抗除草劑谷子新品種赤谷20的選育及簡化栽培技術(shù)

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(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院， 內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

抗除草劑谷子新品種赤谷20的選育及簡化栽培技術(shù)

柴曉嬌，王顯瑞，白曉雷，劉艷春，付穎，沈軼男，李書田

(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院， 內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

利用夏谷區(qū)谷子抗除草劑基因，選育適合簡化栽培的兩系谷子新品種赤谷20。該新品種由抗除草劑拿捕凈的新品系k 23-18及不抗除草劑的同型姐妹系k 23-19組成。2014—2015年參加全國谷子品種區(qū)域試驗，平均單產(chǎn)6 292.50 kg/hm2，較對照谷子品種九谷11( 平均單產(chǎn)5 914.5 kg/hm2)增產(chǎn)6.39%。2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定。通過對輔助除草“劑谷有”用藥的研究、對同型姐妹系谷種的最佳混合比例、播種時期、播種量的研究以及對除草劑拿捕凈最適宜的噴藥時期、噴藥濃度、安全劑量等方面研究，制定與其配套的簡化栽培技術(shù)。確定了同時實現(xiàn)間苗和除草的化學(xué)方法，實現(xiàn)全生育期基本不用人工間苗與除草，簡化勞動力。

谷子； 兩系品種； 抗除草劑； 簡化栽培

谷子又稱粟，去殼以后叫小米，為禾本科黍族狗尾草屬。我國是世界上谷子種植面積最大的國家，常年播種面積在130萬hm2左右，主要種植在內(nèi)蒙古、山西、河北、遼寧等省區(qū)的瘠薄旱地[1]。谷子已經(jīng)成為干旱地區(qū)的優(yōu)勢作物和農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要經(jīng)濟來源，是抗旱備荒的優(yōu)質(zhì)雜糧作物。但目前谷子的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展十分落后，間苗、除草、收獲高度依賴人工操作，不能滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，規(guī)模化生產(chǎn)遇到了難以突破的障礙。選育抗除草劑谷子新品種，從根本上解決除草、間苗的難題，是未來谷子育種的發(fā)展方向[ 2-4]。

為了實現(xiàn)谷子簡化栽培，減少谷田間苗、除草勞動，赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院谷子研究所根據(jù)生產(chǎn)和市場需求，利用夏谷區(qū)谷子抗除草劑拿捕凈基因，通過人工有性雜交，選育出高產(chǎn)、抗除草劑谷子新品種赤谷20，同時研究其簡化栽培技術(shù)，在配套的除草劑上進行用藥時期、用藥劑量和安全性的評估，為推廣應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)。赤谷20于2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 育種材料

常規(guī)谷子品種赤谷8號、抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]。

1.1.2 試驗除草劑

12.5%拿捕凈乳油除草劑、44%谷有除草劑。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 谷子新品種赤谷20的選育過程

1) 選育方法：赤谷20是以綜合性狀優(yōu)良的常規(guī)谷子品種赤谷8號為母本，以河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]為父本人工有性雜交，在雜交后代F1～F2代中選擇抗除草劑拿捕凈的單株，F(xiàn)3代以后選育出各性狀穩(wěn)定，綜合性狀基本一致的抗除草劑、不抗除草劑的同型姐妹系。將2個姐妹系按適宜的比例混合，形成可以進行簡化栽培的“兩系”品種。對“兩系”品種噴施專門的除草劑，在殺除雜草的同時，去掉不抗除草劑的品系，起到間苗的作用。同時期完成化學(xué)間苗、化學(xué)除草的理想作業(yè)，為間苗難、除草難提供有效的化學(xué)手段[2]。

