不同收获期对杂交水稻F1代种子质量的影响

顾舒雯，徐鸿诚，李哲，陈锦珠，吴海峰，杨世才，潘竹栋，朱孔志

(江苏金色农业股份有限公司，江苏 大丰 224100)

杂交水稻制种为水稻异花授粉结实，原理是将水稻不育系、恢复系两个不同品系按一定的行比相间错期栽培，要求同期抽穗开花，结实生产杂交种子的过程。杂交水稻种子是粮食作物生产不可或缺的生产资料，较强种子活力是种子质量的基本要求，成熟度与种子活力密切相关，过早或过晚收获种子，种子活力都会受到影响。因此，在最适宜的时期收获种子，有利于保持最佳的种子活力，提高种子质量[1]。种子成熟包括两方面：一方面是生理成熟，即种子成熟过程中，种胚具有芽能力时，达到生理成熟；另一方面是形态成熟，指种子具有成熟的特征，如粒重、壳色等[2]。目前，研究人员针对不同作物不同收获期的种子活力做了大量研究，周建明等[3]研究了杂交粳稻常优3号种子不同收获时期的发芽势、发芽率和种子活力，发现各处理间差异明显；兰剑等[4]研究了不同时期收获的黑麦草种子的发芽特性，后期收获的种子特性均优于前期，且千粒重大的种子其发芽势、发芽率、出苗率、成苗率均高于千粒重小的种子。杂交水稻种子因其特殊性，其生活力相比常规水稻种子更脆弱，遇异常气候和条件常易失去活力，发生裂变，降低发芽率，具有以下特点：收获期早(成熟度80%时收割)、含水量高(30%左右)、适宜收获期短、杂质多、有裂颖、易劣变等。因此，杂交水稻种子需要安排适宜的收获期，尤其是不同的杂交水稻制种组合之间差异较大。鉴于此，本文对3个杂交水稻制种组合，设置8个不同收获期，对杂交种子质量开展了相关研究，为探究适宜收获期对种子质量的影响奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料晶4155S/R534和隆臻36S/钰占来自湖南隆平种业有限公司，荃9311A/五山丝苗来自安徽荃银高科种业股份有限公司。

1.2 试验地选择

试验均在盐城市大丰区刘庄镇民主村(33°9′45.97″N，120°16′41.38″E)进行，海拔高度5.6 m，试验地为黏性土壤、田块平整、土壤肥力均匀、排灌方便、形状规整，土壤有机质含量为21.7 g·kg-1、全氮含量为1.38 g·kg-1、有效磷含量为10.8 mg·kg-1、速效钾含量为175.0 mg·kg-1、全盐含量为1.55 g·kg-1、pH值为7.6[5]，前茬作物为小麦。

1.3 试验设计

试验设置8个处理，即3个杂交水稻制种组合在制种田中，分别在喷施赤霉素后25、27、29、31、33、35、37、39 d，随机选取20穴进行脱粒，收获杂交种子。

1.4 测定项目与统计方法

本试验测定的项目包括发芽势、发芽率、粉质化、千粒重、粒长以及粒宽6个指标。将收获的杂交种放入40 ℃恒温烘干箱内烘至5～7 d，并测定千粒重，取适量种子泡清水2 d，期间换水；打破休眠的种子分别取100粒置于有保水力纸张的样品盒内，放入30 ℃恒温培养箱内等待发芽；观察第3天和第5天样品盒内种子发芽数量并记录，重复3次，考察发芽势和发芽率。

取1 000粒种子放入精米机脱壳、糙米碾白，在稻米垩白度观察仪上观察精米粉质化程度，重复3次，考察粉质化率。

取100粒种子考察裂颖率，重复5次。

用游标卡尺测定稻粒的粒长和粒宽，重复15次。

2 结果与分析

2.1 父母本播种期、播差期和花期情况

3个不同的制种组合播种期、移栽期、始穗期和播始历期详见表1，晶4155S/R534父母本播种日期分别在4月27日和5月12日，干籽播种，6月10日同时移栽，父母本均在8月11日始穗，花期相遇良好。荃9311A/五山丝苗父母本播种日期分别在4月27日和5月19日，干籽播种，父本6月5日移栽，母本6月15日移栽，父本8月11日始穗，母本8月10日始穗，花期相遇良好。隆臻36S/钰占父母本播种日期分别在5月11日和5月5日，干籽播种，父本6月14日移栽，母本6月16日移栽，父本8月28日始穗，母本8月29日始穗，花期相遇良好，其中晶4155S/R534见穗30%～40%时喷施赤霉素、荃9311A/五山丝苗见穗15%～20%时喷施赤霉素、隆臻36S/钰占见穗20%时喷施赤霉素。

