不同高度的防蟲網隔離對水稻花粉飄移的影響

汪德鋒+袁經天+任紅+雷新明+曹明+楊小鋒

摘要：以秈稻恢復系R128和秈稻不育系龍特浦A為材料，研究不同高度的防蟲網隔離對水稻（Oryza sativa L.）花粉飄移的影響。結果表明，2.0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離均能影響花粉漂移的頻率，各處理同方向各處間的漂移頻率隨著距離的增大越來越小，差異越來越不明顯；花粉漂移頻率與風向和風速大小密切相關，即下風口的漂移頻率高于上風口的漂移頻率，防蟲網隔離后漂移頻率減少幅度較大；生產雜交種可以使用2.5 m和3.0 m高防蟲網作為隔離屏障，不育系擴繁種子使用3.0 m高防蟲網作為隔離屏障才符合種子的純度要求。

關鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；防蟲網；隔離；花粉漂移

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）17-3209-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.003

Effects of Fly Net Separating with Different Height on Pollen Flow of Rice

WANG De-feng，YUNG Jing-tian，REN Hong，LEI Xin-ming，CAO Ming，YANG Xiao-feng

（Sanya Science and Technology Academy for Crop Winter Multiplication， Sanya 572000， Hainan， China）

Abstract： A restorer line rice R128 and a male sterile rice Longtefu A were used as material， the effects of fly net separating with different heights on pollen flow of rice （Oryza sativa L.） were studied. The results showed that fly net with height of 2.0 meters，2.5 meters or 3.0 meters could affect the frequency of pollen flow，the frequency of pollen flow in the same direction of experimental treatments became smaller with the increase of distance，and the significance of difference was not more and more obvious. The frequency of pollen flow was closely related to wind direction and wind speed，namely，the frequency of pollen flow in down-wind direction was higher than in up-wind direction，and the frequency decreased after using fly net separating. Production of hybrid seeds could use fly net with height of 2.5 meters or 3.0 meters as isolation barriers， seed propagation of sterile line should use fly net with height of 3.0 meters as isolation barrier in order to conform to the seed purity.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； fly net； separating； pollen flow

水稻（Oryza sativa L.）為自花授粉植物，其花粉在風、昆蟲等傳播媒介的作用下向四周擴散，導致一定的異交率。很多研究者以轉基因水稻和常規稻或雜交稻分別作為供體花粉源和花粉受體研究花粉漂移，得到花粉漂移產生的異交結實率在0.011%～3.040%，說明了水稻是典型的自花授粉作物，供體花粉漂移對常規稻或雜交稻影響較小[1-7]。賈士榮研究團隊以8個秈、粳稻不育系為花粉受體進行研究，發現漂移產生的異交率最高可達92.01%，最大飄移距離可遠至320 m[5]，說明供體花粉漂移對不育系影響極大，接受外來花粉的能力極強。因此，在不育系擴繁或雜交水稻制種過程中，為了保證其純度，應該采取某些措施避免除花粉供體外的花粉漂移事件的發生。目前，生產上一般采用的措施是距離隔離、花期隔離和屏障隔離[8]，均能在一定程度上避免花粉漂移事件的發生。為了節省土地資源和不誤農時，小面積制種或材料擴繁通常采用屏障隔離如隔離布、塑料薄膜等。防蟲網具有易透風、易固定、耐用等特點，在小面積制種或育種上同樣也受到一些人的青睞，汪德鋒等[9]以恢復系測64-7和不育系珍汕97A為材料，研究防蟲網隔離對水稻花粉飄移距離的影響，發現使用高度3 m、孔徑0.048 mm的防蟲網隔離可以使生產種子純度達到原種要求。為了進一步節省生產成本，本試驗研究了不同高度的防蟲網隔離對水稻花粉飄移距離的影響，以期為生產上小面積制種或材料擴繁使用合適高度的防蟲網提供理論依據和數據支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

供試材料是秈稻恢復系R128（花粉供體）和秈稻不育系龍特浦A（花粉受體）。試驗于2015年 8-12月在海南三亞國家農業科技園的試驗基地進行，試驗田面積2 hm2。基地內安裝有WatchDog2550自動氣象站，可實時提供氣溫、濕度、風速、風向、氣壓和雨量等氣象數據。endprint

