三系雜交水稻的制種技術

一、概述

雜交水稻的制種，是以雄性不育系作母本，雄性不育恢復系作父本，父母本按照一定的行比相間種植，花期相遇，母本接受父本的花粉而受精結實，生產雜交種子，是一個異交結實的過程，因而雜交稻制種又稱為水稻的異交栽培。在整個生產過程中，技術性強，操作嚴格，一切技術措施主要是為提高母本的異交結實率。制種產量的高低和種子質量的好壞，直接關係到雜交水稻的生產與發展。

雜交水稻制種基本的技術環節有：制種生態條件（基地與季節）的選擇、花相遇技術（包括播種期、播差期與理想花期的安排、花期預測與調節）、父母本羣體的建立與培管、九二○噴施技術與異交態勢的改良、人工輔助授粉、特殊病蟲害的防治等。

二、制種生態條件的選擇

具有制種生態優勢的生態條件：一是要求在揚花授粉期田間應具有適宜的温度濕度條件，開花期日平均温度26-28度，日最高温度不超過35度，日最低温度不低於21度，晝夜温差大（10度以上），田間濕度在70%-90%，無干熱風天氣，授粉時最大風速在4m/s以下，光照充足，出現3天連續陰雨天氣的年份少；二是具有良好的稻作生產條件和適宜制種組合生長髮育的稻作生態條件。

㈠制種基地的選擇。制種基地的選擇應考慮其具有良好的稻作自然條件和保證種子純度的隔離條件。

㈡制種季節的選擇與安全抽穗揚花期、成熟收割期。雜交水稻制種季別在長江流域稻作區有3種類型：春制的抽穗揚花期在6月中旬至7月中旬，又分為早春制和遲春制，夏制的抽穗揚花期在7月下旬至8月中旬，又分為早夏制和遲夏制；秋制的抽穗揚花期在8月下旬至9月下旬，又分為早秋制和遲秋制。另外，海南冬制已成為國內十分重要的雜交制種類型，抽穗揚花期在3月下旬至4月中旬。

㈢制種隔離。水稻花粉粒小而輕，能隨風飛揚，花粉的傳播距離很遠，在風力較大的情況下，可傳播幾十米，甚至上100米。

1、空間隔離。利用空間距離進行隔離，一般利用山丘、河川、房屋等和種植非水稻作物等作為隔離區。

2、時間隔離。在隔離區內，種植非制種父本的水稻品種的始穗期須早於或遲於制種母本始穗期20天以上。

3、父本隔離。在隔離區種植與制種相同的父本品種，要求父本種子純度在99.5%以上。

4、屏障隔離。屏障隔離就是用障礙物和高稈作物做隔離。

三、父母本花期相遇技術

一是花期理想相遇。所謂花期理想相遇，一般而言是母本頭花不空，父本尾花不丟，父母本盛花正相逢，其中關鍵是母本的盛花期能與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對始穗期的早遲為標準，花期相遇就是父本或母本的始穗期比理想花期早或遲2-3天內，在這種花遇程度下父母本的盛花期能達到大部分相遇。

三是花期基本相遇。以理想花期相遇的父母本相對始穗期的早遲到標準，花期基本相遇則是父本或母本的始穗期比理想花期早或遲3-5天，在這種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遲6天以上，父母本的盛花期基本不遇，僅只有父本或母本尾花與母本或父本的頭花相遇甚至也不能相遇，這種花期不遇下的制種產量極低甚至失收。

確保父母本花期相遇的技術是雜交水稻制種核心的技術，主要包括3個方面的內容：一是確保安全缺穗揚花的播種期安排與父母本理想的播差期確定，這是保證花期相遇的基礎；二是規範化標準化的制種栽培管理技術，這是花期相遇的保障；三是花期的預測與調節，這是輔助措施。

㈠父母本的播種期與播差期

1、父本播種期的確定。對於父本生育期比母本長、父本先播種或者父母本生育期相近能同期播種的雜交組合制種，父本播種期的確定由兩個方面來決定：一是安全抽穗揚花期的始穗期，父本的播種期應服從於安全抽穗揚花期；二是父本本身的播始歷期。

