第三章种子生产原理和技术 本章教学时数：4学时（第13-16讲） 第三节主要作物的种子生产技术 (第16讲) 一、原种生产 (一)生产原种的意义和标准 1.生产原种的意义 一个优良品种在生产上的经济价值是有时间性的，如果不从根本 上抓好种子生产，品种很快就会发生混杂退化，甚至新品种刚推广就 开始混杂，失去品种在农业生产中的利用价值。 品种混杂退化是农业生产上普遍存在现象，因此仅采取一般的防 杂保纯措施还是不够的，品种也会逐渐变杂变劣，要长期保持品种原 有种性和典型性，必须进一步采取措施，从源头抓起，搞好原种生产。 在新品种利用的同时，就要有计划地年年繁殖由育种单位或育种者提 供的原原种，以获得高质量的原种：对已退化品种，只要没有失去生 产上的使用价值，也应及时采取措施生产原种，有计划地，分期分批 地实行品种更新，以充分发挥优良品种在农业生产上的增产作用。 2.原种标准 无论育种家种子生产原种，还是按原种生产技术生产的原种，均 应具如下标准。 (1)性状典型一致，主要特征特性符合原品种的典型性状，株间整 齐一致，纯度高。 (2)保持原品种的长势、抗逆性、丰产性和稳产性。杂交种亲木 要保持高的配合力。 (3)播种质量好，净度、发芽率高，无检疫性病虫及杂草种子」
(二)生产原种的程序与方法 在目前的原种生产中，存在两种不同的程序，一是原原种重复繁 殖法；另一是我国沿用多年的“循环选择”或称“提纯复壮法”，即 采用“三圃制”提纯更新。 1.原原种重复繁殖法最熟悉品种特性的莫过于育种者，因此， 每年由育种单位或育种者直接生产和提供原原种，就能从根本上保证 种源质量和典型性。育种单位或育种者要注意原原种的生产和保存， 或者采取一次超量生产，多年贮存，分年使用的方法，以保持品种的 种性。 重复繁殖生产原种是许多发达国家用于禾谷类作物的原种生产 程序，其生产过程为：由育种者提供原原种，经专门的种子生产原（良） 种场或繁育基地生产原种和生产用种，然后由种子公司统一供种。生 产用种只利用一次，下轮又从原原种开始，重复相同的生产过程，不断 供原种及生产用种。在生产原种的整个过程中都有严格的防杂保纯措 施和检测制度，把机械混杂和生物学混杂的机率降到最低限度。 有种家种子 生产或 育种家种子 生产或 育种家种子 仓贮 2 仓贮 原种生产 原种生产 原种生产 良种生产 良种生产 良种生产 图3.1重复繁殖法生产原种程序图 重复繁殖法生产原种，除了进行必要的去杂去劣外，不进行人工 选择，因此群体不断扩大，不会造成基因流失，由此进一步生产得到的 生产用种纯度和种性得到保持。但这种生产原种的方法，对于一些繁 殖系数小的作物如棉花、花生、麦类等，由于原原种数量有限，在投入
生产前要经过多代繁殖，既耗费时间，又会增加混杂退化的机率。 目前某些作物，为了提高品种适应性和稳产性，培育成“多系品 种”或“混系品种”，采用重复繁殖法能很好地保持这类品种的种性 和典型性，若采取“循环选择”法提纯生产原种，即使技术人员经验 丰富，但终因对品种各组成系特点了解不深及对各组成系比例不清 楚，使生产出的原种与原品种有一定差异，甚至失去品种的典型性。 2.“三圃制”提纯更新法 “三圃制”（株行圃、株系圃、原种圃）提纯生产原种，是当一个 品种混杂退化后再建立三圃进行提纯，或者在浙品种推广应用后就建 立三圃保纯，即年年种植三圃，生产原种，然后扩大繁殖生产用种，如 此循环提纯生产原种。这种方法生产原种一般要经过单株选择、株行 比较、株系比较、混系繁殖过程，每个环节分别在不同的圃中进行。 选择周 芬舞费醒优株（地） 株（德）行围 株（德）系比较试 株（德）系圆 根系种子 种图系流、生产系种 原种繁殖（原种一代）或大田 图3.2三年二周制生产原种程序图 (1)单株（穗）选择选择典型性、丰产性等性状都好的单株， 是提纯生产原种的关键
