水稻两系不育系繁殖和制种基地气象决策支持系统的研究和应用

TGMS line breeding and seed production security problems has become the main obstacle for rapid popularization and application of two-line hybrid rice. This study aiming at urgent needs and preliminary communication of TGMS line breeding and seed production safety scientific decisions, gives a systematical evaluation hybrid rice combinations evaluation system for appropriate meteorological index of two-line hybrid rice seed production "three safety periods". It analysis representative dual-purpose nuclear sterile lines breeding and breeding biota farmland and weather station synchronous observation meteorological data to make modeling, and explore its evaluation criterion; it clears located meteorological ecological diagnostic method and optimization algorithm, to apply computer processing technology and programming tools. It will apply the theory of integrated and secondary development of geographic information system in visual programming through preprocessing these years meteorological site temperatures, rainfall and humidity to build strong computer selection system for seed production base of TGMS line and which has stronger mechanism and practical applicability, then test and check out it, and realize the computer forecast for dual-purpose genic male sterile lines propagation and seed production area. The application and dissemination of the system will have great influence to two-line hybrid rice development.

水稻两系不育系繁殖和制种安全问题，已成为制约两系法杂交稻推广应用的主要障碍。本研究基于系统评价两系杂交稻种子生产"三个安全期"的适宜气象指标，分析两用核不育系繁殖与制种生态区农田与气象站同步观测气象数据并建模，明确不育系繁殖和制种基地选择的评价标准；探索不育系繁殖制种基地和时段选择的适宜算法，建立气温变化的海拔高度模型，运用地理信息系统的空间分析方法，并将地理信息系统（GIS）集成二次开发的思想应用于可视化编程中，研制水稻两用核不育系繁殖和制种基地与时段气象决策支持系统，根据不同不育起点温度不育系对育性敏感、抽穗扬花、成熟收获三个安全期的气象指标，分析历史气象资料，从而实现水稻两用核不育系繁殖制种基地和时段的计算机智能选择。本项目的研究和应用对解决两系杂交稻制种不安全和两系不育系繁殖产量不稳、质量不高的问题和促进两系杂交水稻的健康持续发展具有重要意义。

适宜基地和时段的选择在两系杂交稻制种中起着重要的作用，为更好地利用我国丰富的气候资源为两系杂交水稻种子生产服务，寻找到两系杂交水稻种子生产最佳的地点和时间，本研究采用C#作为开发语言，以SQL Server 2008作为后台数据库，以全国740个气象站点的50年历史气象资料作为数据分析来源，建立了两系杂交水稻制种基地与时段选择决策支持系统。该系统实现对指点地点的三个安全期起始日期的综合查询。假定现有一两系杂交水稻品种的育性敏感安全期的最低温度要求为23℃，,分析得到全国最佳两系法杂交水稻制种基地为广西百色，最佳起始日期为9月6日、9月7日，在该地点和该起始日期安排两系杂交水稻制种能够使三个安全期气象指标得到完全满足。系统对气象资料分析所得出的结论与现实的两系法杂交水稻种子生产的实际相符合。. 为了解决水稻两用核不育系繁殖产量不高不稳、种子质量差、效益低的问题，本研究利用全国740个气象站点50年的气象资料，应用计算机处理技术，开发了一个水稻两用核不育系繁殖基地计算机选择系统，并利用该系统筛选最适宜的水稻两用核不育系繁殖基地。该系统以同时满足不育系育性敏感安全期和抽穗扬花安全期光温条件为依据，采用java语言编制而成。针对不育起点温度为22.0℃、22.5℃、23.0℃、23.5℃和24.0℃的水稻两用核不育系，分别筛选到24、29、20、21和22个安全系数优于海南三亚冬繁的基地，以上5种不育起点温度的水稻两用核不育系在最佳繁殖基地繁种成功概率分别可达83%、93%、100%、100%和100%。应用本系统筛选到的云南保山繁种基地进行了不育起点温度为22.0℃的水稻两用核不育系C815S的繁殖，单产达8,437.5 kg hm-2，创造了我国水稻两用核不育系繁殖产量最高记录，证实采用该计算机系统选择两用不育系繁殖基地是有效的。因此，采用本系统筛选到的繁殖基地进行水稻两用核不育系繁殖，可望解决海南冬季繁殖风险大、产量不高、种子质量差以及冷水串灌繁殖产量不高不稳和效益低下的问题，值得推广应用。