基于气象决策的四川两系杂交水稻制种技术研究与应用

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为解决四川两系杂交稻就地制种技术难题,本研究运用两系杂交稻制种气象诊断方法,在4个不育起点温度阈值下对29个四川主要杂交水稻制种基地30a的历史气象数据进行分析,发现四川具有满足两系杂交水稻制种的气象条件。根据这一诊断结果,进一步于2014和2015年在仁寿以Y58S组合应用验证了基于气象决策方案的两系杂交稻制种技术,结果显示基于气象诊断的四川两系制种技术切实可行。实验结果如下:  1.调查统计发现四川的主要杂交水稻制种基地33个,主要分布在盆西平丘一带的成都、德阳、绵阳、眉山和乐山等市,盆中浅丘区的资阳、遂宁市和南充市,部分位于盆南丘陵区的泸州和宜宾、以及少数位于盆周边缘山区的巴中和盆东平行岭谷区的广安等地区。  2.共收集29个基地共30年的日均温、降水量、日照时长和相对湿度等有效历史气象资料。利用22.5℃、23℃、23.5℃和24℃这四个温度阈值对这29个基地进行育性敏感期安全性诊断分析。对于不育起点温度≤22.5℃的两系不育系,29个制种区域均为无风险区或安全区;当不育起点温度阈值为23℃时,无风险区、安全区、风险区和危险区制种区域数量分别为7、16、5和1个;不育起点温度阈值为23.5℃时,无风险区、安全区、风险区、危险区和高危险区基地数量分别为4、11、6、5和3个;当不育起点温度阈值24.5℃时,仅有遂宁市船山区和宜宾市长宁县2个区域属于两系制种育性安全区,其余27个基地均为风险区、危险区和高危险区。  3.四川29个主要水稻制种基地抽穗扬花期综合风险指数Hp≤4.0的时段起止日期和持续时长不尽相同。长宁县从6月3日至9月13日,持续时长最长,为103天。安县从6月14日至8月28日,持续时长最短,为76天。  4.四川29个主要的杂交水稻制种基地在6月1日至9月30日期间这期间的种子收获风险率较大,几乎都高于20%。  5.两系制种三个关键时期气象综合分析,发现上述29个制种基地的抽穗杨花期综合风险指数小于4.0的时段较长,多为76-103天;这对于不育起点温度≤22.5℃、23℃、23.5℃和24℃的两系不育系育性敏感安全期安排比较灵活,两系制种时段的安排具有充足选择性。因此制种基地适宜性主要由育性敏感期决定。且不育起点温度在23.5℃及以下的两系不育系,四川具有较多的区域适宜两系制种。  6.试验基于气象诊断制定了Y58S组合在仁寿的最佳制种方案:育性敏感期安排在7月10日-8月5日,对应抽穗扬花期为7月25日-8月16日,Y58S和F1599的对应播种期时段分别为5月3日-5月15日和4月4日-4月17日。  7.仁寿制种试验田间调查表明,2014年和2015年Y58S的群体育性敏感期分别在7月19日-8月3日和7月13日-7月27日,可育花粉率和套袋自交结实率两年均为0%,说明不育系败育彻底。2014年制种理论产量为1.61±0.35t/hm2,2015年理论制种产量为2.52±0.49t/hm2。  8.杂交种子田间纯度鉴定发现2014年和2015年种子纯度鉴定结果分别为97.77±1.17%和96.54±1.09%;对应DNA指纹法鉴定结果分别为97.51±1.14%(2014年,较田间鉴定差异不显著)和98.91±1.12%(2015年,较田间鉴定差异显著)。2015年种子水分含量为11.99±0.74%,发芽率为90.99±3.49%,种子质量达到国家标准。
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