2) 選育過程：2007年以本地主栽品種、綜合性狀優(yōu)良的赤谷8號為母本、以河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]為父本進行人工雜交，后代材料通過赤峰、海南兩地多年、多次加代選育而成的抗除草劑谷子新品種。其親本中母本赤谷8號是赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院選育品種，獲得國家級優(yōu)質(zhì)米稱號，是赤峰地區(qū)的主栽品種，并于1994年通過了國家谷子鑒定委員會鑒定，赤谷8號適應(yīng)范圍廣，增產(chǎn)潛力大，抗性強[7]。父本由河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料，抗性強，適應(yīng)性強。2008年秋季在赤峰收獲F1代真雜交種子，對F1～F2代苗期噴施除草劑拿捕凈，篩選出抗除草劑的單株。從F3代對篩選的單株材料噴施拿捕凈進行抗性鑒定，下代對抗、不抗除草劑拿捕凈的穗行進行選擇，選擇綜合性狀接近、農(nóng)藝性狀好的抗除草劑拿捕凈品系和不抗除草劑拿捕凈的同型姐妹系，直至各性狀不再分離[5]。2008年冬(S 2)—2011年(S 7)在海南三亞和赤峰異地動態(tài)定向6個世代選擇，2011年在本院試驗田，選育出完全抗除草劑拿捕凈的新品系k 23-18和完全不抗除草劑拿捕凈的同型姊妹系k 23-19，2個品系農(nóng)藝性狀一致，綜合性狀優(yōu)良。由此選育出“抗除草劑谷子品種+不抗除草劑的同型姊妹系”雙類型的兩系品種23-20，該品系穩(wěn)定一致，灌漿成熟速度快，抗旱性強，綜合性狀優(yōu)良。2012—2013年進行產(chǎn)量比較和產(chǎn)量鑒定試驗。2014—2015年進行國家東北春谷區(qū)組區(qū)域試驗，同年參加全國東北春谷區(qū)組生產(chǎn)試驗。2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定，定名為赤谷20。

1.2.2 赤谷20配套栽培技術(shù)研究

在選育出抗除草劑谷子新品種赤谷20后，2013—2014年根據(jù)簡化栽培的總體思路，對其進行噴施除草劑的配套栽培技術(shù)研究。設(shè)置了不同的除草劑濃度及不同的噴藥時期，對適宜的噴藥時間及噴藥劑量進行研究。同時對種子的混合比例及播量進行探索，總結(jié)出最佳的兩系混合比例及合適的播量。

2 結(jié)果與分析

2.1 赤谷20的選育結(jié)果

2.1.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

1) 產(chǎn)量鑒定試驗：2012—2013年在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院果園試驗地進行產(chǎn)量鑒定試驗，2年試驗結(jié)果，平均產(chǎn)量為5 451.00 kg/hm2，較對照赤谷8號增產(chǎn)9.6%。

2) 區(qū)域試驗：2014—2015年進行國家東北春谷區(qū)組谷子區(qū)域試驗，2年試驗，平均產(chǎn)量為6 292.50 kg/hm2，較對照九谷11增產(chǎn)6.39%，位居參試品種第3位。其中2014年平均產(chǎn)量為6 817.50 kg/hm2，較對照九谷11增產(chǎn)3.63%，居13個參試品種的第5位；2015年平均產(chǎn)量5 767.53 kg/hm2，較對照九谷11增產(chǎn)9.86%，居13個參試品種的第1位。2年20點次試驗中17點次增產(chǎn)，較對照九谷11增產(chǎn)1.13%～17.50%，3點減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度在1.21%～13.48%之間，增產(chǎn)點率為85.0%。

綜合2014—2015年2年區(qū)域試驗結(jié)果，內(nèi)蒙古赤峰、通遼、吉林省吉林市、黑龍江、遼寧等省區(qū)比較適宜種植赤谷20。

3) 全國谷子生產(chǎn)試驗：2015 年參加國家東北春谷區(qū)組生產(chǎn)試驗，赤谷20平均產(chǎn)量為5 632.51 kg/hm2，比對照九谷11增產(chǎn)6.89%，位居所有參試品種第4位，8個生產(chǎn)試驗點全部增產(chǎn)。其中產(chǎn)量最高區(qū)產(chǎn)量為7 442.00 kg/hm2。

2.1.2 形態(tài)特征

赤谷20生育期116 d，屬中熟品種，幼苗色、葉鞘色均為綠色。穗型為紡錘型，穗碼較緊，刺毛中等，植株高度150.43 cm，穗長24.72 cm，單穗重25.36 g，單穗粒重21.11 g，出谷率83.24%，黃谷、黃米，千粒重3.1 g。

