机插密度对杂交水稻制种母本群体生长发育特性的影响

杨永标，刘爱民，张海清*，陈 勇，唐 荣，张 青，蒋凌云，王 明，刘俊龙

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2袁隆平农业高科技股份有限公司，湖南长沙410006）

机插密度对杂交水稻制种母本群体生长发育特性的影响

杨永标1，刘爱民2*，张海清1*，陈 勇1，唐 荣1，张 青2，蒋凌云1，王 明1，刘俊龙1

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2袁隆平农业高科技股份有限公司，湖南长沙410006）

为了探明杂交水稻制种母本适宜的机插密度，选用湘陵628S、丰源A、广占63S、深95A、Y58S和隆科638S等6个不同生育期和分蘖成穗特性的母本，以人工移栽16.7×20（cm）作对照，研究不同机插密度对母本群体生长发育特性的影响。结果表明：6个母本中随着机插密度的减小，播始历期、抽穗历期及盛穗历期呈延长趋势，穗平颖花数有增长趋势，成穗率则表现为减少趋势，其中抽穗历期与盛穗历期在机插密度处理间差异不显著。单位面积最高苗、有效穗、颖花数在湘陵628S、丰源A、广占63S、深95A中随着机插密度的减小而减小，均以高密度18× 14（cm）最高。综合抽穗特性和穗粒构成，湘陵628S、丰源A、深95A、广占63S、隆科638S五个母本均以机插密度18×14（cm）最为适宜，Y58S以机插密度20×14（cm）最为适宜。机插条件下，应根据机插密度对不同特性母本播始历期的影响，相应调整父母本播差期以确保花期相遇。

杂交水稻；制种；母本；机插秧；密度；群体特性

随着农业劳动力日益短缺，人工成本逐年上升，导致制种产质量不稳定等问题凸显，人工制种方法已成为制约我国杂交水稻发展的障碍因素，发展杂交水稻机械化制种已成必然趋势［1～3］。母本机械化栽插（简称“机插”）是实现杂交水稻机械化制种的重要环节之一［4］。机插有播种密度高，3～4叶期小苗移栽的特点，在秧田期基本无分蘖发生，属一次分蘖发生模式，同时分蘖节位低，分蘖爆发能力强，若群体起点控制不当，容易造成无效分蘖发生较多，穗型变小等现象，这就决定了机插稻作群体起点的确定与以培育大龄带蘖壮秧两段分蘖模式的传统手栽稻作不同［5］。在传统的杂交水稻制种高产栽培技术中，许世觉等［6］提出了“母本靠插不靠发，父本靠发不靠插”的技术路线。以此路线为基础，先后有刘爱民等将密度18 cm×14 cm的插秧机，唐照锐等［7］将密度为16.0×17.5（cm）、20.0×17.5（cm）的插秧机，张龚等［8］将密度为20.0×17.5（cm）、25.0×12.0（cm）插秧机应用于制种母本机插秧上，均取得良好效果。随着水稻插秧机械的发展与进步，现已有30、25、20、18 cm四种行距规格的水稻插秧机供杂交制种选用。但针对不同制种母本的生育特性和分蘖成穗特性选用何种机插密度，才能构建制种高产的母本群体以及机插密度对制种母本生育期和抽穗特性的影响等方面，尚未有系统的研究报道。

本试验采用18×14（cm），20×14（cm），24×14（cm）和30×12（cm）4种机插密度，以密度16.7× 20（cm）的人工移栽作对照，对6个不同生育特性和分蘖成穗特性的制种母本进行试验，研究不同机插密度对6个母本群体的播始历期、抽穗历期、盛穗历期、单位面积有效穗数和颖花数的影响，以期为杂交水稻制种母本机插密度的选择提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供试母本

短生育期母本：湘陵628S、丰源A；中等生育期母本：广占63S、深95A；长生育期母本：Y58S、隆科638S。种子均由湖南隆平种业有限公司提供。

1.1.2 供试插秧机

①行距18 cm，株距12／14 cm可调，10行水稻插秧机，宁波协力制造；

②行距20 cm，株距12／14 cm可调，10行水稻插秧机，宁波协力制造；

③行距24 cm，株距12／14 cm可调，8行水稻插秧机，宁波协力制造；

④行距30 cm，株距12／14 cm可调，4行手扶式水稻插秧机，日本制造。

1.1.3 育秧盘

根据插秧机行距选择2种规格秧盘：第一种58 ×15.5×2（cm），用于第①种插秧机；第二种56×28 ×2（cm），用于第②、③、④种插秧机。机插时切割盘秧以适应插秧机行距。

