杂交水稻机械化制种栽培技术

杂交水稻机械化制种栽培技术一、技术名称杂交水稻机械化制种栽培技术二、技术概述（一）技术基本情况四川省杂交水稻制种面积稳定在30万亩左右，杂交水稻制种面积、产种量、省际间调剂量、外贸出口量均居全国首位，是全国最大的杂交水稻种子生产地。在《四川省现代农作物种业提升工程建设规划（2011-2020年）》《关于加快建设现代农业“10+3”产业体系推进农业大省向农业强省跨越的意见》等政策的支撑下，明确了现代种业先导性支撑产业地位。随着农村劳动力缺乏、劳动成本急剧上涨，增产不增收，制种农户利润低，制约了制种产业的发展，影响了杂交稻制种保障能力。近年来，依托四川省产业体系水稻创新团队、四川省育种攻关等项目，系统研究了杂交水稻机械化制种栽培技术与装备，明确了杂交水稻制种高产高效的栽培途径和技术参数，按照杂交水稻制种全程机械化的发展要求，形成了一套杂交水稻机械化制种栽培技术。从2019年至今，在四川多地开展示范推广，形成了典型的杂交水稻全程机械化制种示范基地，提高了杂交水稻机械化制种水平，提高了杂交水稻制种的生产效率和收益。（二）技术示范推广情况团队自2019年开始杂交稻机械化制种技术的研究与集成，《杂交水稻机械化制种栽培技术》已经比较成熟，通过示范展示与推广，展现出了稳定的技术效果与良好的效益。作为四川省产业体系水稻创新团队、四川省育种攻关项目、四川省中央引导地方科技发展专项《杂交水稻现代化制种技术研究与示范》、四川省重大科技专项《杂交水稻全程机械化制种关键技术集成研究与应用》的核心技术，在崇州、邛崃、简阳、罗江、梓潼等地建立百亩、千亩示范基地5个，均取得良好效果。其中，2019年崇州示范片示范的Ⅱ优838组合实收亩产达到177kg，与父母本均人工栽插持平，亩节本增收260元；2019-2021年在罗江杂交稻制种基地推广5000余亩，其中2020年度在授粉期间天气极度恶劣的情况下仍然取得成功，其中雅优2116组合实收亩产约150kg。2021年6月21日和24日，《川观新闻》、《四川农村日报》分别以“在这片稻田里，看杂交稻如何实现机械化制种”“川稻制种开启全程机械化时代”为题报道了团队的示范工作。（三）提质增效情况本技术示范推广中，通过采用父母本机械化育播栽，针对不同组合创新发明了父本机插母本直播同步播栽、父母本同机同体机插和父母本独立机插等播栽方式，应用无人机授粉、施追肥、植保和喷施920，机械化收获等技术，极大地降低了制种过程中的播种、移栽、划厢、赶粉等环节的用工，解决了请人难和人工成本高的问题，降低成本20%以上。通过与四川奥力星农业科技有限公司和成都丰乐种业有限责任公司等公司合作，实施本技术后每亩能够节省500-600元的成本。（四）技术获奖情况该技术作为《国家现代农业产业技术体系四川创新团队》、四川省育种公关项目、四川省中央引导地方科技发展专项《杂交水稻现代化制种技术研究与示范》、四川省重大科技专项《杂交水稻全程机械化制种关键技术集成研究与应用》的创新成果示范推广。研发技术共申请国家发明专利4件，其中《一种杂交稻父母本一体化机插机收制种的田间方法》已获发明专利授权，同时获国家实用新型专利授权2件；研究成果《杂交水稻机插制种的亲本穗茎生长与花期特性研究》发表在卓越期刊《作物学报》，《四川杂交稻机械化制种配套栽培技术》已被《杂交水稻》录用，《沟插垄播式杂交稻制种机开沟装置设计与试验》被《湖南农业大学学报》录用，《机械育插秧和无人机技术在正优538制种中的应用》发表于《种子》。三、技术要点1．选择适宜的机械化制种播栽方式根据父、母本播始历期和播差期合理选择机械化制种播栽方式，父、母本播差期相近的组合（父、母本播差期小于5d的组合），父、母本均采用机播机插。