任务三　熟悉杂交制种技术操作规程

一、任务描述

杂交种生产在种子生产中起着举足轻重的作用，在我国主要是杂交水稻、杂交玉米、杂交油菜、杂交棉花、杂交高梁等种子生产，杂交种种子生产技术规程是生产杂交种的基本依据。

二、任务目标

掌握主要杂交制种技术。

三、任务实施

（一）实施条件

水稻制种田、玉米制种田和棉花制种田、高粱制种田、授粉器等。

（二）实施过程

1. 三系杂交水稻制种技术

（1）制种基地的选择　杂交水稻制种技术性强、投入高、风险性较大，在基地选择上应考虑其具有良好的稻作自然条件和保证种子纯度的隔离条件。

① 自然条件　在自然条件方面应具备：土壤肥沃，耕作性能好，排灌方便，旱涝保收，光照充足；田地较集中连片；无检疫性水稻病虫害。其次，耕作制度、交通条件、经济条件和群众的科技文化素质也应作为制种基地选择的条件。早、中熟组合的春季制种宜选择在双季稻区，迟熟组合的夏季制种宜选择在一季稻区。

② 安全隔离　杂交水稻制种是靠异花授粉获得种子，因此，为获得高纯度的杂交种子，除了采用高纯度的亲本外，还要做到安全隔离，防止其他品种串粉。具体隔离方法有以下几种。

a．空间隔离　隔离的距离一般山区丘陵地区制种田要求在50m以上；平原地区制种田要求至少100m以上。

b．时间隔离　利用时间隔离，与制种田四周其他水稻品种的抽穗扬花期错开时间应在20d以上。

c．父本隔离　即将制种田四周隔离区范围内的田块都种植与制种田父本相同的父本品种。这样既能起到隔离作用，又增加了父本花粉的来源。但用此法隔离，父本种子必须纯度高，以防父本田中的杂株（异品种）串粉。

d．屏障隔离　障碍物的高度应在2m以上，距离不少于30m。为了隔离的安全保险，生产上往往因地制宜将几种方法综合运用，用得最多、效果最好的是空间、时间双隔离，即制种田四周100m范围内，不能种有与父母本同期抽穗扬花的其他水稻品种，两者头花、末花时间至少要错开20d以上方能避免串粉、保证安全。

（2）保证父母本花期相遇的措施　父母本播差期的确定　由于父母本生育期的差异，制种时父、母本不能同时播种。两亲本播种期的差异称为播差期。播差期根据两个亲本的生育期特性和理想花期相遇的标准确定，不同的组合由于亲本的差异，播差期不同。即使是同一组合在不同的季节，不同地域制种，播差期也有差异。要确定一个组合适宜的播差期，首先必须对该组合的亲本进行分期播种试验，了解亲本的生育期和生育特性的变化规律。在此基础上，可采用时差法（又叫生育期法）、叶（龄）差法、（积）温差法确定播差期。

a．生育期法　亦称时差法，是根据亲本历年分期播种或制种的生育期资料，推算出能达到理想花期父母本相遇的播种期。其计算公式：播差期＝父本始穗天数－母本始穗天数。生育期法比较简单、容易掌握，较适宜于气温变化小的地区和季节（如夏、秋制种）应用，不适用于气温变化大的季节与地域应用。如在春季制种中，年际间气温变化大，早播的父本常受气温的影响，播种至始穗期稳定性较差，而母本播种较迟，正值气温变化较小，播种至始穗期较稳定，应用此方法常常出现花期不遇。

b．叶差法　亦称叶龄差法，是以双亲主茎总叶片数及其不同生育时期的出叶速度为依据推算播差期的方法。在理想花期相遇的前提下，母本播种时的父本主茎叶龄数，称为叶龄差。不育系与恢复系在较正常的气候条件与栽培管理下，其主茎叶片数比较稳定。主茎叶片数的多少依生育期的长短而异。因此，该方法较适宜在春季气温变化较大的地区应用，其准确性也较好。

叶差法对同一组合在同一地域、同一季节基本相同的栽培条件下，不同年份制种较为准确。同一组合在不同地域、不同季节制种叶差值有差异，特别是感温性、感光性强的亲本更是如此。威优46制种，在广西南宁春季制种，叶差为8.4叶，但夏季制种为6.6叶，秋季制种为6.2叶；在广西博白秋季制种时叶差为6.0叶。因此，叶差法的应用要因地制宜。

c．温差法（有效积温差法）　将双亲从播种到始穗的有效积温的差值作为父母本播差期安排的方法叫温差法。生育期主要受温度影响，亲本在不同年份、不同季节种植，尽管生育期有差异，但其播种至始穗期的有效积温值相对稳定。

应用温差法，首先必须计算出双亲的有效积温值。有效积温是日平均温度减去生物学下限温度的度数之和。籼稻生物学下限温度为12℃，粳稻为10℃。从播种次日至始穗日的逐日有效温度的累加值为播种至始穗期的有效积温。计算公式是：A＝Σ（T－L）。式中A为某一生长阶段的有效积温；T为日平均气温；L为生物学下限温度。

有效积温差法因查找或记载气象资料较麻烦，因此，此法不常使用。但在保持稳定一致的栽培技术或最适的营养状态及基本相似的气候条件下，有效积温差法较可靠，尤其对新组合、新基地，更换季节制种更合适。

（3）培育适龄分蘖壮秧

① 壮秧的标准　壮秧的标准一般是：生长健壮、叶片清秀，叶片厚实不披垂，基部扁薄，根白而粗，生长均匀一致，秧苗个体间差异小，秧龄适当，无病无虫。移栽时母本秧苗达4～5叶，带2～3个分蘖；父本秧苗达到6～7叶，带3～5个分蘖。

② 培育壮秧的主要技术措施　确定适宜的播种量，做到稀播、匀播，一般父本采用一段育秧方式的，秧田父本播种量为120kg/hm2左右，母本为150kg/hm2左右；若父本采用两段育秧，苗床宜选在背风向阳的蔬菜地或板田，先旱育小苗，播种量为1.5 kg/m2，小苗2.5叶左右开始寄插，插前应施足底肥，寄插密度为10cm×10cm或13.3cm×13.3cm，每穴寄插双苗，每公顷制种田需寄插父本45000～60000穴。同时加强肥水管理，推广应用多效唑或壮秧剂，注意病虫害防治等。

