三系杂交水稻生产.ppt

杂交水稻生产技术 ——三系法,一、水稻概述,水稻是自花授粉作物，花器小而繁殖系数低，人工去雄配制杂一代成本高而困难。 杂交水稻的制种，是以雄性不育系作母本，雄性不育恢复系作父本，父母本按照一定的行比相间种植，花期相遇，母本接受父本的花粉而受精结实，生产杂交种子，是一个异交结实的过程，因而杂交稻制种又称为水稻的异交栽培。,1.杂交水稻发展历程,1964年袁隆平开始从胜利籼品种中寻找不育株。 1970年李必湖在海南崖县普通野生稻群落中发现花粉败育株。 1972年育成野败型珍汕97A、二九南1号A等不育系和保持系。 1973年测得IR24等恢复系，实现“三系”配套。,目前我国育成的不育系有5大类： 野败型（WA型），如珍汕97A、V20A等； 冈型（G型）和D型，如冈46A、 D汕A等； 包台型（BT型），如黎明A、六千辛A等； 滇一型（DI型），如滇29A等； 红莲型（HL型），如HL型粤丰A等。 生产上应用的以野败型为主。,2、杂交稻的生产潜力,杂交稻比常规稻显著增产20%左右。 杂交稻优势主要表现在： 发芽快、分蘖强、生长势旺盛； 根系发达、吸肥能力强； 穗大粒多； 光合同化和物质积累能力强； 遗传背景广，适应性强，尤其对不同土壤类型的适应性，在低产地区增产幅度大。,3、三系的基本概念,不育系（A）：指雄性器官退化或发育不正常，无花粉或不能产生正常花粉；雌性器官正常，自交不结实，异交结实的品种或品系。 保持系（B）：指给不育系授粉，能使不育系保持不育性的品种或品系。能自交结实，保持系给不育系授粉所得的后代是不育系。 恢复系（R）：给不育系授粉，能使不育系恢复正常结实的品种或品系。能自交结实。恢复系给不育系授粉的后代（F1）能正常结实，F2分离。,,,不育系与恢复系比较,不育系,保持系,,,a. 不育系（A）×保持系（B）→繁殖不育系,恢复系（R）→ 恢复系（R）,保持系（B）→ 保持系（B）,b．不育系（A）×恢复系（R）→F1杂种,（自交）,（自交）,4、三系制种的原理和关系,不育系与保持系杂交获得不育系种子，保持系自交仍是保持系。恢复系自交仍是恢复系。 不育系和恢复系杂交获得杂交种种子（F1），即生产用种。 三系法利用水稻杂种优势，杂交种后代（F2）的育性、农艺性状等将会发生很大的分离，所以杂交种（F1）种植后不能再利用，需要每年繁殖不育系制种，才能保障大田生产用种。 在水稻三系中，不育系是关键和基础。,,二、三系杂交水稻制种技术,三系杂交水稻制种是以雄性不育系作母本，雄性不育恢复系作父本，按照一定的行比相间种植，使双亲花期相遇，不育系接收恢复系的花粉而受精结实，生产杂交种子。在整个生产过程中，技术性强，操作严格，一切技术措施都是为了提高母本的异交结实率。制种产量高低和种子质量的好坏，直接关系到杂交水稻的生产与发展。实践证明，杂交水稻制种要获得高产优质，必须抓好以下关键技术。,1.自然条件 选择集中连片和便于隔离的地点； 选择排灌方便、阳光充足、土壤肥沃的田块； 制种区无检疫性水稻病虫害，如水稻白叶枯病和细菌性条斑病等。,（一）制种条件,水稻白叶枯病,细菌性条斑病,2.严格隔离,据研究表明：距离10米的，花粉混杂率为百分5.2%；距离20米的, 花粉混杂率在百分之2.3%，距离30米的，花粉混杂率降到1%。,制种田周围100 m以内 ，除父本外不能种植其他任何水稻品种；在风力较大的平原地区需隔离 200 m。,1.安排好“三期”　　     “三期”是指正确的播种期、适时的插秧期和最佳的抽穗扬花期。,（二）确保花期相遇,1.1 选择最佳的抽穗扬花期,杂交水稻制种要注意把抽穗扬花期安排在气温、湿度适宜、雨水较少的季节，一般要选择没有连续3天以上的雨季。,确保父母本花期相遇是杂交水稻的制种核心。