水稻两用核不育系安全高产繁殖技术

康洪灿 李国生 钏兴宽 孙文涛 王锦艳 陈国松 尹正钦 王 硕（保山市农业科学研究所，云南保山 678000）



水稻两用核不育系安全高产繁殖技术

康洪灿 李国生 钏兴宽 孙文涛 王锦艳 陈国松 尹正钦 王 硕
（保山市农业科学研究所，云南保山 678000）

摘要：随着水稻两用核不育系繁殖基地计算机选择系统的研制与应用，依据育性转换期和抽穗扬花期的温度，筛选出保山市为全国水稻两用核不育系最佳繁殖基地。分析了保山市水稻两用核不育系繁殖的有利条件，在繁殖实践的基础上提出了水稻两用核不育系安全高产栽培技术，同时对今后繁殖试验相关问题提出建议。

关键词：水稻两用核不育系；基地选择；育性转换温度；安全高产；繁殖技术

两系杂交水稻因其自身具有的增产潜力，自推广应用即受到市场欢迎。随着应用面积的增大，水稻两用核不育系的繁殖技术研究也成为了育种家研究的重点。为解决水稻两用核不育系繁殖产量低而不稳的问题，刘海等[1]应用计算机处理技术，以同时满足不育系育性敏感安全期和抽穗扬花安全期的光温条件为依据，筛选最适宜的水稻两用核不育系繁殖基地。陈立云等[2]应用研制的水稻两用核不育系繁殖基地和时段选择气候决策系统，利用低纬度高海拔的特殊生态条件进行繁种，筛选到云南保山的部分地区非常适合不育系起点温度为22℃的不育系繁殖，小面积试种产量可达6000.0kg/hm2。近年来，全国多家育种单位及种子企业来保山进行水稻两用核不育系繁殖试种，多数品种取得了较好成效，保山成为了全国水稻两用核不育系繁殖示范基地。经过几年的实践，总结了一套安全高产繁殖技术。

1 水稻两用核不育系繁殖的有利条件

保山市位于云南西部，地处24°7′34″～25°52′33″N，98°5′45″～ 100°1′33″E，海拔535～3780.9m，年平均气温14.8～21.3℃，年温差小，日温差大，年活动积温4663～7800℃，无霜期238～335d，全年日照时数2076.6～2354h，年降雨量746.6～2095.2mm，干湿分明。全市国土面积19066km2，农业耕地面积15.91 万hm2，常年水稻种植面积6.7万hm2，每hm2产量为7500.0kg，以一季中稻种植为主。水稻两用核不育系的繁殖具有产量高、稳产性好、种子质量好、可供繁种的面积大等优势，已成为我国当前两用核不育系繁殖的重要基地。

1.1 适宜繁种面积大 保山市有水稻面积6.7万hm2，水稻种植海拔范围在620～2300m，经试种适宜繁种海拔范围区域在1450～1680m，面积近2.3万hm2。其中交通便利、水利基础设施好、土壤肥力高和能满足水稻两用核不育系育性转化期温度在21～23℃等的面积约1.6万hm2。同时，由于保山地处横断山脉及滇西纵谷南端，地形复杂多样，山区面积占91.8%，在群山之间镶嵌着大小不一的78个山间盆地，便于隔离区的选择。加之近年来作物结构调整，生产中可大量采用屏障隔离，为水稻两用核不育系的小面积试验繁殖创造了较好的隔离条件。

1.2 产量稳定性好 保山市地处低纬高原，一般日最高温度26～28℃、日最低温度17～19℃，日平均气温21℃左右，且天与天之间、年与年之间气温的变化非常小，水稻两用核不育系繁殖产量相对稳定。如C815S的繁殖，2010年面积1.65hm2，每hm2平均产7773.0kg；2011年面积12.83hm2，平均产6861.0kg；2012年面积12.31hm2，平均产7296.0kg；2013年面积15.47hm2，平均产7761.0kg；4年加权平均产量为7353.9kg，最高年与最低年仅相差912.0kg。