1.1.4 育秧方法

试验于2016年5～9月在湖南隆平种业有限公司武冈市邓元泰镇机械化制种技术试验基地进行。参试的6个母本均于5月22日播种，浸种催芽后播种至育秧盘。盘土为2∶1（质量比）的“干细土∶专用育秧基质”，第一种秧盘播种量为50 g／盘（种子干重），第二种秧盘为90 g／盘。苗床管理参照《杂交水稻制种母本机插技术规程》（HNZ106-2015）实施，6月9日（秧苗叶龄3.1）机械移栽。

人工移栽的对照于5月22日播种，浸种催芽后采用秧田湿润育秧，6月14日（秧苗叶龄5.1）人工移栽。

1.2 试验设计

每个参试母本均设4种机插密度处理：T1.18× 14（cm）、T2.20×14（cm）、T3.24×14（cm）、T4.30 ×12（cm），和人工移栽CK.16.7×20（cm），共5个处理。试验区根据6个不育系生育期长短顺序排列，每个不育系设1个试验大区，试验大区内的5个处理依次排列，分别栽插10、10、8、8、10行。试验区长30 m，每个试验区再平分为3个小区，即为3次重复，共90个小区。

1.3 田间肥水管理

按照《杂交水稻制种母本机插技术规程》（HNZ016-2015）实施。

1.4 考察项目和方法

（1）每穴栽插基本苗数：机插后第2天，在每个机插密度处理区依次选取150穴，调查每穴栽插苗数，计算平均每穴栽插苗数。

（2）分蘖动态：每个小区定点10穴，每隔5 d记载一次苗数，直到每穴平均苗数连续下降两次后停止记载。

（3）抽穗动态：每个小区定点10穴，从见穗日起调查每日累计抽穗数，计算每日抽穗率和每日累积抽穗率，计算始穗期、齐穗期、完穗期，推算播始历期（从播种到抽穗率为10%的时间段）、抽穗历期（从见穗到完穗的时间段）、盛穗历期（从抽穗率为10%到80%的时间段）。

（4）群体穗粒构成：每个小区随机取10穴，完穗后调查每穴有效穗数（穗高在正常株高2／3以上），每个小区随机取样3穴考查每穗颖花数，计算单位面积有效穗数和总颖花数。

2 结果与分析

2.1 基本苗数

机插后调查单穴栽插苗数，结果表明，母本机插群体的单穴栽插苗数变幅为0～7苗，以1～4苗居多，占75%以上，6个母本4种密度平均苗数为2.4苗／穴，漏穴率为7.7%～16.5%。为了试验的准确可靠，栽插后进行了补苗。4种机插密度母本群体的栽插基本苗数结果见表1。由表1可知，4种机插密度的栽插苗数随着密度的增大而增大，处理间达到显著差异，且均显著高于CK。

表1 4种机插密度下母本群体苗数Table1 Seedling number of female parent in four mechanized transplanting densities

2.2 母本群体分蘖动态

图1 4种机插密度下母本湘陵628S和丰源A的群体分蘖动态Fig.1 Tillering dynam ics of hybrid rice female parent population（Xiangling 628S and Fengyuan A）at four mechanized transplanting densities

图2 4种机插密度下母本广占63S和深95A的群体分蘖动态Fig.2 Tillering dynam ics of hybrid female parent population（Guangzhan 63S and Shen 95A）at four mechanized transplanting densities

不同机插密度对母本群体单位面积分蘖动态的影响见图1～3。由图可知，母本湘陵628S、丰源A、广占63S分蘖数变化表现一致，总体变化趋势为机插处理始终高于CK，机插密度大的处理始终高于机插密度小的处理，4种机插密度和人工移栽群体达到高峰苗期时间一致。母本深95A、隆科638S的分蘖数高峰苗值机插处理均高于CK，机插密度处理间高峰苗值T1、T2、T3依次下降，处理T4则表现不同，深95A的T4低于T1，隆科638S则高于T1，高峰值出现时间处理T1较T2、T3、T4及CK提前，其中，深95A处理T1提前10 d，隆科638S提前15 d，T2、T3、T4及CK高峰值出现时间差异不大。Y58S高峰苗值处理T2、T4、T3依次高于CK，T1低于CK；高峰苗出现时间处理T1较其它处理及CK提前15 d，T2、T3、T4及CK时间一致。机插与人工移栽对比，能有效提高单位面积最高苗数，不同生育期的母本高密度机插均表现最高苗数多，而长生育期母本在低密度机插下也同样有较高的最高苗数。