,最佳的抽穗扬花期的条件 ①日平均温度24-28摄氏度 ②相对湿度70-80% ③昼夜温差8-10度 ④阳光充足，开花期旬雨日小于3天，如果达不到，连续阴雨不能超过3天 ⑤有微风（大风不利）,如长江中、下游地区制汕优63组合较适宜的抽穗扬花季节一般在8月上旬。因为长江中、下游这一带多数年份6月下旬和8月下旬出现有规律性的雨日；7月份又有“火南风”的威胁，9月份中、下旬有“寒露风”低温的危害。,1.2.1 叶差法,是根据亲本历年分期播种或制种的生育期资料，推算出能达到理想花期父母本相遇的播种期。计算公式： 播种差期=父本始穗天数-母本始穗天数,1.2 选择好父母本播期,父母本播期的差异称为播差期。可采用时差法（生育期法）、叶（龄）差法、（积）温差法确定播差期。,1.2.2 叶（龄）差法,根据同一父母本在同一地区、同一季节制种，不同年份，在播种期和田间栽培管理条件大体相同的情况下，其主茎叶片数是相对稳定的。根据这一原理，即可推算出父母本的叶龄差，其方法是：将父本从播种到始穗的叶龄减去母本从播种到始穗的叶龄之差，就是该组合父母本的播种叶龄差。,例如南优2号在广西博白制种，父本国际24于2月上旬播种到始穗时叶龄为18片叶，母本二九南1号在3月下旬播种，从播种到始穗时叶龄为10片叶，则父母本的叶龄差为8片叶，就是说当父本国际24播种后长到8片叶左右时，就播母本二九南1号。,1.2.3 有效积温法 播种到始穗的有效积温差来确定父母本播差期的 方法，叫有效积温差推算法。一般以12℃作为生 物学下限温度,27℃作为生物学上限温度。计算有 效积温的公式是: A=Σ(T-H-L).式中: A—某一生 育阶段的有效积温(度);T—日平均气温;H—高于 上限温度的度数;L—下限温度; Σ--某一生育阶 段的起止累计。,例如：父本国际24一般有效积温为1133℃，母本二九南一号有效积温为690℃，1133℃ - 690℃ = 443℃，443℃就是南优2号父母本同时始穗的有效积温差。从父本国际24播种后的第2天起，将每天大于12℃以上的温度，小于27℃（日平均温度）累加起来，当加到443℃的那一天，即为母本二九南一号的播种期。,1.3 适时插秧期 根据不同组合父母本的特性安排适龄的插秧期。不同稻类的品种，主茎叶片数不同。一般育大苗秧时，早稻品种秧苗叶片数控制在该品种主茎叶片数的45％比较适宜；中稻品种秧苗叶片数控制在该品种主茎叶片数的百分之50％较好，超过这个范围，秧苗容易出现老化现象，产生早穗。,2、花期预测和调控,由于年度间气候的变化和栽培管理的差异，有时还 会花遇不好，需要进行花期预测和调节。 2.1 花期预测： 花期全遇的标准：“头花不空，盛花相逢，尾花不丢。” 常用幼穗检查法：不育系始穗前30天左右开始， 每隔3天对父母本分别剥取主茎和分蘖的幼穗进行 观察、判断。,时期 发育阶段 形态 幼穗 颖花 1 第1苞原基 看不见 --- --- 2 第1次枝梗原基 苞毛现 --- --- 3 第2次枝梗原基 毛茸茸 1 --- 4 雌雄蕊形成期 粒粒现 2-15 --- 5 花粉母细胞形成期 颖壳分 15-50 1-3 6 花粉减数分裂 叶枕平 50-100 3-5 7 花粉内容物充实期 穗变绿 固有长 5-6 8 花粉完全成熟期 穗将伸 固有长 8-,盛花相逢,田间花期预测,剥穗检查法,剥穗检查法,剥穗检查法,原则：以促为主，促控结合；以父本为主，父母本结合。 主要措施： 播期调节（前述） 栽培管理调节 水促、旱控；偏施氮肥（控）、增施磷钾（促）； 提前割叶（幼穗发育第七期初割去剑叶）； 重施“920”（赤霉素）； 借父传粉等。 单项栽培管理调节花期一般只能调节1一3天，综合调节能调节7-10天，甚至15 天。,,2.2 田间花期调节,割叶 在父母本见穗达5%- 10%时，用快刀割去 剑叶的1/3到1/2，排 除传粉障碍。 施肥控制得好，使剑 叶长度在25厘米以下 可以不割叶。 