，而花期长度长于母本，并且母本的花期完全处于父本的花期内，这种条件过于苛刻，限制了杂交水稻的父母本组合，不利于获得优质的杂交水稻。
为了克服该困难，有些育种者通过种植两期父本的方法来使父本花期完全覆盖母本。例如，在插秧时，先插秧母本和一期父本，并在每行一期父本旁边留一行给二期父本，等过几天再插秧二期父本。这种方法虽然可以保证父本花期完全覆盖母本花期，但是存在两个缺点。一个是增加了劳动量，另一个是不利于机械化操作。
未来的农业必然是机械化、自动化的农业，因此，需要为育种者提供一种新的制种方法，既符合高产要求，又符合机械化要求，同时还不会对父母本的选择过于苛刻。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种同期混播亲本的杂交水稻制种方法，包括以下步骤：
S1：将播始历期相近、粒型不同的父本种子和母本种子按比例混合浸种，得到湿润混合种子；
S2：向所述湿润混合种子中加入未浸种的父本种子，充分混匀，得到直播种子；
S3：将所述直播种子直播于大田中；
S4：进行田间管理，待水稻结种后，收获水稻种子；
S5：通过粒型分选从所述水稻种子中分离得到杂交水稻种子。
本发明将播始历期和花期长度相近、粒型不同的父本和母本混播于田中来制备杂交水稻种子，在收获时混收，通过粒型分选来将父本结的种子和杂交水稻种子分开。为了提高产量，本发明在播种时部分父本种子没有浸种，其结果是，从效果上延迟了未浸种父本的开花时间3-5天，形成了两期或更多期父本，使得总父本的花期得以延长，从而保证总父本的花期覆盖母本的花期。
在一个具体实施方案中，S1中，浸种时，父本种子与母本种子的比例为1:5-20。
在一个具体实施方案中，S1中，浸种时间为18-36小时。
在一个具体实施方案中，S2中加入的未浸种的父本种子的量与浸种的父本种子的量的比为1:0.5-2。
通过对父本与母本的比例进行优化，可将田中在保持完全授粉的情况下下，尽可能多地种植母本以获得尽量多的杂交水稻种子。优选地，S2中加入的未浸种的父本种子的量与浸种的父本种子的量的比为1:1。
在一个优选实施方案中，S3中，直播时行距为18-20cm，株距为13-18cm。也可以在田间管理过程中进行疏苗，适当的间距是提高水稻产量的手段。在大田中，可使用机械精准穴直播机进行直播。
在一个优选实施方案中，S4中，当父本抽穗时，使用人工授粉。
在一个具体实施方案中，使用无人机法授粉。可在父母本开始抽穗时，每天在开花时使用无人机进行授粉。
在一个优选实施方案中，父母本的播始历期相差不超过5日，以确保父母本花期相遇。
在一个具体实施方案中，所述粒型为水稻种子的大小、颜色、形状或其中任意两种或更多种的组合。例如，可选取大粒父本(千粒重30g左右)和小粒母本(千粒重15g左右)来制种，收获时结的种子中，大粒种子是父本种子，小粒种子是杂交水稻种子，通过大小粒型分选即可容易地将两者分开。
通过本发明的制种方法，从杂交水稻亲本混直播、大田管理植保、父母本授粉、混合收割精选到种子分离都可以机械化，可完全进行杂交水稻制种全程机械化。
除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。
“播始历期”意指水稻从播种到开始抽穗的天数。
“花期长度”是指从花朵首次开放，雌、雄蕊从花被中暴露出来，到花朵全部凋谢、所有雄蕊或雌蕊均失去活性的天数。
“制种地”是指种植杂交水稻的亲本使其进行杂交得到杂交水稻种子所在地，或者与该所在气候水文相近的地方。
“授粉”是指杂交水稻母本的柱头接受父本的花粉，完成受精。
“粒型”是指水稻种子的，上述方案父本为大粒(千粒重30g左右)，小粒为母本(千粒重15g左右)。
“大小粒分离种子精选机”是指杂交水稻种子精选机，能把种子里的杂物、秕谷去除干净，再进行种子大小粒分选。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
选取本团队自己培养的不育系，播始历期在湖北为79天，花期长度8天，花时9:00a.m.-11:30a.m，株高78cm左右，松散适中，叶色浅绿，剑叶、直立，分蘖力强，包颈程度小，穗层整齐，开花习性好，开花集中，柱头大、无色且双外露率高，开颖夹角大，闭颖好，异交结实率高，千粒种子15g左右。选取常用的恢复系，播始历期81天，花期长度8天，花时9：30a.m.-11：30a.m，千粒种子30g左右。恢复系的播始历期比不育系长2天，花期长度相同，可预料到能够较好地花期相遇。进行以下制种试验：
制种试验1：2016年在湖北罗田制种，面积0.5亩，浸种两期父本，一期父本比母本早6天播种，二期父本比一期父本迟7天播种，人工插秧，母本5月22日播种，母本8月12日齐穗，母本花期与二期父本相遇较好，杂交种子亩产406斤。
制种试验2：2017年湖北浠水制种5亩，父本按一定比例先后浸种混直播，于5月20日同期混直播，父本秧苗长到4-5叶时，进行间苗，保证父、母本合理密度。然后再继续进行常规田间管理。结果显示父本花期完全覆盖了母本，花期相遇较好，母本7月30日齐穗，8月15日混合收割、烘干、精选、大小粒分离，获得小粒杂交种子亩产432斤。
制种试验3：2018年在湖北浠水大面积制种20亩，全部按照大田机械化混直播，无人机植保、人工授粉，大型收割机混收、烘干、精选、大小粒分选，获得小粒杂交水稻种子亩产420斤，且种子纯度99％以上。
可见，本发明的混播混收的制种方法在保证杂交水稻种子产量的同时，可进行完全机械化播种、管理和收获。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种混播混收的杂交水稻制种方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将播始历期相近、粒型不同的父本种子和母本种子按比例混合浸种，得到湿润混合种子；
S2：向所述湿润混合种子中加入未浸种的父本种子，充分混匀，得到直播种子；
S3：将所述直播种子直播于大田中；
S4：进行田间管理，待水稻结种后，收获水稻种子；
S5：通过粒型分选从所述水稻种子中分离得到杂交水稻种子。
2.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S1中，浸种时，父本种子与母本种子的比例为1:5-20。
3.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S1中，浸种时间为18-36小时。
4.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S2中加入的未浸种的父本种子的量与浸种的父本种子的量的比为1:0.5-2。
5.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S3中，直播时行距为18-20cm，株距为13-18cm。
6.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S4中，当父本抽穗时，使用人工授粉。
7.根据权利要求6所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，S4中，使用无人机法授粉。
8.根据权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，所述父本的播始历期与所述母本相差不超过5日。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，所述粒型为水稻种子的大小、颜色、形状或其中任意两种或更多种的组合。
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