CN113647322B

CN113647322B - 一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法

Info

Publication number: CN113647322B
Application number: CN202111070070.0A
Authority: CN
Inventors: 杨军; 龚红兵; 胡庆峰; 杜灿灿; 曾生元; 李闯; 孙立亭; 林添资; 景德道; 余波; 钱华飞; 巫章平
Original assignee: Zhenjiang Institute of Agricultural Sciences Jiangsu Hilly Area
Current assignee: Zhenjiang Institute of Agricultural Sciences Jiangsu Hilly Area
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2041-09-13
Also published as: CN113647322A

Abstract

本发明公开了一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，以早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种作母本，与穗粒兼顾型粳稻品种作父本杂交，F₀‑F₃稀直播种植，混收留种；F₄以上世代稀播育秧，单本移栽种植，单收留种。通过苗肥和基蘖肥减氮，以播后25‑30d单株平均茎蘖数和成熟期单株平均成穗数为选择压，按照系谱法F₅起建立株系，优中选优，直至获得稳定品系提升参加各级中间试验。本发明培育出的粳稻品种能在苗肥和基蘖肥大幅“减氮”的情况下，实现培育壮秧，早生快发、早够苗，确保有效分蘖期内达到适宜茎蘖数，最终实现水稻生产“减肥”、“减药”提质增效的目的。

Description

一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法

技术领域

本发明涉及育种方法领域，尤其是一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法。

背景技术

氮、磷、钾是水稻生长发育所必需的大量元素，尤其是氮素，在水稻一生中施用量最大。长江中下游地区粳稻亩产600kg，氮素用量一般为18-20kg/亩，在此基础上，随着氮素用量的增加单产也有所提升，于是为了追求高产、超高产，亩施氮量也随之一增再增。虽然多施氮肥有利于高产、超高产，但随着氮素投入水平的提高，氮素增产效果和投入产出比却在不断下降，另外，由于氮素利用率仅有30％-35％，富余和流失的氮素容易造成水体富营养化，导致大面积的农田环境污染，而且氮素用量过大也会造成水稻贪青徒长、晚熟，影响结实。因此高氮素水平的投入不利于环境保护，也不利于水稻生产的安全、优质和高效。

水稻播后30天(秧田期)施用的肥料叫俗称“苗肥”。苗肥一般分2-3次使用，氮素用量7-10kg/亩。“秧好一半稻”，壮秧是高产、超高产的基础，苗肥的主要作用是培育带蘖壮秧，为高产打基础。

水稻大田期施用的氮素主要分两个阶段，第一阶段叫基蘖肥，主要用途是促进水稻营养生长和分蘖的发生，第二阶段叫穗粒肥，主要用途是促进生殖生长和籽粒的灌浆结实。根据土壤地力、栽培水平及目标产量的不同，长江中下游粳稻基蘖肥和穗粒肥的占比从5:5到7:3不等。由于穗粒肥直接作用于水稻的生殖生长及籽粒的灌浆结实，利用效率和投入产出比要远大于基蘖肥，因此在确保一定数量氮素作为穗粒肥投入的前提下，减少基蘖肥用量，既提高了穗粒肥的占比，又减少了水稻一生总氮量的投入，能有效提高氮素利用效率，实现水稻生产“减氮、增效”的目的。

水稻产量是由单位面积上的穗数、每穗粒数(每穗颖花数)、成粒率和粒重四个基本因素构成。其中单位面积上的穗数是由株数、单株分蘖数、分蘖成穗率三者组成，在水稻产量构成四因素中，穗数的增加或减少对产量的影响最大。决定单位面积穗数的关键时期是在分蘖期。所以，在培育壮秧的基础上重施基肥、早施促蘖肥，促使分蘖早生快发，保证在有效分蘖期达到适宜的茎蘖数，提高分蘖质量和成穗率，最终达到适宜穗数，是分蘖期的主攻目标。

