北方粳型光温敏核不育系南繁的注意事项

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  摘要 海南省是北方粳型光温敏核不育系冬季繁殖的理想基地。海南省的自然地理情况复杂,要选择适合的繁殖地点。光温敏核不育系繁殖对温光条件有特殊需求,应通过合理安排,使不育系在育性转换敏感期处于适宜的温光条件下。种子纯度是南繁工作的重点,在繁殖过程中要耐心细致,严格除杂保纯。在确保纯度的同时,通过强化田间栽培管理措施,保证繁种产量。
  关键词 北方粳型光温敏核不育系;南繁;除杂保纯;栽培措施
  中图分类号 S511 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2013)05-0067-02
  粳型光温敏核不育系的繁殖是在特定的光温生态条件下,诱导不育系的育性转向可育,达到自交结实繁殖不育系的目的。与细胞质雄性不育系不同,粳型光温敏核不育系的繁殖需要短光低温条件。在长江流域生育期短的晚粳型光敏核不育系的育性转换主要受临界光长的影响,在当地短日适温下,秋繁就可能实现较高的繁殖产量[1]。南方的籼型光温敏核不育系在当地不仅可以春繁、秋繁,还可以进行夏繁。而适合我国北方使用的粳型光温敏核不育系因春秋气温过低和夏季日照过长,无法在当地自然条件下大面积繁种,只能异地繁种。海南省地处热带,年平均气温在20 ℃以上,由于四面环海,受海洋的调节作用,气温年较差较小。海南省还是全国纬度最低的省份,全省平均日照时数仅12.2 h [2],符合光温敏核不育系繁殖对较短日照的要求。正因为海南省具有这些得天独厚的气侯条件,使得海南省成为冬季繁殖粳型光温敏核不育系的理想基地。
  海南省的自然地理环境等和内地差异明显,水稻生产与内地有所不同,而且光温敏核不育系繁种又存在特殊性,如果繁殖措施不当很可能造成繁种失败。笔者根据在海南省繁殖不育系的经验体会,简单阐述一下冬季海南省繁殖不育系的注意事项。
  1 选择适合的繁殖基地
  海南省并不是全省都适合粳型水稻光温敏核不育系的冬季繁殖,根据育种实践经验,海南省冬季繁殖通常安排在陵水县以及以南地区,即陵水县、三亚市、乐东县等地。该地区由于处于偏南纬度,又有五指山的屏障作用,冷空气难以到达,晴天多,从11月至翌年4月,日照时数为900~1 200 h,在最冷的1月平均气温也在21 ℃左右,这样的气候条件十分适合水稻光温敏核不育系的冬季繁殖。
  海南省南部多山地丘陵,地形地貌土层分布复杂,为保证繁种的质量和产量,繁种田应选在土层较厚(耕作层20 cm以上)、土壤肥沃、地势平坦、保水性强、旱涝保收的地块。此外有无检疫病害和隔离条件优劣也必须在考虑之列。如果面积较大,宜选取集中连片地块。由于海南省大都是砂壤土,保水性差,而且海南省冬、春季高温少雨,土壤水分蒸发快。因此,繁种地块宜选在离水源较近,而且排灌方便的位置。此外,不要选择新开垦的白砂地,因为此种地水肥渗透严重。繁殖田前茬要尽量避免种植水稻,以蔬菜地、空闲田为最佳。
  2 合理安排播种期和育性转换敏感期
  适时播期的选择很重要,因为播种期的早晚不仅决定着不育系抽穗的早晚。也决定着育性转换敏感期能否处于安全的可育温光条件下。以北方粳型光温敏核不育系GB028S为例。GB028S在海南省最佳播种期为11月10—15日,一般在2月中下旬抽穗,育性转换敏感期在2月10日前后。如果播种过早,在1月下旬出穗,此时正处于当地气温低值,一旦遇到日均温度低于18 ℃的低温天气,就极易造成花粉不能正常发育,严重影响结实。如果播种过晚,在3月上中旬抽穗,此时当地气温已经回暖,一旦遇到日均温度高于28 ℃的气温,同样会影响花粉的正常发育。因此,在播种期的选择上,要根据当地的气候条件和所繁不育系的生育期合理制定,精心安排。
