不同基本苗和栽插规格对杂交水稻4001 S/黄莉占制种机插父本群体生长发育的影响

董帅厅1， 张海清1， 刘爱民， 夏纵印1， 曹 衍1， 苏 和1， 张 青， 蔡 鹏

(1.湖南农业大学农学院， 长沙 410128； 2.湖南隆平种业有限公司， 长沙 410006)

杂交水稻制种的父本群体开花期长和花粉量充足是保证制种产量的重要因素。在杂交水稻制种技术摸索阶段，大面积制种普遍采取单株稀植的栽培方式，实行不育系“靠插不靠发”、恢复系“靠发不靠插”的原则[1]。随着杂交水稻繁殖制种技术的改革，特别是“920”技术的使用，在母本抽穗扬花期比原来大大缩短的情况下，田间父本花粉密度的大小便成了提高异交结实率的主要因子。因此，在大量试验和实践的基础上，提出了父本3期改2期，缩小2期父本的播差期，单行改双行，单株改多株等措施，以增加田间花粉密度[2]。随着杂交水稻机械化制种技术的推广应用，传统的杂交水稻制种技术模式已经发生了深刻的变化，父母本种植的行比扩大到6∶(40～60)[3-4]，父本机插秧已成为发展的必然趋势。但父本机插采用盘育秧，其秧苗素质较差，而且以小秧苗移栽，其生长发育特性较人工移栽大秧苗具有明显差异。陈勇等研究了不同栽插规格和施肥次数对父本群体生长发育的影响，结果表明，父本采用宽窄行机插秧，并以3次施肥，能够显著增加其单位面积颖花数[5]。但不同基本苗和栽插规格对机插父本群体生长发育的影响目前尚未见报道。本研究以4001 S/黄莉占为材料，设计了3种不同基本苗、5种不同栽插规格对两期父本群体生长发育的影响，以期获得开花期长和花粉量充足的父本群体的机插模式。

1 材料与方法

1.1 材 料

制种组合：4001 S/黄莉占；试验父本黄莉占生育期中等，分蘖力中等。

插秧机：洋马高速等行插秧机：行距30 cm、株距20 cm、24 cm、32 cm，6行插秧机；协力-68宽窄行插秧机：行距20～40 cm，株距20 cm、25 cm，6行插秧机。

育秧盘：选用28 cm×58 cm×2 cm毯状育秧盘。

1.2 试验设计

试验于2018年在湖南省武冈市隆平杂交水稻全程机械化制种技术研究与示范基地进行。父本黄莉占采用2期播种同期移栽，播期分别为5月12日和5月18日，秧盘泥浆育秧，基质覆盖。移栽期为5月31日。父母本采用大行比(6∶40)，1、2期父本相间机插。设2株、4株、6株3种不同基本苗，分别记为A 1、A 2、A 3；设20 cm×30 cm(16.67穴·m-2)，24 cm×30 cm(13.89穴·m-2)，32 cm×30 cm(10.42穴·m-2)，20 cm×(20～40)cm(16.67穴·m-2)，25 cm×(20～40)cm(13.33穴·m-2) 5种不同栽插规格，分别记为B 1、B 2、B 3、B 4、B 5。每个小区面积54 m2，实验区总面积810 m2，采用二因素完全随机实验设计，3次重复。