③ 采用适宜行比、合理密植

a．确定适宜行比和行向　父本恢复系与母本不育系在同一田块按照一定的比例相间种植，父本种植行数与母本种植行数之比，即为行比。杂交水稻制种产量高低与母本群体大小及母本有效穗数有关。因此，扩大行比是增加母本有效穗的重要方法之一。确定行比的原则是在保证父本有足够花粉量的前提下最大限度地增加母本行数。行比的确定主要考虑三个方面：单行父本栽插，行比为（1∶8）～（1∶14）；父本小双行栽插，行比为（2∶10）～（2∶16）；父本大双行栽插，行比为（2∶14）～（2∶18）；父本花粉量大的组合制种，则宜选择大行比；反之，应选择小行比；母本异交能力高的组合可适当扩大行比，反之则缩小行比。制种田的行向对异交结实有一定的影响。行向的设计应有利于授粉期借助自然风力授粉及有利于禾苗生长发育。通常以东西行向种植为好，有利于父母本建立丰产苗穗结构。

b．合理密植　由于制种田要求父本有较长的抽穗开花期、充足的花粉量，母本抽穗开花期较短、穗粒数多。因而栽插时对父母本的要求不同，母本要求密植，栽插密度为10cm×13.3cm或13.3cm×13.3cm，每穴三株或双株，每公顷插基本苗8～12万；父本插2行，株行距为（16～20）cm×13.3cm；单植，每公顷插基本苗6～7.5万。早熟组合制种，母本每667m2插基本苗10～12万，父本2～3万；中、迟熟组合制种，母本每 667m2插基本苗12～16万，父本4～6万。

（4）及时做好花期预测与调节

① 花期预测方法　不同的生育阶段可采用相应的方法。实践证明，比较适用而又可靠的方法有幼穗剥检法和叶龄余数法。

a．幼穗剥检法　就是在稻株进入幼穗分化期剥检主茎幼穗，对父母本幼穗分化进度对比分析，判断父母本能否同期始穗。这是最常用的花期预测方法，预测结果准确可靠。但是，预测时期较迟，只能在幼穗分化Ⅱ期、Ⅲ期才能确定花期，一旦发现花期相遇不好，调节措施的效果有限。

具体做法是：制种田母本插秧后25～30d起，以主茎苗为剥检对象，每隔3d对不同组合、不同类型的田块选取有代表性的父本和母本各10～20株，剥开主茎，鉴别幼穗发育进度。父母本群体的幼穗分化阶段确定以50%～60%的苗达到某个分化时期为准。幼穗分化发育时期分为八期，各期幼穗的形态特征为：Ⅰ期看不见，Ⅱ期苞毛现，Ⅲ期毛茸茸，Ⅳ期谷粒现，Ⅴ期颖壳分，Ⅵ期谷半长（或叶枕平、叶全展），Ⅶ期稻苞现，Ⅷ期穗将伸。根据剥检的父母本幼穗结果和幼穗分化各个时期的历程，比较父母本发育快慢，预测花期能否相遇（表1-1）。一般情况下，母本多为早熟品种，幼穗分化历程短，父本多为中晚熟品种，幼穗分化历程长。所以父母本花期相遇的标准为：Ⅰ期至Ⅲ期父早，Ⅳ期至Ⅵ期父母齐，Ⅶ期至Ⅷ期母略早。

b．叶龄余数法　叶龄余数是主茎总叶片数减去当时叶龄的差数。由于生长后期的气温比较稳定，因此，不论春夏制种或秋制种，制种田中父母本最后几片叶的，出叶速度都表现出相对的稳定性。同时，叶龄余数与幼穗分化进度的关系较稳定，受栽培条件、技术及温度的影响较小。根据这一规律，可用叶龄余数来预测花期。该方法预测结果准确，是制种常使用的方法之一。

具体做法是：用主茎总叶片数减去已经出现的叶片数，求得叶龄余数。用公式表示为：

叶龄余数＝主茎总叶片数－伸出叶片数。

使用叶龄余数法，首先应根据第二双零叶、伸长叶枕距判断新出叶是倒4叶，还是倒3叶，然后确定叶龄余数；再根据叶龄余数判断父母本的幼穗分化进度，分析两者的对应关系，估计始穗时期。

② 花期调节　花期调节的原则是：以促为主，促控结合；以父本为主，父母本相结合。调节花期宜早不宜迟，以幼穗分化Ⅲ期前采用措施效果最好。主要措施有以下几种。

a．农艺措施调节法　采取各种栽培措施调控亲本的始穗期和开花期。

（a）肥料调节法　根据水稻幼穗分化初期偏施氮肥会贪青迟熟而施用磷、钾肥能促进幼穗发育的原理，对发育快的亲本偏施尿素：母本为105～150 kg/hm2，父本为30～45kg/hm2，可推迟亲本始穗3～4d；对发育慢的亲本叶面喷施磷酸二氢钾肥1.5～2.5kg/hm2，兑水1350 kg，连喷3次，可提早亲本始穗1～2d。

（b）水分调节法　根据父母本对水分的敏感性不同而采取的调节方法。籼型三系法生育期较长的恢复系，如IR24、IR26、明恢63等对水分反应敏感，不育系对水分反应不敏感，在中期晒田，可控制父本生长速度，延迟抽穗。

（c）密度（基本苗）调节法　在不同的栽培密度下，抽穗期与花期表现有差异。密植和多株移栽增加单位面积的基本苗数，表现抽穗期提早，群体抽穗整齐，花期集中，花期缩短。稀植和栽单株，单位面积的基本苗数减少，抽穗期推迟，群体抽穗分散，花期延长。一般可调节3～4d。

