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一、实验目的. 了解杂交玉米繁殖的基本过程及杂交制种技术 1. 玉米的开花习性与花器构造的观察； 2. 玉米的自交技术； 3. 玉米的杂交技术； 4. 玉米自交系的繁殖技术； 5. 玉米杂交种的繁殖技术。. 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交种的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。
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一、实验目的 了解杂交玉米繁殖的基本过程及杂交制种技术 1. 玉米的开花习性与花器构造的观察； 2. 玉米的自交技术； 3. 玉米的杂交技术； 4. 玉米自交系的繁殖技术； 5. 玉米杂交种的繁殖技术。
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交种的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。 杂交玉米繁殖制种的要点，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。
1、花器构造 玉米（Zea mays L.）属禾本科（Gramineae），玉米属（Zea），雌雄同株异花。是异花授粉作物。雄穗由植株的顶端生长锥分化而成，为圆锥状花序，由主轴和侧枝组成。主轴上着生4—11行成对排列的小穗，侧枝仅有2行成对小穗。每对小穗中，有柄小穗位于上方，无柄小穗位于下方。每个小穗有2枚护颖，护颖间着生2朵雄花，每朵雄花含有内外颖、鳞被各2 枚，雄蕊3枚，雌蕊退化。雌穗一般由从上向下的第6—7节的腋芽发育而成，为肉状花序。雌穗外被苞叶，中部为一肉质穗轴，在穗轴上着生成对的无柄小穗，一般14—18行，每小穗有2枚颖片，颖片内有2 朵雌花，基部的1朵不育，另1朵含雌蕊1枚，花柱丝状细长，伸出苞叶之外，先端二裂，整条花柱（俗称花丝）长满茸毛，有接受花粉能力。
2、开花习性 玉米雄穗一般抽出后1—3天左右便开花散粉。每天7—11时开花。以9—10时开花最盛，其开花顺序是先主轴后侧枝，主轴由中上部开始向上向下依次开放；侧枝则由上而下开放，始花后3—5天为盛花期，一株雄穗花期约7—10天。一个雄穗大约可产生1500—3000万个花粉粒。开花的最适温度为25—28℃，最适相对湿度为70%—90%。温度低于18℃或高于38℃时雄花不开放。花粉生活力在温度28.6℃—30℃和相对湿度为65%—81%的田间条件下，一般能保持6小时，以后下降，大约可维持8小时左右。
(续) 一般雄穗散粉后2—4天，同株雌穗的花丝开始外露。通常以雌穗中下部的花丝先抽出，然后向上向下延伸，以顶部花丝抽出最晚。一般花丝从苞叶中全部伸出约需2—5天，花丝生活力可维持10—15天。但以抽出后2—5天授粉结实最好，尚未受精的花丝色泽新鲜，剪短后还可继续生长，但一经受精便凋萎变褐。 玉米的花粉借助风传播，传播距离一般在植株周围2—3米内，远的可达250米。花粉落到花丝上后约经6小时开始发芽，24—36小时即可受精。
三、所需用品和操作方法 （一）所需用品 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.仪器用具皮尺、钢卷尺；大硫酸纸袋（35cm ×20cm ）、小硫酸纸袋（6cm× 12cm）、剪刀、回形针、绵纱线、塑料牌、铅笔。 3.药品试剂70%酒精。
（二）操作方法 1. 自交技术 ① 选株 当雌穗膨大从叶腋中露出尚未吐丝时，选择具有亲本典型性状健壮无病虫害的优良单株。
②雌穗套袋 先将雌穗苞叶顶端剪去2—3cm，然后用硫酸纸袋套上雌穗，用回形针将袋口夹牢。
③剪花丝 如套袋的雌穗已有花丝伸出，则在下午取下雌穗上所套的纸袋，用经酒精擦过的剪刀将雌穗已吐出的花丝剪齐，留下长约2cm，再套回纸袋，待第2 天上午授粉。
④雄穗套袋 在剪花丝的当天下午，用大硫酸纸袋将同株的雄穗套住，并使雄穗在纸袋内自然平展，然后将袋口对称折叠，用回形针卡穗轴基部固定。
④雄穗套袋在剪花丝的当天下午，用大硫酸纸袋将同株的雄穗套住，并使雄穗在纸袋内自然平展，然后将袋口对称折叠，用回形针卡穗轴基部固定。④雄穗套袋在剪花丝的当天下午，用大硫酸纸袋将同株的雄穗套住，并使雄穗在纸袋内自然平展，然后将袋口对称折叠，用回形针卡穗轴基部固定。 ⑤授粉雄穗套袋后的第2 天上午，在露水干后的盛花期进行。在每次去雄和授粉前用酒精擦剪刀和手，以杀死所蘸花粉。 采粉――用左手轻轻弯下套袋的雄穗，右手轻拍纸袋，使花粉抖落于纸袋内，小心取下纸袋，折紧袋口略作向下倾斜，轻拍纸袋，使花粉集中在袋口一角。 授粉――取下套在雌蕊上的纸袋，将采集的花粉均匀地散在花丝上，随即套上雌花纸袋，用回形针夹牢，封紧袋口。授粉时动作要快，切忌触动周围植株和用手接触花丝。如果花丝过长，可用浸过酒精的剪刀剪成6cm左右即可。一株自交完毕，下一株自交以前要用70%的酒精擦手，杀死落在手上的花粉。