基础材料单株（穗）选择的材料必须是生产上大面积推广并有 利用前途的品种，或试验、示范表现好，准备推广的品种。此外，基本 材料的纯度要较高，最好是利用原种一、二代种子。 种植要求基本材料种植于选择圃。如无选择圃，则应在纯度较 高的田块中选株。为了便于操作，选择圃种植群体要大，种植密度不宜 稠。采用优良的栽培方法，以利植株充分发育。 材料选择技术人员一定要熟悉品种的特征特性和典型性。依据 本品种特点，选择植株健壮、丰产性好、抗病性强、生育期适当、结 实性好、籽粒饱满的典型植株（穗）分别收获，室内考种决选后的单株 (穗)分别脱粒、贮存，供下年株（穗）行进行比较鉴定用。 为了确保选择的群体不偏离原品种典型性，以及生产足够的原种， 选择数量要大。 (2)株（穗）行比较鉴定 种植方法选择地势平坦、肥力均匀的田块，将上年入选单株（穗）》 种植于株（穗）行圃，进行比较鉴定。采用单粒点播，每株（穗）一行或数 行。采用优良的栽培方法，田间管理均匀一致。 观察评比在作物生育的各个关键时期进行观察、比较，根据株 (穗)行的典型性和整齐度，汰劣存优，入选株（穗）行严格去杂去劣。 决选收获根据株（穗）行的表现，收获前进行决选。入选穗行再 经去杂去劣后按行混合收获，分别脱粒、考种。于下年进行株（穗）系 比较试验。 (3)株（穗）系比较上年入选株（穗）行各成为一个单系，种植于 株（穗）系圃，每系一区，对其典型性、丰产性、适应性等进一步比较试 验，栽培管理和观察评比与株（穗）行比较相同。根据各区综合表现选 优汰劣。入选各系经严格去杂去劣后混合收获贮藏。若系间有差异 可分系收获，经室内鉴定决选后，入选系混合。 (4)混系繁殖将上年入选的混合种子种于原种圃，扩大繁殖。 原种圃要求隔离安全，肥水条件好，并采用稀植等技术提高繁殖系数。 同时，严格去杂去劣，收获后单打、单收、单藏，防止混杂和退化。由 此生产的种子即原种
上述原种生产程序，经选株，株行圃，株系圃和原种圃称为“四 年三圃制”，也称三级提纯法，这种方法常用于常异交作物。自交作 物提纯生产原种常采用二年二圃制，即由株（穗）行去劣混收直接进入 原种圃混合繁殖生产原种，这样简单易行，又能达到提纯的目的。原 种生产程序中，选择典型优株是基础，株（穗）行鉴定是关键。因为数 量性状易受环境的影响，通过后代鉴定后才能肯定优劣。选择数量要 多，一则可以保持后代群体有较大的异质性，不致于降低适应性和稳 产性：二则可以保持品种的种性和典型性，不致于发生大的偏离。作 为提纯生产原种的基础材料必须有较高纯度，符合原种的典型性，不 宜在混杂退化严重的地块选株。原种圃要采取加速繁殖的措施，迅速 扩大种子量，及早更新生产上已混杂退化的种子。 “三圃制”提纯更新法作为生产原种的基础方法，也存在一些弊 端。如用这种方法生产原种周期长，费用和种子成本较高，选择压力 大，淘汰率高，得到的种量少，因此必然会增加原种繁殖世代和混杂 退机率，如选择单株的数量太少，易导致群体发生遗传漂变，破坏品 种的遗传稳定性，另外，提纯者对品种典型性的了解，一般不及品种 选育者本人，选择中难免会发生偏差。对这些可能影响选择效果的因 素在实际工作中应予特别注意。 (三)“三系”亲本原种生产 1.成对回交测交法 这种方法既注重根据“三系”亲本的典型性选择，又进行亲本配 合力的测定，因此可靠而有效。基本程序是：单株选择、成对回交与 测交、后代（株行）鉴定、原种生产