（d）秧龄调节法　秧龄的长短对始穗期影响较大，其作用大小与亲本的生育期和秧苗素质有关。IR26秧龄25d比40d的始穗期可早7d左右，30d秧龄比40d的早6d左右。秧龄调节法对秧苗素质中等或较差的调节作用大，对秧苗素质好的调节作用小。

（e）中耕调节法　中耕并结合施用一定量的氮素肥料可以明显延迟始穗期和延长开花时间。对苗多、早发的田块效果小，特别是对禾苗长势旺的田块中耕施肥效果较差，所以使用此法须看苗而定。在未能达到预期苗数，田间禾苗未封行时采用此法效果好，对禾苗长势好的田块不宜采用。

b．激素调节法　用于花期调节的激素主要有赤霉素、多效唑以及其他复合型激素。激素调节必须把握好激素施用的时间和用量，才能有好的调节效果，否则不但无益，反而会造成对父母本高产群体的破坏和异交能力的降低。

（a）赤霉素调节　赤霉素是杂交水稻制种不可缺少的植物激素，具有促进生长的作用，可用于父母本的花期调节。在孕穗前低剂量施用赤霉素（母本15～30g/hm2，父本2.5g/hm2左右），进行叶面喷施，可提早抽穗2～3d。

（b）多效唑调节　叶面喷施多效唑是幼穗分化中期调节花期效果较好的措施。在幼穗分化Ⅲ期末喷施多效唑能明显推迟抽穗，推迟的天数与用量有关。在幼穗Ⅲ期至Ⅴ期喷施，用量为1500～3000g/hm2，可推迟1～3d抽穗，且能矮化株型，缩短冠层叶片长度。但是，使用多效唑的制种田，在幼穗Ⅷ期要喷施15g/hm2赤霉素来解除多效唑的抑制作用。在秧田期、分蘖期施用多效唑也具有推迟抽穗、延长生育期的作用，可延迟1～2d抽穗。

（c）其他复合型激素类调节　该类物质大多数是用植物激素、营养元素、微量元素及其能量物质组成，主要有“青鲜素”、“调花宝”、“花信灵”等。在幼穗分化Ⅴ期至Ⅶ期喷施，母本用45g/hm2左右，兑水600kg，或父本用15g/hm2，兑水300kg，叶面喷施，能提早2～3d见穗，且抽穗整齐，促进水稻花器的发育，使开花集中，花期提早，提高异交结实率。

c．拔苞拔穗法　花期预测发现父母本始穗期相差5～10d，可以在早亲本的幼穗分化Ⅶ期和见穗期，采取拔苞穗的方法，促使早抽穗亲本的迟发分蘖成穗，从而推迟花期。拔苞（穗）应及时，以便使稻株的营养供应尽早地转移到迟发分蘖穗上，从而保证更多的迟发蘖成穗。被拔去的稻苞（穗）一般是比迟亲本的始穗期早5d以上的稻苞（穗），主要是主茎穗与第一次分蘖穗。若采用拔苞拔穗措施，必须在幼穗分化前期重施肥料，培育出较多的迟发分蘖。

（5）科学使用赤霉素　水稻雄性不育系在抽穗期植株体内的赤霉素含量水平明显低于雄性正常品种，穗颈节不能正常伸长，常出现抽穗卡颈现象。在抽穗前喷施赤霉素，提高植株体内赤霉素的含量，可以促进穗颈节伸长，从而减轻不育系包颈程度，加快抽穗速度，使父母本花期相对集中，提高异交结实率，还可增加种子粒重。所以，赤霉素的施用已成为杂交水稻制种高产的最关键的技术。喷施赤霉素应掌握“适时、适量、适法”。具体技术要求如下。

① 适时　赤霉素喷施的适宜时期在群体见穗前1～2d至见穗50%，最佳喷施时期是抽穗达5%～10%。一天中的最适喷施时间在上午9时前或下午4时后；中午阳光强烈时不宜喷施；遇阴雨天气，可在全天任何时间抢晴喷施；喷施后3h内遇降雨，应补喷或在下次喷施时增加用量。

② 适量

a．不同的不育系所需的赤霉素剂量不同　以染色体败育为主的粳型质核互作型不育系，抽穗几乎没有卡颈现象，喷施赤霉素为改良穗层结构，所需赤霉素的剂量较小，一般用90～120g/hm2；以典败与无花粉型花粉败育为主的籼型质核互作型不育系，抽穗卡颈程度较重，穗粒外露率在70%左右，所需赤霉素的剂量大；对赤霉素反应敏感的不育系，如金23A、新香A，用量为150～180g/hm2；对赤霉素反应不敏感的不育系，如V20A、珍汕97A等，用量为225～300g/hm2。

最佳用量的确定还应考虑如下情况：提早喷时剂量减少，推迟喷施时剂量增加，苗穗多的应增加用量，苗穗少的减少用量；遇低温天气应增加剂量。

b．赤霉素的喷施次数　赤霉素一般分2～3次喷施，在2～3d内连续喷。抽穗整齐的田块喷施次数少，有2次即可。抽穗不整齐的田块喷施次数多，需喷施3～4次。喷施时期提早的应增加次数，推迟的则减少次数。分次喷施赤霉素时，其剂量是不同的，原则是“前轻、中重、后少”，要根据不育系群体的抽穗动态决定。如分2次喷施，每次的用量比为2∶8或3∶7；分3次喷施，每次的用量比为2∶6∶2或2∶5∶3。

③ 适宜方法　喷施赤霉素最好选择晴朗无风天气进行，要求田间有6cm左右的水层，喷雾器的喷头离穗层30cm左右，雾点要细，喷洒均匀。用背负式喷雾器喷施，兑水量为180～300kg/hm2；用手持式电动喷雾器喷施，兑水量只需22.5～30kg/hm2。

（6）人工辅助授粉　水稻是典型的自花授粉作物，在长期的进化过程中，形成了适合自交的花器和开花习性。恢复系有典型的自交特征，而不育系丧失了自交功能，只能靠异花授粉结实。当然，自然风可以起到授粉作用，但自然风力、风向往往不能与父母本开花授粉的需求吻合，依靠自然风力授粉不能保障制种产量，因而杂交水稻制种必须进行人工辅助授粉。

