水稻兩用核不育系繁殖中自生稻的成因及防控技術

康洪燦 李國生 釧興寬 王錦艷 周興王 王碩 尹正欽 何榮滿

（保山市農業(yè)科學研究所，云南 保山678000；第一作者：nkskhc＠163.com）

在水稻兩用核不育系親本種子的繁殖過程中，既要提高產量，又要保證質量，提高質量意義大于提高產量[1]。在種子質量控制指標中，純度是最重要的指標之一。水稻兩用核不育系親本純度受原種純度、生物學混雜和機械混雜等因素的影響[2]。自生稻又稱落田谷或落地稻，它的產生既造成生物學混雜，又造成機械混雜，給水稻兩用核不育系繁殖帶來了嚴重影響[3]。云南保山水稻兩用核不育系繁殖區(qū)屬典型的一年兩熟稻麥輪作區(qū)，該區(qū)域年溫差較小，導致上年的自生稻較容易在土壤中存活，對下一年的水稻兩用核不育系繁殖構成純度質量風險。分析自生稻的成因及發(fā)生規(guī)律，探討其防控技術，對水稻兩用核不育系親本繁殖的純度質量風險控制具有重要意義。2010年，陳立云等[4]利用保山低緯度高海拔的特殊生態(tài)條件進行水稻兩用核不育系繁種并獲得成功，保山成為了全國水稻兩用核不育系的主要繁殖基地。在此期間，研究人員依據育性轉化規(guī)律，圍繞提高結實率、實現高產，從播種期、秧齡、栽插密度、施肥等方面做了大量試驗，也獲得了較好成效[5-9]。在種子純度質量控制上主要研究隔離區(qū)設置和人工除雜方法，從栽培模式、耕作制度等方面進行系統(tǒng)研究較少。通過近年來的調查分析和實踐，發(fā)現創(chuàng)新作物種植模式、做好品種布局規(guī)劃、強化前茬作物管理、推廣集中育秧技術、栽前灌溉促進發(fā)芽等方式，可有效控制自生稻發(fā)生，保障親本繁殖的純度，促進水稻兩用核不育系基地持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。

1 自生稻的來源

在原種達到種子質量要求的前提下，自生稻主要來源于秧田、灌溉水及前作落地稻。其中，前作落地稻是最主要來源，發(fā)生極為復雜，危害也較為嚴重。

1.1 秧田中的自生稻

在本區(qū)域的水稻兩用核不育系繁殖中，由于繁殖品種多，多數品種屬試驗性繁殖，面積小，采用機械化育插秧的不多，多采用濕潤育秧。自生稻來源于種植過水稻的秧田自生稻及覆蓋物帶來的水稻種子，這類雜株在秧田與所繁殖目標品種秧苗同步生長，且由于秧田中秧苗密度大，除個別性狀較典型的雜株外，其他性狀差異不大的雜株很難識別除雜。移栽到大田后前期除雜同樣困難，若到抽穗期還無法識別，就會造成生物學混雜。

1.2 灌溉水帶來的自生稻

在灌溉大田時，上年殘留在上游溝渠或附近邊坡的水稻種子伴隨水流流入到繁殖田中，與本田落地稻共同造成危害。這一類雜株類型較為復雜，與上游種植的水稻品種關系密切，主要發(fā)生在進水口附近，且先進水的田塊比后進水的田塊危害嚴重。它與本田自生稻的分布有明顯差別，本田自生稻在全田均可能發(fā)生，田間分布相對均勻。

1.3 本田自生稻

本田自生稻是繁殖田中自生稻的主要來源，這類自生稻發(fā)生時間較長，從移栽后至收獲前均可能產生。抽穗前發(fā)生的雜株若除雜不及時將引起生物學混雜，抽穗后發(fā)生的自生稻則會引起機械混雜。本田自生稻的發(fā)生和上年度種植的品種密切相關[10]，上年度種植的水稻品種落粒性強、收割時間遲、收割時田間損失大的田塊，自生稻產生的基數就較大。它在田間的分布相對均勻，且與上季水稻品種類型基本一致。

2 自生稻對親本種子的危害

2.1 生物學混雜

混入繁殖田的自生稻，若在抽穗前除雜不徹底，就容易與目標不育系竄粉造成生物學混雜。從近年的生產實踐來看，親本繁殖過程中發(fā)生生物學混雜的機率相對較少，因為同期抽穗雜株相對容易識別，便于除雜。竄粉株一旦出現，在當季繁殖田中無法識別鑒定，造成對種子純度無法判定。

2.2 機械混雜

自生稻是造成機械混雜的主要來源，因自生稻在田間分布的隨意性較大，后期生長的自生稻生育進程快、分蘗較少或不分蘗，混雜在不育系種植叢內難以被發(fā)現而造成混雜。特別是上年種植過與不育系和目標品種特征較近似的品種，在田間更難以識別。

