杂交水稻介绍

杂交水稻指选用两个在遗传上有一定差异,同时它们的优良性状又能互补的水稻品种,进行杂交,生产具有优势的第一代杂交种,用于生产,这就是杂交水稻。 

 

杂交水稻的研究历史

其基本的思想和技术,以及首次成功的实现是由美国人Henry Beachell在1963年于印度尼西亚完成的,Henry Beachell也被学术界某些人称为杂交水稻之父,并由此获得1996年的世界粮食奖。由于Henry Beachell的设想和方案存在着某些缺陷,无法进行大规模的推广。

后来日本人提出了三系选育法来培育杂交水稻,提出可以寻找合适的野生的雄性不育株来作为培育杂交水稻的基础。虽然经过多年努力日本人找到了野生的雄性不育株,但是效果不是很好;另外日本人还提出了一系列的水稻育种新方法,比如赶粉等,但是最后由于种种原因没法完成杂交水稻的产业化。袁隆平1971年2月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究,1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构--湖南杂交水稻研究中心,后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心,均由袁隆平任中心主任至今。1995年他当选为中国工程院院士。 被称为杂交水稻之父。

 

杂交水稻在各国发展

中国

中国发明的杂交水稻,除国内发展迅速外,在国外,已有越南、印度、菲律宾和美国在大面积生产上应用,并取得了显著的增产效果。

越南

越南2004年杂交稻的种植面积近1000万亩,平均亩产420公斤,其全国水稻的平均产量(含杂交稻)为300公斤,杂交稻比常规品种增产40%以上。由于大面积、大幅度增产,越南一跃成为仅次泰国的第二大米出口国。他们所用的杂交稻种子,80%以上从中国进口。

印度

印度2004年的杂交稻面积达840万亩,平均亩产370公斤,其全国水稻的平均亩产仅200公斤,他们所用的品种是自己选育的,但方法和技术全是学中国的,其中包括雄性不育细胞质资源。

菲律宾

菲律宾2004年的杂交稻面积达300万亩,其中三分之二是中心培育的品种,叫西林8号,平均亩产470公斤,而该国灌溉稻的平均亩产为300公斤。阿罗约总统对此给予高度重视,把发展杂交稻作为政府的旗舰项目,计划到2007年推广杂交稻1500万亩,年增稻谷150万吨,达到粮食自给自足。

美国

美国2004年的杂交稻面积为80万亩,平均亩产超过600公斤,比当地良种增产20%以上,他们计划在2008年将杂交稻的面积推广到800万亩左右,占该国水稻总面积的三分之一以上。

杂交稻在国家,如印尼、孟加拉、巴基斯坦、厄瓜多尔、几内亚等,进行试种、示范都获得很大成功。例如,2002年在印尼苏门答腊成片示范450亩中国的杂交稻,平均亩产600多公斤,而当地良种仅300多公斤;几内亚当地的水稻产量仅100公斤左右,而百亩以上的示范杂交稻为400多公斤。

 

杂交水稻理论分析

杂交水稻是通过不同稻种相互杂交产生的,而水稻是自花授粉作物,对配制杂交种子不利。要进行两个不同稻种杂交,先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死,然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种,这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交水稻。可是,如果技术人员用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话,工作量极大,实际并不可能解决生产的大量用种。因此,研究培育出一种水稻做母本,这种母本有特殊的个性,它的雄蕊瘦小退化,花药干瘪畸形。靠自己的花粉不能受精结籽。

为了不使母本断绝后代,要给它找两个对象,这两个对象的特点各不相同:第一个对象外表极像母本,但有健全的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的是女儿。长得和母亲一模一样,也是雄蕊瘦小退化,花药干瘪畸形、没有生育能力的母本:另一个对象外表与母本截然不同,一般要比母本高大,也有健全的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的是儿子,长得比父、母亲都要健壮。这就是技术人员需要的杂交水稻,一个母本和它的两个对象,人们根据它们各自不同特点,分别起了三个名字:母本叫做不育系,两个对象,一个叫做保持系,另一个叫做恢复系,简称为三系。有了三系配套,技术人员就知道在生产上是怎样配制杂交水稻的了:生产上要种一块繁殖田和一块制种田,繁殖田种植不育系和保持系,当它们都开花的时候,保持系花粉借助风力传送给不育系,不育系得到正常花粉结实,产生的后代仍然是不育系,达到繁殖不育系目的。技术人员可以将繁殖来的不育系种子,保留一部分来年继续繁殖,另一部分则同恢复系制种,当制种田的不育系和恢复系都开花的时后,恢复系的花粉传送给不育系,不育系产生的后代,就是提供大田种植的杂交稻种。由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都正常,各自进行自花授粉,所以各自结出的种子仍然是保持系和恢复系的后代。

 

超级杂交稻育种技术路线

1.两系、三系并举,形态改良与亚种间优势利用相结合。

2.针对长江中下游地区,构建具高冠层、矮穗层、重心低、库大而匀、高度抗倒的优良株型的杂交稻组合;针对西南一季稻区,选育亚种间重穗型杂交稻组合。

3.选育具有籼粳混合亲缘的亲本,利用亚种间优势。

4.借助生物技术,利用远缘有利基因。

5.针对超级杂交稻的特点,建立与之相适应的超高产栽培技术。

 

超级杂交水稻施肥法

基施有机肥据测定,在杂交水稻的总需肥量中,有50%-60%的氮和70%的磷、钾来自土壤,施肥不足就会过多消耗土壤中的养分而降低肥力,增施有机肥是提高肥力的重要途径。因此,在杂交水稻生产中有机肥的施用量应占全期施肥量的40%。

早施分蘖肥早稻在插秧后5天,晚稻在插秧后3天,即可追施分蘖肥。分蘖肥宜分次施用,第一次亩施尿素6-7.5公斤,隔7天左右,根据苗情,对生长差的田块,再亩施尿素4公斤;对施有机肥少和缺钾的田块,应亩施钾肥5-7.5公斤。

看苗施穗肥穗肥因施用时间不同,可分为促花肥和保花肥。凡是前期施肥适当、苗情较好的,一般应以保花增粒为重点,只施保花肥,每亩施尿素2.5公斤左右。如果前期施肥不足,群体苗数偏少,个体长势较差,促花肥与保花肥都要施,每次每亩施尿素5公斤。杂交水稻对钾肥需求量大,应在晒田复水后结合追施氮肥,每亩追施钾肥2.5公斤左右。

看苗施粒肥抽穗前苗色过淡的田块,每亩施尿素22.5公斤;齐穗后过早落黄的田块,每亩施尿素2.5-3公斤;生长正常的田块,每亩用5-7.5公斤尿素对水50公斤喷施。由于杂交水稻生长后期对磷、钾的需求量较大,应在始穗前4-6天或齐穗后2-3天,每亩用磷酸二氢钾150-200克对水50公斤,对生长差的田块喷施。