图3 4种机插密度下母本Y58S及隆科638S的群体分蘖动态Fig.3 Tillering dynam ics of hybrid female parent population（Y58S and LK 638S）at four mechanized transp lanting densities

2.3 播始历期

4种机插密度对6个母本群体播始历期的影响见表2。由表2可知，湘陵628S四种机插密度的播始历期与CK均无显著差异，另5个母本4个机插密度处理的播始历期均比CK长0.3～3.0 d，但不同母本间表现不同，其中深95A的4个机插密度处理与CK达显著差异，丰源A、广占63S、隆科638S的T2、T3、T4处理与CK达显著差异，Y58S则以T3、T4处理与CK达显著差异。4个机插处理间，6个母本播始历期表现一致，均随着机插密度的减小而有延长的趋势，但延长程度不同。丰源A、隆科638S以处理T4最长，T1最短，两个处理间差异显著；Y58S则是以处理T3、T4最长，均显著长于处理T1、T2；其余3个机插处理间无显著差异。说明机插较人工移栽播始历期延长，生育期越长的母本，受影响越大；随着机插密度的减小，播始历期有延长的趋势，不同母本间表现有差异。因此，杂交水稻制种时，应根据机插密度对母本播始历期的影响，适当调节父母本播差期。

表2 4种机插密度下的母本群体播始历期（d）Table 2 The duration from seeding to heading of female parent population at four mechanized transplanting densities（d）

2.4 母本抽穗特性

4种机插密度对母本抽穗历期和盛穗历期的影响见表3。由表3可知，4种机插密度均以处理T4最长，T1最短，随着机插密度的减小，抽穗历期与盛穗历期稍有延长的趋势，但4个机插处理间均未达到显著差异，同时与CK间差异也未达到显著水平。说明机插与人工移栽的抽穗历期和盛穗历期差异小，机插密度对抽穗历期和盛穗历期影响不大。

表3 4种机插密度下的母本群体抽穗特性（d）Table 3 The heading characteristics of female parent population at four mechanized transp lanting densities（d）

2.5 母本穗粒构成

2.5.1 有效穗数

4种机插密度处理对各母本群体有效穗数的影响见表4。由表4可知，有效穗数在6个母本的4个机插处理中除广占63S的T3、T4处理外均显著高于CK。但4个机插密度处理间的差异在6个母本间表现不一，其中，湘陵628S、丰源A两个短生育母本和广占63S、深95A两个中等生育期母本均表现为随着机插密度的减小而减少的趋势；而长生育期母本中，Y58S以T2处理最多，T1最少，隆科638S以T1处理最多，T3最少。以上说明，机插较人工移栽的单位面积有效穗数显著增多，机插密度越大表现越明显；机插密度处理间有差异，单位面积有效穗数随着机插密度的减小而有减少的趋势。

表4 4种机插密度下的母本群体有效穗数（穗／m2）Table 4 Effective panicle of female parent population at four mechanized transplanting densities（panicle／m2）

2.5.2 群体成穗率

4种机插密度对母本群体成穗率的影响见表5。由表5可知，在4种机插密度下，短生育期母本湘陵628S和丰源A的成穗率高于中等生育期母本广占63S和深95A高于长生育期母本Y58S和隆科638S。湘陵628S在4种机插密度下的成穗率均较高，且与CK差异不显著；丰源A以T2、T1处理的成穗率最高，分别为70.12%、69.08%，均显著高于其它处理和CK。中等生育期母本中，广占63S机插处理间差异不显著，且均显著低于CK；深95A以T4最低，为48.59%，显著低于其它处理与CK。长生育期母本中，Y58S以处理T1成穗率最高，为48.02%，显著高于其它处理和CK，随着机插密度的减小成穗率依次降低；隆科638S以CK和处理T1成穗率较高，分别为57.53%、56.00%，二者无显著差异，但显著高于处理T3、T4。说明机插密度对不同母本群体成穗率的影响不一致。

表5 4种机插密度下母本群体成穗率（%）Table 5 Spike-formed rate of female parent population at four mechanized transplanting densities（%）