显然水稻苗肥和基蘖肥氮素的减少，不利于培育带蘖壮秧，不利于分蘖早生快发、早够苗和分蘖成穗，不利于高产稳产。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，加大相关性状的选择压力，以提高遗传响应，培育出适宜长江中下游种植的“减氮、增效”粳稻品种。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，包括如下步骤：

A)亲本的选择与F₀配置：以早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种作母本，以穗粒兼型顾粳稻品种作父本进行杂交，得F₀；

B)将F₀在长江中下游地区于5月15日-5月20日稀直播种植，得F₁；播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数低的组合，成熟时应用系谱法选留优良组合，混收留种，得F₂；

G)将F₂在海南陵水于12月25—12月30日稀直播种植，确保成苗2000株以上，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，成熟时选留单株成穗数多的优秀个体，混收留种，得F₃；

H)将F₃在长江中下游地区于6月5日-6月10日稀直播种植，确保成苗2000株以上，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，成熟时选留单株成穗数多的优秀个体，混收留种，得F₄；

I)将F₄在海南陵水于12月25—12月30日稀播育秧，移栽种植，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，单本移栽，成熟时选留单株成穗数多的优良单株，单收留种，得F₅；

J)从F₅起建立株系，在长江中下游地区于5月15日—5月20日分系稀播育秧，移栽种植，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数少的株系，单本移栽单株平均茎蘖数多的株系，成熟时选留单株成穗数多的优良单株，单收留种，得F₆；

G)F₆及以后世代若还在分离，则按E)、F)步骤继续优中选优，直至获得稳定品系提升参加各级中间试验。

更进一步的，步骤A)中，所述母本为早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种，具体是选取在长江中下游地区5月15日-5月20日播种，苗肥氮素用量7-8kg，单本移栽，栽插密度13-14cm×24-26cm，基蘖肥氮素用量14-15kg，栽后20d单株平均茎蘖数≥8，成熟时亩总颖花量≥3000万，结实率≥90％，千粒重≥25g的品种。

更进一步的，步骤A)中，所述父本为穗粒兼顾型粳稻品种，具体是选取适宜生态区种植亩总颖花量≥2800万，结实率≥90％，千粒重≥25g的品种。

更进一步的，步骤B)中，F₀稀直播种植的播种量3-4kg/亩；F₁混收留种获得F₂，具体是苗肥氮素用量同比减少40-50％为3-4kg，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的组合，成熟时应用系谱法选留优良组合，混收留种。

更进一步的，步骤C)中，F₂稀直播种植，混收留种获得F₃，具体是播种量3-4kg/亩，用种量60-70g,播种面积13-15m²，确保成苗2000株以上；苗肥氮素用量同比减少40-50％为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，此后田间管理同其他直播田，成熟时选留单株成穗数≥5的优秀个体，混收留种。

更进一步的，步骤D)中，F₃稀直播种植，混收留种获得F₄，具体是播种量3-4kg/亩，用种量60-70g,播种面积13-15m²，确保成苗2000株以上；苗肥氮素用量同比减少40-50％为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2弱苗，此后田间管理同其他直播田，成熟时选留单株成穗数≥7的优秀个体，混收留种。

更进一步的，步骤E)中，F₄稀播育秧，移栽种植，具体是播种量9-10kg/亩，移栽种植，用种量60-70g,播种面积4-5m²，苗肥氮素用量同比减少40-50％为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，单本移栽，移栽田基蘖肥氮素用量同比减少30-40％为10-11kg，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留单株成穗数≥8的优良单株，单收留种。

更进一步的，步骤F)中，F₅分系稀播育秧，移栽种植，播种量为9-10kg/亩；苗肥氮素用量同比减少40-50％为3-4kg，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量同比减少30-40％为10-11kg，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留单株成穗数≥10的优良单株，单收留种，得F₆。

