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第8章 农作物制种的基本原理和技术(4)

1.隔离要求和方式根据作物种类、亲缘关系、授粉特点、传粉媒介(风媒花、虫媒花)病虫害发生特点等确定隔离方式。隔离方式有很多,除人工套袋、人工设置网罩生产亲本原种或高附加值的品种外,大量种子生产可采用空间隔离、时间隔离、自然屏障隔离和高秆作物隔离等方式,其中空间隔离应用最为普遍。

(1)空间隔离。在亲本繁殖田和杂交制种田周围一定范围内,不种植相同作物的其他品种,有些作物种、属间(十字花科作物),甚至于科、属间(瓜类与茄果类)也应有一定的隔离。

自交作物隔离距离较小,异交和常异交作物要求较严。单纯靠花药开裂力量和借用风力传粉的作物要求隔离距离较小,借用昆虫传粉的作物要求较严。在考虑隔离距离时,还应当考虑传粉时期的风向、风速、空气湿度、地面状况、外来花粉源能量的大小、制种田的面积等因素。

(2)自然屏障隔离。利用山岭、树林、果园、水库、村庄等自然屏障进行隔离,许多地方利用高山、森林等自然屏障隔离来生产原原种和原种,效果很好。

(3)时间隔离。在空间隔离有困难,生育期又可满足要求的条件下,可通过调节播期使亲本繁殖田或杂交制种田的花期与其周围同类作物生产田的花期错开,从而避免外来花粉污染。隔离时间的长短主要是由该作物的花期长短决定的,一般春玉米错开40d以上,夏玉米播期错开30d以上;水稻可错开播期20~30d。时间隔离只适于南方等温暖地区,北方一年一熟区不宜采用。

(4)高秆作物隔离。在采用上述隔离方法有困难时,可考虑在需要隔离的田块四周一定范围内种植玉米、高粱、线麻和向日葵等高秆作物,可以使隔离距离降低50~100m,并且隔离效果较好。在实际工作中,一个制种田往往同时采用几种隔离方法。

2.制种田面积杂交制种田的面积有种子持有者依据市场下一年对杂交种子的需求量和计划供应量以及制种田杂交种的单产来确定的。亲本繁殖田的面积是根据下一年制种面积和播种量来确定的。其计算公式为:杂交制种田面积(hm2)=%%%%%%大田播种面积(hm2)×播种量(kg%/%hm2)制种田预计单产(kg%/%hm2)×母本行比例x%合格种子率(%)亲本繁殖田面积(hm2)=%%%%下一年制种面积(hm2)×母本或父本播种量(kg%/%hm2)亲本田预计单产(kg%/%hm2)×合格种子率(%)

二、规格播种

不同农作物生育周期不同,生育周期短的作物约60d(观赏葵)完成生育周期,生育周期长的越年生作物约570d(洋葱)完成生育周期。播种时期的确定首先以当地无霜期能满足作物制种生育周期的要求,或在自然状况下不能完全满足,但是在设施栽培如温室、拱棚、阳畦等条件下育苗移栽或直接在其中制种,可以完成其生育周期。其次,根据作物特性确定,特别是对温度的要求,如种子发芽的“三基点温度”。喜温作物发芽三基点温度分别是6℃~12℃,30℃~35℃和40℃;喜凉或耐寒作物发芽三基点温度分别是0℃~4℃,20℃~25℃和40℃,在露地播种或设施内播种要达到发芽的最低温度要求。北方地区在3~4月,中原地区2月下旬至3月,气温稳定到10℃以上,地温稳定到5℃,喜凉或耐寒作物即可播种(如小麦、玉米等)。北方地区在4~5月上旬,中原地区3~4月,当气温稳定到20℃以上,地温稳定到10℃以上,喜温作物即可播种(瓜类、豆类等)。第三,要根据作物制种时期确定播种时期。作物制种时期有春播制种、夏播制种和秋播制种三个时期,不同作物选择相应季节制种。有些作物对温度、光照等有特殊要求,必须在适宜的季节或地区安排制种。如红花菜豆在河西平原地区春末播种,开花期处于高温盛夏,结实率低,在冷凉山区夏播制种结实率显著提高,香豌豆、四季豆等豆类都有这种表现。

杂交制种中,父母本生育期不尽相同,特别是开花期不一定相遇。即使花期相遇,还有父本散粉期长短等问题。因此,不仅要安排好父母本播种期,而且许多作物制种父母本错期播种,是延长父本花粉期,保证父母本开花期良好相遇,花粉充足供应,是杂交制种成败的关键。

