三系杂交水稻的制种技术

　　　　一、概述

　　　　杂交水稻的制种，是以雄性不育系作母本，雄性不育恢复系作父本，父母本按照一定的行比相间种植，花期相遇，母本接受父本的花粉而受精结实，生产杂交种子，是一个异交结实的过程，因而杂交稻制种又称为水稻的异交栽培。在整个生产过程中，技术性强，操作严格，一切技术措施主要是为提高母本的异交结实率。制种产量的高低和种子质量的好坏，直接关系到杂交水稻的生产与发展。

　　　　杂交水稻制种基本的技术环节有：制种生态条件（基地与季节）的选择、花相遇技术（包括播种期、播差期与理想花期的安排、花期预测与调节）、父母本群体的建立与培管、“九二○”喷施技术与异交态势的改良、人工辅助授粉、特殊病虫害的防治等。

　　　　二、制种生态条件的选择

　　　　具有制种生态优势的生态条件：一是要求在扬花授粉期田间应具有适宜的温度湿度条件，开花期日平均温度26-28度，日*温度不超过35度，日*温度不低于21度，昼夜温差大（10度以上），田间湿度在70%-90%，无干热风天气，授粉时*风速在4m/s以下，光照充足，出现3天连续阴雨天气的年份少；二是具有良好的稻作生产条件和适宜制种组合生长发育的稻作生态条件。

　　　　㈠制种基地的选择。制种基地的选择应考虑其具有良好的稻作自然条件和保证种子纯度的隔离条件。

　　　　㈡制种季节的选择与安全抽穗扬花期、成熟收割期。杂交水稻制种季别在长江流域稻作区有3种类型：春制的抽穗扬花期在6月中旬至7月中旬，又分为早春制和迟春制，夏制的抽穗扬花期在7月下旬至8月中旬，又分为早夏制和迟夏制；秋制的抽穗扬花期在8月下旬至9月下旬，又分为早秋制和迟秋制。另外，海南冬制已成为国内十分重要的杂交制种类型，抽穗扬花期在3月下旬至4月中旬。

　　　　㈢制种隔离。水稻花粉粒小而轻，能随风飞扬，花粉的传播距离很远，在风力较大的情况下，可传播几十米，甚至上100米。

　　　　1、空间隔离。利用空间距离进行隔离，一般利用山丘、河川、房屋等和种植非水稻作物等作为隔离区。

　　　　2、时间隔离。在隔离区内，种植非制种父本的水稻品种的始穗期须早于或迟于制种母本始穗期20天以上。

　　　　3、父本隔离。在隔离区种植与制种相同的父本品种，要求父本种子纯度在99.5%以上。

　　　　4、屏障隔离。屏障隔离就是用障碍物和高秆作物做隔离。

　　　　三、父母本花期相遇技术

　　　　一是花期理想相遇。所谓花期理想相遇，一般而言是“母本头花不空，父本尾花不丢，父母本盛花正相逢”，其中关键是母本的盛花期能与父本的盛花期完全相遇。

　　　　二是花期相遇。以理想花期相遇的父母本相对始穗期的早迟为标准，花期相遇就是父本或母本的始穗期比理想花期早或迟2-3天内，在这种花遇程度下父母本的盛花期能达到大部分相遇。

　　　　三是花期基本相遇。以理想花期相遇的父母本相对始穗期的早迟到标准，花期基本相遇则是父本或母本的始穗期比理想花期早或迟3-5天，在这种花遇程度下父母本的盛花期只有部分相遇。

　　　　四是花期不遇。就是父本或母本的始穗期比理想花期早或迟6天以上，父母本的盛花期基本不遇，仅只有父本或母本尾花与母本或父本的头花相遇甚至也不能相遇，这种花期不遇下的制种产量极低甚至失收。

　　　　确保父母本花期相遇的技术是杂交水稻制种核心的技术，主要包括3个方面的内容：一是确保安全缺穗扬花的播种期安排与父母本理想的播差期确定，这是保证花期相遇的基础；二是规范化标准化的制种栽培管理技术，这是花期相遇的保障；三是花期的预测与调节，这是辅助措施。

