CN114097601A - 一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，涉及杂交水稻制种技术领域，包括父母本水稻的间隔栽培，花期的辅助悬浮授粉操作。本发明利用辅助授粉机构在前后移动过程中将花粉扬起并吹送至母本厢上方，并能够在母本厢的稻穗处形成花粉悬浮层，增加花粉与柱头的结合成功率，有效提升了异交结实率，减少了授粉次数，提高了授粉成功率。本方法可以在任何风向和风速条件下进行授粉操作，不会因风向和风速而影响制种结实率，受气象条件约束较小，工作效率高，适合大规模制种生产。
Description
技术领域
本发明涉及杂交水稻制种技术领域，具体涉及一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法。
背景技术
水稻是自花授粉作物，而杂交水稻制种因不育系自身花粉的完全败育，成为了异花授粉的异交栽培过程，必须依靠父本的花粉受精结实。
杂交水稻制种产量的高低决定于母本异交结实率的高低，而父本可提供的有效花粉数量是决定母本异交结实率高低的关键，因水稻自花授粉没有美丽的花冠和颖花，花粉粒小，属于风媒花，天然方式进行杂交水稻授粉难以达到生产要求，因此水稻制种需要辅助授粉，而辅助授粉是确保制种高产的又一关键。若想提高制种产量并且获得优质的种子，必须保证父本花粉充分散出并及时传播到母本柱头进而提高母本的异交结实率。水稻的花期约10d，且日开花时间短，约在每天10:00-12:00开花，晴好天气时一般每天授粉3-4次，每次授粉时间20-30min。杂交水稻制种辅助授粉是一项时效性强、劳动强度大的工作，因此，探索高效的辅助授粉方法是提高水稻制种效率和质量的关键。
人工辅助授粉就是借助一些辅助工具，如竹竿、绳索和授粉机械装置等，通过碰撞、气流吹送等方式，主要对父母本植株施加外力，加速花粉弹出，增加花粉的水平传播距离，防止花粉过早自然下落，以提高授粉率、改善花粉在母本层的穿透性为目的辅助授粉方式。
人工辅助授粉主要包括人力式辅助授粉和授粉机械辅助授粉。人力式辅助授粉制种技术不但用工多、劳动强度大，而且生产效率低下。授粉机械辅助授粉主要包括碰撞式和气力式两种，由于碰撞式授粉机械缺点较为明显，容易对植株易造成损伤，因此实际生产中气力式授粉机械应用较多，如小型直升飞机进行杂交制种授粉。
目前，无论人力式辅助授粉还是机械辅助授粉，都是将父本花粉扬起后随自然风或人造气流飘散至母本的柱头上，花粉在飘散过程中极易受到环境中自然气流流动的影响，例如当风速较小时，花粉扬起后无法充分飘散至母本上方并沉降，导致母本结实率降低，当风速较大时，花粉很容易大面积扩散，花粉浓度降低且不容易沉降至母本上，也会导致母本结实率降低，另外当风向与所需飘散方向相反时，是无法进行人工辅助授粉的，因此，上述情况会导致杂交水稻制种异交结实率降低，目前的解决办法是通过重复多次辅助授粉操作来提升结实率，但是多次重复授粉导致劳动强度大，效率低，操作繁琐，无法满足现代大规模制种的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，解决现有辅助授粉方法中存在的受气象条件影响大，多次重复授粉导致劳动强度大，效率低，操作繁琐的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，包括如下步骤：
(A)按照适当的父母本行比分别种植父本厢和母本厢，父母本间距30～45cm；
(B)在父母本花期采用辅助授粉机构进行辅助授粉操作，所述辅助授粉机构同时在父本厢和母本厢上方前移，移动方向与水稻种植行平行，辅助授粉机构将父本厢的花粉扬起后通过风机收集吹送至母本厢上方，利用罩膜将花粉聚拢在母本厢上方，同时从母本植株的下部斜向上吹入空气，气流经过母本植株缓冲后自下而上将花粉悬浮于罩膜内，罩膜内形成稳定的花粉悬浮层，使得母本植株的花穗充分沉浸在花粉悬浮层内，大幅提升花粉与柱头的结合概率；