1.3 产量高 目前，水稻两用核不育系的繁殖主要在保山市的施甸坝和保山坝进行，该区域水稻生育期长（多数品种全生育期一般在155～165d），光合产物积累多，加之水利条件相对较好、水稻栽培技术较高，水稻产量较高。保山坝约0.77万hm2水稻，每hm2平均产量已达到10950.0kg，施甸坝近0.33万hm2水稻，平均产量在9750.0kg，分别高于保山市水稻平均产3450.0kg、2250.0kg。经过近几年的两用核不育系繁殖，多个不育系，多年、多点都出现了高产典型。如2013年在施甸繁殖C815S 15.47hm2，每hm2平均产7761.0kg，最高产量达9813.0kg；2012年在隆阳区保山坝繁殖Y58S 8.03hm2，平均产9201.0kg，最高产量达11197.5kg；2012年在施甸繁殖广占63-4S13.4hm2，平均产6490.5kg，最高产量达8673.0kg；2014年在隆阳区保山坝繁殖粳稻不育系95076S 0.49hm2，平均产6126.0kg，最高产量达7303.5kg。

1.4 纯度高 自2010年不育系在保山繁殖以来，繁殖纯度均达到不育系繁殖纯度要求，并且多数纯度可达到99.9%以上。繁殖纯度高的原因，除隔离条件、去杂去劣外，主要有2个有利因素。一是繁殖环境条件适合，自交结实率高，串粉机率低，如Y58S、C815S等品种结实率一般都在80%以上。二是生育期延长，多数不育系在保山市种植生育期均延长20～40d，生育期延长后，水稻两用核不育系的各种性状表现出来的机率增加，便于去杂，确保了繁种纯度。

1.5 栽培技术成熟 经过几年的试繁，围绕高产、纯度高、发芽率高等不育系繁殖指标要求，已积累了许多经验。一是通过隔离区处理、去杂去劣方法和时期上的措施，保证了繁种的纯度；二是通过播种和移栽节令安排、合理的栽插密度、肥料的用量和施肥的时间、水浆的管理等措施的集成，为高产高效栽培提供了技术支撑；三是收获时间的确定、晾晒方法及种子水分的指标确定，保证了发芽率指标。同时，由于该区域繁种产量高，农户种植积极性高，各种措施容易落实。

2 水稻两用核不育系繁殖技术

水稻两用核不育系繁殖的最终目的是依据各生态区的具体生产条件，最大限度地协调水稻两用核不育系生产中的各种矛盾，调节好个体与群体的关系，充分发挥其增产潜力，提高产量；二是尽可能地科学使用化肥、农药及降低生产成本投入，实现高产水平上的安全与高效；三是加强防杂保纯措施，提高繁种纯度。经近几年的实践，水稻两用核不育系繁殖产量高、稳产性好，但同一个不育系、同一年度、同一隔离区出现产量高低相差较大的现象，特别是早稻类两用核不育系产量差异极大。因此，科学合理的繁殖技术对提高单产、保证纯度意义重大。

2.1 科学合理的安排隔离区 保证繁种纯度是水稻两用核不育系繁殖的前提，要提高繁种纯度，科学选择隔离区是首要条件。在隔离区的选择上，在保证安全隔离空间或时间的同时，还应注重土壤肥力条件和水利条件，从而提高繁殖产量和上年自生稻（本地称落地谷）造成的去杂难度大、纯度难于保证。

严防生物学混杂 作物品种混杂的主要原因有机械混杂、生物学混杂（天然杂交）、选择的作用、遗传基因的继续分离、不良环境条件的影响[3]，而隔离区的作用是防止本作物的其他品种串粉造成生物学混杂。常用的隔离方法有空间隔离、屏障隔离和开花期隔离[4]。目前，保山市在水稻两用核不育系繁殖中，主要采用屏障和空间隔离，花期隔离仅用于早稻不育系繁殖，因多数不育系的播种、移栽和开花期与其他生产种一致，且隔离区内的不育系和隔离区外的品种均为农户种植，生育进程基本一致，花期相遇的机率大。按水稻两用核不育系繁殖要求，空间隔离距离500m以上[5]，由于保山市繁种区为丘陵山区，水稻抽穗扬花期间风速小，目前的隔离要求距离为上风口30m、下风口50m，纯度可达99.9%以上。同时，根据繁殖面积要求可采用屏障隔离，由于目前的繁殖区适宜种植的作物较多，如玉米、水果、桑树等高秆作物及蔬菜、水生作物。