第一年 第二年 第三年 第四年 保持系 可交围 AXB →回交鉴定 原种圆 AXB AXB 木有系 测交周 ,剥交鉴定围 AXR (AXR)E. 恢复系 株行鉴定 株系鉴定 版种调 R 单株选拼 成对回交剥交 后代鉴定 生产原种 图3.3成对回交测交法原种生产程序图 2.三系七圃法 该方法在原种生产过程中无配合力测定，仅仅根据“三系”亲本 各自的典型性进行选择。原种生产过程中，“三系”自成体系，分别 建立株行圃和株系圃，三系共建6个圃，不育系增设原种圃一共7圃， 因此称为三系七圃法。这种方法不仅节省人力物力，且简化了三系原 种生产过程。 第一年 第二年 第三年 第四年 保持系 株行圃 ,株系同 混系 B B B 优良株行 良株系或混系 不育系A 株行 株系 原种同 AXB A X B AX B 恢复系 行圃 株系调 制种田 R R 选拼优良单株 选择优良株行 优系混合 原种生产 图3.4三系七圆法原种生产程序图 二、良种生产
(一)建立种子田 1.种子田的选择为了获得高产、优质的种子，种子基地应该具 备下列条件： (1)自然气候、土壤条件等适合该作物、该品种的生长发育： (2)地势平坦，土壤肥沃，排灌方便： (3)尽量连片，有较好的隔离条件： (4)可以轮作倒茬，避免机械混杂，保证作物健康发育 (5)病、虫、杂草等危害较轻，无检疫性病虫害： (6)交通方便，最好有较好的加工、贮藏等配套设施。 此外，种子田还可考虑设置在该品种大面积推广或准备大面积推 广地区，以减少运输压力，降低种子成本。 种子田的相对稳定也很重要，它不仅是完成种子生产计划、保证 种子质量、实现按计划组织供种的重要保证，而且有利于提高专业人 员的素质，保证生产出优质种子。要充分发挥国营原（良）种场人员、 设备、技术等方面的优势，并在必要的情况下，根据上述综合要求建 立健全乡、村特约种子繁殖基地，使良种繁殖与推广配套成龙，加快 新品种推广和良种更新速度，充分发挥其积极作用。 2.种子田的种类常规品种的种子生产田一般有一级种子田和 二级种子田两类)。 一级种子田程序简单，适于繁殖系数高的油菜、谷子、烟草等小 粒作物，在地少人多的条件下采用。生产原种场供应的种子，也可是 经试验定为推广品种的种子。在建有原种场地区，用于繁殖原种一代， 作为大田用种。在无原种场的地区，可从大田或丰产田中选优良单株 混合脱粒种植。除了定期用原种更新外，每年只在种子田中进行单株 混合选择，中选株作为下年度种子田用种，其余经严格去杂去劣后混 合脱粒，作为大田用种。 级种子田具有占地少，繁殖世代少，生产种子少，品种混杂退 化机率低等特点。 二级种子田适于繁殖系数较小的棉花、小麦、花生等作物，在地 多人少条件下应用。第一年在一级种子田中进行单株混合选择，入选
株混合作为下年一级种子田用种，其余经严格的去杂去劣后混收，作 为下年二级种子田用种。第二年在一级种子田中继续单株混合选择， 重复上年过程，二级种子田中群体经严格去杂去劣后混合收获，用于 生产田播种。 与一级种子田相反，二级种子田具有用地较多，繁殖世代增加， 混杂退化机率较高的缺点。但提供的生产用种较多，且由于进行两次 扩繁，所以比一级种子田选择的单株数量可适当减少，从而在选择质 量上可精益求精 3.种子田的面积种子田的面积主要应根据种子生产计划和品 种的繁殖系数确定。