程燦 曹黎明 朱建華 況慧云 王在滿 牛付安 周繼華儲黃偉 張安鵬 鄧宏中 羅忠永 張克紅 孫濱

（1上海市農(nóng)業(yè)科學院 作物育種栽培研究所，上海 201106；2 上海市農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，上海 201103；3 華南農(nóng)業(yè)大學 工程學院，廣州 510642；4袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司，長沙 410125；5 上海桑磊蔬果種植專業(yè)合作社，上海 201400；第一作者：chengcan222@126.com；*通信作者：sunbin@saas.sh.cn）

雜交水稻制種是父母本在同一栽培條件下的間作栽培[1]。父母本行比及行株距決定了單位面積母本與父本群體構成的數(shù)量關系。在實際制種中，既要保證母本群體結構占主導地位，又要保證父本有一定數(shù)量，以構建理想的制種高產(chǎn)群體，同時利于機械化制種[2]。因此，父母本行比及行株距是否合理，直接影響到制種田群體結構的合理性以及田間父本花粉覆蓋的密度及均勻性，進而影響制種母本的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、異交結實率以及制種產(chǎn)量。已有研究表明，在大體相同的栽培條件下，父本花粉量足、母本穗數(shù)足以及花粉利用率高的田塊更易獲得高產(chǎn)[3-6]。

雜交粳稻申優(yōu)28 是上海市農(nóng)業(yè)科學院作物育種栽培研究所育成的優(yōu)質(zhì)、抗病、強優(yōu)勢雜交粳稻組合，目前為上海市水稻主推品種之一[7]。其父本申恢26-28分蘗力強，花粉量足，盛花期持續(xù)時間長；母本申21A感光性強，花時早且集中，開穎角度大且時間長。本文以申優(yōu)28 為材料，研究父母本在機插秧、機直播等機械化栽培方式下合理的父母本行比及行株距，以提升制種全程機械化率，為上海地區(qū)雜交粳稻高產(chǎn)高效制種提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2021 年在上海市奉賢區(qū)海灣鎮(zhèn)上海傳云蔬菜種植專業(yè)合作社制種基地實施，基地海拔30 m。試驗田肥力中等，地力均勻，基礎設施完善，適合機械化作業(yè)。

1.2 試驗材料

供試品種為申優(yōu)28。雜交水稻制種同步插秧直播機系華南農(nóng)業(yè)大學工程學院水稻生產(chǎn)機械化創(chuàng)新團隊設計制造。

1.3 試驗設計

父母本均機插秧條件下，試驗采用雙因素隨機區(qū)組設計，A 因素為父母本行比，3 個水平（A1，2∶6；A2，2∶8，A3，2∶10；A4，2∶12）。B 因素為母本行株距。亦3 個水平（B1，25 cm×14 cm；B2，25 cm×16 cm；B3，25 cm×18 cm）。3 次重復，隨機區(qū)組排列，共計36 個小區(qū)，每個小區(qū)面積222.2 m2。父本分2 期播種（播期分別為5 月15日和5 月22 日），母本于6 月7 日播種，每個秧盤播干谷90.0 g。秧齡18~25 d，父本一般于6 月10 日機插秧，移栽后田間保持淺水層，母本于6 月25 日機插秧。

父本機插（行距25 cm）、母本機直播（行距20 cm）條件下，試驗設置3 個母本株距處理，分別為16 cm（C1）、18 cm（C2）和22 cm（C3）。隨機區(qū)組排列，3 次重復，共計9 個小區(qū)，每個小區(qū)面積222.2 m2。父本分2期播種（播期分別為5 月15 日和5 月22 日），每個秧盤播干谷90.0 g。6 月10 日采用一體機同時移栽父本和直播母本，要求大田平整，排灌條件好，隔24 h 灌“跑馬水”，保證父本活棵。