表2 不同基本苗和栽插规格对父本群体分蘖的影响 单位：苗·穴-1

处理日期/(月-日)06-0806-1306-1806-2306-2807-0307-0807-1307-18A1B12.00 2.82±0.19 5.58±0.20 10.50±0.09 12.92±0.42 28.05±0.15 31.54±1.09 30.96±1.67 28.10±0.86A1B22.00 2.80±0.10 5.67±0.09 10.29±0.41 13.65±0.10 28.85±1.70 33.17±1.63 32.17±2.10 30.13±1.81A1B32.00 3.07±0.08 5.93±0.15 11.17±0.27 14.45±0.52 33.52±1.09 39.76±0.92 38.50±0.46 35.14±1.26A1B42.00 3.57±0.16 6.67±0.13 11.68±0.78 15.67±1.89 32.53±1.43 36.30±0.09 34.91±0.49 31.38±0.28A1B52.00 3.82±0.08 7.07±0.17 12.53±0.22 19.19±0.40 35.78±1.31 39.96±1.36 39.10±1.57 35.73±1.52A2B14.00 5.13±0.19 9.58±0.78 16.26±0.79 19.13±1.20 29.82±0.35 33.58±0.32 33.03±0.34 27.98±0.75A2B24.00 4.79±0.16 9.60±0.28 14.84±0.37 20.17±0.78 28.20±1.59 33.08±0.78 31.19±0.78 27.67±0.52A2B34.00 5.71±0.32 11.35±0.53 18.96±0.74 22.88±0.51 37.09±2.00 44.08±1.72 42.43±2.01 37.01±1.68A2B44.00 5.38±0.24 11.38±0.49 16.98±1.08 23.11±2.34 37.67±2.37 41.82±1.42 39.58±1.49 35.30±1.96A2B54.00 6.75±0.27 13.52±0.27 22.92±0.73 29.11±0.80 42.30±0.57 46.21±0.94 44.82±1.04 39.46±1.57A3B16.00 7.95±0.40 15.05±1.28 23.43±0.65 25.67±0.76 33.83±1.05 36.85±2.21 36.44±2.23 31.60±2.78A3B26.00 7.58±0.21 15.98±1.82 24.95±0.11 27.17±1.44 35.13±1.35 36.68±1.06 36.91±0.54 31.53±0.79A3B36.00 8.05±0.11 15.73±0.25 24.60±0.66 28.31±1.69 39.88±1.88 41.02±0.79 39.81±0.17 35.18±0.63A3B46.00 9.78±0.45 18.67±0.29 29.78±1.57 31.67±0.24 41.10±1.49 43.99±0.75 43.29±1.22 37.27±1.08A3B56.00 9.72±0.26 18.68±0.27 28.85±0.11 32.94±1.52 47.68±1.80 49.72±0.41 48.69±0.18 43.00±0.80

注：表中数据为各个处理下的平均值。

表1 各个处理单位面积苗数 单位：万苗·hm-2

因素A因素BB1B2B3B4B5A133.3027.7520.8533.3026.70A266.6055.5041.7066.6053.40A3100.0583.4062.55100.0579.95

父本返青期为6月1日至6月5日，6月8日开始记录分蘖动态，7月3日开始晒田。按照底肥、促蘖肥和促穗肥占比20%、60%和20%施用。父本见穗期喷施“920”12 g·(667 m2)-1[6]。

1.3 观察记载内容、标准及方法

1.3.1苗情动态

第1、2期父本每个重复各标记10穴，移栽返青后，每5天记载1次每穴苗数，至苗数连续2次下降为止，并按公式计算：

分蘖速度=(W2-W1)/5 X

式中W2为第N+1次调查的分蘖数，W1为第N次调查的分蘖数，(N>0)，X为基本苗数。

1.3.2抽穗动态

从见穗期至完穗期，每天定时记载已抽穗数，计算日抽穗率，分析出始穗期、齐穗期、抽穗历期、盛穗历期。

1.3.3群体穗粒结构

调查每穴有效穗数，并随机选取有代表性的5穴，考查穗平颖花数。计算出单位面积的有效穗数及总颖花数。

1.4 数据统计与分析

数据计算与统计分析采用Office 2013软件和DPS 7.05软件数据处理系统进行。

2 结果与分析

2.1 父本分蘖动态

由表2、表3可知，各处理分蘖速度最高日期为7月3日，分蘖苗最高日期为7月8日。同一栽插规格不同基本苗处理，每穴最高分蘖苗数A 3>A 2>A 1，分蘖速度A 1>A 2>A 3，分蘖的消亡速度A 3>A 2>A 1，且A 3比A 2和A 1较早达到最高苗。同一基本苗不同栽插规格处理，每穴最高分蘖苗数B 5>B 3>B 4>B 2>B 1。AB因素互作条件下，处理A 1 B 1的最高分蘖苗数最少，处理A 3 B 5的最高分蘖苗数最多。说明父本黄莉占以每穴插6株基本苗，并以25 cm×(20～40)cm宽窄行栽插能获得较多的分蘖苗数。