防止机械混杂 种子在浸种处理、播种、收获、晾晒、加工、保存等环节均可能造成混杂，特别是保山市目前水稻两用核不育系规模化生产程度低，多数处于分户生产的状态，各个环节造成混杂的可能性增大，应加大防止混杂的方法和措施。一是实行错期播种，将同一区域不同隔离区的品种按一定时限错期播种，从而避免浸种、播种、收获、晾晒等环节的混杂现象，同时可缓解劳动力紧缺，做到按时生产，在错期的原则上，相对早熟的品种安排在前；二是实行机械化收割，机械化收割效率高，能保证适时收获，同时一台或几台机械集中收割一个品种，从源头上杜绝了机械混杂的产生。

土壤肥力和水源条件好 生产实践证明，不育系的生长发育对肥水的要求极其严格，土壤肥力条件高、水源保证、排灌基础设施好的区域不育系繁殖产量高、纯度好。因为，只有肥水条件好，繁殖的不育系的各种性状才能充分表达，在提高产量的同时，便于去杂去劣从而保证繁种纯度。另外，由于肥水条件好，上年遗留的落田谷在次年气温满足时已发芽，在小春作物收获及不育系繁殖的耕整地过程中被消除，减少去杂成本，保证繁种纯度。

2.2 确定适宜的播种和移栽期 宝山市的水稻生产以一季中稻为主，前期光温条件较好，有利于构建水稻营养生长期强健的有效植株和发达的根系，加之水稻生产后期低温冷害为主的自然灾害频繁和严重，因此适时早栽有利于水稻高产、稳产。生产中应根据品种特性、自然气候、茬口等合理安排播种期[6]。水稻两用核不育系繁殖，播种期的安排应根据满足大小春两季作物的安全高效为目的，以育性转化期和抽穗扬花期安全的气温条件为依据，收获期的降雨量达到安全，其中育性转化期和抽穗扬花期的气温状况是决定产量高低的主要因素。目前，繁种区域的作物生产模式为水稻、大麦或油菜或蚕豆，无节令矛盾，水稻两用核不育系的繁殖只需围绕气温、根据品种育性温度确定播种和移栽期。根据近年实践，播种期在4月上旬，移栽时间在5月上、中旬（秧龄40～45d），育性转化敏感期在6月25日至7月5日，抽穗扬花期在7月25至8月5日，收获期在9月中旬。早稻不育系播种期在4月中旬，移栽时间在5月上、中旬（秧龄30～35d），育性转化敏感期在6月中、下旬，抽穗扬花期在7月中旬，收获期在8月底至9月初。

2.3 培育适龄壮秧 育秧是水稻栽培中的重要环节，壮秧是水稻高产的基础[7]。在水稻两用核不育系的繁殖中，适龄壮秧的作用更为明显，除移栽大田后返青、分蘖快，后期稳健生长外，带蘖壮秧可进行单本移栽，既便于去杂去劣，又减少生产用种，降低生产成本。目前，宝山市水稻育秧方法主要采用旱育秧和薄膜湿润育秧，其中旱育秧的秧苗素质相对较好，而且容易控制生长，移栽后返青成活快、分蘖发生早。培育适龄壮秧，一是选择水源条件好、土壤肥力中上、熟化程度高的地块，并在育秧前进行土壤培肥；二是严格控制播种量，以大田用种30kg/hm2计划，秧田播种量应控制在30g/m2，秧田与大田的比例为1∶10；三是苗期施肥，在施足基肥的前提下，适时追肥，保证秧苗稳健生长；四是控制水分，防止秧苗徒长，促进分蘖的发生；五是适龄移栽，旱育秧秧龄在40～45d、叶龄4.5～5叶，湿润育秧秧龄38～40d、叶龄4.5～5叶。早稻秧龄比中稻短10d，一般在30～35d。

