玉米杂交制种的培育方法与流程

1.本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及玉米杂交制种的培育方法。


背景技术：

2.玉米是当今世界重要的粮、饲兼用作物，美国把玉米称为皇冠上的珍珠，法国把玉米称之为国宝。中国是世界玉米生产第二大国，常年播种面积近2400万公顷，需种量10-12亿千克之多，约占世界总面积的1/5，而由于供应大田播种用的杂交制种面积近25万公顷。 玉米是粮、饲兼用作物，发展玉米生产不仅解决了巨大人口的温饱问题，而且对全球畜牧业的发展提供了物质基础，极大地丰富了发展畜牧业广阔的精饲料和粗饲料的来源，丰富的精、粗饲料都是牛、羊、猪、鸡、鸭、鹅必需的物质原料，玉米对世界乃至我国粮食安全和经济发展有着举足轻重的作用。从生产实践证明，种子在玉米生产中始终占有主导地位，在玉米增产的诸因素中，杂交一代种占25-30%，玉米杂交一代种子的培育方法对于玉米生产发展至关重要，因此，一代杂交制种的培育方法是保证种子质量，降低生产成本的关键所在，也是提高种子产量的重要途径。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供了一种玉米杂交制种的培育方法，降低生产成本，增加种子产量，提高种子质量，符合一级种子质量标准要求。
4.本发明采用的技术方案是：一种玉米杂交制种的培育方法，具体包括以下步骤：s1.制种基地选择：基地选择在海拔1700米以下，≥10℃的有效积温3000-3200℃，降雨量200-250毫米以内，无霜期135-140天以上，土层深厚、土壤肥沃、排灌方便的壤土地；s2.设置隔离区：采用与其它玉米花粉来源地相距不少于300米的空间隔离、隔离区内的玉米和邻近玉米的播种期错期隔离、自然屏障隔离或高杆作物隔离中的任意一种或两种的结合；s3.播种：第1步，整地施肥：上茬作物收获后及时深翻灭茬，灌足冬水，在覆膜播种之前对土壤进行12-16cm浅耕，清理田间杂物；结合浅耕每667平方米施优质农家肥3000-4000kg作基肥，20-25kg磷二铵作种肥，以地膜中间为基线，在基线两边15-20cm深处施肥；第2步，画线覆膜：在4月上旬对玉米制种田采用划行器沿直埂画出间距1m的线，线直行匀，依线采用幅宽70-80cm，厚度0.005-0.008mm规格的地膜覆盖,膜两边5-10cm处覆土，每隔2-3米打一土结，整块地联结成一直线，膜两侧压紧压实,保持膜面50cm，空沟50cm，覆膜后发现破损及时补压;第3步，确定亲本种子用量：精选包衣好，纯度98%，发芽率95%以上亲本种子,播种前根据种子千粒重和发芽率核定播种量；第4步，合理密植：单交制种，早熟或紧凑型自交系，密度为每667平方米5500-6500
400米的自然隔离。
7.优选的，s2中，隔离区内的玉米和邻近玉米的播种时间错期在40天以上。
8.优选的，s3中，采用机械精量播种或人工点播播种：在膜侧压土的位置，采光面外侧，用点种器破膜打眼点种，播种深度3-5cm,母本行距40-60cm；播种结束，在父本行头点种高梁作为标记作物。
9.优选的，s3中，春播区耕层5-10cm土壤温度稳定在10-12℃时播种；在覆膜条件下，耕层土壤温度稳定在8-10℃方播种；或根据河西气候特点或组合特性，每年4月10日-25日播种，随海拔升高播种期延迟，父、母本错期按不同组合确定最佳播种期。
10.优选的，s5中，去雄要及时、彻底、干净，质量标准达到母本散粉株率低于0.1%。
11.优选的，s5中，人工授粉选用晃株授粉或采粉授粉；晃株授粉：用绳拉或用长杆拨打父本雄穗或用手摇动父本植株，促进散粉达到授粉，在父本花粉量较大的开花盛期连续进行2-3次；采粉授粉：采集花粉除去花药，置于内装少量棉花的竹筒，竹筒开口处蒙上纱布，将开口处对准花丝，轻敲竹筒，使花粉均匀地飘落在花丝上。