2.2 不同基本苗和栽插规格对父本群体穗数的影响

由表4可知，不同基本苗处理，父本群体单位面积最高苗数A 3>A 2>A 1，且处理间达到显著差异；单位面积有效穗A 3显著大于A 2、A 1，且A 3的成穗率最高，平均达到57.08%。不同栽插规格单穴最高苗和有效穗数B 5、B 4和B 3均显著大于B 2和B 1，单位面积最高苗和有效穗数B 4显著大于B 1、B 2、B 3、B 5，成穗率以B 2最高，达到56.01%。从基本苗和栽插规格的互作看，A 3 B 4单位面积的最高苗和有效穗显著大于其他处理，分别达到48.87万苗·(667 m2)-1和28.76万苗·(667 m2)-1，A 3 B 5单穴苗数最多，但成穗率低，最终单位面积有效穗数显著低于A 3 B 4。说明随着基本苗和栽插规格的增大，单穴最高苗数和有效分蘖数明显增加；宽窄行处理的单位面积最高苗和有效穗数显著高于等行处理。

表3 不同基本苗和栽插规格对父本群体分蘖速度的影响 单位：苗·d-1

处理日期/(月-日)06-0306-1806-2306-2807-0307-0807-1307-18A1B10.08 0.28 0.49 0.24 1.51 0.35 -0.06 -0.29 A1B20.08 0.29 0.46 0.34 1.52 0.43 -0.10 -0.20 A1B30.11 0.29 0.52 0.33 1.91 0.62 -0.13 -0.34 A1B40.16 0.31 0.50 0.40 1.69 0.38 -0.14 -0.35 A1B50.18 0.32 0.55 0.67 1.66 0.42 -0.09 -0.34 A2B10.06 0.22 0.33 0.14 0.53 0.19 -0.03 -0.25 A2B20.04 0.24 0.26 0.27 0.40 0.24 -0.09 -0.18 A2B30.09 0.28 0.38 0.20 0.71 0.35 -0.08 -0.27 A2B40.07 0.30 0.28 0.31 0.73 0.21 -0.11 -0.21 A2B50.14 0.34 0.47 0.31 0.66 0.20 -0.07 -0.27 A3B10.07 0.24 0.28 0.07 0.27 0.10 -0.01 -0.16 A3B20.05 0.28 0.30 0.07 0.27 0.05 0.01 -0.18 A3B30.07 0.26 0.30 0.12 0.39 0.04 -0.04 -0.15 A3B40.13 0.30 0.37 0.06 0.31 0.10 -0.02 -0.20 A3B50.12 0.30 0.34 0.14 0.49 0.07 -0.03 -0.19

2.3 父本抽穗动态分析

由表5可知，A处理第1期父本播始历期的变化幅度为92～92.8 d，第2期父本播始历期的变化幅度为86.8～87.2 d；B处理第1期父本播始历期的变化幅度为91.3～92.7 d，第2期父本播始历期的变化幅度为86.7～87.3 d；AB互作条件下，第1期父本播始历期的变化幅度为91～93 d，第2期父本播始历期的变化幅度为86～88 d，说明不同基本苗和栽插规格对父本的播始历期影响较小。A处理第1期父本的抽穗历期变化幅度为7.6～8.2 d，盛穗历期变化幅度为3.6～3.8 d，第2期父本的抽穗历期变化幅度为6.9～8 d，盛穗历期变化幅度为3.4～4.2 d，2期父本群体的抽穗历期变化幅度为7.8～8.4 d，盛穗历期变化幅度为4.2～4.4 d；B处理第1期父本的抽穗历期变化幅度为7.3～8 d，盛穗历期变化幅度为3～4.7 d，第2期父本的抽穗历期变化幅度为7～7.3 d，盛穗历期变化幅度为3.7～4 d，父本群体的抽穗历期变化幅度为7.7～8.7 d，以B 3最长，盛穗历期变化幅度为4～5 d，以B 5最长。A 1 B 3、A 3 B 2、A 3 B 3、A 3 B 4较长；盛穗历期变化幅度为4～5 d，以A 1 B 5、A 2 B 5、A 3 B 3和A 3 B 5

