实验十四杂交玉米繁种制种技术
一、实验目的
学习和初步掌握杂交玉米亲本自交系繁殖的基本过程及杂交制种技术：
二、内容说明
玉米是利用杂种优势最早的作物之一，除用自交系配制杂交种外，还用雄性不育系配制杂交种。
当前，玉米生产上以自交系间杂种优势利用较为普遍。
玉米是异花授粉作物，容易发生生物学混杂。
因此，生产纯度高的种子，是杂交玉米繁种制种的中心任务。
杂交玉米繁种制种的要点：一要设置隔离区；二要父母本花期相遇良好；三要亲本自交系的纯度高，要严格去杂、去劣；四要对母本自交系进行人工去雄和辅助授粉。
三、材料用具
1．材料玉米自交系繁殖区和杂交制种区不同的玉米品种或自交系。
2．用具皮尺、钢卷尺、大硫酸纸袋(35cm×20cm)、小硫酸纸袋(6cm×12cm)等。
四、操作方法
（一）亲本自交系的繁种技术
为保证亲本自交系的纯度，必须分别将各亲本自交系在严格隔离条件下进行繁殖。
1．选地隔离选择好隔离区是保证种子纯度的关键。
应选择地势平坦，土地肥沃,灌排方便的地块。
2．隔离方法常用的隔离方法有：
⑴空间隔离。
空间隔离法就是将要繁殖的玉米自交系(或父母本)种植在隔离区中，而在隔离区周围的一定范围内无其他玉米的种植，以防外来其他玉米的花粉进入隔离区，造成生物学混杂，达到安全隔离的目的。
如果繁殖的是自交系，则要求隔离的距离为500m以上；如果种植的是父母本，要在隔离区内生产F l代杂交种，单交制种区不少于400m，双交制种区不少于300m。
在多风地区，或隔离区设在其他玉米地的下风向时，隔离距离应适当加大。
⑵时间隔离。
时间隔离法是在繁殖地周围300m以内还有其他玉米材料种植，或者在玉米繁殖地周围有养蜂场时采用。
做法是根据不同玉米材料的抽穗期资料，将隔离区
内玉米的播种期与区外邻近玉米的播种期错开，也能达到隔离的效果。
一般情况下春播玉米错期为45d，夏播玉米错期要30d，才能保证安全。
各地因自然条件不同，可灵活掌握。
错开繁育制种田与大田玉米的播种期来避免串粉，达到隔离的目的。
⑶自然屏障隔离。
自然屏障隔离法是利用山岭、树木、村庄等自然屏障，将其他玉米与隔离区隔开，以免其他玉米花粉传人隔离区内。
⑷高秆作物隔离法。
高秆作物隔离法就是在隔离区周围种植高粱、麻类等高轩作物作隔离屏障。
高秆作物的行数不宜太少。
自交系繁殖区需种植高秆作物宽度在100m 以上，制种区在50m以上。
高秆作物要适当早播，加强管理，使玉米抽穗时高秆作物的株高能超过隔离区内玉米的高度。
3．隔离区各自交系繁种比例根据自交系产量高低而定。
一般情况下，单交种父、母本自交系的繁种比例大致为1：4，双交种(甲×乙)×(丙×丁)四个自交的繁种比例大致为甲∶乙∶丙∶丁=4∶2∶2∶1。
4．加强田间管理自交系生长势较弱，易受不良外界条件的影响。
因此，对繁殖隔离区必须注意精种细管，以提高自交系的产量。
5．严格去杂、去劣在苗期、抽雄前及收获后，要严格进行去杂、去劣。
（二）杂交制种技术
为了保证杂交玉米的制种质量，必须严格做好以下几项主要技术工作。
1．选地隔离和隔离方法同亲本自交系繁殖技术。
2．规格播种确定父、母本的播种期：如果亲本自交系间的生育期不同，为保证花期相遇，可根据“宁可母等父，不可父等母”的原则确定播种期。
一般应使母本的抽丝期比父本早2~3d。
若两亲本自交系花期相同或母本抽丝期比父本早2~3d，可以同期播种。
若两亲本抽丝期相差5d以上，春播晚熟亲本提早播的日数是父、母本花期相差日数的1.5倍；夏播玉米是1倍。
为防花期不遇，还可分期播种采粉区。
父、母本行比：一般情况下是单交种制种区为1∶3或1∶4；双交种制种区为1∶4。
合理密植，保证播种质量，做到一次全苗。