12.进一步的，还包括去杂去劣，在玉米生长的三个时期分五次进行；具体为：（1）播种前去杂：播种前结合晒种，根据种子的颜色、大小、粒型去除种子中的杂、秕、霉病虫蛀粒；（2）田间去杂：分3次进行，第1次在苗期结合间苗、定苗进行，根据父母本叶鞘色、叶缘色、叶形、叶向、叶色、长势将杂、劣、病株、拔除，母本留苗要大小一致，缺苗处留双苗；父本留苗要大小不一，以延长散粉期；第2次在拔节期进行，根据株高、叶形、叶向、叶色、叶缘、长势去杂，连同优势株，可疑株一同拔掉；第3次在抽雄前，根据株型、叶形、叶向、苞叶、花丝色去杂，一次性彻底清除杂株、双株，保证杂株花粉不在隔离区内扩散、传播；父本去杂根据父本雄穗的分枝数、花药颜色，逐株检查；母本去杂根据雌穗的花丝颜色进行；（3）收获后脱粒去杂：根据穗型、粒型、粒色、轴色形状对父本果穗进行穗选，去除杂穗、劣穗，杂穗率控制在1.5%以下时，脱粒。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.通过本发明的制种栽培方法，生产过程中选择父本种植采用“撮种法”的方法，即节约种子，又节约了劳动力，还巧妙地解决了通风透光，增加了母本种植株数1200株，增加了产种量，提高了玉米杂交种子质量，通过本发明的方法生产的杂交种子符合国家《种子法》规定的一级种子质量标准，即纯度≥98%，净度≥99%，发芽率≥95%，水分≤13%的技术指标，使玉米杂交制种技术更趋规范化、程序化、专业化。
14.2.本发明通过“撮种法”进行玉米制种父本种植，既节约了大量的父本种子，又减少了制种田人工去雄耗费的人工劳力，亩节约人工费用300元，还解决了田间通风透光的环境，增加了田间667平方米，母本植株的数量，有力地提高了玉米制种单位面积的产种量。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例对本发明做进一步解释和说明；一种玉米杂交制种的培育方法，具体包括以下步骤：一、制种基地选择选择玉米制种基地要以隔离安全，相对集中，连片种植，防杂保纯为原则；
1.产地环境：基地选择在海拔1700米以下，≥10℃的有效积温3000-3200℃，降雨量200-250毫米以内，蒸发量2000毫米以上，雨量过多会将父本花粉被雨水淋掉，造成寡妇田，颗粒无收，形成绝产；无霜期135-140天以上，隔离条件好，土地平坦、肥沃、灌溉方便，无污染，集中连片的地区。
16.2.土壤条件：选择土层深厚、土壤肥沃、排灌方便的壤土地，要求田间树木少或无树木，不宜选择用两年以上重茬地、盐碱地、漏沙地、园林地、风口沙地种植。
17.3.茬口要求：根据河西走廊作物种类，为确保生产的种子优质高产，制种田前茬作物以小麦、大麦、蔬菜、豆类、葱、蒜、绿肥等作物为宜。
18.二、设置隔离区1.空间隔离：“撮种法”是玉米杂交种配置的主要隔离方法；要求隔离四周一定空间范围内不种植同类作物（其它玉米）；隔离距离可根据品种组合、地势、风向和风力大小划分300-400米的自然隔离，保证与其它玉米花粉来源地相距不少于300米。
19.2.时间隔离：隔离区内的玉米和邻近玉米的播种期错开，使它们的开花期错开，从时间上达到隔离的目的；要注意早、中、晚熟品种的搭配；河西春播制种区采用时间隔离时，错期在40天以上。
20.3.自然屏障隔离：因地制宜地利用山岭、村庄、林带、果园等自然屏障，阻挡外来花粉的传入，采用天然屏障隔离的如村庄（连续一体），成片树林，不少于200米。