　　　　㈠父母本的播种期与播差期

　　　　1、父本播种期的确定。对于父本生育期比母本长、父本先播种或者父母本生育期相近能同期播种的杂交组合制种，父本播种期的确定由两个方面来决定：一是安全抽穗扬花期的始穗期，父本的播种期应服从于安全抽穗扬花期；二是父本本身的播始历期。

　　　　2、父本播种期数。20世纪70年代中期，杂交水稻刚开始制种一期父本，70年代后期用二期父本制种，80年代初期用三期父本制种。

　　　　3、播差期的确定。杂交水稻制种由于父母本生育期（播始历期）的差异，一般大部分组合制种父母本不能同时播种，那么两亲本播种时间的差异就是播差期。播差期是根据两个亲本的生育期及生育特性（感光性、感温性、营养生长性）和理想花期相遇的始穗期标准来确定的，不同组合由于亲本的差异，播差期是不同的。即使是同一组合在不同的季节、不同地域制种，播差期也有差异。要确定一个组合适宜的播差期，首先必须对该组合的亲本进行多年的分期播种试验观察，详细了解亲本的生育期和生育特性的变化规律。在此基础上，可采用时差法（又叫生育期法）、叶（龄）差法、（积）温差法来计算确定播差期。

　　　　㈡花期预测与调节技术

　　　　1、花期预测的方法。花期预测的方法比较多，不同的生育阶段可采用相应的方法。常用的方法有：幼穗剥检法、叶龄余数法、对应叶龄法、双零叶法与葫芦叶预测法、积温推算法、播始期推算法等。

　　　　幼穗剥检法：是根据幼穗发育的八个时期的外部形态，直接观察父母本幼穗发育的进度，来预测父母本花期能否相遇的方法。具体做法是：以主茎苗为剥检对象，选取一穴中叶片*长苗作为主要茎穗。无论栽插单本或多本，每穴只取一根主茎苗。同一块田内取样数量，则依田间苗穗生长发育整齐情况而定，一般剥检10-20个幼穗。父母本群体的幼穗分化阶段确定以50%-60%的植株达到某个分化时期为准。

　　　　父母本花期不遇表现为两种情况：一是父本比母本早始穗，即父早母迟；二是父本比母本迟始穗，父迟母早。至于父母本花期相差的程度如何，则由父母本理想花期相遇的始穗期标准决定，比父母本始穗期标准相差3天以上时应进行花期调节。

　　　　花期调节的作用效果表现在两个方面：一是促进生长发育，提早抽穗和缩短开花历期；二是延缓生长发育，推迟抽穗和延长开花历期。对花期早的新本采取延缓作用的调节措施，对迟的亲本采取促进作用的调节措施。

　　　　农艺措施调节法：一是密度（基本苗）调节。一般可调节3-4天。生育期长的亲本分蘖能力较强，调节效果较好，反之则效果较小。使用密度调节法时，要在保证母本高产苗穗结构和父本充足花粉量的前提下进行。母本过稀栽植常导致穗数不足，且抽穗分散，开花不集中。父本适当稀植高肥，可延迟延长花期。父本密植或多本插植导致花期短，父母本花期不能全遇；二是秧龄调节。秧龄的长短对始穗期影响较大，如IR26秧龄25天比40天的始穗期可早7天左右，30天秧龄比40天的早6天左右，秧龄超过40天，抽穗不整齐。珍汕97A13天秧龄比28天的始穗期早4天左右，18天秧龄比28天始穗仅早1天。超过35天秧龄出现早穗，抽穗不整齐。对秧苗素质中等或较差的秧苗，调节作用大，对秧苗素质好的秧苗其调节效果小；三是中耕调节。中耕并结合施用一定量的氮素肥料可以明显延迟台穗期和延长开花历期。对苗数多、早发的田块儿效果小，特别是对禾苗势旺的田块中耕施肥效果不好，所以使用此法须看苗而定。在没能达到预期苗数，田间禾苗未封行前采用此法效果好，对禾苗长势好的田块不宜采用。四是肥水调节，对发育快的亲本，每公顷可偏。施75-150kg尿素，但对母本偏施尿素时要慎重，要看苗情而定，施后结合中耕，能延缓生长发育，可调节花期5天左右。对发育慢的亲本每公顷可用磷酸二氢钾1.5kg兑水750kg，连喷两次，一般能调节花期2-3天。在幼穗发育后期发现花期不遇，可利用大多数恢复系一般对水反应敏感，大多数不育系对水反应较迟钝的特点，通过田间水分控制，可调节花期。如果父本早母本迟，可以排水晒田，控父促母；母本早父本迟，则可灌深水，促父控母，通过对水的控制，可调节花期3-4天。