更进一步的，步骤G)中优良单株为在海南陵水单株平均成穗数≥8、在长江中下游地区单株平均成穗数≥10的单株。

有益效果：本发明具有以下优点：

(1)培育氮素高效利用粳稻品种：

本申请以早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种作母本，与穗粒兼顾型粳稻品种作父本杂交，苗期和分蘖期减少氮素用量，以单株(平均)茎蘖数和单株(平均)成穗数为选择压，培育出的粳稻品种能大幅度减少苗肥和基蘖肥的氮素投入，实现早生快发，早够苗，确保有效分蘖期内达到适宜的茎蘖数，提高分蘖质量和成穗率，最终实现水稻生产“减肥”、“减药”，提质增效的目的。

(2)提高粳稻品种的适应性：

本发明育种方法育成的粳稻品种，高肥水平下能实现高产稳产，中低肥力水平下同样能平稳增产，增强了粳稻品种的适应性，扩大了粳稻品种的种植面积，有效地提高了广大中低产田的种植效益。

(3)保护环境减少污染：

本发明育种方法培育出的粳稻品种，能大幅度减少水稻生长前期的氮素用量，提高穗粒肥占比，实现水稻一生的“减氮”、“增效”，减少了因氮素富余和流失导致的面源污染。另外，前期氮素用量少，叶色淡，组织老辣，病虫发生少，危害轻，农药使用次数和剂量均大幅度减少。通过“减氮”实现了“减肥”“减药”的双减目标，有利于减少污染，保护环境。

(4)省工节本提高水稻种植效益：

本发明育种方法培育出的粳稻品种，实现水稻一生的“减肥”“减药”，减少了农资和人工成本的投入。

附图说明

图1是本发明实施例1中育种方法流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1所示，本发明公开了一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，包括如下步骤：

A)2012年冬在海南陵水，以早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种镇糯19号作母本，与穗粒兼顾型粳稻品种武运粳27号作父本杂交，得104粒种子(F₀)。

B)2013年夏在江苏句容，将104粒F₀种子于5月20日稀直播，得F₁，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，单株平均茎蘖数>2.3，成熟时混收留种，得F₂。

C)2013年冬在海南陵水，将F₂于12月30日稀直播种植，用种量65g，播种面积14m²，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％),播后28d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，成熟时选留单株成穗数≥5的优秀个体，混收留种，得F₃。

D)2014年夏在江苏句容，将F₃于6月5日稀直播种植,用种量65g，播种面积14m²,苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％),播后28d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，成熟时选留单株成穗数≥7的优秀个体，混收留种，得F₄

E)2014年冬在海南陵水，将F₄于12月30日稀播育秧(播种量10kg/亩)，移栽种植,用种量65g,播种面积4.5m²，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，单本移栽，移栽田基蘖肥氮素用量10.5kg(同比减少30-40％)，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留单株成穗数≥10的优良单株20个，单收留种，得F₅。

F)2015年夏在江苏句容，将F₅于5月20日分系稀播育秧,移栽种植，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，每个株系随机调查30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系6个，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量10.5kg(同比减少30-40％)，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留成穗数≥10的优良单株17个，单收留种，得F₆。

G)2015年冬在海南陵水，将F₆于12月30日分系稀播育秧，移栽种植，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，每个株系随机调查30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系7个，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量10.5kg(同比减少30-40％)，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留成穗数≥10的优良单株10个，单收留种，得F₇。

H)2016年夏在江苏句容，将F₇于5月20日分系稀播，移栽种植，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，每个株系随机调查30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系4个，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量10.5kg(同比减少30-40％)，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留成穗数≥10的优良单株7个，单收留种，得F₈。

I)2016年冬在海南陵水，将F₈于12月30日分系稀播育秧，移栽种植，苗肥氮素用量3.5kg(同比减少40-50％)，播后28d，每个株系随机调查30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系2个，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量10.5kg(同比减少30-40％)，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时当选3个单株平均成穗数≥8的稳定品系。

其中代号为B9136的株系8月30日齐穗，株高100.7cm，单株成穗数11.3个，亩总颖花量3127.4万，结实率94.1％，千粒重26.1g,产量比对照武运粳23号增产5.9％，熟期相当，品质达国标优质二级，该株系暂定名镇稻9136，准备扩繁提升参加各级中间试验。