① 人工辅助授粉的方法　目前主要使用以下三种人工辅助授粉方法。

a．绳索拉粉法　是用一长绳（绳索直径约0.5cm，表面光滑），由两人各持一端，沿与行向垂直的方向拉绳奔跑，让绳索在父母本穗层上迅速滑过，振动穗层，使父本花粉向母本行中飞散。该法的优点是速度快、效率高，能在父本散粉高峰时及时赶粉。但该法的缺点：一是对父本的振动力较小，不能使父本花粉充分散出，花粉的利用率较低；二是绳索在母本穗层上拉过，对母本花器有伤害作用。

b．单竿赶粉法　是一人手握一长竿（3～4m）的一端，置于父本穗层下部，向左右成扇形扫动，振动父本的稻穗，使父本花粉飞向母本行中。该法比绳索拉粉速度慢，但对父本的振动力较大，能使父本的花粉从花药中充分散出，传播的距离较远。但该法仍存在花粉单向传播、不均匀的缺点。适合单行、双行父本栽插方式的制种田采用。

c．双竿推粉法　是一人双手各握一短竿（1.5～2.0m），在父本行中间行走，两竿分别放置父本植株的中上部，用力向两边振动父本2～3次，使父本花粉从花药中充分散出，并向两边的母本行中传播。此法的动作要点是“轻压、重摇、慢放”。该法的优点是父本花粉更能充分散出，花药中花粉残留极少，且传播的距离较远，花粉散布均匀。但是赶粉速度慢，劳动强度大，难以保证在父本开花高峰时及时赶粉。此法只适宜在双行父本栽插方式的制种田采用。

目前，在制种中，如果劳力充裕，应尽可能采用双竿推粉或单竿赶粉的授粉方法。除了上述三种人工赶粉方法外，湖北还研究出了一种风机授粉法，可使花粉的利用率进一步提高，异交结实率可比双竿推粉法高15.5%左右。

② 授粉的次数与时间　水稻不仅花期短，而且一天内开花时间也较短，一天内只有1.5～2h的开花时间，且主要在上午、中午。不同组合每天开花的时间有差别，但每天的人工授粉次数大体相同，一般为3～4次，原则是有粉赶、无粉止。每天赶粉时间的确定以父母本的花时为依据，通常在母本盛开期（始花后4～5d）前。每天第一次赶粉的时间要以母本花时为准，即看母不看父；在母本进入盛花期后，每天第一次赶粉的时间则以父本花时为准，即看父不看母；这样充分利用父本的开花高峰花粉量来提高田间花粉密度，促使母本外露柱头结实。赶完第一次后，父本第二次开花高峰时再赶粉，两次之间间隔20～30min，父本闭颖时赶最后一次。在父本盛花期的数天内，每次赶粉均能形成可见的花粉尘雾，田间花粉密度高，使母本当时正开颖和柱头外露的颖花都有获得较多花粉的机会。所以赶粉次数不一定在多，而是赶准时机。

（7）严格除杂去劣　为了保证生产的杂交种子能达到种用的质量标准，制种全过程中，在选用高纯度的亲本种子和采用严格的隔离措施基础上，还应做好田间的去杂去劣工作。要求在秧田期、分蘖期、始穗期和成熟期进行（见表1-2），根据三系的不同特征，把混在父母本中的变异株、杂株及病劣株全部拔除。特别是抽穗期根据不育系与保持系有关性状的区别（见表1-3），将可能混在不育系中的保持系去除干净。

（8）加强黑粉病等病虫害的综合防治　制种田比大田生产早，禾苗长得青绿，病虫害较多。在制种过程中要加强病虫鼠害的预防和防治工作，做到勤检查，一旦发现，及时采用针对性强的农药进行防治。近年来，各制种基地都不同程度地发生稻粒黑粉病的为害，影响结实率和饱满度，对产量和质量带来极大的影响。各制种基地必须高度重视，及时进行防治。目前防治效果较好的农药有克黑净、灭黑1号、多菌灵、粉锈宁等。在始穗盛花和灌浆期的下午以后喷药为宜。

（9）适时收割　杂交水稻制种由于使用激素较多、不育系尤其是博A、枝A等种子颖壳闭合不紧，容易吸湿导致穗上芽，影响种子质量。因此，在授粉后22～25d，种子成熟时，应抓住有利时机及时收割，确保种子质量和产量，避免损失。收割时应先割父本及杂株，确定无杂株后再收割母本。在收、晒、运、贮过程中，要严格遵守操作规程，做到单收、单打、单晒、单藏；种子晒干后包装并写明标签，不同批或不同组合种子应分开存放。

2. “两系”杂交水稻制种技术

（1）选用育性稳定的光（温）敏核不育系　两系制种时，首先要考虑不育系的育性稳定性，选用在长日照条件下不育的下限温度较低，短光照条件下可育的上限温度较高，光敏温度范围较宽的光（温）敏核不育系。如粳型光敏核不育系N5088S、7001S、31111S等，在长江中下游的平原和丘陵地区的长日照条件下，都有30d左右的稳定不育期，在这段不育期制种，风险小。温敏型的籼型核不育系培矮64S，由于它的育性主要受温度的控制，对光照的长短要求没有光敏型核不育那么严格，只要日平均温度稳定在23.3℃以上，不论在南方或北方稻区制种，一般都能保证种子纯度。但这类不育系在一般的气温条件下繁殖产量较低。

（2）选择最佳的安全抽穗扬花期　由于两系制种的特殊性，对两系父母本的抽穗扬花期的安排要特别考虑，不仅要考虑开花天气的好坏，而且必须使母本处在稳定的不育期内抽穗扬花。

不同的母本稳定不育的时期不同，因此要先观察母本的育性转换时期，在稳定的不育期内选择最佳开花天气，即最佳抽穗扬花期，然后根据父母本播种到始抽穗期历时推算出父母本的播种期。

籼、粳“两系”制种播期差的参考依据有所不同。籼“两系”制种以叶龄差为主，同时参考时差和有效积温差。粳“两系”制种的播期差安排主要以时差为主，同时参考叶龄差和有效积温差。