2.4 确定适宜的栽插密度 在水稻两用核不育系的繁殖中，既要防止栽培密度过大，造成群体过于繁茂，相互遮阴，引起病虫害的发生，成穗率降低，又要协调好栽培密度小、群体过小时的育性转换不好及有效穗数少难以保证高产的有效穗[8]。近年来，保山市通过水稻旱育稀植技术的推广，水稻栽插密度相对较低，目前的繁种区域水稻栽插密度一般在30万～33万丛/hm2，每丛2苗。在不育系的繁殖中，栽插密度可提高到33万～36万丛/hm2，每丛1苗。栽插方式可采用等行条栽和宽窄行栽插。

2.5 改进施肥方法 近年来，随着水稻精确定量栽培技术的推广应用，在肥料施用上实施肥料后移，保证穗大粒多。通过几年的不育系繁殖实践，前期肥料不足的往往群体较小、产量低，通过后期施肥增加的群体育性转化不好，结实率较低，产量低，早稻不育系比中稻不育性更为明显。因此，在不育性的繁殖中，要改进施肥方式，确定适合的施肥量和施肥方法。在施肥中，要求有机和无机配合，氮、磷、钾、微肥配合，注意适当增加磷、钾肥的用量，一般田块每hm2施尿素525～600kg、普通过磷酸钙600～750kg、钾肥（氯化钾或硫酸钾）120～150kg，50%氮肥、100%磷肥和80%钾肥在移栽前作中层肥施用，30%～40%的氮肥在移栽后5～7d结合化除作分蘖肥施用，10%～20%的氮肥与20%的钾肥在移栽后32～35d作穗肥施用，后期结合防虫防病用适量磷酸二氢钾进行叶面喷施。

2.6 搞好大田水分管理 大田水分管理是根据水稻生长发育特性与需水规律，调节土壤中的水、肥、气、热，做到以水调气、调温、调肥，生产中要求做到“浅水栽秧，寸水活棵，薄水分蘖，苗足晒田，足水孕穗，浅水抽穗，湿润灌浆，落干黄熟”的管水原则。其中“浅水”有利于促进水稻根系发生、返青快、分蘖发生早，“晒田”能抑制氮素营养的过量吸收，控制无效分蘖的发生，提高分蘖成穗率，同时提高土壤通透性，加速土壤中速效养分的释放，促进有机质分解，排除有毒物质危害，为水稻生长发育提供良好的营养条件，特别是对地下水位高、水温低的冷浸田、迟发田的管理最为重要。

2.7 加强病虫草鼠害防治 保山市水稻生产期间雨热同季，水稻的病虫草害较多，病害主要有稻瘟病、白叶枯病、干尖线虫病、条纹叶枯病、纹枯病等，虫害主要有螟虫、稻飞虱、粘虫、叶蝉、稻瘿蚊、蝗虫等，杂草以稗草、牙齿草、野茨菇等较为严重。在水稻两用核不育系的繁殖中，应重点搞好螟虫、飞虱和纹枯病、白叶枯病、稻瘟病、条纹叶枯病等病虫害的防治。在病害的防治中，重点是纹枯病的防治，该病是近年来发展较快的主要病害，发病率较高，繁种户多无防治经验，加之病害初发生于稻株基部，防治困难。在病害的防治上坚持预防为主的方针，做到“两个最佳”，即选择最佳防治时间和安全、高效、低毒的最佳药剂防治，以达到节本增效和优质生产的目的。

2.8 严格去杂去劣 在科学选用隔离区的基础上，加强去杂去劣是保证种子纯度的关键。杂株产生的途径很多，包括所提供繁殖种子的纯度、自生稻。围绕田间杂株率始穗期≤0.05%、抽穗期≤0.02%、齐穗期≤0.01%、成熟期≤0.01%的标准。去杂去劣工作从苗期开始，各生产时期需严格除杂，重点在苗期、分蘖始期、分蘖末期、始穗期、齐穗期和黄熟期。