1.4 田間管理

秧盤育秧1 葉1 心期每hm2施尿素150 kg 作“斷奶肥”，移栽前3 d 每hm2施尿素150 kg 作“起身肥”。大田期每hm2施45%復合肥（N-P2O5-K2O=15-15-15，下同）375 kg 作基肥。母本秧移栽后5～7 d，每hm2施尿素150 kg 作返青肥；再隔7～10 d，每hm2施45%復合肥225 kg 作分蘗肥。母本機直播后7 d，每hm2施尿素150 kg 作第1 次追肥；機直播后15~20 d，每hm2施尿素112.5 kg、氯化鉀75 kg 作第2 次追肥；第2 次追肥后10~15 d，每hm2施尿素150 kg 作第3 次追肥。幼穗分化開始后剝查觀察，8 月5 日（幼穗分化前期）母本每hm2偏施尿素150 kg 進行花期調(diào)節(jié)。水漿管理上采取間歇灌溉，改善根系生長環(huán)境。根據(jù)申優(yōu)28 雙親生物學特性，以播差期設計和水肥管理為核心，通過制種雙親生殖發(fā)育同步調(diào)控，確保父母本花期相遇。母本始穗后開始用拖拉機輔助授粉，每天開始趕粉的時間以母本盛花為準，間隔10～15 min 趕粉1 次，每天趕粉至母本閉穎。

1.5 指標測定及數(shù)據(jù)處理

成熟后每個小區(qū)分別從不育系中隨機取1 排進行考種，考察有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和實粒數(shù)，計算結實率；每小區(qū)用收割機實割測產(chǎn)。數(shù)據(jù)用SPSS Statistics 21 軟件進行方差分析，并以LSD 法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 父母本均機插條件下不同行株距對制種產(chǎn)量及構成因素的影響

2.1.1 不同行株距對制種產(chǎn)量的影響

從表1 可見，不同父母本行比處理制種產(chǎn)量表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞A4，不同母本株距間產(chǎn)量表現(xiàn)為B1＞B2＞B3；不同行比條件下，都以母本株距最小產(chǎn)量水平最高。其中，A3B1 處理的產(chǎn)量最高，達到2.81 t/hm2，A2B1 處理次之，A4B3 處理最低。不同母本株距（B1、B2、B3）間差異均達極顯著水平，行比與母本株距互作不顯著（表2）。不同行比間，A3 與A2、A1 與A4 間差異不顯著，A2 與A1 差異顯著，A3 與A1、A4 間，A2 與A4間差異極顯著（表3）。綜合分析，申優(yōu)28 制種以父母本行比2∶8~10、母本行株距25 cm×14 cm 為宜。

表3 不同行比產(chǎn)量多重比較

2.1.2 不同行株距對不育系異交結實率的影響

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同父母本行比間母本異交結實率表現(xiàn)為A1＞A2＞A3＞A4（表1），差異達顯著或極顯著水平（表4）；不同母本株距間母本異交結實率差異不顯著（表5）。由此表明，父本的花粉覆蓋母本廂的密度及均勻度影響著母本的異交結實率，母本行數(shù)越多，廂面越寬，結實率越低。

表4 不同行比異交結實率多重比較

表5 異交結實率方差分析

2.1.3 不同行株距對母本有效穗數(shù)的影響

由表6 可知，不同父母本行比和母本株距間有效穗數(shù)差異均達顯著水平，父母本行比與母本株距互作不顯著。在相同母本株距情況下，隨著父母本行比的加大，制種田母本所占比例增加，單位面積內(nèi)母本有效穗數(shù)顯著提高；在相同父母本行比情況下，母本株距越小，母本平均有效穗數(shù)越多（表1）。

表6 有效穗數(shù)方差分析

2.2 父本機插-母本機直播條件下不同株距對產(chǎn)量及構成因素的影響

2.2.1 不同母本株距對制種產(chǎn)量的影響

由表7 可知，不同母本株距處理間制種產(chǎn)量有顯差異，C1 處理最高，達2.93 t/hm2，C2 處理次之。由此可見，申優(yōu)28 制種時，父本機插-母本機直播條件下，母本株距為16 cm 較為適宜，制種產(chǎn)量高。

表7 申優(yōu)28 制種不同母本株距產(chǎn)量結構

2.2.2 不同母本株距對母本有效穗數(shù)和異交結實率的影響

由表7 可見，不同母本株距處理間的母本異交結實率差異不顯著，而有效穗數(shù)差異顯著，C1 處理有效穗數(shù)最多，C2 處理次之。由此可見，在父母本行比一定情況下，母本株距越小母本的有效穗數(shù)越多。

2.3 申優(yōu)28 制種親本不同移栽方式的產(chǎn)量比較

由表1、表7 綜合分析，申優(yōu)28 制種產(chǎn)量以父本機插-母本機直播條件下的的C1 處理最高，明顯高于A3B1 處理（父母本均機插方式的最高產(chǎn)量）。母本機直播C1 處理（行距20 cm）的母本廂寬與機插秧A2 處理（行距25 cm）的廂寬基本一致，但母本行數(shù)、播插密度及有效穗數(shù)增加，父本花粉利用率更高。因此，在一定范圍內(nèi)母本行株距越小越利于獲得制種高產(chǎn)。