1.2 試驗方法

選取地勢較為平坦的地塊，在田塊中央劃出半徑為5 m的圓圈，其內種植供體花粉源秈稻恢復系R128。為確保水稻花期相遇，R128分3期播種，分別于2015年8月7、11、15日播種；龍特浦A于8月19日播種。采用不同高度防蟲網物理隔離的方法對花粉漂移的控制進行研究，統一使用孔徑為0.048 mm防蟲網，頂部敞開。試驗設0、2.0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離4個處理，0 m即不使用防蟲網隔離作為試驗對照（CK）。

花粉供體圓圈外四周按一定的株行距種植大于30 m長的不育系龍特浦A花粉受體帶，種植后按當地常規的水肥管理，期間主要使用的農藥有三唑磷、毒死蜱、殺蟲雙等。水稻花期前，利用防蟲網將花粉供體與花粉受體隔離開；抽穗達到5%～10%時，分3～4次噴施“九二0”，每公頃用量為6.30 kg，其中母本5.40～5.55 g，父本0.75～0.90 kg；在水稻花期記載風向、風力、降雨、相對濕度及溫度等氣候因子。

在水稻成熟后，以花粉供體水稻種植中心為圓點、邊界為取樣起點，從東、東北、北、西北、西、西南、南、東南8個方向分別采集距花粉供體圓區1、2、3、4、5、6、7、10、12、15、17、20、25、30 m處花粉受體植株所結種子，各處理同一距離范圍內的種子隨機分3個重復采集，脫粒后分別統計數量。

利用Excel和SPSS19.0軟件對不同方向、距離花粉受體植株結實情況進行統計分析，花粉漂移頻率通過計算各方向各處花粉供體水稻與受體不育系的異交結實率即可得出。計算公式：漂移頻率（%）=同方向同距離的受體不育系的實粒數/同處不育系的總粒數×100%。

2 結果與分析

2.1 在不用防蟲網隔離下不同距離的漂移頻率比較

花粉源的面積為78.5 m2。經播期調整，龍特浦A花期與第三期播種的R128都有相遇，與第二期播種的R128相遇較好。在不用防蟲網隔離的條件下，從表1可以看出，1 m處最大漂移頻率為24.002%，30 m處的最大漂移頻率為1.901%，兩個最大值均發生在西北方向，說明揚花期主要以東南風為主；東北、東、東南、南幾個上風方向各距離的漂移頻率比北、西北、西、西南幾個下風方向相應距離的漂移頻率小；各方向的漂移頻率均隨著距離的增大，漂移頻率呈遞減趨勢，在30 m處，西北方向的漂移頻率減少了92.08%，而東南方向減少99.34%，說明下風方向漂移頻率較上風方向減少幅度小。

2.2 不同高度的防蟲網隔離下不同距離的漂移頻率比較

從表2可以看出，不用防蟲網隔離的對照的漂移頻率為0.004%～24.002%，2.0 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0.001%～6.348%，2.5 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0.010%～1.514%，3.0 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0～0.091%，各處理的漂移頻率最大值均發生在西北方向，進一步證實了揚花期主要以東南風為主。在西方和西北方向，0、2.0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離4個處理等距離各處間的漂移頻率均存在顯著差異；在北方和西南方向，4 m水平距離內，0、2.0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離4個處理等距離各處間的漂移頻率均存在顯著差異，4 m水平距離外，2.0 m和2.5 m高防蟲網隔離兩個處理間差異不顯著，但與0、3.0 m高防蟲網隔離2個處理等距離各處均存在顯著差異；在南方，3 m水平距離內4個處理等距離各處的漂移頻率均存在顯著差異，3 m水平距離外0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離3個處理間存在顯著差異，但0、2.0 m高防蟲網隔離2個處理間差異不顯著，2.0、3.0兩個處理間具有顯著差異，但2.0、2.5 m 2個處理間差異不顯著；在東南方向，5 m水平距離內2.0 m和2.5 m高防蟲網隔離2個處理差異不顯著，但均與0、3.0 m高防蟲網隔離2個處理等距離各處的漂移頻率存在顯著差異，5～7 m水平距離處，0、2.0、2.5 m高防蟲網隔離3個處理間差異不顯著，但三者與3.0 m高防蟲網隔離處理存在顯著差異，10 m和12 m水平距離處0、2.0、2.5 m高防蟲網隔離3個處理間差異不顯著，但0、2.0 m高防蟲網隔離2個處理與3.0 m處理存在顯著差異，2.5、3.0 m兩個處理間無顯著性差異；在東方，4 m水平距離內，2.0 m和2.5 m高防蟲網隔離2個處理間差異不顯著，但二者與0、3.0 m 2個處理均存在顯著差異，4 m水平距離處，3.0 m與0、2.0、2.5 m高防蟲網隔離3個處理均存在顯著差異，2.0 m與0、2.5 m 2個處理差異不顯著，但0、2.5 m高防蟲網隔離2個處理間存在顯著差異，4 m水平距離外，0、2.0、2.5 m高防蟲網隔離3個處理間差異不顯著，但三者與3.0 m處理存在顯著差異；在東北方向，4 m水平距離內，0、2.0、2.5、3.0 m高防蟲網隔離4個處理間均存在顯著差異，4～7 m水平距離處，0、2.0 m高防蟲網隔離2個處理差異不顯著，但二者與2.5、3.0 m 2個處理均存在顯著差異，7 m水平距離外，0 m與2.0 m高防蟲網隔離處理差異不顯著，但與2.5、3.0 m 2個處理均存在顯著差異，2.5 m與2.0 m處理差異不顯著，但與0、3.0 m 2個處理均存在顯著差異。總的來說，0、2.0、2.5、3.0 m 4個處理間同方向各處的漂移頻率隨著距離的增大，頻率越來越小，差異越來越小。