2.5.3 群体颖花数

对4种机插密度母本群体穗平颖花数的调查统计结果见表6。由表6可知，除丰源A外，其余5个母本的各机插处理穗平颖花数均低于CK。4种机插密度处理在6个母本间表现不一致，短生育期母本湘陵628S、丰源A的穗平颖花数均以T4处理最高，T1处理最低，其中，丰源A穗平颖花数表现为随着机插密度的减小而增大；中等生育期母本广占63S、深95A和长生育期母本隆科638S的穗平颖花数在各机插密度处理间差异不显著。Y58S以T4处理最高，且显著高于其他各处理。说明机插的母本穗平颖花数较人工移栽的减少，并表现为随着机插密度的减小而增多的趋势。

表6 4种机插密度下母本群体穗平颖花数（朵／穗）Table 6 Spikelet numbers of female parent population at four mechanized transplanting densities（spikelet／panicle）

从机插密度对母本群体颖花数的影响来看（表7），湘陵628S、丰源A、隆科638S三个母本机插处理的颖花数均高于CK，其中湘陵628S、丰源A和隆科638S的T1、T2、T4显著高于CK；深95A的T1显著高于CK，T3、T4与CK无显著差异；广占63S的T1显著高于CK，T3和T4显著低于CK；Y58S的T2、T4显著高于CK，T1显著低于CK，T3与CK无差异。说明应根据不同母本的分蘖成穗特性选择适宜密度的插秧机。供试6个母本中，Y58S最适宜机插密度为20×14（cm），其他母本均适宜选择18× 14（cm）的高密度插秧机栽插。但与人工移栽相比，湘陵628S、丰源A、隆科638S无论哪个密度机插均可获得制种高产所需的单位面积颖花数。

表7 4种机插密度下母本群体颖花数（万朵／m2）Table 7 Spikelet numbers of female parent population at four mechanized transplanting densities（the thousand spikelets／m2）

3 结论与讨论

3.1 不同机插密度下母本的群体播始历期和抽穗特性变化

杂交水稻制种的前提是保证父母本花期相遇，母本的播始历期和抽穗整齐度决定了制种花期相遇的优劣，从而决定了杂交水稻制种产量的高低［9，10］。本试验结果表明，机插移栽较人工移栽播始历期延长了0～3 d。周友旺等［11］认为，因为机插采用小苗移栽（3.1叶），机插后返青、缓苗期和有效分蘖期较长，抽穗延后。不同机插密度处理间，播始历期以处理T4最长，T1最短，随着机插密度的增大，播始历期有缩短的趋势。这是因为随着密度增大，中后期群体增大，通风透光性减弱，成穗率提高，有效穗以主穗为主，促使抽穗提前［12］。因机插主要影响水稻的营养生长阶段，生殖生长阶段较为稳定［13］，机插与人工移栽间的抽穗历期和盛穗历期无显著差异。机插密度处理间抽穗历期和盛穗历期虽无显著差异，但随机插密度的减小表现出延长的弱趋势，这与关绪乾等［14］的研究结果一致。因为随着机插密度减小，温光水条件得到改善，分蘖能力加强，单穴有效穗数增加，但成穗率有所下降，抽穗分散，导致抽穗整齐度下降。说明机插密度对母本群体的播始历期影响相对较大，对抽穗历期和盛穗历期影响小，杂交稻制种选用插秧机移栽时，应根据母本特性选取适宜的机插密度并适当调整父母本播差期，以保证父母本花期相遇。

3.2 不同密度机插下母本的群体穗粒构成

杂交水稻制种中，首先要确立母本群体的主导地位［15］。在花期相遇良好，父本花粉量足的情况下，扩大母本群体是提高制种产量的重要方向。增加用种量，插足基本苗是增加单位面积有效穗数与颖花数的关键［16］。机插密度决定基本苗，进而影响分蘖、有效穗数和每穗粒数，最终影响母本群体穗粒构成。

本研究表明，在生育期较短的母本湘陵628S、丰源A、广占63S、深95中，随着机插密度的增大，单位面积颖花数呈增长趋势，均以机插处理T1最好，在此密度下，穗平颖花数虽最低，但单位面积最高苗、成穗率、有效穗数均最高，单位面积有效穗数弥补了穗型的减小，最终形成了理想的单位面积颖花数。说明生育期较短的母本，可通过适当提高机插密度来提高母本群体穗粒数。