(C)当罩膜完全离开母本厢后，单次辅助授粉操作完成，风机不停，相同速度反向后移辅助授粉机构直至复位，横向平移辅助授粉机构至其余的父本厢和母本厢，继续前行辅助授粉，重复上述辅助授粉操作即可。
优选地，父本种植密度为24×30cm，母本种植密度为14×18cm，父母本行比为6:40，6行父本厢宽150cm，母本厢宽720cm。
优选地，所述辅助授粉机构的前移速率为0.1～0.4m/s。
优选地，所述辅助授粉机构包括设于田埂上的机架，所述机架的两侧对称设有两条滑轨，所述滑轨内均滑动连接有滑轮，两个滑轮之间设有横梁，所述横梁上设有滑槽，所述滑槽的底部设有通槽，滑槽内转动连接有螺杆，所述滑槽内滑动连接有滑条，所述滑条与螺杆螺纹连接，所述滑条的底部由通槽向下伸出并与通槽滑动连接，所述横梁的一端设有电机，所述电机的输出轴与螺杆的一端连接，所述滑条的底部下设有隔板，所述隔板上设有风机一，所述隔板的一侧设有集粉罩，所述集粉罩下横向设有若干扬花绳，所述风机一的一侧连通集粉罩，风机一的另一侧连通L形风管，所述滑条下还设有风机二，所述风机二连通有主管，所述主管上平行连通有若干冂形分管，所述主管和冂形分管的内侧罩设有罩膜，所述罩膜的后端铰接有隔膜，所述L形风管设于罩膜前端下方，所述L形风管、主管、冂形分管及罩膜均设于隔板的另一侧，所述机架的两端均设有卷扬机，所述卷扬机与横梁之间设有绳索。
优选地，所述风机一的风速为20m/s，所述风机二的风速为10m/s，所述罩膜的宽度大于母本厢宽15cm，所述集粉罩宽度与父本厢宽度相同。
本发明的优点在于：本发明利用辅助授粉机构在前后移动过程中将花粉扬起并吹送至母本厢上方，并能够在母本厢的稻穗处形成花粉悬浮层，增加花粉与柱头的结合成功率，有效提升了异交结实率，减少了授粉次数，提高了授粉成功率。本发明利用罩膜将花粉聚拢在母本厢上方，同时从母本植株的下部斜向上吹入空气，气流经过母本植株缓冲后自下而上将花粉悬浮于罩膜内，罩膜内形成稳定的花粉悬浮层，使得母本植株的花穗充分沉浸在花粉悬浮层内，大幅提升花粉与柱头的结合概率；本方法可以在任何风向和风速条件下进行授粉操作，不会因风向和风速而影响制种结实率，受气象条件约束较小，工作效率高，适合大规模制种生产。
附图说明
图1～3为辅助授粉机构不同视角的整体结构示意图。
图4为辅助授粉机构的俯视图。
图5为图4中A-A向剖视图。
其中，1-机架，11-滑轨，2-横梁，21-滑槽，22-滑条，23-电机，24-螺杆，25-滑轮，26-通槽，3-卷扬机，31-绳索，4-集粉罩，41-扬花绳，5-隔板，51-风机一，52-L形风管，6-风机二，61-主管，62-冂形分管，63-罩膜，64-隔膜。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：以Ⅱ-32A×浙恢205配组为例，按如下方法进行籼型杂交水稻制种：
(A)按照父本种植密度为24×30cm，母本种植密度为14×18cm，父母本行比为6:40，6行父本厢宽150cm，母本厢宽720cm，分别种植父本厢和母本厢，父母本间距30～45cm，常规水稻种植条件下进行栽培，控制父本和母本的花期相差在两天内；
(B)选取晴天，在父母本花期采用辅助授粉机构进行辅助授粉操作，授粉时环境风速平均为8m/s，如图1至图5所示，辅助授粉机构包括设于田埂上的机架1，所述机架1的两侧对称设有两条滑轨11，所述滑轨11内均滑动连接有滑轮25，两个滑轮25之间设有横梁2，所述横梁2上设有滑槽21，所述滑槽21的底部设有通槽26，滑槽21内转动连接有螺杆24，所述滑槽21内滑动连接有滑条22，所述滑条22与螺杆24螺纹连接，所述滑条22的底部由通槽26向下伸出并与通槽26滑动连接，所述横梁2的一端设有电机23，所述电机23的输出轴与螺杆24的一端连接，所述滑条22的底部下设有隔板5，所述隔板5上设有风机一51，所述隔板5的一侧设有集粉罩4，所述集粉罩4下横向设有若干扬花绳41，所述风机一51的一侧连通集粉罩4，风机一51的另一侧连通L形风管52，所述滑条22下还设有风机二6，所述风机二6连通有主管61，所述主管61上平行连通有若干冂形分管62，所述主管61和冂形分管62的内侧罩设有罩膜63，所述罩膜63的后端铰接有隔膜64，所述L形风管52设于罩膜63前端下方，所述L形风管52、主管61、冂形分管62及罩膜63均设于隔板5的另一侧，所述机架1的两端均设有卷扬机3，所述卷扬机3与横梁2之间设有绳索31。