表4 不同基本苗和栽插规格对父本群体单位面积有效穗数和成穗率的影响较长。说明单穴基本苗较多，栽插密度较小，有利于延长抽穗历期；宽窄行栽插有利于延长盛穗历期。2期AB因素互作条件下，群体抽穗历期变化幅度为7～9 d，与父本播期相差6 d，抽穗历期可延长1 d左右。

处理 最高苗 有效穗 苗·穴-1万苗·hm-2苗·穴-1万苗·hm-2成穗率/%A136.46c511.05c19.48c273.00c53.42A240.09b562.95b20.27b284.70b50.57A342.66a603.15a24.35a343.65a57.08B134.69d578.25c17.92d298.65c51.65B235.21d489.00d19.72c273.90d56.01B342.78b445.65e23.09ab240.45e53.97B440.73c678.75a22.41b373.50a55.02B545.26a603.45b23.68a315.75b52.32A1B131.54k525.60f16.28j271.35f51.62A1B233.14jk460.20gh17.82hi247.50gh53.77A1B341.30cde430.20gh22.38cde233.10hi54.19A1B436.37ghi606.30e20.20g336.60cd55.54A1B539.96def532.80f20.73fg276.45f51.88A2B133.59ijk559.80f16.55ij275.85f49.27A2B234.75hij482.55g18.45h256.20fg53.09A2B344.08bc459.15gh21.72def226.20i49.27A2B441.82cde697.05ab21.15efg352.50bc50.57A2B546.21b616.20de23.47c312.90e50.79A3B138.95efg649.20cd20.93efg348.90bc53.74A3B237.76fgh524.40f22.90cd318.00de60.65A3B342.96cd447.60gh25.17b262.20fg58.59A3B443.99bc733.05a25.88ab431.40a58.83A3B549.62a661.65bc26.85a358.05b54.11

表5 不同基本苗和栽插规格对父本群体抽穗动态的影响 单位：d

2.4 父本群体穗粒结构分析

由表6可知，A处理父本群体的单穗颖花数以A 2显著高于A 1、A 3，而单位面积颖花数以A 3显著高于A 1、A 2，说明较多基本苗有利于提高总颖花数。B处理父本群体的单穗颖花数以B 3最高，其次为B 5、B 4，单位面积颖花数以B 4显著高于其他处理，其次为B 5，说明宽窄行栽插有利于提高单位面积颖花数。AB互作条件下，单穗颖花数以A 2 B 3最多，其次为A 3 B 5、A 2 B 4、A 1 B 1，单位面积颖花数以A 3 B 4显著高于其他处理，其次为A 3 B 5，说明以单穴6苗并按20 cm×(20～40)cm或25 cm×(20～40)cm规格栽插可以获得较高的单位面积颖花数。

3 结论与讨论

本研究中，父本黄莉占机插3种不同基本苗数，以每穴6苗能够显著增加群体苗数，成穗率高，有效穗数多，能显著增加单位面积颖花数；3种等行距、2种宽窄行规格栽插，以20 cm×(20～40)cm和25 cm×(20～40)cm2种宽窄行规格栽插的最高苗、有效穗和单位面积颖花数显著高于等行距栽插，其中25 cm×(20～40)cm规格的盛穗历期较长；不同基本苗和栽插规格对父本的播始历期影响较小；2期父本播期相差6 d，抽穗历期可延长1 d。说明父本黄莉占以单穴6苗并按20 cm×(20～40)cm或25 cm×(20～40)cm规格机插可以获得较高的单位面积颖花数。