（3）强化父本栽培　就当前应用的几个“两系”杂交组合父母本的特性来看，强化父本栽培是必要的。一方面强化父本增加父本颖花数量，增加花粉量，有利受精结实。另一方面“两系”制种中的父本有不利制种的特征。一般来说，“两系”制种的父母本的生育期相差不是太大，但往往发生有的杂交组合父本生育期短于母本生育期，即母本生育期长的情况。在生产管理中，容易形成母强父弱的情况，使父本颖花量少，母本异交结实率低。像这样的杂交组合制种更要注重父本的培育。强化父本栽培的具体方法有以下几种。

① 强化父本壮秧苗的培育　父本壮秧苗的培育最有效的措施是采用两段育秧或旱育秧。两段育秧可根据各制种组合的播种期来确定第一段育秧的时间，第一段秧采取室内或室外场地育小苗。苗床按350～400g/m2种子的播量，播匀，用渣肥或草木灰覆盖种子，精心管理，在二叶一心期及时寄插，每穴插2～3株幼苗，寄插密度根据秧龄的长短来定，秧龄短的可按10cm×10cm规格寄插，秧龄长的用10cm×13.3cm的规格寄插。加强秧田的肥水管理，争取每株谷苗带蘖2～3个。

② 对父本实行偏肥管理　移栽到大田后，对父本实行偏肥管理。父本移栽后4～6d，施尿素45～60kg/hm2，7d后，分别用尿素45kg/hm2、磷肥30～60kg/hm2、钾肥45kg/hm2与细土750kg一起混合做成球肥，分两次深施于父本田，促进早发稳长，达到穗大粒多、总颖花多和花粉量大的目的。在对父本实行偏肥管理的同时，也不能忽视母本的管理，做到父母本平衡生长。

（4）去杂去劣，保证种子质量　“两系”制种比起“三系”制种要更加注意种子防杂保纯，因为它除生物学混杂、机械混杂外，还有自身育性受光温变化、栽培不善、收割不及时等导致自交结实后的混杂，即同一株上产生杂交种和不育系种子。针对两系制种中易出现自身混杂原因，应采用下列防杂保纯措施。

① 利用好稳定的不育性期　将光（温）敏核不育系的抽穗扬花期尽可能地安排在育性稳定的前期，以拓宽授粉时段，避免育性转换后同一株上产生两类种子。如果是光（温）敏核不育系的幼穗分化期，遇上了连续几天低于23.5℃的低温时，应采用化学杀雄的辅助方法来控制由于低温引起的育性波动，达到防杂保纯的目的。

具体方法是：在光（温）敏核不育系抽穗前8d左右，用750kg/hm2 0.02%的杀雄2号药液均匀地喷施于母本，隔2d后用750kg/hm2 0.01%的杀雄2号药液再喷母本一次，确保杀雄彻底。喷药时应在上午露水干后开始，在下午5点钟前结束，如果在喷药后6h内遇雨应迅速补喷1次。

② 高标准培育“早、匀、齐”的壮秧　通过培育壮秧，以期在大田早分蘖、多分蘖、分蘖整齐，并且移栽后早管理、早晒田，促使抽穗整齐，避免抽穗不齐而造成的自身混杂。

③ 适时收割　一般来说在母本齐穗25d，已完全具备了种子固有的发芽率和容重。因此，在母本齐穗25d左右，要抢晴收割，使不育系植株的地上节长出的分蘖苗不能正常灌浆结实，从而避免造成自身混杂。

3. 玉米杂交制种操作规程

玉米属异花授粉作物，雌雄同株异花，花粉量大，异交率高，易于人工去雄杂交。因此，玉米是农作物中最早利用杂种优势的作物。在玉米杂交制种中曾经大规模利用T型细胞质雄性不育系，后因为T型细胞质感染玉米小斑病T小种，导致该类杂种大面积致病，使得细胞质雄性不育系的利用日渐减少。目前我国主要采用自交系人工或机械去雄配制杂交种。

（1）定点生产　生产大田用杂交种，应选择条件适宜的地区，建立制种基地，并保持相对稳定。

（2）选地　制种地块应当土地肥沃、旱涝保收，尽可能做到集中连片。

（3）隔离　制种田采用空间隔离时，与其他玉米花粉来源地不应少于300m，甜、糯玉米和白玉米在500m以上；采用时间隔离时，错期应在40d以上。

（4）播种　按照育种者的说明并结合当地实践经验进行播种，播种前要进行精选、晒种。特别要注意错期、行比、密度的设置。错期要保证父母本花期良好相遇；行比要根据有利于提高制种产量、保证父本有足够的花粉供应母本和方便田间作业而定。种子田的两边和开花期季风的上风头要在父本播种3～5d后，再顺行播两行以上的父本作采粉用，并对父本行做好标记。

（5）去杂　凡异常的父母本植株均应在散粉前拔除干净。若父本的散粉杂株数超过父本植株总数的0.5%，制种田应报废。收获后脱粒前，要对母本果穗进行穗选，剔除杂劣果穗。经检查核准，杂穗率在1.5%以下时，才能脱粒。

（6）去雄　母本行的全部雄穗在散粉前及时、干净、彻底拔除，坚持每天至少去雄一遍，风雨无阻，对紧凑型自交系采取带1～2叶去雄的办法。拔除的雄穗埋入地下或带出制种田妥善处理。母本花丝抽出后至萎缩前，如果发现植株上出现花药外露的花在10个以上时，即定为散粉株。在任何一次检查中，发现散粉的母本植株数超过0.5%，或在整个去雄过程中三次检查累计散粉株率超过1%时，制种田报废。

（7）人工辅助授粉　为保证制种田授粉良好，应根据情况进行人工辅助授粉。特别要注意开花初期和末期的辅助授粉工作。如发现母本抽丝偏晚，可辅之以剪苞叶和带叶去雄等措施。授粉结束后，要将父本全部砍除。