3 自生稻防控技術

3.1 創(chuàng)新作物種植模式

保山的水稻兩用核不育系繁殖區(qū)域均為一年兩熟，大春季以水稻、烤煙和玉米（近年以玉米制種為主）3種作物為主，小春季以大麥、油菜、蠶豆、洋蔥、大蒜等為主栽作物。大春季的水稻兩用核不育系繁殖、烤煙生產及玉米制種均是該區(qū)域的重要農業(yè)產業(yè)，合理安排3種作物生產對優(yōu)化作物布局、保障產品質量具有重要意義。研究表明，水旱輪作是合理利用土壤肥力、減輕病蟲害、改善作物品質的有效措施[11]。李天福等[12]提出，在病蟲害發(fā)生嚴重的煙區(qū)，應積極提倡稻煙輪作。試驗結果表明，“水稻兩用核不育系繁殖-小春-烤煙”或“玉米制種-小春”二年四熟輪作模式既能降低自生稻基數、減少自生稻危害，又解決作物養(yǎng)分平衡、減輕病蟲害、提高作物產量和品質，保障主要農業(yè)產業(yè)協(xié)調發(fā)展。

3.2 做好品種布局規(guī)劃

在水稻兩用核不育系繁殖中，同一個不育系在不同年度間在同一隔離區(qū)繁殖，能很大程度上減少自生稻帶來的危害，降低除雜成本，確保種子純度。近年，我國兩系雜交水稻快速發(fā)展，水稻兩用核不育系類型及品種較多，更新?lián)Q代較快，同一品種在一個區(qū)域很難進行多年繁殖，繁殖區(qū)面積也很難固定，可能每年均需更換隔離區(qū)。在品種布局上，首先摸清上年該區(qū)域繁殖品種的主要特征，在安排當年繁殖的品種時，應安排在主要形態(tài)特征與上年繁殖品種有較大差異的品種，確保在田間容易被識別，然后通過嚴格除雜措施保證當季品種的繁殖純度。如果安排與上年繁殖品種主要特征差異小的品種，會導致自生稻識別困難，最后混雜在目標品種中，造成機械混雜。

3.3 強化前茬作物管理

通過調查發(fā)現，前茬作物種植管理的好壞與自生稻的基數關系密切。前茬作物管理到位，特別是肥水條件較好、作物生長良好的田塊，次年發(fā)生自生稻相對較少，反之則較多。前茬作物生長好的田塊，因具有作物發(fā)芽生長的良好環(huán)境，導致自生稻在前茬作物生長期間萌發(fā)生長或霉爛壞死，大大降低自生稻的基數。因此，前茬作物要精細耕作，加強肥水管理，在提高前茬作物產量和品質的同時，促進自生稻發(fā)芽、出苗。水稻兩用核不育系繁殖區(qū)的小春作物中，洋蔥、大蒜等作物栽培管理精細，利于自生稻的發(fā)芽；而大麥、油菜、蠶豆的栽培管理相對粗放，次年用于水稻兩用核不育系親本繁殖的田塊，要求在大麥灌漿期或油菜、蠶豆初花期至少灌水1次，促進自生稻發(fā)芽。

3.4 推廣集中育秧技術

保山的水稻兩用核不育系繁殖區(qū)域傳統(tǒng)育秧方式為濕潤育秧，秧田在育秧后多用于水稻種植，用這種秧田繁殖親本易造成目標品種與秧田自生稻危害，加上秧田期水稻特征差別較小，造成秧田除雜困難。為了更好防治秧田自生稻發(fā)生，在水稻兩用核不育系繁殖中，應大力示范推廣水稻集中育秧技術。水稻集中育秧既能有效防控自生稻危害，又具有節(jié)約勞動力、便于管理的優(yōu)勢[13]，同時能提高成秧率、減少用種量，培育壯秧。集中育秧可采用塑料軟（硬）盤育秧或旱育秧等方式，以塑料軟（硬）盤育秧為主。對于繁殖面積較小、不宜機械化插秧的繁殖品種，育秧方式可采用旱育秧。若采用旱育秧，育秧地應選用未種植過水稻的田塊。

3.5 栽前灌溉促進發(fā)芽

保山水稻兩用核不育系繁殖區(qū)，在小春作物收獲后到水稻移栽約有10～15 d休閑期，應利用休閑期進行灌溉管理促進自生稻發(fā)芽。實踐表明，大田灌水7～10 d，自生稻種子大部分能發(fā)芽出苗。并且在小春作物收獲后，及時清除田間雜物，后進行耕整地及灌水管理，待自生稻種子發(fā)芽、出苗后，通過機械耕整地措施滅殺自生稻秧苗。根據隔離區(qū)的實際情況采用以下兩種方法：一是小春收獲后先進行深翻耕，再灌水管理，移栽前1～2 d耕整平田；二是小春作物收獲后及時灌水，移栽前耕整平田。灌水前期4～5 d采用深水處理，之后采用干濕交替管理方式，有利于不同耕層自生稻種子發(fā)芽。

3.6 嚴格進行田間除雜

除雜是水稻兩用核不育系親本種子繁殖的關鍵，也是保證田間種子純度的最后關口。水稻兩用核不育系生產是在大田環(huán)境下進行，各種環(huán)境變化均具有不確定性，不管上述純度保障的預期措施管控如何，必須進行人工除雜。除雜工作要摸清目標品種的來源及主要特征特性，以及田間雜株類型和分布狀況。除雜重點時期是苗期、分蘗期、始穗期、齊穗期和黃熟期[2]，始穗期及以前的除雜主要是預防生物學混雜，黃熟期除雜主要是防止機械混雜，除雜要求及時、干凈，齊穗前去除的雜株可直接掩埋于田間，黃熟期的雜株須帶離隔離區(qū)域，預防成為次年自生稻來源。除雜主要根據株、葉形態(tài)及色澤、穗粒形態(tài)及色澤、芒的有無及長短等形態(tài)特征進行識別。