父、母本播差期在25～30d以上的组合，采用父本机播机插、母本机直播的方式，或者父、母本均采用机插方式。2．父母本播差期的确定在进行大面积制种前，各制种组合应进行1-2年标准化情况下机播机插情况下的分期播种试验，得出特定播期，适插秧龄情况下的播始天数，结合各地不同组合的最佳抽穗扬花期，初步确定首播亲本的播期。根据不同组合父、母本理想状态下的花遇要求，特定播期、适插秧龄情况下的播始天数，确定父、母本播差期。首播亲本（含二期）播种后，以父母本的播差期定母本的大致播种时间，具体播种前参照首播亲本播后的天气情况，即有效积温、暗处理时间、苗床旱控情况、秧苗生长情况等进行调整，一般1-3d。父母本播始历期相近的组合，父、母本可以同时播种。针对播始历期相差25～30d的组合（明确了人工播种移栽条件下的花遇特性），建议在大面积机械化制种区域，设置不超过5m2的小面积父母本人工播种移栽对照区，并以父母本人工播种移栽方式的播差期为标准判断机械化制种播差期。如父、母本均采用机插方式，父本机插与人工播种移栽的同时播种或推迟3～5d播种、同时移栽；母本机插较人工播种移栽的提前1周播种、同时移栽，机插母本播种时间确定的具体方法为在父母本均人工移栽时，母本与父本播种叶龄差的基础上再提前1.4叶播种。如父本机插、母本直播，父本机插较人工播栽的推迟5～10d，直播母本比人工移栽的母本推迟5d左右播种，父本机插和母本直播同时进行。3．田间规划及父母本行比设置杂交水稻制种就是在充分发挥父本生长势的情况下确保有足够母本群体的一种间作栽培形式。父母本的行比首先取决于父本的强弱和花粉量，一般1：5左右，不同组合根据试制情况进行调整。根据常用的30cm行距6行机或8行机的插秧机来设置。播始历期相近的组合，可选用6行机或8行机，其中6行机的父母本行比为2︰8，或8行机的父母本行比为4︰12。父本比母本播始历期长25～30d的组合，采用父本机插、母本直播模式的，采用沟插垄播式杂交稻制种机，同步完成父本机插和母本直播，母本为穴直播，父母本行比4︰12；父母本均采用机插模式的，可选用6行机或8行机，其中6行机的父母本行比采用2︰6、2︰12或4︰12，8行机的父母本行比为2︰8或4︰16。父、母本行比还应根据田块大小及所制种品种的父本花粉量多少来设置，田块大、父本花粉多及用无人机飞花的可以考虑父母本行比4：（20-24）或6:（30-36）这样的大行比。此外，如制种田块面积较大且成规模的，为提高栽插效率，防止父母本播始历期差异较大的组合在母本机插时碾压已栽父本，建议在田埂四周栽一圈父本，同时根据插秧机幅宽，外圈父本与内部厢面之间留出一个略大于幅宽的围厢，方便母本机插时插秧机转弯，并用于母本机插时最后的收尾工作。也可选用行距25cm的6行或8行机。窝距和取秧量根据品种确定。4．父母本基质育秧父母本机插秧育秧采用商品基质育秧，可以避免营养土或泥浆育秧带入杂株，影响种子质量。育秧主要技术点包括：4.1父母本分量播种根据行比计算出单位面积制种中父本（含二期）、母本的面积，按计划的密度、取秧量计算出用秧量，按用秧量/每盘的苗数分别计算出父、母本的盘数，以父、母的千粒重、发芽率（种子80%以上）和在秧盘中的密度计算出用种量。秧田播种量根据平均单位面积成苗数计算，父本分为2期播种，其中第1期父本的成苗数为1.0～1.2株/cm2，第2期父本的单位面积成苗数为第1期父本的1.3～1.5倍。机插育秧硬盘规格为58.0cm×28.0cm×2.5cm，每公顷大田准备机插硬盘310～390个。