（8）收贮　配制成功的杂交种，要严防混杂，剔除杂穗，单独收贮，包装物内外各加标签。种子质量达到GB 4404.1—2008标准。

4. 棉花杂交制种技术

我国棉花杂种优势利用已有较长的研究历史，1990年前后棉花杂交种大面积应用于生产。杂交种子生产技术有人工去雄、雄性不育、应用指示性状制种等。其中以人工去雄和利用核雄性不育制种的研究较多，利用较广。

（1）人工去雄制种技术　人工去雄制种是目前国内外应用最广泛的一种棉花杂交种生产技术，即用人工除去母本的雄蕊，然后授以父本花粉来生产杂交种。其优点是父母本选配不受限制，配制组合自由，扩大了其应用范围。虽然去雄过程费时费工，增加了杂交种生产成本，但近年来随着人工去雄技术改进，制种产量不断提高。同时由于人工制种的杂交种无不育因子介入和亲本选配自由，在生产上可利用杂种二代，从而大大增加了棉花杂交种的使用面积。所以，人工去雄制种方法的应用日趋广泛。目前生产上应用的杂交种能将棉花抗虫性与丰产性融为一体，为杂种优势的利用开辟了更为广阔的前景。

一般说来，采用人工去雄授粉法生产杂交种，一位技术熟练工人一天可配制0.5kg种子，结合营养钵育苗或地膜覆盖等技术措施，可供667m2棉田用种，所产生的经济效益是制种成本的十几倍，符合我国农村劳动力密集的国情。所以只要有强优势组合，采用人工去雄配制杂交种是很有应用价值的。

① 隔离区的选择　棉花是常异花授粉作物，为避免非父本品种花粉的传入，制种田周围必须设置隔离区或隔离带。一般隔离距离应在200m以上，如果隔离区带有蜜源作物，要适当加大隔离距离。若能利用山丘、河流、林带、村镇等自然屏障作隔离，效果更好，高粱、玉米等高秆作物也可隔离。隔离区内不得种植其他品种的棉花。

② 播种及管理

a．选地　选择地势平坦，排灌方便，土壤肥沃或中上等肥力的地块，无轻枯、黄萎病，底施农家肥及适量化肥。制种田须集中连片。

b．播种　播种时要注意调整父母本的播期，使双亲花期相遇。当双亲生育期差异不大时，一般父本比母本早播3～5d；当双亲生育期差异较大时，可适当提早晚熟亲本的播种期。父母本种植面积比例通常为（1∶6）～（1∶9）（父本集中在制种田一端播种）。母本种植密度为37500～49500株/hm2，父本密度为56500～60000株/hm2，行距一般为80～100cm。

c．管理　苗期管理主攻目标是培育壮苗、促苗早发；蕾期管理主攻目标是壮棵稳长、多结大蕾；花铃期管理主攻目标是适当控制营养生长、充分延长结铃期；吐絮期管理主攻目标是保护根系吸收功能、延长叶片功能期。

③ 人工去雄

a．去雄时间　大面积人工制种宜采用“全株”去雄授粉法。为了保证杂交种子的成熟度，一般有效去雄授粉日期为7月5日至8月15日，7月5日前及8月15日以后的父母本花、蕾、铃则全部去除。在此期间，每天下午2∶00至天黑前，选第二天要开的花去雄。在次日清晨授粉前逐行查找未去雄的花，并立即摘除。

b．去雄方法　棉花去雄主要采取徒手去雄的方法，当花冠呈黄绿色并显著突出苞叶时即可去雄。用左手拇指和食指捏住花冠基部，分开苞叶，用右手大拇指指甲从花萼基部切入，并用食指、中指同时捏住花冠，向右轻轻旋剥，同时稍用力上提，把花冠连同雄蕊一起剥下，露出雌蕊，随即作上标记，以备授粉时寻找。

c．注意事项　去雄时需注意：一是指甲不要掐入太深，以防伤及子房；二是防止弄破子房膜和剥掉苞叶；三是扯花冠时用力要适度，以防拉断柱头；四是去雄时要彻底干净，去掉的雄蕊要带出田外，以防散粉造成自交；五是早上禁止去雄。

④ 人工授粉　授粉时间以花药散粉时间为准，一般从早上8∶00～12∶00都可授粉。天气晴朗时温度高，湿度小，散粉较早；阴雨低温时，雄花散粉较晚。授粉方法主要有单花法、小瓶法、扎把法。现分别叙述如下。

a．单花法　将摘取的父本花放在阴凉处备用，授粉时左手拇指、食指捏住母本柱头基部，右手捏住父本花朵，让父本花药在母本柱头上轻轻转两圈，使柱头上均匀地沾上花粉。一般每朵父本花可授6～8朵母本花。

b．小瓶法　授粉前将父本花药收集在小瓶内，瓶盖上凿制一个3mm小孔，授粉时左手轻轻捏住已去雄的花蕾，右手倒拿小瓶，将瓶盖上的小孔对准柱头套入，并将小瓶稍微旋转一下或用手指轻叩一下瓶子，然后拿开小瓶，授粉完毕。

c．扎把法　扎把法也叫集花授粉法，是将多个从父本上剥下来的雄蕊扎在一起，然后用其在母本柱头上涂抹。该法省时省力，效果较好。无论采用哪种授粉方法，均要求授粉充分、均匀，否则会产生歪嘴桃和不孕籽，严重者会造成脱落。在雨水或露水过大，柱头未干时不能授粉，否则花粉粒会因吸水破裂而失去生活力。制种期间如预报上午有雨，不能按时授粉，可在早上父本花未开时，摘下当天能开花的父本花朵，均匀摆放在室内，雨停后棉棵上无水时再进行授粉。或在下雨前将预先制作好的不透水塑料软管或麦管（长约2～3cm，一端密封）套在柱头上，授粉前套管可防止因雨水冲刷柱头而影响花粉粒的黏着和萌发，授粉后套管可防止雨水将散落在柱头上的花粉冲掉。当气温高达35℃以上时，散粉受精均会受到一定程度的影响。制种期间若遇持续高温、干旱天气可通过灌水降温增湿，可在夜间灌水，最好采用隔沟灌水或活水串灌，并维持3～5d。