2、父本播種期數。20世紀70年代中期，雜交水稻剛開始制種一期父本，70年代後期用二期父本制種，80年代初期用三期父本制種。

3、播差期的確定。雜交水稻制種由於父母本生育期（播始歷期）的差異，一般大部分組合制種父母本不能同時播種，那麼兩親本播種時間的差異就是播差期。播差期是根據兩個親本的生育期及生育特性（感光性、感温性、營養生長性）和理想花期相遇的始穗期標準來確定的，不同組合由於親本的差異，播差期是不同的。即使是同一組合在不同的季節、不同地域制種，播差期也有差異。要確定一個組合適宜的播差期，首先必須對該組合的親本進行多年的分期播種試驗觀察，詳細瞭解親本的生育期和生育特性的變化規律。在此基礎上，可採用時差法（又叫生育期法）、葉（齡）差法、（積）温差法來計算確定播差期。

㈡花期預測與調節技術

1、花期預測的方法。花期預測的方法比較多，不同的生育階段可採用相應的方法。常用的方法有：幼穗剝檢法、葉齡餘數法、對應葉齡法、雙零葉法與葫蘆葉預測法、積温推算法、播始期推算法等。

幼穗剝檢法：是根據幼穗發育的八個時期的外部形態，直接觀察父母本幼穗發育的進度，來預測父母本花期能否相遇的方法。具體做法是：以主莖苗為剝檢對象，選取一穴中葉片最長苗作為主要莖穗。無論栽插單本或多本，每穴只取一根主莖苗。同一塊田內取樣數量，則依田間苗穗生長髮育整齊情況而定，一般剝檢10-20個幼穗。父母本羣體的幼穗分化階段確定以50%-60%的植株達到某個分化時期為準。

父母本花期不遇表現為兩種情況：一是父本比母本早始穗，即父早母遲；二是父本比母本遲始穗，父遲母早。至於父母本花期相差的程度如何，則由父母本理想花期相遇的始穗期標準決定，比父母本始穗期標準相差3天以上時應進行花期調節。

花期調節的作用效果表現在兩個方面：一是促進生長髮育，提早抽穗和縮短開花歷期；二是延緩生長髮育，推遲抽穗和延長開花歷期。對花期早的新本採取延緩作用的調節措施，對遲的親本採取促進作用的調節措施。

農藝措施調節法：一是密度（基本苗）調節。一般可調節3-4天。生育期長的親本分櫱能力較強，調節效果較好，反之則效果較小。使用密度調節法時，要在保證母本高產苗穗結構和父本充足花粉量的前提下進行。母本過稀栽植常導致穗數不足，且抽穗分散，開花不集中。父本適當稀植高肥，可延遲延長花期。父本密植或多本插植導致花期短，父母本花期不能全遇；二是秧齡調節。秧齡的長短對始穗期影響較大，如IR26秧齡25天比40天的始穗期可早7天左右，30天秧齡比40天的早6天左右，秧齡超過40天，抽穗不整齊。珍汕97A13天秧齡比28天的始穗期早4天左右，18天秧齡比28天始穗僅早1天。超過35天秧齡出現早穗，抽穗不整齊。對秧苗素質中等或較差的秧苗，調節作用大，對秧苗素質好的秧苗其調節效果小；三是中耕調節。中耕並結合施用一定量的氮素肥料可以明顯延遲台穗期和延長開花歷期。對苗數多、早發的田塊兒效果小，特別是對禾苗勢旺的田塊中耕施肥效果不好，所以使用此法須看苗而定。在沒能達到預期苗數，田間禾苗未封行前採用此法效果好，對禾苗長勢好的田塊不宜採用。四是肥水調節，對發育快的親本，每公頃可偏。施75-150kg尿素，但對母本偏施尿素時要慎重，要看苗情而定，施後結合中耕，能延緩生長髮育，可調節花期5天左右。對發育慢的親本每公頃可用磷酸二氫鉀1.5kg兑水750kg，連噴兩次，一般能調節花期2-3天。在幼穗發育後期發現花期不遇，可利用大多數恢復系一般對水反應敏感，大多數不育系對水反應較遲鈍的特點，通過田間水分控制，可調節花期。如果父本早母本遲，可以排水曬田，控父促母；母本早父本遲，則可灌深水，促父控母，通過對水的控制，可調節花期3-4天。