21.4.高杆作物隔离：在无法保证空间隔离，也无自然屏障时，可在隔离区周围种植高梁、红麻、向日葵等高杆作物隔离；高杆作物的行数不宜太少，自交系繁殖区需要种植高杆作物的宽度应在200米以上，制种区则在100米以上；高杆作物要适当早播，加强管理，以确保玉米抽雄时高杆作物的株高显著超过制种玉米60-70厘米。
22.为了便于隔离区的安排，在一个隔离区的四周可以同时采用上述几种隔离方法。
23.三、播种规格及方法1.整地施肥：上年秋季作物收获后及时深翻灭茬，灌足冬水，在覆膜播种之前对土壤进行浅耕，深度在15cm左右，清理田间残留的碎地膜、玉米根；田埂上的枯草，喷上农药“草甘磷”起到消灭病虫害的作用；结合浅耕每667平方米施优质农家肥3000-4000千克作基肥，20-25千克磷二铵作种肥，以地膜中间为基线，在基线两边15-20厘米深处施肥，避免种肥与种子接触而烧伤种子；对缺锌的土壤每667平方米施硫酸锌0.5-1千克；对连续种植多年的玉米地，进行药剂土壤处理，如选用甲基托布津、立克秀、多菌灵等杀菌剂处理，预防玉米病害的发生；耕后适时耙耱镇压保墒，达到土绵墒足，无根茬、残膜、上虚下实。
24.2.画线覆膜：在4月上旬对玉米制种田采用划行器画出间距1米的线，要求沿直埂画线，做到线直行匀，然后依线采用幅宽70-80厘米，厚度0.005-0.008毫米规格的地膜覆盖；铺膜时，膜面要绷紧、拉直、膜两边5-10厘米处覆土，每隔2-3米打一土结，整块地联结成一直线，膜两侧压紧压实，防止跑墒及大风揭膜，保持膜面50厘米，空沟50厘米，覆膜后发现破损及时补压。
25.3.确定亲本种子用量：制种亲本选用纯度98%，发芽率95%以上的种子；播种前根据种子千粒重和发芽率核定播种量，将精选、包衣好的亲本种子发放到制种户手中，一般母本每667平方米3-4千克，父本每667平方米0.6-1.0千克。
26.4.合理密植：种植密度取决于品种组合的亲本种类、株型、栽培水平、土壤肥力等
因素，一般遵循的原则是：单交制种，早熟或紧凑型自交系；一般密度为每667平方米5500-6500株，三交或双交制种，亲本单交种较高大，密度为每667平方米5000-6000株；组合不同，株距不同，植株高、叶片角度大的平展型组合，株距25-28厘米，每667平方米保苗4500-5000株为宜；叶片直立的紧凑型组合，株距22-25厘米，每667平方米保苗5500-6000株为宜。
27.5.适期播种，合理配置父本：春播区耕层5-10cm土壤温度稳定在10-12℃时为播种适期；在覆膜条件下，耕层土壤温度稳定在8-10℃方可播种；根据河西气候特点或组合特性，一般每年4月10日-25日播种，随海拔升高播种期适当延迟，父母本错期按不同组合确定最佳播种期；先播母本、父本分两期播种，第一期与第二期相隔5-7天，传统的父本种植的方式有行比种植法、行比与满天星混合种植法、满天星种植法三种类型，这三种类型都不同程度地出现了密度过大，父本种植过多，费工费时，遮阴郁闭，造成病害滋生，制种产量降低，不能达到理想制种产量的目标；本发明采用“撮种法”进行父本种植，具体是：田间内不设父本行，父本种植在两行母本中间的地膜上，父本株距为母本株距的2倍；分期播种，第一期在地膜中间，按80厘米的株距种父本一穴，每穴4-6粒，形成一撮，在生长田间，生长期间成撮，间隔5-7天后点播第二期父本，在第一期父本两穴中间点一穴，每穴4-6粒，每次父本点播后覆土压实，以保全苗。
28.本发明的种植方式采用单种方式（一块田里不能种其它作物）。本发明采用“撮种法”进行父本种植，不仅提高制种产量，节约劳动力，且大大降低了病虫害的发生，种子纯度98%，净度99%，发芽率95%，水份13%，质量达到《种子法》颁布的一级标准。