去雄授粉工作8月15日结束，不能推迟。结束的当天下午先彻底拔除父本，次日要清除母本的全部花蕾。以后每天检查，要求见花（含蕾、花和自交铃）就去，直至无花。

⑤ 去杂去劣　苗期根据幼苗长势、叶型、叶色等形态特征进行目测排杂；蕾期根据棉株形状、节间长短、叶片大小、叶型叶色、有毛无毛等特征严格去杂；花铃期根据铃的形状、大小再进一步去杂。

⑥ 种子收获与保存　为确保杂交种子的成熟度，待棉铃正常吐絮并充分脱水后才能采收。种子棉采收一般整个吐絮期进行2～3次。收花根据棉花成熟情况和气候条件一般截止到10月25日。收购时要求统一采摘，地头收购，分户取样，集中晾晒，严禁采摘“笑口棉”、僵瓣花。不同级别的棉花要分收、分晒、分轧、分藏，各项工作均由专人负责，严防发生机械混杂。

（2）雄性不育系制种　棉花雄性不育制种方法有利用质核互作雄性不育系的“三系法”和利用核雄性不育系的“两系法”。“三系法”目前尚存在一些具体问题，如恢复系的育性能力低，得到的杂交种子少，不易找到强优势组合，传粉媒介不易解决等问题，因此目前应用较少。“两系法”即利用核不育基因控制的雄性不育系制种。我国研究和应用最多的是“洞A”隐性核不育系及其转育衍生的不育系。在制种过程中，“洞A”一系两用，与杂合可育株杂交，其后代产生不育株和可育株各一半，不育株用作不育系，可育株用作保持系，从而保持不育系，与恢复系杂交配制杂交种，但在制种过程中需要拔除50%的可育株，影响制种产量和成本。目前利用“洞A”不育系配制了川杂1～6号等多个优良杂交组合，使“两系法”制种得到推广。

① 隔离区的选择　与人工去雄制种法选择隔离区的标准相同。

② 播种　由于在开花前要拔除母本行中50%左右的可育株，因此就中等肥力水平而言，母本的留苗密度应控制在75000株/hm2左右，父本的密度为37500～45000株/hm2。父母本行比为（1∶5）～（1∶8）。为了人工辅助授粉操作方便，可采用宽窄行种植方式。宽行行距80～100cm，窄行行距60～70cm。行向最好是南北向，有利于提高制种产量。

③ 拔除雄性可育株　可育株与不育株可通过花器加以识别。不育株的花一般表现为花药干瘪不开裂，内无花粉或花粉很少，花丝短，柱头明显高出花药。而可育株的花器正常。从始花期开始，逐日逐株对母本行进行观察，拔除可育株，对不育株进行标记。依此直到把母本行中的可育株全部拔除为止。为了提早拔除可育株，增大不育株的营养面积，使其充分生长发育，便于田间管理，可将育性的识别鉴定工作提前到蕾期进行，即在开花前1周花蕾长到1.5cm时剥蕾识别。不育花蕾一般是基部大，顶部尖，显得瘦长，手捏感觉顶部软而空，剥开花蕾可见柱头高，花丝短，花药中无花粉粒或只有极少量花粉粒，花药呈紫褐色，即为不育株。如果花蕾粗壮，顶部钝圆，手捏顶端感到硬，剥开花蕾可见柱头基本不高出花药或高出不明显，则为可育株，即可拔除。

④ 人工辅助授粉　棉花绝大部分花在上午开放，晴朗的天气上午8∶00左右即可开放。当露水退后，即可在父本行（恢复系）中采集花粉或摘花，给不育株的花授粉。阴凉天气，可延迟到下午3∶00授粉。授粉时将父本的花粉收集到容器内，用毛笔蘸取花粉，涂授在母本花的柱头上，也可摘下父本花朵，直接在不育株花的柱头上涂抹，一朵可育花可授8～9朵不育花。授粉时要注意使柱头均匀接受花粉，以免出现歪铃。为了保证杂交种的成熟度，在8月中旬应结束授粉工作。

⑤ 种子收获与保存　同人工去雄制种法。

5. 高粱杂交制种技术

（1）选地　选择地势平坦、地力均匀、土地肥沃、排灌方便、通风透光、旱涝保收的地块，切忌重茬。

（2）隔离　制种田与相邻作物的花粉源距离不得少于300m。

（3）播种　

① 适时播种，要根据所配组合调节花期，母本一次播完，父本分期播种。

② 按照土壤肥力和亲本的株型决定密度。

③ 根据父母本植株高低和父本花粉量多少决定父母本种植行比。

（4）去杂去劣　父母本都要严格去杂去劣，分三期进行。

① 苗期根据叶鞘颜色、叶色及分蘖能力等主要特征，将不符合原亲本性状的植株全部拔掉。

② 拔节后根据株高、叶形、叶色、叶脉颜色以及有无蜡质等主要性状，将杂、劣、病株和可疑株连根拔除，以防再生。

③ 开花前根据株型、叶脉颜色、穗型、颖色等主要性状去杂，特别要注意及时拔除混进不育系行里的矮杂株。对可疑株可采用挤出花药的方法，观察其颜色和饱满度加以判断。

④ 花期鉴定时，制种田一级种子的杂株率不得超过1%，二级种子的杂株率不得超过2%，父母本分别计算。

（5）花期的预测和调节

① 花期预测　拔节后可采用解剖植株的方法，始终掌握母本内部比父本内部少0.5～1个叶片或母本生长锥比父本大1/3的标准来预测花期。

② 花期调节　如发现花期相遇不好时，要采取早中耕、多中耕、偏水偏肥、根外追肥、喷洒激素等措施，促其生长发育，或采取深中耕断根、适当减少水肥等措施，控制其生长发育，从而达到母本开花后1～2d，第一期父本开花；第二期父本的盛花期与母本的末花期相遇。因为干旱或其他原因，影响父母本不能按时出苗的，可采用留大小苗或促控的办法，调节花期。