　　　　激素调节法：喷施“九二○”，一般可使亲本提早抽穗2-3天。具体做法是：抽穗前两天或见穗期，每667m2用1-2g“九二○”，再加磷酸二氢钾0.1-0.15kg，对抽穗迟的亲本进行叶面喷雾。对抽穗相差4天以上的，可对幼穗发育快的亲本在幼穗分发第三期前喷施多效唑，每667m2用0.1-0.15kg多效唑兑水50kg喷雾。喷过多效唑的亲本，在喷“九二○”时每667m2应增加“九二○”用量2-3g。此外，施用其他复合型激素类调节如“调花宝”、“花信灵”、“调花灵”等，能提早1-2天见穗，且抽穗整齐，促进水稻花器的发育，使开花集中，花时提早，提高父本花粉和母本柱头生活力。

　　　　拔苞拔穗法：花期即测发现父母本始穗期相差5-10天，可以在早亲本的幼穗分化七期和见穗期，采取拔苞穗的方法，促使早抽穗亲本的迟发分蘖成穗，从而推迟花期。拔苞（穗）应及时，并结合施用N素肥料，以便使稻株的营养供应尽早地转移到迟发发分蘖穗上，从而保证更多的迟发分蘖成穗。被拔去的稻苞（穗）一般是比迟亲本的始穗期早5天以上的稻苞（穗），主要是主茎穗与*次分蘖穗。若采用拔苞拔穗措施，必须在幼穗分化前期重施肥料，培育出较多的迟发分蘖。

　　　　机械损伤调节法：对发育偏快的亲本可采用割叶、提蔸、伤根等措施，一般可调节花期3-5天。采用这种方法，要结合施肥才能恢复生长，而且只限于重调时使用，除非不得已，一般不要采用。

　　　　外露柱头法：是利用母本不育系柱头外露率高，接受花粉的时间长的特点来调节花期的方法。其要点是采取一切可能的培管措施来提高母本柱头外露率，并使柱头保持4-5天以上的活力能受粉结实，这就相当于推迟了母本3-4天的花期。这也是高产制种所提倡的技术措施。

　　　　四、母本高产群体的构成与培管

　　　　杂交水稻制种在父母本群体构成关系上，确定母本群体占大多数的主导地位与保证一定父本数量需要具有同等的重要性，不能只顾一方。

　　　　在栽培的原则上，应优先保证父本的*生长状态，只能父欺母不允许母欺父，采取特殊的栽培措施如偏施球肥、两段育秧、开沟栽培等来强化父本的栽培，从而实现在保证充足的父本花粉供应的基础上（即保证母本有较高的异交结实率），尽可能地缩小父本的占地比率，扩大母本占地比率，达到母本占地比率与母本异交结实率能协调增长，而提高制种产量。

　　　　大田培管技术。由于制种异交结实对父本和母本的抽穗开花的要求不同，一般要求父本有较长的抽穗开花历期，又能保证有充足的花粉量，对母本则要求相对较短的抽穗开花期，穗粒数多，因而栽插时对父母本的要求就不同。母本要求密植，一般栽插密度为13.3cm×13.3-16.7cm，每穴栽2-3本，穴栽基本苗6-9个；对父本则要求稀植，穴插双本。即母本成穗靠插不靠发，父本则插发并举。所以，一般早熟组合制种要求母本667m2插基本苗10-12万，父本2-3万；中、迟熟组合制种要求母本667m2插基本苗12万-16万，父本4万-6万。

　　　　五、“九二○”喷施技术与异交态势的改良

　　　　制种母本不育系抽穗时穗颈节不能正常伸长，导致卡颈稻穗不能全部抽出，一般有1/3-1/4的稻穗包在稻苞内，严重影响母本的开花授粉结实。在抽穗期喷施“九二○”，就可以促进穗颈节伸长，解除卡颈，达到穗粒正常全外露，大大地提高母本的异交能力。所以，“九二○”的施用已成为杂交水稻制种技术中*关键的技术。施用效果的好坏直接决定着制种产量的高低。