第1期父本播1700～1900粒/盘（根据千粒重不同，播50～80g/盘），第2期父本播2200～2800粒/盘（根据千粒重不同，播60～120g/盘），母本播3400～3600粒/盘（根据千粒重不同，播75～120g/盘），此粒数均为可发芽粒。4.2秧龄设置秧龄以播种时的温度和播种密度确定，播种早、温度低、密度小的一般不超过35d。播种迟、温度高、密度大的一般不超过30d。2期父本播期相差7～10d，第1期父本秧龄不超过35d，母本秧龄不超过30d。育秧床准备、播种流程、苗期管理等依据《水稻机械插秧配套技术规程》（DB51/T870—2019）进行。5．插秧根据需要父、母本按计划的密度和取秧量分别进行。父母本行向最好与田块的长边平行，提高作业效率，先栽插内部厢，最后栽插外围厢。按高产制种目标，母本基本苗为90.0～105.0万/hm2，父本基本苗为13.5～15.0万/hm2。父母本同机同体机插（父母本在同一台插秧机栽插）时，父本和母本行距30cm，父本和母本穴距12～14cm，第1期父本每穴2～3颗种子苗，第2期父本每穴3～4颗种子苗，母本每穴5～6颗种子苗。父母本分开栽插时，父本行距30cm，穴距20cm，第1期父本每穴2～3颗种子苗、第2期父本每穴3～4颗种子苗；母本行距30cm，穴距12～14cm，每穴5颗种子苗左右。如果父本不需要机收，则父本行与母本行间隔30cm即可；如需父本机收，则4行父本的，两厢母本中间的间隔应为160～170cm。父母本同机同体机插的，第1期父本连续漏插小于5穴不用补苗；父母本分开机插的，父母本连续漏插大于3穴时需要补苗。补苗要在栽插后1～2d完成。6．施肥全生育期视田间肥力情况施纯N210～225kg/hm2，N、P2O5、K2O比例为2︰1︰1.5。磷肥作底肥一次性施用；氯化钾在底肥和追肥中的比例为5︰5，追肥在母本拔节时全田施用；氮肥分别在底肥、父本返青时、父本返青后5～7d及母本返青时施用，底肥氮、父本返青氮、父本返青后5-7d氮及母本返青氮的比例为（3.1～3.5）︰1︰1︰1。追肥采用无人机施肥方式。7．管水和封闭除草杂交水稻机械化栽秧是在浅薄水或湿润情况下进行的，不同于传统大秧龄深水状态下手工插秧，未能形成足够的水层对上年落田谷和杂草起到封杀的作用，上年的落田谷在本田中萌生将严重影响种子质量，硬盘秧不同于之前的软盘秧，可以栽后3--5d即可掺水使田间形成水层，这时结合追肥，用无人机将尿素+吡嘧.丙草胺+杀螺胺的混合物撒施于有水层的制种田中，封闭杂草和落田谷。8．落田谷处理由于杂交水稻机械化制种对种子质量的要求，不同于大田水稻生产的特殊之处于对上年落田谷萌生的零容忍，在栽后25-30d，对封闭效果不好的田块或地方，在施用稻杰、氰氟草酯等选择性除草剂后，杂草明显枯死后，人工除去行间、株间落田谷。9．无人机喷施“九二〇”及授粉。无人机喷施九二0应较人工背负式喷雾器喷施适当减量。选用多旋翼植保无人机，飞行高度为距离母本冠层2～3m，飞行速度为3～5m/s。喷施“九二〇”按照各组合人工背负式喷雾器喷施的抽穗指标和施用量进行，一般连续2～3d、共喷2～3次。父本对“九二〇”反应钝感或父本植株比母本矮的，应单独喷施父本1或2次，喷完后应保持父本比母本略高或等高、不倒伏；喷施时关闭植保无人机两侧1～2个喷嘴，确保只喷在父本上。授粉时无人机应在父本厢上空沿父本行向飞行，控制飞行方位与姿态，确保风场中心在父本厢正中间。10．防治病虫害，严格除杂。根据当地病虫害预报情况，及时做好螟虫、稻飞虱、稻粒黑粉病、纹枯病、稻瘟病等病虫害的防治工作。整个制种过程包括播种前晒种过程中发现的异形粒及育秧后父母本的各个生育时期发现的异型株等都应及时清除，重点清除始穗赶粉前的父母本异型杂