激素調節法：噴施九二○，一般可使親本提早抽穗2-3天。具體做法是：抽穗前兩天或見穗期，每667m2用1-2g九二○，再加磷酸二氫鉀0.1-0.15kg，對抽穗遲的親本進行葉面噴霧。對抽穗相差4天以上的，可對幼穗發育快的親本在幼穗分發第三期前噴施多效唑，每667m2用0.1-0.15kg多效唑兑水50kg噴霧。噴過多效唑的親本，在噴九二○時每667m2應增加九二○用量2-3g。此外，施用其他複合型激素類調節如調花寶、花信靈、調花靈等，能提早1-2天見穗，且抽穗整齊，促進水稻花器的發育，使開花集中，花時提早，提高父本花粉和母本柱頭生活力。

拔苞拔穗法：花期即測發現父母本始穗期相差5-10天，可以在早親本的幼穗分化七期和見穗期，採取拔苞穗的方法，促使早抽穗親本的遲發分櫱成穗，從而推遲花期。拔苞（穗）應及時，並結合施用N素肥料，以便使稻株的營養供應儘早地轉移到遲發發分櫱穗上，從而保證更多的遲發分櫱成穗。被拔去的稻苞（穗）一般是比遲親本的始穗期早5天以上的稻苞（穗），主要是主莖穗與第一次分櫱穗。若採用拔苞拔穗措施，必須在幼穗分化前期重施肥料，培育出較多的遲發分櫱。

機械損傷調節法：對發育偏快的親本可採用割葉、提蔸、傷根等措施，一般可調節花期3-5天。採用這種方法，要結合施肥才能恢復生長，而且只限於重調時使用，除非不得已，一般不要採用。

外露柱頭法：是利用母本不育系柱頭外露率高，接受花粉的時間長的特點來調節花期的方法。其要點是採取一切可能的培管措施來提高母本柱頭外露率，並使柱頭保持4-5天以上的活力能受粉結實，這就相當於推遲了母本3-4天的花期。這也是高產製種所提倡的技術措施。

四、母本高產羣體的構成與培管

雜交水稻制種在父母本羣體構成關係上，確定母本羣體佔大多數的主導地位與保證一定父本數量需要具有同等的重要性，不能只顧一方。

在栽培的原則上，應優先保證父本的最佳生長狀態，只能父欺母不允許母欺父，採取特殊的栽培措施如偏施球肥、兩段育秧、開溝栽培等來強化父本的栽培，從而實現在保證充足的父本花粉供應的基礎上（即保證母本有較高的異交結實率），儘可能地縮小父本的佔地比率，擴大母本佔地比率，達到母本佔地比率與母本異交結實率能協調增長，而提高制種產量。

大田培管技術。由於制種異交結實對父本和母本的抽穗開花的要求不同，一般要求父本有較長的抽穗開花歷期，又能保證有充足的花粉量，對母本則要求相對較短的抽穗開花期，穗粒數多，因而栽插時對父母本的要求就不同。母本要求密植，一般栽插密度為13.3cm×13.3-16.7cm，每穴栽2-3本，穴栽基本苗6-9個；對父本則要求稀植，穴插雙本。即母本成穗靠插不靠發，父本則插發並舉。所以，一般早熟組合制種要求母本667m2插基本苗10-12萬，父本2-3萬；中、遲熟組合制種要求母本667m2插基本苗12萬-16萬，父本4萬-6萬。

五、九二○噴施技術與異交態勢的改良

制種母本不育系抽穗時穗頸節不能正常伸長，導致卡頸稻穗不能全部抽出，一般有1/3-1/4的稻穗包在稻苞內，嚴重影響母本的開花授粉結實。在抽穗期噴施九二○，就可以促進穗頸節伸長，解除卡頸，達到穗粒正常全外露，大大地提高母本的異交能力。所以，九二○的施用已成為雜交水稻制種技術中最關鍵的技術。施用效果的好壞直接決定着制種產量的高低。