割叶适期一般为抽穗 的10-20%时期。,母本割叶,,喷施“920” 主要作用是促进不育系穗颈伸长，克服包颈现象。同时有促进抽穗开花的作用。 每亩用量一般12-15g左右，喷药分2-3次，割叶后即喷施。 “920”施用要做到“适时、适量、适法”,（以上表中数值供参考，应用时应根据当地气候条件和具体品种而异）,“920”施用时间与用量,2.3 花时调控　 由于生理上的原因，母本往往开花时间比父本迟1～2小时，且开花比较零星分散。为了促使父母本花时相遇，可采用以下措施：赶露水、父本喷冷水、母本喷施花信灵、喷施硼肥。,（三）人工辅助授粉,水稻是典型的自花授粉作物，在长期的进化过程中，形成了适合自交的花器和开花习性。又是风媒花，在自体授粉时，雄蕊上的花药会破裂，花粉相当细小，会随风力，稻的摇摆，落到隔壁雌蕊柱头上。花粉的寿命很短，只有4-5分钟，扬花时，就是授粉的时间。但是自然风的风力、风向往往不能与父母本开花授粉的需求吻合，依靠自然风力授粉不能保障制种产量，因而杂交水稻制种必需进行人工辅助授粉。,目前主要使用3种人工辅助授粉方法：绳索拉粉法、单竿赶粉法和双竿推粉法。 开花期每天在10：30～12：30于父本散粉高峰期赶粉3～4次，轻推、重摇、慢回手。遇阴雨天抢雨停间隙或雨后现晴及时赶粉。,人工辅助授粉,丰产制种田,1、培育适龄多蘖壮秧 壮秧的标准：生长健壮，叶片清秀，叶片厚实不披垂，基部扁薄，根白而粗，生长均匀一致，秧苗个体差异小，秧龄适当，无病无虫。 技术措施：确定适宜的播种量，做到稀播、匀播。,（四）创造父母本同壮的高产群体结构,壮秧的规格（移栽秧龄以第一期父本为准）,2、适宜的行比、行向,合理的父母本行比依制种组合不同而异，早熟组合以2：14～16，中熟组合2：16～18，迟熟组合2：18～20为宜。父本株行距为16.7cm×33.3cm.母本株行距为13.3cm×l3.3cm，父母本间隔23.3cm。,父母本行比（1 ：11）,3、移栽规格,父母本间 留宽行 33-40cm 母本行间 留窄行 13-16cm,一般,规格移栽,做好大田管理是夺取制种高产的重要措施。田间管理的主要措施包括： 精细整地，壮秧移栽，重施底肥，早施追肥，科学管水，平衡施肥等。 应特别注意加强父本的管理。,4、加强田间管理,田间管理,平衡生长,（五）加强病虫害的综合防治（略）,杂交一代种子纯度每下降1个百分点，大田栽培产量下降80～100kg／hm2。 因此要在秧苗期、分蘖盛期、抽穗期（关键时期）和成熟期，根据株叶型、叶色、长势、熟期等严格去杂去劣，保证父母本田间杂株率0.5％以下。种子一旦成熟，应及时收割，单独脱粒、晒干，扬净入袋，严防机械混杂，保证种子质量。,（六）严格去杂去劣，适时收获,抽穗前去田间杂株,防止机械混杂 收获时要做到“五分”，即分割、分脱、分运、分晒、分贮。先收父本，当父本清理干净后，才割母本。 收割、脱粒和加式等过程中，要严防错乱及机械混杂。贮藏中要带有标签。,二系水稻制种技术,在长日高温条件下，它表现雄性不育 日长≥14小时 温度≥ 24℃ 在短日低温条件下，恢复雄性可育 日长＜14小时 温度＜24 ℃,既要和三系一样选择最佳扬花授粉期，又要明确一个安全育性敏感期，避免因花期过迟不育系恢复自交结实影响种子纯度，这是不同于三系制种的基本特点，也是两系制种的最难点。,防止不育系自交结实,导致不育系自交结实的主要原因,不育敏感期遇到连续低温,再生穗自交结实,,1、起点温度的连续低温，采用灌深水(遇到这种气候时，气温回升后立即排水，使土温迅速升高； 2、适时断水烤田，降低高位再生分蘖穗的发生；,两系制种的主要措施,3、适期收获，不让高位再生分蘖穗自交结实的籽粒灌浆成熟； 4、留高茬，将低位再生自交结实穗留在田间； 5、采用物理方法，清选尚未成熟的自交结实的籽粒,努力提高种子纯度,