雜交稻谷優3301母本直播制種技術研究

陳建民 周軍愛 羅煒強 溫懷常 顧建強 王鋒*

（1福建省農業科學院生物技術研究所，福州350003；2科薈種業股份有限公司，福建泰寧354400；第一作者：cjm＠fjage.org；* 通訊作者：wf＠fjage.org）

水稻是我國的主要糧食作物，年總產量約1.8～2.0億t，占全球稻谷總產1/3左右，但耕地面積減少制約了水稻產業的發展[1]。泰寧縣是福建省雜交水稻制種大縣之一，平均每年制種面積超過1 500 hm2。隨著水稻種業產業化進程的加快，對規模化和集約化制種的需求越來越高[2]。然而，雜交水稻制種屬于勞動密集型的生產過程，對季節具有較高的要求[3]。近幾年，農村勞動力大量轉移，勞動力短缺成為制約雜交水稻制種業發展的瓶頸。為此，亟需探索出一套輕簡化的制種技術來緩解這一矛盾。母本直播制種無需育秧和移栽，減少了農藥和肥料的使用量、節約勞動力投入、降低種子生產成本，逐漸受到制種大戶和種業公司的青睞[4]。

谷優3301系福建省農業科學院生物技術研究所選育的高產抗病雜交水稻新品種，具有高產穩產、稻瘟病抗性好、適應性廣等優點，已在生產上大面積應用。鑒于目前雜交稻種子生產上勞動力不足、制種效益不高、規模化和機械化程度低等問題[5]，本文對谷優3301母本直播高產制種技術進行了試驗研究，為其在生產上大面積推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為谷優3301的母本谷豐A和父本閩恢3301，均由科薈種業股份有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗于2018年在福建省泰寧縣開善鄉制種基地開展。選取3丘地勢平整、排灌方便、土壤肥力相近、面積約0.2 hm2的代表性田塊，并按照廂寬1.8 m、溝寬0.30 m、廂間溝深0.1 m的規格開溝做廂，母本用種量為30 kg/hm2，直播制種母本于6月18日以細土拌芽谷均勻撒播，移栽制種母本于6月16日播種，7月5日移栽，株行距 13.3 cm×16.5 cm，雙本移栽。母本直播制種和移栽制種均采用兩期父本，Ⅰ期父本和Ⅱ期父本分別于5月18日和5月25日播種，兩期父本均于7月5日移栽，單行相間栽植，株距20 cm，與母本行相距25 cm，父母本行比為 2∶12。

1.3 田間管理

1.3.1 母本直播制種

播種前及時平整廂面，保證廂面濕潤但不積水；用300倍強氯精溶液浸種12 h，烯效唑泡芽；排水播種，定量勻播，播后芽前不灌水，保持廂面濕潤至幼苗達到3葉期；整地前10～15 d噴施草甘膦400倍液控制草害，翻耕前1 d深水泡田，后排干水，再灌水耕田，2.5葉齡時灌淺層水噴施秧田清，秧苗5.5～6.0葉齡時結合人工除草視田間雜草情況噴施除草劑；其他管理按照當地制種習慣進行。

1.3.2 母本移栽制種

田間管理按照當地制種習慣進行。

1.4 調查內容

1.4.1 生育期與葉齡

記載直播母本和移栽母本的各個生育期，每隔5 d記載1次父本和母本的葉齡。

1.4.2 開花習性與異交結實情況

參考李剛等[6]的不育系特征特性觀察方法。

1.4.3 農藝性狀與產量

成熟期從每丘田移栽母本和直播母本中選取3個1 m2的考種點，考查株高、有效穗數、實粒數等農藝性狀；母本直播和移栽制種田各選擇花期相遇較好的3個區域進行實割測產，每個區域面積13.34 m2。

表1 谷優3301母本直播制種生育特性比較（泰寧，2018）

表2 母本直播與移栽制種的開花情況（泰寧2018）

表3 谷豐A直播與移栽制種柱頭外露率與異交結實率比較（泰寧2018）

2 結果與分析

2.1 生育特性比較

由表1可知，直播制種和移栽制種父本和母本花期相遇；盡管谷豐A直播較移栽的播種時間推遲2 d，其始穗期仍早于移栽母本，谷豐A直播制種的播始歷期平均為72 d，較移栽制種播始歷期縮短3 d；谷豐A直播始穗至齊穗平均歷時3 d，移栽制種為5 d；谷豐A直播主莖葉片數為13.7葉，比移栽少0.4葉，差異未達顯著水平。由此可知，直播制種能夠縮短母本的生育期，縮短齊穗的時間；直播母本主莖和分蘗差異較小，盛花期更加集中。

2.2 開花習性比較

從表2可見，谷豐A直播單叢開花歷期9 d，移栽單叢開花歷期12 d；母本直播和移栽始花后，日開花數均呈“S”型增加趨勢，直播制種和移栽制種母本始花后第4 d均達到日開花量最大值，日開花率分別為41.9%和29.1%；直播制種始花后3～5 d為開花盛期，累計開花率為 77.2%，日開花量分別為 16.1%、41.9%和19.2%，移栽制種始花后3～6 d為開花盛期，累計開花量為 70.8%，日開花量分別為 10.6%、29.1%、12.6%和18.5%。由此可知，不同方式制種開花習性存在較大差異，直播制種能夠縮短花期。