六、人工輔助授粉技術

㈠人工授粉的方法。主要有3種人工畏助授粉方法：一是繩索拉粉法，二是單長竿趕粉法，三是雙短竿推粉法。

㈡授粉的次數與時間。水稻不僅是一個花期短的作物，而且其一天內開花時間也比較短，一天內一般只有1.5-2H的開花時間，且中午前後。每天的人工授粉次數一般為3-4次，原則是有粉趕到無粉止。

七、特殊病蟲害的防治技術

雜交水稻制種在父母本生育過程中所能發生的病蟲害，與一般同季節水稻栽培所發生的病蟲害基本上是一致，但是雜交水稻制種異地異季栽培和高肥條件下栽培更容易發生病蟲害。主要蟲害有稻薊馬、稻稈潛葉蠅、二化螟、三化螟、卷葉螟、稻苞蟲、稻飛蝨、葉蟬、蚜蟲等，主要的病害有紋枯病、稻瘟病、白葉枯病等，細菌性條斑病（簡稱細條病）是目前國內水稻種子的檢疫性病害，在雜交水稻制種上是不允許發生的。

除了上述所列的水稻病蟲害外，雜交水稻制種母本不育系還發生一種特殊的病害？稻粒黑粉病。稻粒黑粉病使穎花的受精後後灌漿不能正常充實成稻米，而使米粒全部變成黑色粉末，外觀表現為穎殼呈青黃色，病粒飽滿，剝開穎殼種皮內盡是黑色粉末狀的病菌孢子。在雜交水稻制種母本中，不論何種不育系作母本制種均能發生，相當普遍而且嚴重，已成為雜交水稻系列制種生產的主要病害，病粒率一般在5%-10%，嚴重的達30%-50%，不僅造成制種產量損失，一般損失10%-20%，最高可達50%，而且因收割後病粒與種子混在一起難以剔除而影響種子的質量。

對稻粒黑粉病的防治已成為雜交稻種子的生產中必不可少的一個技術環節。

制種生產實踐表明，稻粒黑粉病發病程度受環境氣候條件影響很大，改善環境氣候條件特別是母本不育系穗層的小氣候條件，可以大大降低病害的發生程度。所以對稻粒黑粉病的防治，應採取農業措施與藥劑防治兼顧的綜合防治技術。

㈠栽培技術措施防治。在大面積制種中，稻粒黑粉病的發病程度不僅年際間、地點間變化很大，而且同一地點的不同田塊差異也很大，常表現出輕病年有較重發病的田塊，説明栽

1、恰當安排好播期。選好開花授粉天氣。花期天氣晴朗少雨或無雨，發病很輕，不一定需要進行藥劑防治。若花期天氣多雨少晴，發病一定較重，而且藥劑防治效果也差。

2、使用好九二○促使穗層高出葉層，使穗層疏鬆，通風透光好，濕度小，不利於發病。另外，對那些在噴施九二○後劍葉不平展仍挺直的和葉片太長的不育系作母本制種和制種母本冠層葉片較長的田塊，應採取適當割葉的方法來促使穗層高於葉層，既可有利於花粉傳播，提高母本異交結實，又可以減輕發病。

3、實施保健栽培，控制冠層葉片長度。在母本生長的中後期，控制好肥水，及時曬田，控制母本冠層葉片的生長，增強田間通風透光性，惡化病菌滋生田間，減輕病害發生。

㈡藥劑防治方法

1、種子消毒。制種所用的母本種子在用8%-10%的鹽水選種後，再用藥劑滅菌消毒。浸種消毒的藥劑有：20%粉鏽寧乳油500-1000倍液、50%多菌靈可濕性粉劑500倍液、20%強氯精可濕性粉劑500倍液。

2、大田防治。一般在抽穗開花期噴施防治稻粒黑粉病的藥劑1-2次，遇陰雨天氣時應增加1次用藥。防治藥劑有三唑酮（粉鏽寧）、滅黑靈、滅黑一號、克黑淨、滅病威（多菌靈）一硫脱懸劑和最近推出的愛苗。