所述冂形分管62的下端呈J形，喷口斜向上设置，便于营造向上的气流，悬浮花粉。
辅助授粉前，打开电机23，电机23带动螺杆24转动，螺杆24转动带动滑条22在滑槽21内横向平移，滑条22平移带动隔板5平移，调整隔板5的位置直至隔板5对齐父本厢和母本厢之间的间隙，此时集粉罩4对齐父本厢的宽边，罩膜63的开口端对齐母本厢的宽边，冂形分管62两侧分别对齐于母本厢的两侧，冂形分管62两侧下端的出气口高于茎秆下端10～20cm。关闭电机23，将两侧的卷扬机3同时打开，一侧放绳另一侧收绳，以此来拉动横梁2前移，横梁2以0.1～0.4m/s的速度持续前移过程中，带动滑条22及其下挂的隔板5、集粉罩4、罩膜63、主管61、风机一51和风机二6等诸多部件一同沿水稻种植行平行方向前移，前移时，集粉罩4下的若干扬花绳41扫过父本水稻植株的花穗，花粉随之上扬并被风机一51吸入后从另一侧喷出，经L形风管52喷入罩膜63和母本花穗之间，此时罩膜63罩设在母本植株外，罩膜63顶部距花穗顶部约30cm，罩膜63两侧的下端低于剑叶下端10～15cm，此时，打开风机二6，风机二6将空气通过主管61送入各个冂形分管62内，最终由冂形分管62两侧下端的斜向上的喷口喷出，斜向上的气流经过多行母本植株叶片和茎秆的阻滞，气流自下而上十分缓和的运动，以此来抵制花粉的自由沉降，维持母本花穗附近形成一层花粉悬浮层，不受外界的气流影响，铰接的隔膜64即可防止花粉大量外泄，又可以在母本花穗移出罩膜63时不刮伤花穗。前移速度不宜过快，过快会导致花粉悬浮停留于花穗上的时间较短，影响授粉率。罩膜63和主管61的长度控制在10～20m。
(C)当罩膜63完全离开母本厢后，单次辅助授粉操作完成，风机一51不停，相同速度反向后移辅助授粉机构直至复位，打开电机23横向平移集粉罩4和罩膜63及冂形分管62至其余的父本厢和母本厢，继续前行辅助授粉，重复上述辅助授粉操作即可。所述风机一51的风速为20m/s，所述风机二6的风速为10m/s，所述罩膜63的宽度大于母本厢宽15cm，所述集粉罩4宽度与父本厢宽度相同。因水稻的花粉粒径小、重量轻，当气流速度20m/s时，花粉分散较为均匀。风机二6的风速不易过大或过小，过大否则会产生较大的气流扰动，影响花粉悬浮，过小经过水稻茎秆和叶片阻滞后又不足以影响花粉的沉降，无法维持花粉的悬浮状态。
对照实施例：其余均与实施例1相同，不同之处在于不采用辅助授粉机构进行授粉，转而采用人工拉绳法进行人工辅助授粉，每天授粉3-4次，每次授粉时间20-30min，授粉天数与实施例1相同。
最终收获水稻种子时，在实施例1与对照实施例中各随机选取100穗，每个单穗求结实率，再求平均值，结果如下：
表1不同辅助授粉方法对于异交结实率的影响
| 组别 | 结实率(％) |
| 实施例1 | 64.4 |
| 对照实施例 | 37.9 |
由表1结果可知，本发明中的授粉方法可以有效提高籼型杂交水稻的异交解释率，授粉效果明显优于传统的人工辅助授粉方法。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (5)
1.一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(A)按照适当的父母本行比分别种植父本厢和母本厢，父母本间距30～45cm，控制父本和母本的花期相差在两天内；