（6）辅助授粉　授粉次数应根据花期相遇的程度决定，不得少于3次。花期相遇的情况愈差，则辅助授粉的次数应愈多。对花期不遇的制种田，可从其他同一父本田里采集花粉，随采随授，授粉应在上午露水刚干时立即进行。

（7）收获　要适时收获，应在霜前收完。父母本先后分收、分运、分晒、分打。

四、任务考核

五、相关理论知识

（一）人工杂交制种

目前生产上玉米杂交中以人工杂交制种为主。为了提高制种产量，确保杂交种的质量，在制种时必须把握以下几个基本环节。

1. 安全隔离

必须设置隔离区，以防外来花粉的侵入造成混杂。

2. 适期播种

杂交种的双亲同期播种常常存在花期不相遇的问题，为了提高制种产量和质量，根据父母本在同时播种时盛花期相差的天数多少，确定比正常播种期提前或延后的天数，晚开花的亲本提前播种、定植，早开花的亲本延迟播种、定植。安排错期播种时，要掌握“宁可母等父，不可父等母”的原则。

3. 规定父母行比

在不影响授粉结实的基础上，应尽量增加母本行数，以提高制种产量。

4. 严把播种关

播种时要严格分清父、母本行（区），保证做到不重播、漏播、不错播；要保证播种质量，争取一次全苗，并有足够苗数。

5. 去杂去劣

在制种田一般在间苗、定苗时根据父、母本自交系的长相、叶色、叶形、生长势等特征进行第一次去杂去劣；抽穗期间进行第二次去杂去劣；第三次是开花授粉前进行关键性的去杂去劣，这一次去杂去劣一定要认真负责。对父本杂劣株要特别重视，做到逐株检查，以保证制种质量。收获及脱粒前要对母本果穗认真选择，去除杂劣果穗。

6. 花期调控

由于多种原因，在制种中可能出现父母本花期不遇，造成严重减产甚至绝收。因此，应从苗期开始，抓好花期预测，及时调控花期，保证花期良好相遇。在苗期出现父母本生长快慢不一致时，可采用“促慢控快”法，对生长慢的亲本采取早间苗、晚施肥、晚松土或降温的控制措施。

7. 母本去雄

去雄是指在花药开裂前除去雄性器官或杀死花粉的操作过程。去雄的目的是防止混杂，这是保证杂交纯度的关键措施之一。去雄工作包括两项内容，第一，拔除雌雄异株母本区的雄株，如菠菜、石刁柏；第二，摘除雌雄同株异花母本株上的雄花，如玉米、烟草、瓜类等。无论采取哪种去雄方式，都必须要有专人负责，加强巡回检查，保证去雄质量。去雄时间，在每天上、下午均可，每天坚持去雄风雨无阻。去掉的雄蕊要带出隔离区，以免雄蕊离体散粉影响制种质量。

8. 辅助授粉

授粉就是将父本花粉授到母本柱头上的操作过程。可以通过授粉工具将事先采集好的花粉涂抹到柱头上，或直接用已开裂散出花粉的花药在柱头上涂擦。

在一天中，以上午8～11时为最佳授粉时间。授粉工作的技术性很强，涂抹量要适中，动作要轻，整个操作过程须认真、细致，尽量避免碰伤花器。整个授粉工作要防止非目的性交配、更换品种或出现可疑的非目的性花粉污染，花粉污染手指和授粉工具后立即消毒。

9. 加强田间管理

一般制种田生长期长，要加强对杂父母本区的管理，提供良好的肥水条件，加强病虫害防治，保证杂交果实的良好生长发育，并注意防止风害、鸟害和鼠害。

（二）利用雄性不育系制种

利用雄性不育系作母本是目前杂交制种应用最广泛的一种简化制种手段，不仅可以省去去雄授粉所需的大量劳动力，而且还可以避免因人工去雄而造成的操作创伤，导致杂交种产量的降低。目前应用最广泛、最有效的方法是利用胞核互作不育型雄性不育系，即利用不育系（A系）、保持系（B系）和恢复系（R系）三系法生产一代杂种种子。

具体制种方法是：每年至少需要设置二个隔离采种区，一个是一代杂种制种区，另一个是不育系留种区。在F1制种区不育系（母本）和恢复系以（3～7）∶1的比例种植。从不育系上采收的种子为一代杂种，恢复系上采收的种子经去杂去劣后，可以继续作为制种父本用。不育系和恢复系的栽植行比应根据授粉昆虫的种类及数量、制种区的气候条件、父母本花期长短和相遇情况、父母本各自的生物学特征特性等诸多因素来确定。为了防止父本系的混杂退化，有必要增设隔离区，对父本系也要单独采种。

为了提高制种产量和质量，也应注意在人工杂交制种中注意的一些问题，如把好播种关、花期调整、去杂去劣等。

（三）利用自交不亲和系制种

利用自交不亲和系配制一代杂种是除雄性不育系外的另一种要简化制种途径，已在十字花科蔬菜，特别是甘蓝、大白菜、萝卜、白菜花、青花菜等蔬菜作物上广为应用。目前利用自交不亲和系制种通常利用以下两种方式配制一代杂种（单杂种）；一种方式是自交不亲和系为母本、自交系为父本，母本与父本之比为（4～7）∶1，从不亲和系上采收的种子为杂交种，自交系上采收的种子不可作为自交系繁殖用种子，也不能再配组合用。应另设隔离区繁殖自交系和自交不亲和系。另一种利用自交不亲和系制种方式是父母本都为自交不亲和系，这种方式是目前应用最多、效果最好的。由于一般正反交的增产效果显著而且经济性状基本一致，所以这种组合互为父母本，可按隔行种植的方式采种，有时也可根据双亲的长势、分枝习性、花粉多少、花期长短等按一定比例定植。种子成熟后可混合采种，如正反杂种有明显性状差异，也可分行分亲本收种。

为了提高制种产量和质量，也要注意保证花期相遇的一些措施，人工辅助授粉或利用昆虫授粉，田间去杂去劣等事宜。

六、课后训练

根据基地的实际条件，制订当年玉米（或棉花、水稻）杂交制种操作方案。