  在海南省冬繁经常遇到低温,造成不同程度冷害。在栽培上可以通过重施有机肥和磷钾肥,低温来临前后加施钾肥,适度晒田来提高根系活力,增强禾苗的抗寒性。如果在育性转换敏感期遇到低温等天气,可以采用田间灌深水保温,减轻颖花退化。但如果出现特殊低温或高温天气,造成繁殖产量偏低,甚至是失败的情况下,就要采取措施进行育性转换敏感期的调整。技术措施的关键是控制不育系的生育进程,使育性转换敏感期处于气温低于所繁不育系育性转换起点温度的时段。其技术措施如下:一是根据气象态势,追施适量氮肥,延缓发育进程,保住低节位小穗,并促使其再分蘖成穗;二是割穗头结合追施氮肥,进行再生繁殖。
  3 不育系繁殖的除杂保纯技术
  为保证易于制种,生产上使用的光温敏核不育系一般具有柱头大而外露率高、颖花张颖角度大、开花集中等特点,但如果隔离不严格,不育系的颖花容易受到外来花粉的侵入而造成生物学混杂[3]。光温敏核不育系虽是自交结实繁殖,但是不育系的结实率很难达到正常水平,因此不育的颖花仍可能受到外来花粉串粉而造成混杂。此外,光温敏核不育系有时会发生育性漂移现象,如果繁殖使用的种子不是原种,发生育性漂移的可能性就会大大增加。繁种纯度是南繁工作的重中之重,因此在不育系繁殖过程中要严格除杂。为保证繁种纯度,一般要做到以下几点。
  3.1 用不育系原原种繁种
  有研究认为水稻光温敏核不育系的育性转换起点温度属多基因性状,随着繁殖世代的递增,群体内产生育性转换起点温度较高的个体,因其可育温度范围较广,在温度变幅有时很大的自然条件下的结实率一般较高,因而它们在群体内的比例必然逐代加大,出现起点温度的遗传漂移现象。如果在繁殖過程中,按一般常规良种繁育程序和方法留种,不育系群体的育性转换起点温度将会逐代升高,最终导致该不育系因起点温度过高而失去实用价值[4]。因此,为确保种子纯度,选用在低温选择条件下提纯的不育系原原种作为繁殖用种,防止不育起点温度发生漂移。
  3.2 严格隔离标准
  在进行粳型光温敏核不育系繁殖时,受海洋性气候影响,海南省常年有3~4级风。尤其在水稻开花的2—3月,只要天气晴朗,东南风从不间断,而且风力强、风向变化大, 不育系颖花极易受到外来花粉的侵入。因此,隔离便显得非常重要。不育系的花粉隔离应以空间隔离为主,以选用天然屏障的山河隔离为最佳[5],如果没有山河隔离条件,应尽量保证在不育系始穗前20 d内、终花后10 d内,在繁殖田周围垂直距离500 m以内没有其他品种抽穗开花。在不具备空间隔离条件的地区则采用人工屏障隔离,隔离高度要求在2.5 m以上。隔离时选用能透气的布质材料,以防大风天气将隔离布吹破吹倒。   3.3 除杂标准
  光溫敏核不育系的杂株比较复杂,一般可分为以下几种类型:一是育性转换起点温度升高的变异株。此类杂株在不育系繁殖过程中,与其他正常不育系相比,有的表现自交结实率很高(可达70%~80%及以上),开花期花药散粉很好;有的表现植株营养生长优势明显,株高分蘖成穗率明显高于同类的其他标准不育株。二是典型感光的早熟植株,生育期显著偏长的迟熟植株。三是机械混杂株。如常规种、杂交2代种子等,此类杂株无论从株型、生育期、开花习性等方面都与不育系有较大差别。
  在海南省冬繁时,除杂的主要标准是:在分蘖期根据株叶的形态,就可以除去大部分的机械混杂株和部分的育性漂变杂株。不育系在抽穗前后,特别是在开花前后2~3 d,是除杂的关键时期,因为杂株开花后会授粉给周围正常的不育系,所以要及时除杂。此时分辨杂株除了看株叶形态及穗粒形状外,还要观察对比单株间的花药形状及裂药散粉情况。除去花粉肥大、裂药散粉比标准不育株好的的单株[6],因为这些植株很可能是育性漂变杂株。除去在始穗期将抽穗早于群体5 d以上的单株。在成熟期主要除去农艺性状与标准不育株不同的单株和结实率比标准不育株明显高的单株。