长生育期母本Y58S分蘖能力较强，在处理T1下，因机插密度过大，造成单位面积基本苗起点过高，个体与群体间竞争加剧，群体“生长冗余”，单穴有效穗数少，单位面积有效穗数不足，抑制了单位面积颖花数的提高［5］。而在机插密度处理T2下，个体与群体协调发展，提高了成穗率，虽然穗平颖花数较低，但充足的单位面积有效穗数有助于形成合理的母本群体颖花数；处理T4则通过充分发挥Y58S分蘖力较强的自我调节能力，有效协调了单位面积有效穗数和穗平颖花数的矛盾，群体颖花数较高。隆科638S分蘖能力相对较弱，在机插密度处理T1下，单位面积基本苗数足，高峰苗值出现较早，个体与群体间竞争加剧，穗平颖花数降低，但充足的单位面积有效穗数有效弥补了穗平颖花数的减少，形成了理想的母本群体颖花数［17］；T4处理下，单位面积基本苗较少，但由于其生育期较长，也能达到较高的单位面积有效穗数，且穗平颖花数增多，最终形成较大的母本群体颖花数，这与王秀亮等［18］的研究结果一致。因此，对于长生育期母本来说，合理密植和稀植均可以达到杂交水稻制种高产所需的群体穗粒数。

3.3 结论

本试验表明，6个母本中随着机插密度的减小，播始历期、抽穗历期及盛穗历期呈延长的趋势，穗平颖花数有增加趋势，成穗率则表现为减少趋势，其中抽穗历期与盛穗历期在机插密度处理间差异不显著。单位面积最高苗、有效穗数、颖花数在湘陵628S、丰源A、广占63S、深95A中随着机插密度的减小而减少，均以高密度处理18×14（cm）最高；母本隆科638S以高密度18×14（cm）和低密度30× 12（cm）较高，Y58S则以20×14（cm）、30×12（cm）两个密度处理较高。综合抽穗特性和穗粒构成情况，在杂交水稻制种中，除Y58S适宜的机插密度为20×14（cm）外，其余5个母本均以机插密度18×14（cm）最为适宜，在此密度下，各母本的个体、群体间生长发育协调较好，能有效构建高产制种所需的母本群体；另外Y58S、隆科638S在机插密度30×12（cm）下也能获得较好的母本穗粒群体。机插条件下，应根据机插密度对不同母本播始历期的影响，相应调整父母本播差期以确保花期相遇。

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Effect of Mechanical Transplanting Density on the Grow th and Development Characteristics of the Female Parent Population in Hybrid Rice Seed Production

YANG Yongbiao1，LIU Aim in2*，ZHANG Haiqing1*，CHENG Yong1，TANG Rong1，ZHANG Qing2，JIANG Lingyun1，WANG Ming1，LIU Junlong1
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Yuanlongping High-tech Agricultural Co.，LTD，Changsha，Hunan 410006，China）

In order to ascertain the suitablemechanized transplanting density of the female parent population in hybrid rice seed production，the influence of differentmechanized transplanting densities on the growth and development characteristics of female parent population were studied，with six chosen female parents，and the control of artificial transplanting（16.7 cm×20 cm）.The results showed that：as the mechanized transplanting density decreasing，the duration from seeding to heading，heading period andmiddle heading time of the 6 female parents showed prolonged trend；meanwhile the number of spikelet per panicle of each female parent was increasing，and the spike rate was decreased.There was no significant difference in heading period and middle heading time under four different densities.The highest seedling，effective spike and spikelet numbers of unit area Xiangling 628S，Fengyuan A，Guangzhan 63Sand Shen 95A，were decreased as the density decreased，these traits achieved themaximum valuewhen the densitywas high（18 cm×14 cm）.Heading characteristics and spike grain composition of the females were considered comprehensively，the suitable mechanized transplanting density was 14×20（cm）for Y58S，and the density of 14×18（cm）for other five female parents（Xiangling 628S，

Fengyuan A，Guangzhan 63S，Shen 95A and LK638S）.In order to ensure flower synchronization of the parents，the sowing gap stage of the female and male parents should be adjusted according to the effect ofmechanized transplanting density on the duration from seeding to heading of different female parent.

hybrid rice；seed production；female parent；mechanized transplanting；density；population traits

S511.045

A

1001-5280（2017）04-0342-07

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.02

2017- 05- 03

杨永标（1990-），男，硕士研究生，Email：1522862689＠qq.com。*通信作者：刘爱民，研究员；张海清，教授。

国家科技支撑计划（2014BAD06B07）。