　　　　六、人工辅助授粉技术

　　　　㈠人工授粉的方法。主要有3种人工畏助授粉方法：一是绳索拉粉法，二是单长竿赶粉法，三是双短竿推粉法。

　　　　㈡授粉的次数与时间。水稻不仅是一个花期短的作物，而且其*内开花时间也比较短，*内一般只有1.5-2H的开花时间，且中午前后。每天的人工授粉次数一般为3-4次，原则是有粉赶到无粉止。

　　　　七、特殊病虫害的防治技术

　　　　杂交水稻制种在父母本生育过程中所能发生的病虫害，与一般同季节水稻栽培所发生的病虫害基本上是一致，但是杂交水稻制种异地异季栽培和高肥条件下栽培更容易发生病虫害。主要虫害有稻蓟马、稻秆潜叶蝇、二化螟、三化螟、卷叶螟、稻苞虫、稻飞虱、叶蝉、蚜虫等，主要的病害有纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等，细菌性条斑病（简称细条病）是目前国内水稻种子的检疫性病害，在杂交水稻制种上是不允许发生的。

　　　　除了上述所列的水稻病虫害外，杂交水稻制种母本不育系还发生一种特殊的病害??稻粒黑粉病。稻粒黑粉病使颖花的受精后后灌浆不能正常充实成稻米，而使米粒全部变成黑色粉末，外观表现为颖壳呈青黄色，病粒饱满，剥开颖壳种皮内尽是黑色粉末状的病菌孢子。在杂交水稻制种母本中，不论何种不育系作母本制种均能发生，相当普遍而且严重，已成为杂交水稻系列制种生产的主要病害，病粒率一般在5%-10%，严重的达30%-50%，不仅造成制种产量损失，一般损失10%-20%，*可达50%，而且因收割后病粒与种子混在一起难以剔除而影响种子的质量。

　　　　对稻粒黑粉病的防治已成为杂交稻种子的生产中必不可少的一个技术环节。

　　　　制种生产实践表明，稻粒黑粉病发病程度受环境气候条件影响很大，改善环境气候条件特别是母本不育系穗层的小气候条件，可以大大降低病害的发生程度。所以对稻粒黑粉病的防治，应采取农业措施与药剂防治兼顾的综合防治技术。

　　　　㈠栽培技术措施防治。在大面积制种中，稻粒黑粉病的发病程度不仅年际间、地点间变化很大，而且同一地点的不同田块差异也很大，常表现出轻病年有较重发病的田块，说明栽

　　　　1、恰当安排好播期。选好开花授粉天气。花期天气晴朗少雨或无雨，发病很轻，不一定需要进行药剂防治。若花期天气多雨少晴，发病一定较重，而且药剂防治效果也差。

　　　　2、使用好“九二○”促使穗层高出叶层，使穗层疏松，通风透光好，湿度小，不利于发病。另外，对那些在喷施“九二○”后剑叶不平展仍挺直的和叶片太长的不育系作母本制种和制种母本冠层叶片较长的田块，应采取适当割叶的方法来促使穗层高于叶层，既可有利于花粉传播，提高母本异交结实，又可以减轻发病。

　　　　3、实施保健栽培，控制冠层叶片长度。在母本生长的中后期，控制好肥水，及时晒田，控制母本冠层叶片的生长，增强田间通风透光性，恶化病菌滋生田间，减轻病害发生。

　　　　㈡药剂防治方法

　　　　1、种子消毒。制种所用的母本种子在用8%-10%的盐水选种后，再用药剂灭菌消毒。浸种消毒的药剂有：20%粉锈宁乳油500-1000倍液、50%多菌灵可湿性粉剂500倍液、20%强氯精可湿性粉剂500倍液。

　　　　2、大田防治。一般在抽穗开花期喷施防治稻粒黑粉病的药剂1-2次，遇阴雨天气时应增加1次用药。防治药剂有三唑酮（粉锈宁）、灭黑灵、灭黑一号、克黑净、灭病威（多菌灵）一硫脱悬剂和*近推出的“爱苗”。