为了充分保证供种计划，在具体安排时要留有一 定余地，各种作物种子田占生产田面积可参考以下比例：油菜0.3 2%、水稻5一10%、麦类7一10%、玉米3一5%、棉花15一20%、谷子1 -2%、薯类8一10%。 (二)防杂保纯 搞好单株混合选择与定期进行种子更新是保证种子田纯度的两 个重要环节。在品种纯度较低的情况下，选择具有更重要的作用。据 覃民权等人(1983)的试验，在隔离条件下经去杂去劣繁殖出的油菜种 子比未提纯的增产2.8一22.8%（增产幅度与混杂退化程度有关），铁 岭市农科所1978年从混杂退化的大豆铁丰18中选出的7个株行，比 对照增产1一21.8%，中国农业科学院棉花所对棉花选择的增产效果 也达10%以上，且对棉花品质有所改善 选择的方法与原种生产相似，主要是根据原品种的特征特性，兼 顾生长健壮、成熟一致、籽粒饱满、无病虫害等方面，在选纯的基础 上选优。与原种生产中选择的区别在于选择数量较多，因此，要坚持 标准，确保选择质量。 种子田中去杂去劣非常重要，一般在苗期、花期和成熟期多次进 行。自交作物以形态特征充分表现的成熟期为主，异交与常导交作物 则必须在开花散粉前及时除去杂劣株，避免造成生物学混杂。 在加强选择与去杂去劣的同时，还必须搞好防杂保纯，一是对种
子田进行合理的隔离，防止外来花粉串粉，二是在种子工作的全过程 中避免机械混杂。 定期进行品种更新是保证种子纯度的一项根本性措施。尽管上述 措施的配套进行可以在一定程度上有效地保持品种的种性和纯度，但 随着繁殖世代的增加，混杂退化在所难免。因此，种子田中的种子经 若干代（一般是3一5代）后，应该用其原种进行更新，以确保品种的 增产潜力，延长品种的利用年限。 (三)加速繁殖方法 新育成、新引进及所提纯的优良品种的原种数量很少，难以迅速 推广应用。利用常规方法进行繁殖，速度慢、效率低，因此，采用特殊 的方法加速繁殖，具有非常重要的作用。 1.稀播精管 稀播精管一方面可以节约用种量，提高种子利用率；另一方面可 以提高单株生产力，从而使繁殖系数增加，良种推广速度加快。河北农 业大学棉花育种课题组1990年以7.5kg/ha稀播繁殖2ha低酚棉冀无 252,繁殖系数高达300倍。 2.剥蘖分植 具有分蘖习性的作物如水稻、小麦等，可采用提前播种，促分蘖， 再进行剥蘖分植来提高繁殖倍数。上海市青浦县良种场1981年采用 此法，仅用759约3000粒，一季收获883.5kg,繁殖系数高达104倍。 3.营养繁殖 根、茎类无性繁殖作物可以利用此法提高繁殖系数。如马铃薯播 前催芽，每穴一芽播种。马铃薯和甘薯也可以苗繁苗。如江苏省徐州 市农科所用一块甘薯，从3月初到7月末共剪播种苗4559株。 4.异地、异季加代 利用我国地势复杂，气候多样的有利条件，进行异地加代，一年可 繁育多代，也是加速繁殖种子的有效方法。如玉米、水稻等春、夏播 作物到海南岛冬繁加代，油菜到高寒地区夏繁加代，小麦到黑龙江等 春繁加代。珍贵材料也可用人工气候室等进行异季加繁。 9
5.植物的快速繁殖与工厂化生产 长期以来，农业中一直沿用传统的良种繁育技术，其中，有通过 有性过程及种子加代繁殖，也有通过无性器官，如块根、块茎等在温 室或大田进行繁殖。在生物技术、细胞组织培养技术发展的如今，试 管苗工厂蓬勃兴起，与传统的繁育技术相比，这些方法具有快速、高 效、不受季节限制、还可以结合“去病毒”技术防止带病退化、增强 生活力和保持种性效果。 同时各国也继续投入进行人工种子的研制。这些为发展新型的高 技术种子产业提供了可能，也将成为未来的重要内容。 10