1.父母本播种期调节的原则在确定好制种的整体播种时期后,再确定父母本的播种期。应准确掌握父母本生长发育特性,从播种到开花的时间,花期长短,特别是盛花期时间,然后适期播种使花期相遇。花期相遇的表现:多数蔬菜为父本大量开花,母本20%~30%雌花开放,花粉供应能满足授粉需要。玉米为母本有15%~20%吐丝,父本开始散粉。确定父母本播种期的基本原则是“宁可母等父,不可父等母”,适应于玉米等人工取雄、自然授粉制种,以及各类作物雄性不育系制种、十字花科自交不亲和系制种等。但是,人工杂交授粉作物如多数蔬菜、棉花、花卉等则强调“宁可父等母,不可母等父”的原则。否则,母本开放后,父本花粉不足,使母本坐果节位升高,植株早衰,坐果率下降。

2.父母本错期天数确定通过父母本播种期的调节可调节父母本花期。父母本花期一般通过实验观察,来提供较为准确的信息。但是在具体制种过程中,制种基地土壤、墒情、气候、播种时间、播种方式、管理水平,甚至地膜宽窄等条件的差异,对父母本花期都有一定影响。因此,在实践中以客户提供的花期为基础,根据当地实际加以合理调整。如果父母本生育期相同,或母本花期比父本早2~3d可同期播种。若双亲花期相差6~7d,须调节播期,即错期播种,一般经验是父母本错期播种天数比花期相差天数多1~1.5倍。先播种花期较晚的亲本,隔10~15d播种另一个亲本。为了延长父本散粉期,一般父本分两期播种,,一期父本按正常父母本错期播种天数播种,播种60%;二期父本比正常错期再晚4~5d,二期播种40%。有时玉米在播一期父本时同时播种满天星,甚至父本分三期播种等。多数蔬菜、棉花及花卉制种父本比母本早播,错期从5~7d到15~25d不等,根据父本开花特性及管理条件而异。

蔬菜、棉花、花卉等人工杂交授粉作物,父母本在制种田中按一定数量比种植,父本一般种植在母本田一侧或单独种植,要求水肥条件好,便于管理,采集花粉方便。玉米制种和采用雄性不育系、自交不亲和系制种的作物,父母本采用行数比或“满天星”种植。行比是在保证有足够花粉供应的前提下,尽量增加母本数量,提高杂交种产量。

1.父母本播种比例父母本播种比例因作物不同而不同,同一作物也会因组合变化、制种田的水肥条件好坏、授粉时天气状况、父本的高度等不同而不同。如果父本植株高大、花粉量充足、开花时间长可适当增加母本行数。主要制种作物的行比大致范围是:玉米父母本行比1∶5~10;高粱2∶8~18;水稻2∶4~6;油菜正交制种1∶2~3,正、反交制种1∶1;棉花正交制种1∶4~5,正、反交制种1∶1。主要蔬菜制种,父母本数量比∶番茄1∶5~8;西瓜1∶10~20;西葫芦1∶8~10;甜椒1∶4~5等。

2.提高播种质量无论是制种田还是亲本繁殖田都要进行精细播种,力求做到一次播种保全苗,原则上不补苗。一次苗齐、苗壮才能使田间群体的生长整齐一致,便于花期相遇,去杂去劣,人工去雄授粉等。播种时严格把父本行和母本行区分开来,不能错行、并行、串行和漏行,必要时用鲜明标记标识。同期播种时,应该先播种母本行,母本行播种完毕后再播种父本行。为供应花粉,有时在制种田附近,种植小面积父本,作为采粉田。

三、田间管理

制种田的田间管理比大田生产管理精细,要根据各种作物的生长发育特性,对水分、养分、温度、光照、土壤等生活条件的要求,采取相应的栽培管理措施。管理的主要环节有水肥管理、中耕除草、防治病虫害、植株调整、清理杂株等,目的是培育壮苗,保证父母本花期相遇,促进植株正常开花结实,子粒饱满成熟。

水肥管理是作物制种田间管理的主要工作,通过水肥供应满足作物对水分、养分的要求。作物对水分和养分的需求一般表现为苗期少,营养生长到生殖生长期最多,种子或果实成熟后期又减少的特点。在作物生长过程中,养分需求有临界期和最大效率期。临界期一般在作物苗期开始幼穗分化或花芽分化时期,如小麦、玉米临界期在三叶期,棉花、辣椒等在现蕾初期,临界期缺水、缺肥会导致分蘖少、花芽或穗分化不完全、花穗数减少、早期花蕾瘦小脱落等。养分的最大效率期是营养物质能产生最大效能的时期,此期施肥营养效果最好。一般最大效率期在生长旺盛时期,是作物追肥的关键时期。如玉米氮肥最大效率期在大喇叭口期至抽雄期,棉花氮、磷的最大效率期在花铃期。作物在不同时期,各种养分需求不相同,因此,各种肥料的营养效果差异较大。生长期氮素要求较多,种子、果实成熟期磷、钾要求较多。养分需求既有阶段性,又有连续性,在保证全生育期养分供应的基础上,抓住各阶段养分需求的主要矛盾施肥,使作物群体和个体以及器官内部代谢协调,达到高产、优质、高效的制种目的。

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