29.所述播种可采用机械精量播种，也可采用人工点播，在膜侧压土的位置（采光面外侧）用点种器破膜打眼点种。根据品种特征特性，母本行距控制在40-60厘米（宽行60厘米，窄行40厘米，等行距50厘米）；如没有冬灌、春灌的干地和墒情太差的沙性土壤，可破膜点子，盖沙再浅灌，坐水点种；播种结束，在父本行头点种高梁作为标记作物；播种深度3-5cm,具体根据各制种点气候特点及土壤墒情确定。
30.四、花期预测与调控1.花期预测：采用标叶调查法、剥叶检查法或幼穗分化查看法；（1）标叶调查法：在制种田里，根据双亲的总叶片数，选择有代表性的父母本各3-5点，每点各选典型株10株，定期标叶调查父母本的叶片数，每隔5片叶做一次叶标，整个生育期内做3次叶标即可；根据双亲叶片出现的多少，预测双亲发育快慢，若母本已出的叶片数保持比父本多1.5-2片时，表示双亲能够良好相遇。
31.（2）剥叶检查法：双亲拔节后，选有代表性的植株剥出未出叶片数，根据未出叶片数来测定双亲花期是否相遇；若母本出叶片比父本未出叶片少1.5-2片，表明花期相遇良好；如超过2片或少于1.5片，则有可能相遇不好，在大喇叭口期用该法检查准确度很高。
32.（3）幼穗分化查看法：拔节孕穗期，在制种田选择有代表性的样点，每点取有代表性的父母本植株3-5株，剥去叶片，检查幼穗大小，如果母本的幼穗分化早于父本一个时期，即预示花期相遇良好，否则就可能不遇。
33.2.花期调控：本发明采用播期调节法或苗期调节法；调节原则是：一是将母本安排在最适宜的播期内，然后调节父本的播期；二是坚持“母等父，父包母”的原则，根据本地常年的气候特点，结合当年的气象预测，在确定当年最
佳构成授粉期的条件下反推最适播期，一般为“母等父”，即母本吐丝先于父本散粉2-3天为宜，授粉期避开高温伏旱等不利时期。“父包母”即父一要有较长散粉期涵盖母本的吐丝期，做到“头花不空，主期击冲，尾花有用”，即母本吐丝盛期（60%植株吐丝）与父本的主散粉期（60%的植株散粉），出现在同一天，确保父母本盛花期相遇。
34.（1）播期调节法：采用父本分期播种法或用双亲的生育期确定播期法；父本分期播种法：根据父母本特性，为了使父母本花期相遇并延长父本散粉，先播第一期父本（每播10穴留10穴），隔7天播母本和第二期父本（在预留空穴中播种），第一、二期父本各占50%，形成二期父本，从而延长父本的散粉期，解决花期不遇问题，提高授粉和结交率。
35.用双亲的生育期确定播期：若母本的吐丝期比父本散粉期早2-3天，则父母本同期播种；若双亲的抽穗期相同，则将父本浸种8-12天，与父本同期播种，或父本晚播3-4天；若双亲的抽穗期相差5天以上，则调节播期。
36.（2）苗期调节法：种子田父母本花期是否相遇，在苗期就要及早预测，及早调节，保证花期万无一失；父母本生长快慢不一致时，可采用“促慢控快法”，对生长慢的亲本早蔬苗，早间苗，留大苗，适当留稀苗，早施肥，早松土，提高地温，促其生长；对生长较快的亲本可迟间苗，留小苗，晚施肥，晚松土，控制其生长。
37.五、去杂去劣在玉米生长的三个时期分五次进行；1.播种前去杂：播种前结合晒种，根据种子的颜色、大小、粒型等，去除种子中的杂、秕、霉病虫蛀粒。
38.2.田间去杂：分3次进行，第1次在苗期结合间苗、定苗进行，根据父母本叶鞘色、叶缘色、叶形、叶向、叶色、长势等将杂、劣、病株、拔除，母本留苗要大小一致，缺苗处可留双苗；父本留苗要大小不一，以延长散粉期；第2次在拔节期进行，根据株高、叶形、叶向、叶色、叶缘、长势等去杂，连同优势株，可疑株一同拔掉；第3次在抽雄前，根据株型、叶形、叶向、苞叶、花丝色去杂，一次性彻底清除杂株，“三类株（即矮小株、病劣株、异型株）、双株，保证杂株花粉绝对不在隔离区内扩散、传播；父本去杂根据父本雄穗的分枝数、花药颜色，做到逐株检查，去除杂株不能只割顶部留下半截；母本去杂依根据雌穗的花丝颜色进行；凡是杂株必须连根拔除。