Claims

1.一种培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，其特征在于包括如下步骤：

A）亲本的选择与F₀配置：以早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种作母本，以穗粒兼顾型粳稻品种作父本进行杂交，得F₀；所述母本为早生快发的穗粒兼顾型粳稻品种，具体是选取在长江中下游地区5月15日-5月20日播种，苗肥氮素用量7-8kg，单本移栽，栽插密度13-14cm×24-26cm，基蘖肥氮素用量14-15kg，栽后20d单株平均茎蘖数≥8，成熟时亩总颖花量≥3000万，结实率≥90%，千粒重≥25g的品种；所述父本为穗粒兼顾型粳稻品种，具体是选取适宜生态区种植亩总颖花量≥2800万，结实率≥90%，千粒重≥25g的品种；

B）将F₀在长江中下游地区于5月15日-5月20日稀直播种植，得F₁；播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数低的组合，成熟时应用系谱法选留优良组合，混收留种，得F₂；F₀稀直播种植的播种量3-4kg/亩；F₁混收留种获得F₂，具体是苗肥氮素用量同比减少40-50%为3-4kg，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的组合，成熟时应用系谱法选留优良组合，混收留种；

C）将F₂在海南陵水于12月25—12月30日稀直播种植，确保成苗2000株以上，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，成熟时选留单株成穗数多的优秀个体，混收留种，得F₃；F₂稀直播种植，混收留种获得F₃，具体是播种量3-4kg/亩，用种量60-70g,播种面积13-15m²，确保成苗2000株以上；苗肥氮素用量同比减少40-50%为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，此后田间管理同其他直播田，成熟时选留单株成穗数≥5的优秀个体，混收留种；

D）将F₃在长江中下游地区于6月5日-6月10日稀直播种植，确保成苗2000株以上，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，成熟时选留单株成穗数多的优秀个体，混收留种，得F₄；F₃稀直播种植，混收留种获得F₄，具体是播种量3-4kg/亩，用种量60-70g,播种面积13-15m²，确保成苗2000株以上；苗肥氮素用量同比减少40-50%为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，此后田间管理同其他直播田，成熟时选留单株成穗数≥7的优秀个体，混收留种；

E）将F₄在海南陵水于12月25—12月30日稀播育秧，移栽种植，播后25-30d，拔除单株茎蘖数少的弱苗，单本移栽，成熟时选留单株成穗数多的优良单株，单收留种，得F₅；F₄稀播育秧，移栽种植，单收留种，具体是秧田播种量9-10kg/亩，用种量60-70g,播种面积4-5m²，苗肥氮素用量同比减少40-50%为3-4kg，播后25-30d，拔除单株茎蘖数≤2的弱苗，单本移栽，移栽田基蘖肥氮素用量同比减少30-40%为10-11kg，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留单株成穗数≥8的优良单株，单收留种；

F）从F₅起建立株系，在长江中下游地区于5月15日—5月20日分系稀播育秧，移栽种植，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数少的株系，单本移栽单株平均茎蘖数多的株系，成熟时选留单株成穗数多的优良单株，单收留种，得F₆；F₅分系稀播育秧，移栽种植，播种量为9-10kg/亩；苗肥氮素用量同比减少40-50%为3-4kg，播后25-30d，随机调查≥30苗的茎蘖数，淘汰单株平均茎蘖数≤2的株系，单本移栽单株平均茎蘖数≥2的株系，移栽田基蘖肥氮素用量同比减少30-40%为10-11kg，穗粒肥氮素用量同其他移栽田，成熟时选留单株成穗数≥10的优良单株，单收留种，得F_6；

G）F₆及以后世代若还在分离，则按E)、F)步骤继续优中选优，直至获得稳定品系提升参加各级中间试验。

2.根据权利要求1所述的培育氮素高效利用粳稻品种的育种方法，其特征在于：步骤G）中优良单株为在海南陵水单株平均成穗数≥8、在长江中下游地区单株平均成穗数≥10的单株。