3 討論

屏障隔離通過有效縮短水稻花粉擴散的距離[10]減少飄移事件的發生，達到保障擴繁材料或雜交種純度的目的。有研究[9]表明，高度3 m、孔徑0.048 mm的防蟲網隔離可以使生產種子純度達到原種要求，因此合適的防蟲網也可以作為保障種子純度的屏障。試驗結果表明，不用防蟲網隔離的漂移頻率為0.004%～24.002%，2.0 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0.001%～6.348%，2.5 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0.010%～1.514%，3.0 m高防蟲網隔離的漂移頻率為0～0.091%，說明在一定范圍內防蟲網目數相同時防蟲網高度與漂移頻率呈反比；花粉供體和花粉受體相鄰種植時，利用3.0 m高防蟲網作為屏障將二者分隔，受體最大異交結實率為0.091%，即種子純度可達99.909%以上，與汪德鋒等[9]研究結果一致；用2.0 m和2.5 m高防蟲網作為屏障隔離時，最大異交結實率分別為6.348%和1.514%，對應的種子純度分別為93.652%和98.486%，2.0 m高防蟲網隔離后的種子純度不符合雜交種子質量標準規定的不低于96%的純度，2.5 m高防蟲網隔離后的種子純度符合雜交種質量的一級標準，但不符合不育系不低于99.0%質量標準。因此，生產雜交種可以使用2.5 m和3.0 m高的防蟲網作為隔離屏障，不育系擴繁種子使用3.0 m高的防蟲網作為隔離屏障才符合種子的純度要求。endprint

試驗受體主要通過風傳粉結實，受體結實率與花粉漂移量多少有直接關系，而花粉漂移量的多少受到開花期間風向和風速的影響。本試驗結果表明，對照試驗下風口西北方向的漂移頻率為1.901%～24.002%，上風口東南方向的漂移頻率為0.004%～0.607%，下風口的漂移頻率高于上風口，這與Yuan等[11]、肖國櫻[12]、汪德鋒等[9]研究得出的花粉的漂移頻率與開花期的風向有密切關系，下風口的漂移頻率顯著高于上風口的漂移頻率的結果一致；但經2.0、2.5、3.0 m高的防蟲網隔離后，下風口的漂移頻率為0.001%～6.348%，上風口的漂移頻率為0.001%～0.137%，兩者的頻率較對照有明顯減少，這說明防蟲網隔離極大地影響了水稻花粉漂移頻率，與汪德鋒等[9]結果一致。Song等[13，14]研究發現，風速是決定花粉擴散的主要氣象因子之一，且風速大小與最大花粉擴散距離呈正比。本試驗結果表明，對照的花粉漂移最大頻率為24.002%，而經過不同高度的防蟲網隔離后，花粉漂移最大頻率為6.348%，特別是經3.0 m高防蟲網隔離后最大頻率僅為0.091%，遠低于對照，這是因為防蟲網的阻擋使風速降低，能透過防蟲網的花粉自然比較少，導致頻率急速下降。試驗還發現，高度為0、2.0、2.5、3.0 m防蟲網隔離的4個處理間同方向各處的漂移頻率隨著距離的增大，頻率越來越小，差異越來越小。這是因為隨著受體與花粉源距離的增大，空氣中的花粉密度逐漸降低[6，14，15]，從而導致受體接受的花粉量越來越少，結實率自然降低。因此，花粉漂移頻率隨著距離的增大越來越小，且受到開花期間風向和風速的影響。

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