2.9 适时收获 适时收获是保证种子质量的重要措施，收获过早或过晚均对种子质量造成影响。收获过早，穗下部的弱势花灌浆不足而造成减产及发芽率降低；收获过迟，谷粒的营养物质倒流损失，同时稻穗容易折断，收获时易掉穗、落粒，导致丰产不丰收，若在后期雨量充足的情况下极易造成穗发芽而影响发芽率。因此，应根据品种的成熟度适时收获，即从稻穗外部形态看，谷粒和穗梗呈黄色、谷粒全部变硬、70%～80%的枝梗干枯时为适宜的收获期。收获时应重点注意几个问题：一是收割时间，应选择晴天上午稻株无露水时进行收割，从而提高收割质量，减少收获损失；二是及时晾晒，实行边收边晒，尽量避免堆渥，防止种子水分大造成霉烂，从而降低发芽率。

3 小结

保山市地处低纬高原气候，年温差小、日温差大、雨热同季，多数区域适宜于水稻两用核不育系繁殖，繁殖的稳定性好、风险小，产量和纯度高，生产成本低，种植户效益好，为全国水稻两用核不育系繁殖提供了理想基地。通过近年来的繁殖实践，总结出了经验，同时也还有许多问题需要进一步探讨。一是繁殖的规模化程度低，目前在隔离区范围内以各家各户为主繁殖，涉及的农户多，生产水平参差不齐，栽培管理措施很难统一，去杂去劣工作难度大；二是早稻不育系繁殖产量低而不稳，年度间、不同田块间产量差异较大，对育性转换时段及所需温度研究不够，还需加强相关栽培技术研究；三是年度间有差异，保山市多年气象资料表明，年温度、雨量等总体差异不大，但在不同时段的气温年度间有差异，因为保山属雨热同季，下雨时气温下降，不能绝对保证育性转换期的温度控制；四是配套的种子生产设施设备不完善，部分地区的农田水利设施薄弱，农业机械化程度相对较低，种子晾晒、精选、加工、存贮等设施设备不足，随着繁殖面积的增大，有待进一步完善；五是试验研究不够深入，技术支撑不强，在栽培技术上以经验总结指导生产，试验研究开展不够。今后应围绕水稻两用核不育系繁殖的高产、稳产、高纯度、高效益，在隔离区的处置、播种期、秧龄的大小、栽插密度及方式、施肥数量及方法、水分的运筹等及温光变化对育性转化的影响方面进行深入的试验研究，探讨水稻两用核不育系安全高效生产技术。

参考文献

[1]刘海，肖应辉，唐文邦，等.水稻两用核不育系繁殖基地计算机选择系统研制与应用.作物学报，2011，37（5）：755-763

[2]陈立云，雷东阳，唐文邦，等.两系法杂交水稻研究和应用中若干问题的思与行.中国水稻科学，2010，24（6）：641-646

[3]潘家驹.作物育种学总论.北京：中国农业出版社，1994（1）：231-232

[4]张天真.作物育种学总论：第三版.北京：中国农业出版社，2011（6）：331-332

[5]陈世康，张振华，黄泽智，等.提高水稻温敏核不育系繁殖纯度的技术措施.作物杂志，2009（3）：101-102

[6]康洪灿，钏兴宽，孙文涛，等.秧龄密度对“滇杂32”产量及主要性状的影响.云南农业科技，2008，232（2）：30-32

[7]彭春瑞，邵彩虹，潘晓华，等.水稻育秧肥的壮秧效应及其蛋白质组学分析.中国水稻科学，2012，26（1）：27-33

[8]康洪灿，李国生，钏兴宽，等.岫粳16号800kg/667m2适宜栽培密度研究.中国种业，2013（2）：39-41

收稿日期：（2015-12-23）