39.3.收获后脱粒去杂：根据穗型、粒型、粒色、轴色等形状对父本果穗认真进行穗选，去除杂穗、劣穗。经技术人员检查杂穗率在1.5%以下时，方可脱粒。
40.六、母本去雄与授粉玉米杂交种子生产中，母本彻底、干净去雄是保证种子纯度，提高种子质量的关键：1.清除杂苗：抽雄前彻底清除田间小苗、弱苗、病苗；2. 去雄：去雄要及时、彻底、干净，质量标准达到母本散粉株率低于0.1%，出现散粉株则对该散粉株周围3米内的母本全部砍除或去除雄穗；可采取摸包带叶一次抽雄法，在雄穗大肚子至雄穗刚露尖时（母本花丝还没露头），带1－2片叶或3片叶一次性从最上节彻底抽除，不留折枝、残枝；去雄时一人站一沟抽一行（撮）的作业方法，不论植株大小逐株进行，做到不重抽，不漏抽，达到节省劳力，提高工作效率的目的。
41.3.授粉：在玉米授粉期，因栽培管理失误或不可抗拒的自然灾害（如高温、雹灾、病灾、水灾）等因素，出现花期不协调时，可在父本主散粉期（60%父本散粉）和母本吐丝盛期（60%母本吐丝）进行人工辅助授粉，在开花盛期连续进行2－3次；人工授粉有以下两种方法：（1）晃株授粉：在父本花粉量较大的开花盛期连续进行2－3次，时间最好在上午9-11时进行，用绳拉或用长杆拨打父本雄穗或用手摇动父本植株，促进散粉达到授粉目的。
42.（2）采粉授粉：即布粉法，在晴天上午露水干后采集花粉，用细箩除去花药，然后置于内装少量新棉花的竹筒，竹筒开口处蒙上纱布，将开口处对准花丝，一手拿一小木棍，在雌穗上方轻轻敲，使花粉均匀地飘落在花丝上；授粉时间最好在上午9-11时。授粉时采用新鲜花粉。高温、干燥影响授粉时，可及时灌水，促进雄花散粉。勤采勤授，现采现授，授完再采，防止因采粉量过大导致花粉堆积而加速花粉死亡，影响授粉效果。
43.七、及时割除父本母本授粉结束后，根据品种组合特性，河西地区春播制种区要求在8月10日以前将父本全部割除，清理制种田，改善田间通风透光条件，减少养分消耗和病虫害的发生，促进母本生长发育，促使种子加快脱水，提早成熟，提高母本千粒重，改善种子色泽，提高种子商品性和产量，一般割除父本比不割父本可提高产量8%左右。
44.八、收获河西地区在9月15－20日开始收获，10月1日前将所有收获果穗及时剥皮晾晒；剥皮后的果穗晾晒到阳光充足的地方，晾晒厚度不超过10厘米，每5-7天翻晒一次，在翻晒过程中将花丝、苞叶、杂穗、病穗、遗惠父本及鼠咬严重穗全部挑除干净。
45.以杂交一代种和普通种在同等水、肥条件下进行产量比较，如表1所示；表1.杂交一代种子与普通种在同等水、肥条件下每667平方米的产量对比表通过6年以来的对比试验证明，杂交种比普通种在同等水、肥条件下的增产比例是50.8%。符合联合国粮农组织在各农业先进国家抽样结果，满足优良品种在农业生产（粮食）中的增产比例是49%左右的科学数据。
46.表2.各制种区域积温和制种方法每667平方米产种量的比较
经过30多年的玉米制种方法与产量的比较说明：利用本发明的“撮种法”，也叫“满天星”，通过“撮种法”生产的玉米杂交一代种子符合《中华人民共和国种子法》一级种子质量标准：即纯度98%，净度99%，发芽率98%，水份13%。“撮种法”每667平方米母本株数增加1200株，亩产1200斤，产种量比常规方法行比法增产35%，比行比法与满天星混合种植父本减产28%。“撮种法”亩产值2400元，比行比法增加经济收入多840元，比行比法与满天星混和种植父本多收入1840元。同时，本发明的“撮种法”比行比法节省劳动力，减少了经济投入。