在传统的制种方式中，制种父母本群体的栽插一般遵循“父本靠发，母本靠插”的原则[1,7]。在机插条件下，由于多为小秧龄移栽，无秧田分蘖，因此，必须确定合理基本苗，建立高质量的群体起点，既有利于在有效分蘖叶龄期充分发生分蘖，形成足量的壮个体，又可在无效分蘖期利用有效强蘖的优势，对无效分蘖进行生理生态上的调节控制形成合理的群体动态，提高成穗率和群体质量。本研究表明，4001 S/黄莉占制种父本机插2苗、4苗和6苗，以单穴6苗的最高苗数和有效穗数显著增多，且成穗率高，单位面积颖花数显著高于其他处理。

表6 不同基本苗和栽插规格对父本群体颖花数的影响

处理 1期 2期 群体 单穗颖花数/朵单位面积颖花数/(万朵·m-2)单穗颖花数/朵单位面积颖花数/(万朵·m-2)单穗颖花数/朵单位面积颖花数/(万朵·m-2)A1178.85a5.05b166.37b4.70c173.28b4.90cA2177.81a5.20b175.09a5.13b178.65a5.23bA3171.28b6.01a166.44b5.84a170.19b5.98aB1174.92ab5.62b162.34c5.20c168.63c5.41cB2173.53b4.84c165.38bc4.61d171.67bc4.79dB3181.30a4.53d177.41a4.44d179.36a4.48eB4173.85b6.47a171.55ab6.4a174.92ab6.53aB5176.29ab5.66b169.83bc5.47b175.62ab5.64bA1B1182.64abc5.32d176.53abcd5.15d179.59abc5.23efA1B2179.23abc4.74ef171.50bcdef4.53ef175.37bcdef4.64gA1B3179.58abc4.23g163.12efg3.85g171.35cdef4.04hA1B4178.76abc6.13c166.78cdefg5.72c172.77cdef5.92cA1B5174.05cde4.83e153.93gh4.46f167.32f4.65gA2B1185.64ab6.35d169.16bcdef4.88de177.40bcde5.12efA2B2166.86def4.71ef159.34fg4.17fg169.77def4.44gA2B3186.96ab4.41fg189.04a4.46f187.99a4.44gA2B4183.61abc6.58b182.07ab6.25b182.84ab6.55bA2B5165.95ef5.88d175.89bcde5.62c175.25bcdef5.61dA3B1156.48f6.17c141.33h5.57c148.90g5.87cdA3B2174.49cde5.43d165.29defg5.14d169.89def5.29eA3B3177.35bcd4.93e180.11ab5.01d178.73bcd4.97fA3B4159.19f7.26a165.80defg6.97a169.16ef7.11aA3B5188.89a6.83b179.66abc6.50b184.27ab6.67b

姚守礼等研究表明，水稻宽窄行栽培能充分发挥植株的“双边”优势，具有通风透光的条件，能够提高光合效率，促进水稻干物质积累，提高水稻颖花数[7]。敖和军等进一步证明，采用宽窄行的插植方式能让中下部的叶片得到更多的光辐射量，从而提高群体光合利用率[8]。本研究结果表明，4001 S/黄莉占制种父本机插，以株距20 cm和25 cm的宽窄行规格栽插的最高苗数、有效穗数和单位面积颖花数显著高于株距20 cm和24 cm的等行栽插，且抽穗历期和盛穗历期都有所延长。黄莉占分蘖力中等，在作制种父本机插条件下，适当增加基本苗数，并采用宽窄行栽插方式，既能保证群体足够的苗穗数，又能利用边际优势适当增加分蘖，从而达到增加父本群体颖花数和延长开花历期的目的。

本研究尽管两期父本播期相差6 d，但抽穗历期仅延长1 d，若需延长更多，应考虑改进育秧方式，培育大龄壮秧，并辅以相应培管技术措施。