(B)在父母本花期采用辅助授粉机构进行辅助授粉操作，所述辅助授粉机构同时在父本厢和母本厢上方前移，移动方向与水稻种植行平行，辅助授粉机构将父本厢的花粉扬起后通过风机收集吹送至母本厢上方，利用罩膜将花粉聚拢在母本厢上方，同时从母本植株的下部斜向上吹入空气，气流经过母本植株缓冲后自下而上将花粉悬浮于罩膜内，罩膜内形成稳定的花粉悬浮层，使得母本植株的花穗充分沉浸在花粉悬浮层内，大幅提升花粉与柱头的结合概率；
(C)当罩膜完全离开母本厢后，单次辅助授粉操作完成，风机不停，相同速度反向后移辅助授粉机构直至复位，横向平移辅助授粉机构至其余的父本厢和母本厢，继续前行辅助授粉，重复上述辅助授粉操作即可。
2.根据权利要求1所述的一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，其特征在于，父本种植密度为24×30cm，母本种植密度为14×18cm，父母本行比为6:40，6行父本厢宽150cm，母本厢宽720cm。
3.根据权利要求2所述的一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，其特征在于，所述辅助授粉机构的前移速率为0.1～0.4m/s。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，其特征在于，所述辅助授粉机构包括设于田埂上的机架(1)，所述机架(1)的两侧对称设有两条滑轨(11)，所述滑轨(11)内均滑动连接有滑轮(25)，两个滑轮(25)之间设有横梁(2)，所述横梁(2)上设有滑槽(21)，所述滑槽(21)的底部设有通槽(26)，滑槽(21)内转动连接有螺杆(24)，所述滑槽(21)内滑动连接有滑条(22)，所述滑条(22)与螺杆(24)螺纹连接，所述滑条(22)的底部由通槽(26)向下伸出并与通槽(26)滑动连接，所述横梁(2)的一端设有电机(23)，所述电机(23)的输出轴与螺杆(24)的一端连接，所述滑条(22)的底部下设有隔板(5)，所述隔板(5)上设有风机一(51)，所述隔板(5)的一侧设有集粉罩(4)，所述集粉罩(4)下横向设有若干扬花绳(41)，所述风机一(51)的一侧连通集粉罩(4)，风机一(51)的另一侧连通L形风管(52)，所述滑条(22)下还设有风机二(6)，所述风机二(6)连通有主管(61)，所述主管(61)上平行连通有若干冂形分管(62)，所述主管(61)和冂形分管(62)的内侧罩设有罩膜(63)，所述罩膜(63)的后端铰接有隔膜(64)，所述L形风管(52)设于罩膜(63)前端下方，所述L形风管(52)、主管(61)、冂形分管(62)及罩膜(63)均设于隔板(5)的另一侧，所述机架(1)的两端均设有卷扬机(3)，所述卷扬机(3)与横梁(2)之间设有绳索(31)。
5.根据权利要求4所述的一种提高籼型杂交水稻制种异交结实率的方法，其特征在于，所述风机一的风速为20m/s，所述风机二的风速为10m/s，所述罩膜的宽度大于母本厢宽15cm，所述集粉罩宽度与父本厢宽度相同。
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| CN116267585A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-23 | 嘉兴市农业科学研究院 | 一种水稻繁种的辅助授粉装置 |
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| CN1065970A (zh) * | 1992-04-13 | 1992-11-11 | 湖北农学院 | 杂交水稻制种授粉方法及实现该方法的授粉器 |
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