3 結論與討論

本試驗結果表明，雜交粳稻申優(yōu)28 制種在父母本均機插條件下，父母本行比以2∶8～10、行株距以25 cm ×14 cm、母本廂寬2.0~2.5 m 較為適宜；在父本機插-母本機直播條件下（母本10 行、行距20 cm，廂寬約2.0 m），母本株距16 cm 較為適宜。由于機直播的播插密度高于機插秧，在父母本行比同為2:10 條件下，機直播的母本有效穗數(shù)及制種產(chǎn)量明顯高于機插秧。另外，在父本花粉量充足、父母本花期相遇良好的情況下，母本機直播行數(shù)可以提高到12 行（行距20 cm），其廂寬相當于機插秧的母本10 行（廂寬2.5 m），在進一步增加母本有效穗數(shù)基礎上，保證母本異交結實率，有效提高父本花粉利用率，獲得制種高產(chǎn)。

水稻機插秧和機直播對田間水分要求不一樣。本試驗采用的機插秧-機直播一體機是華南農(nóng)業(yè)大學工程學院農(nóng)業(yè)機械團隊設計制造的樣機，初步融合了機插秧和機直播農(nóng)藝措施。田間操作時對耕作水平提出了更高要求，耕地平整度需要特別高且排灌水通暢，以避免因積水或土壤含水量太低而造成母本出苗率、父本活棵率下降等問題。該一體機的機插秧、機直播兩種栽培方式同步操作的機械協(xié)調(diào)性還有待進一步提高，尤其是在完成母本高質(zhì)量機直播的同時，需要注意父本漏插和保證栽插質(zhì)量，以便提高在機直播水肥管理條件下的成苗率。下一步可以通過引進GPS 導航、激光平整、無人駕駛等先進智能化設備及技術，提高制種親本的栽培水平，保證父母本的成苗率，構建高效的制種群體結構。

機插秧-機直播一體機是以插秧機為基礎，固定設計了2 行父本插秧機頭（行距25 cm）、10 行母本精量穴直播排種箱（20 cm 行距），限制了制種父母本行比的調(diào)節(jié)，有待于優(yōu)化設計。一方面建議更新動力系統(tǒng)，擴大機體寬度，增加父本和母本行數(shù)，實現(xiàn)制種父母本的2∶12、3∶12 及以上不同行比。另一方面建議利用傳統(tǒng)的插秧機和精量穴直播機，分開錯時完成父本機插秧和母本機直播農(nóng)藝操作，父本可以提前5~7 d 機插，待活棵后放干水漿，再機直播母本（10 行或12 行直播機），避免了機插秧和機直播對水漿管理要求不一致的矛盾，同時可以自由配置父母本行比。

目前雜交粳稻申優(yōu)28 制種已實現(xiàn)親本機械栽插、機械植保施肥、機械趕粉、機械收割等，但制種父本的機械化收割問題還有待進一步完善。首先可以考慮研發(fā)70~80 cm 寬幅的小型水稻收割機，實現(xiàn)制種2 行父本機械收獲；其次可以通過適當增加父本行數(shù)即擴大廂寬，利用現(xiàn)有的1.1~1.2 m 寬幅的收割機機械作業(yè)。因此有必要繼續(xù)探索在制種父本3 行及以上條件下的制種父母本大行比栽培模式，通過準確把握赤霉素在父本上的用量和時間，可促使父母本穗位差達到40 cm以上，有效提高父本花粉覆蓋面（密度及均勻度），同時盡量控水節(jié)肥，便于控制母本株高和劍葉長度，利于受粉，為大行比創(chuàng)造條件。

近年來，通過集成雜交粳稻制種親本機插秧（或機直播）、機械割葉、農(nóng)機輔助授粉、分類機械收割等關鍵農(nóng)機農(nóng)藝技術，制種機械化率已提高至94.0%（專家割產(chǎn)意見），節(jié)約勞動力40.0%以上，有效確保了制種高產(chǎn)高效。目前上海雜交粳稻制種產(chǎn)量一般可達3.0 t/hm2，較傳統(tǒng)制種（1.875 t/hm2）增產(chǎn)60.0%，按雜交稻種子基地收購價格25 元/kg 計算，每hm2種子增收28 125 元，并節(jié)約人工成本9 000 元。上海也是全國雜交水稻用種成本最低的?。ㄊ校┲?。