從表3來看，直播制種與常規移栽制種柱頭單側外露率、總外露率、午前花率和異交結實率方面均達到顯著或極顯著差異。谷豐A移栽上午10∶00—12∶00達到盛花時間，午前花率為60.21%；谷豐A直播上午8∶30始花，9∶30—11∶00達到開花高峰期，午前花比率為71.52%，比移栽制種高11.31個百分點；谷豐A直播柱頭總外露率、異交結實率分別為56.89%和56.50%，比移栽方式分別提高4.15個和7.69個百分點。總體而言，谷豐A直播花時早而集中，午前花比例高，異交結實率高，繁殖及制種時有利于獲得高產。

2.3 制種產量及產量性狀比較

如表4所示，直播制種平均理論產量和實割產量分別為 5 414.77 kg/hm2和 3 526.53 kg/hm2，比移栽制種分別增產8.03%和5.67%；母本直播制種單位面積最高苗數、有效穗數、結實率、理論產量和實割產量均極顯著高于母本移栽制種，而株高、穗長和每穗粒數顯著或極顯著低于母本移栽制種。由此可見，母本栽培方式的不同對制種的產量及其構成因素有較大的影響。

表4 谷豐A直播與移栽制種產量性狀比較（泰寧2018）

表5 谷優3301母本直播制種用工成本與效益（泰寧2018）

2.4 成本及效益比較

從表5可見，谷豐A直播制種在播種、移栽、除草等農事操作上比母本移栽每hm2可節約10個工，按100元/工計算，母本直播比移栽可節省人工費用3 000元。此外，在同等栽培條件下，直播母本較移栽少施化肥1次，折合成本約600元/hm2。實割產量結果表明，母本直播比移栽平均增產 189.3 kg/hm2，增產 5.67%。種子收購價格按20元/kg計算，制種農戶可增收3 786元/hm2。由此計算，僅在肥料成本、人工成本及增產效益方面，母本直播比移栽增收6 786元/hm2。

3 小結與討論

3.1 母本直播制種技術優勢

傳統的谷優3301制種，由于谷豐A抽穗歷期長，花期不夠集中，制種難獲高產。本試驗結果表明，谷豐A直播群體生長快而整齊，成穗率50%～60%，最高可達70%以上，一般主穗帶3～4個低位分蘗成穗。與移栽母本相比，直播母本有效穗數可增加15%～20%，而且主穗與分蘗穗成熟差異小，花期集中，整齊度高，抽穗開花歷期比移栽縮短3～4 d，母本群體發育整齊，單位面積有效穗數和結實率都高于移栽母本，產量構成因素更協調，有利于提高異交結實率，達到較好的增產增收效果。

雜交水稻母本直播制種技術是在常規移栽制種技術之上的一項重大技術改進，具有省工、節能、高效等特點[7-8]，更加適應當前農村勞動力嚴重短缺的農業生產環境。直播制種母本無需經歷返青期，可由苗期直接進入營養生長期，與移栽母本相比，直播制種具有分蘗發生早、節位低、低位分蘗成穗率高[9]、群體生長快而整齊、主穗和分蘗穗長勢相近、穗層整齊度高、全生育期短、花期集中等優勢，能夠為高產、高質量制種提供保障。

3.2 母本直播制種效益優勢

本試驗表明，谷優3301母本直播制種比移栽制種增產 189.3 kg/hm2，增幅達 5.67%，按照當前水稻種子收購市場價格20元/kg計算，制種農戶可增收3 786元/hm2；在農藥肥料使用、勞動力成本及產量等方面累計的效益上，母本直播比移栽增收6 786元/hm2，增收達10.17%，經濟效益顯著。本研究結果表明，直播母本抽穗開花早且集中，最高分蘗數、有效穗數、異交結實率、產量均極顯著高于常規制種，但株高、每穗粒數和千粒重均顯著低于常規移栽制種，此結果與周繼勇等[10]的試驗結果相同。在同等栽培條件下，直播制種無需經歷母本移栽環節，縮短了母本的播始歷期，達到了省工、省時、節本、增產、增收的效果，滿足了我國當前化肥農藥減施增效的戰略需求，具有較高的實際應用價值[11]。同時，也為其他茬口提供了更加充足的營養生長空間。

3.3 母本直播制種生產發展趨勢

雜交水稻制種不論是父本還是母本主要以育苗移栽為主，用工時間集中、勞動強度大、技術性強[12]。如泰寧年制種面積超過1 500 hm2，仍是以人工育秧移栽制種為主，直播制種尚未普遍推廣。育秧移栽存在勞動強度大、速度慢、效率低、成本高等缺陷，使制種產量和效益受到嚴重影響，極大制約了雜交水稻制種產業的進一步發展[10]。

隨著直播、拋秧、機插等生產方式的應用，水稻種子用種量比移栽制種大幅增加，出現了常規稻替代雜交稻的跡象[12]。提高雜交制種單產，形成直播制種稻作高產與優質的最佳栽培模式與技術標準，減少種子經銷流通環節，最大限度降低雜交稻種子的生產成本，使種植農戶得到實惠，是促進雜交水稻生產穩步發展的關鍵。