表1 不同杂交水稻制种组合播种期、播差期和花期Table 1 Sowing periods，sowing interval，and florescence of different hybrid rice seed production combinations

2.2 种子发芽势和发芽率分析

由表2可以看出，随着喷施赤霉素天数延长，晶4155S/R534种子发芽势呈上升趋势，在25 d时，发芽势最低，随着时间推移逐步升高，37d时发芽势最高，与其他收获时间相比存在显著差异(P<0.05)，39 d时又开始下降。种子发芽率与发芽势趋势基本相同，在25 d时，发芽率最低，后面逐步升高，31～37 d时发芽率较好，与其他收获时间相比存在显著差异(P<0.05)，39 d时又开始下降。随着天数的延长，种子千粒重也随之增加，后期千粒重持续稳定在一定区间；种子粉质化程度在37 d时达到最大，粉质化率最高；种子裂颖率基本随成熟度增加而变大；因此，种子要在喷施完赤霉素33 d之前收获。裂颖率差异不明显，随着收获时间延长粒长宽比逐渐升高，并趋于稳定，同时天气因素对晶4155S/R534种子质量没有影响。

表2 不同收获期对制种组合晶4155S/R534种子质量的影响Table 2 Effects of different harvest periods on seed quality of seed production combination Jing 4155S/R534

由表3可以看出，随着喷施赤霉素后天数的延长，荃9311A/五山丝苗种子发芽势呈上升趋势，25 d发芽势最低，随着时间推移逐步升高，在33 d时发芽势达到最高，35 d后又开始下降。种子发芽率随着喷施赤霉素后天数的延长，25 d发芽率最低，随着时间推移逐步升高，在31～33 d时发芽势达到最高，33 d后又开始下降；随着喷施赤霉素后天数的延长，种子千粒重无显著差异，33 d千粒重达到最高，后期持续稳定在一定数值之间，说明种子在25 d已完成灌浆；种子粉质化程度在33 d后开始增加，在39 d收获时，达到最大，粉质化程度最高，同时也说明降雨天气对种子粉质化存在一定的影响。裂颖率没有明显的差异，同时粒长、粒宽随着延长收获时间无显著差异。

表3 不同收获期对制种组合荃9311A/五山丝苗种子质量的影响Table 3 Effects of different harvesting periods on seed quality of seed production combination Quan 9311A/Wushansimiao seedlings

由表4可以看出，随着喷施赤霉素后天数的延长，隆臻36S/钰占种子发芽势呈上升趋势，25 d发芽势最低，随着时间推移逐步升高，35 d时发芽势达到最高，35 d后又开始下降。种子发芽率随着喷施赤霉素后天数的延长，25 d发芽率最低，随着时间推移逐步升高，在35 d时发芽率达到最高，35 d后又开始下降；随着喷施赤霉素天数的延长，种子千粒重也随之增加，39 d时千粒重与其他天数相比存在显著差异(P<0.05)；种子粉质化程度无显著差异。裂颖率随着时间的延长呈下降趋势；粒长、粒宽并没有随着收获时间延长出现差异。

表4 不同收获期对制种组合隆臻36S/钰占种子质量的影响Table 4 Effects of different harvesting periods on seed quality of seed production combination Longzhen 36S/Yuzhan

3 结论与讨论

王秀萍等[6]对不同成熟度的水稻种子测定结果表明，成熟度越高，种子的发芽能力越强；种子的发芽率在开花授粉后20 d可达到70%，25 d可达到80%以上。王昌华等[7]对水稻白颖花开花授粉研究表明，种子发芽率和粒重均随成熟度的增加而增加，前期增加幅度较大，25 d后二者均趋于稳定，粒重对发芽率有直接作用。张睿佳等[8]研究指出，随着采收时间的推迟，水稻品种秋优金丰种子的成熟度越来越高，发芽势、发芽率及发芽指数均呈先增大后稳定的趋势。

本研究结果表明，不同收获期对杂交水稻F1代种子质量有显著影响，晶4155S/R534在喷施赤霉素后33 d左右种子综合质量较好，适宜收获；荃9311A/五山丝苗，在喷施赤霉素后30 d左右种子综合质量较好，适宜收获；而隆臻36S/钰占在喷施九二〇后35 d左右适宜收获。因此，在适宜的收割时期收获至关重要，不仅显著提高杂交水稻种子发芽率和发芽势，增加千粒重，而且降低种子粉质化程度及裂颖率。此外，阴雨天气对种子质量也有一定的影响。