  3.4 严防机械混杂
  播种、收割、脱粒、晾晒、筛选、包装和运输等过程,都必须严格地按照良种生产技术规程进行操作,细致耐心,防止混杂。
  4 栽培措施
  粳型光温敏核不育系在海南省冬季短日照条件下繁殖,由于生育期缩短,植株变矮,穗头变小,造成繁殖产量潜力下降。繁殖不育系生育期缩短主要体现在大田营养生长期缩短,因此在栽培技术上需要采取相应措施延长播种至始穗的历期,围绕增穗、增粒的目标建立不育系群体,以获得较高的繁殖产量。一般在进行不育系田间栽培管理时要做到以下几方面。
  4.1 控制秧龄和合理密植
  播种时要稀播匀播,平时保持苗床湿润,在2叶1心和移栽前3~5 d分别追施断乳肥和送嫁肥。在秧龄22~25 d时要及时移栽,延长水稻营养生长期。移栽时浅水插秧,密度为13 cm×(20~23)cm。不育系秧苗壮、分蘖强、大田肥力高的可适当稀植,反之则适当密植。
  4.2 科学施肥
  不育系在大田的营养生长期较短,因此繁殖田要施足基肥,基肥可占总施肥量的70%左右。海南省南部地区土壤以砖红壤为主,而且土体含砂多,耕层浅薄,土壤有机质含量少,养分缺乏,团聚性差,结构不良,易漏水跑肥。因此基肥要以厩肥、绿肥等有机肥为主,有机肥不仅含有较多的有机质,而且养分全面,肥效长久,还可以增厚耕层,改良土壤物理性质,提高土壤保水保肥能力。不育系移栽后追肥要早,特别在幼穗分化前要多次追施氮肥,使禾苗在充足的肥料供应条件下发挥生产潜力,尤其是分蘖优势,促进营养生长期适当延长,提高分蘖成穗率,增加有效穗数和穗粒数,达到增加单位面积总颖花数、提高产量的目的[7]。水稻生育后期叶面喷施磷酸二氢钾和尿素等叶面肥有利于延长冠层叶片的功能期,提高结实率和粒重。因此,在水稻齐穗期和齐穗后7 d左右各喷1次用0.3%磷酸二氢钾和0.5%尿素制成的叶面肥。海南省土壤中钾元素含量偏低,因此在施肥时还要注意钾肥的使用。
  4.3 田间管理
  在水稻分蘖前期浅水勤灌以促使分蘖早生快发,分蘖后期视苗情晒田控蘖。水稻生育后期保持干湿交替保灌浆结实,断水不宜过早。
  海南省地处热带地区,温度高、湿度大,极有利于各种病虫的发生危害。在防治水稻病害方面,应把重点放在水稻细菌性条斑病上。水稻细菌性条斑病是当地常见多发病害,水稻感病后会造成结实率和千粒重下降,严重减产可达60%以上,而且作为检疫性病害,还关系到所繁殖稻种是否准予调出。水稻细菌性条斑病以预防为主,在秧苗3叶及移栽期分别喷施叶青双各1次,在田间管理上避免偏施、迟施氮肥,灌水时不可漫灌、串灌,适时晒田[8]。海南省农业害虫无越冬期,属终年发生区,虫害十分严重,在水稻移栽后每隔7 d就要喷1次杀虫剂,在水稻进入生育后期每隔3~4 d就要喷1次。
  在海南省种植水稻,必须做好防福寿螺、防鸟和防鼠工作。福寿螺会咬食水稻的幼嫩部位,造成水稻的减产,而且繁殖力极强。防治方法是在整田之后施用防螺药,然后在稻田的进水口设网和进行人工捕捉。在水稻抽穗后会有各种各样的鸟来啄食刚灌浆的稻粒,而且这些鸟时常成群出现,驱赶不易。防治方法:一是采用挂彩条和闪光带等方法进行视觉驱鸟;二是人工驱鸟或拉网驱鸟。在海南省从播种至收获均有鼠害发生,必须时刻预防。防治方法是在苗床和繁殖田周围用塑料布围成防鼠墙,并在防鼠墙外投置毒饵和捕鼠器。
  5 参考文献
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