种植密度按自交系特征而定。
单交种制种区4000~4500株，双交种制种区3000~3500株。
3．严格去杂去杂、去劣工作具体可分为田间去杂和室内精选两部分。
田间去杂可在三叶期、五叶期、拔节期、孕穗期及抽穗期进行。
根据叶色、叶鞘色、叶肋色、叶形、茎叶所构成的角度、植株高度、雄穗性状、果穗着生部位等特征，把不符合要求的植株统统拔掉。
室内精选可根据穗型、粒色、穗轴色，把不同于典型性的杂异穗去掉。
在播种前还要精细粒选。
根据自交系性状的特点，严格去杂、去劣。
4．母本彻底去雄配制杂交种，母本去雄好坏是关系制种成败的关键。
去雄应做到及时、干净、彻底。
所谓及时，就是在母本雄花刚抽出尚未散粉之前就拔除。
干净，就是一个小分枝都不残留地把整个雄穗拔除。
彻底。
就是整个制种区应一株不留地拔除雄花。
5．加强人工辅助授粉由于玉米自交系生长势弱，花粉量少，为提高繁殖制种产量，必须进行人工辅助授粉2~3次。
特别是在父、母本花相遇不良的情况下，这项工作更应加强。
6．分收分藏繁殖制种的玉米成熟后，各隔离区不同亲本的果穗应分别及时收获。
一般先收父本，以保证母本上所收杂种种子的纯度。
做到分收、分脱、分藏，严防机械混杂，并及时在袋内外放置和挂好标签。
在标签上注明名称、生产种子的时间、单位和种子数量。
（三）繁殖制种计划
配制杂交种的面积，要根据杂交种的类型、推广面积、播种量、种子产量、父母本行的比例等条件决定。
避免发生种子量不足而影响配套，或种子过剩造成积压浪费，应在计划面积时很好地计算。
具体的计算方法如下：
制种田面积(公顷)是根据生产田每公顷需要播种量(kg)乘上计划种植公顷数除以每公顷亲本(不包括父本)的计划产量(kg)就得出应有制种面积公顷数。
杂交玉米的繁殖计划。
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⑴隔离区的数量。
单交种需要3个隔离区：母本自交系1个，父本自交系1个，单交种制种区1个。
三交种需要5个隔离区：3个自系繁殖区，1个单交种繁殖区，1个三交种制种区。
双交种需要7个隔离区：4个亲本自交系繁殖区，2个单交种制种区，1个双交种制种区。
⑵隔离区面积计算。
根据需要杂交种的大回面积及种子数量，当年亲本自交系(或亲本单交种)的每公顷播量，平均产量，隔离区内父母本行数比例，种子合格率。
计算公式为：
杂交种制种区面积(公顷)＝下年需要种子量(下年播种面积×每公顷播种量)／当年
亲本平均产量×母本行数比例×种子合格率亲本繁殖区面积(公顷)＝下年需要种子量(下年播种面积×每公顷播种量)／
当年亲本平均产量×种子合格率基本参数：自交系平均产量1875kg/hm2，自交系的播种量37.5 kg/hm2，合格率90% 。
问：按基本参数，当父母本比例为2：1，问推广666.7 hm2单交种需各隔离区面积多少？
解：1）666.7 hm2需单交种的种子量：666.7×37.5=25000kg
2）制种区面积为：25000kg／(1875kg／自交系产量×2／3母本所占面积)=20 hm2
3）20 hm2制种区需母本种子量：20×2／3×37.5kg=500kg
20 hm2制种区需父本种子量：20×1／3×37.5kg=250kg
4）母本自交系繁殖区面积：7500／1875=4(hm2)
父本自交系繁殖区面积：3750／1875=2(hm2)
答：推广666.7 hm2交种需母本繁殖区4 hm2，父本繁殖区2 hm2，杂交制种区20 hm2。
五、作业
1．玉米杂交种是如何生产的？如何制订玉米?交种繁殖计划？
2．如何才能提高玉米制取杂交种的产量？。