⑤授粉 雄穗套袋后的第2 天上午，在露水干后的盛花期进行。在每次去雄和授粉前用酒精擦剪刀和手，以杀死所蘸花粉。 采粉 授粉
采粉: 用左手轻轻弯下套袋的雄穗，右手轻拍纸袋，使花粉抖落于纸袋内，小心取下纸袋，折紧袋口略作向下倾斜，轻拍纸袋，使花粉集中在袋口一角。
授粉――取下套在雌蕊上的纸袋，将采集的花粉均匀地散在花丝上，随即套上雌花纸袋，用回形针夹牢，封紧袋口。授粉时动作要快，切忌触动周围植株和用手接触花丝。如果花丝过长，可用浸过酒精的剪刀剪成6cm左右即可。一株自交完毕，下一株自交以前要用70%的酒精擦手，杀死落在手上的花粉。授粉――取下套在雌蕊上的纸袋，将采集的花粉均匀地散在花丝上，随即套上雌花纸袋，用回形针夹牢，封紧袋口。授粉时动作要快，切忌触动周围植株和用手接触花丝。如果花丝过长，可用浸过酒精的剪刀剪成6cm左右即可。一株自交完毕，下一株自交以前要用70%的酒精擦手，杀死落在手上的花粉。
⑥挂牌登记 授粉后在果穗所在节位挂上塑料牌，用铅笔注明材料代号或名称、自交符号、授粉日期和操作者姓名，并在工作本上作好记录。也可挂线作标记。 挂牌登记
⑦管理授粉后果穗伸长膨大，为防止果穗把纸袋顶破或掉落，要及时松动或重新固定好纸袋。在授粉后1周内，花丝未全部枯萎前，要经常检查雌穗上的纸袋有无破裂或掉落，凡是花丝枯萎前纸袋已破裂或掉落的果穗应予以淘汰。⑦管理授粉后果穗伸长膨大，为防止果穗把纸袋顶破或掉落，要及时松动或重新固定好纸袋。在授粉后1周内，花丝未全部枯萎前，要经常检查雌穗上的纸袋有无破裂或掉落，凡是花丝枯萎前纸袋已破裂或掉落的果穗应予以淘汰。 ⑧ 收获保存自交的果穗成熟后应及时收获。将塑料牌与果穗系在一起，晒干后分别脱粒装入种子袋中，塑料牌装入袋内，袋外写明材料代号或名称，并妥善保存，以供下季种植。
2.杂交技术 玉米杂交育种中有关杂交工作中的套袋、授粉、管理等步骤与自交技术基本相同，所不同的是自交是同株雌雄穗套袋授粉，而杂交所套的雌穗是母本，雄穗则取自父本的另一个自交系（品种）。授粉后，塑料牌上则应写明杂交组合代号或名称。
3.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 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没有其它玉米的种植，以防外来其它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F1代杂交种，单交制种区不少于400米，双交制种区不少于300米。在多风地区，或隔离区设在其它玉米地的下风向时，隔离距离应适当加大。
500m以上 左右空地。
自然屏障隔离 是利用山岭、树木、村庄等自然屏障，将其它玉米与隔离区隔开，以免其它玉米花粉传入隔离区内。
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、麻类等高秆作物作隔离屏障。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。
续 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。
4. 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个主要技术。 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—3天。若两亲本自交系花期相同或母本抽丝期比父本早2—3天，可以同期播种。若两亲本抽丝期相差5天以上，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。父本行或母本行播种标记作物。 合理密植，保证播种质量，作到一次全苗: 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株左右。
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二个部分。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，把不符合要求的杂株劣株统统拔掉。室内精选：收获时根据穗型、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、分晒、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。
5. 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（亩）是根据生产田每亩需要播种量（斤）乘上计划种植亩数除以每亩亲本（不包括父本）的计划产量（斤）就得出应有制种面积亩数。
杂交玉米的繁殖计划 （1）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。