2.1.3 抗 性

赤谷20抗倒性較強，抗倒級別為2級，適應(yīng)性強，其中紋枯病、谷銹病、谷瘟病和抗旱性均為1級，褐條病發(fā)病率較低，僅為1.89%，蛀莖率僅為0.79%，抗白發(fā)病及黑穗病，其它病害鮮有發(fā)生。

2.1.4 品質(zhì)性狀

經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)檢測：含粗蛋白12.17%，粗脂肪1.06%，粗淀粉82.35%，堿消指數(shù)3.5級，膠稠度128.0 mm。

2.1.5 適應(yīng)性

赤谷20于2014—2015年連續(xù)2年參加國家谷子品種區(qū)域試驗，跨東北省區(qū)2 年試驗，總計20點次，其中17 點次較對照九谷11增產(chǎn)，增產(chǎn)點率為85%，2014—2015年品種適應(yīng)程度為93.0%和90.1%。適宜在內(nèi)蒙古、遼寧、吉林等≥10 ℃積溫2 700～2 800 ℃的春谷旱地區(qū)種植。

2.2 簡化栽培技術(shù)研究

2.2.1 輔助除草劑的確定

由于赤谷20含有抗除草劑拿捕凈的抗性基因，所以噴施含拿捕凈成分的除草劑可有效去除雜草,同時也可進行間苗的簡化栽培工作。但含拿捕凈成分的除草劑只對單子葉雜草有效，對雙子葉雜草無效。因此，為了實現(xiàn)簡化栽培，去除雙子葉雜草，對去除雙子葉雜草的除草劑進行篩選，彌補拿捕凈不能完全去除谷田雜草的劣勢。經(jīng)過試驗，得出成分為44%谷有可濕性粉劑，在播后苗前噴施，對谷苗的生長無影響，同時可有效防治谷田中的雙子葉雜草，抑制單子葉雜草，彌補除草劑拿捕凈不能完全去除谷田中雙子葉雜草的不足。噴施劑量為0.9～1.5 kg/hm2，對谷田安全可靠，雜草防效見表1。

表1 不同劑量谷有對雙子葉雜草防效及安全性評估

藥劑濃度(mL/hm2)雜草防效(%)藥害程度44%谷有可濕性粉劑75087無藥害112592無明顯藥害150095無明顯藥害，7d后恢復(fù)。187596無明顯藥害，7d后恢復(fù)。225095無明顯藥害，7d后恢復(fù)。

2.2.2 除草劑適宜劑量及噴藥時間研究

在選育抗除草劑谷子的同時，2013—2014年利用含12.5%的拿捕凈乳油除草劑對抗除草劑谷子“赤谷20”開展相關(guān)的栽培技術(shù)研究。設(shè)置6個噴藥時期、6個噴藥劑量梯度，進行適宜濃度及適宜噴藥時間的摸索。同時研究適宜的種子混合比例和播種量，篩選出適宜的種子混合比例和播種量。

通過研究發(fā)現(xiàn)，雜草對含12.5%拿捕凈乳油除草劑的最敏感時期為2～4葉期，而最適宜間苗的時期為谷苗4～5葉期(這2個時期基本一致)，此時噴藥除草效果、間苗效果最為適宜。含12.5%拿捕凈乳油除草劑的最佳噴施濃度為1.1～1.5 L/hm2，兌水450～600 kg/hm2，對谷田中單子葉雜草防治>70%，間苗防效>93%，見表2。

表2 不同劑量拿捕凈的單子葉雜草防效及其間苗效果

噴施劑量(L/hm2)單子葉雜草防效(%)4～5葉期間苗防效(%)0．3844．4910．7570．6931．1367．3971．5080．4971．8870．6972．2573．997

2.2.3 最佳播種量及適宜混合比例研究

總播種量由主體播種量及輔助播種量構(gòu)成，其中主體播種量為化學(xué)間苗后留下的抗除草劑拿捕凈種子，輔助播種量為不抗除草劑的同型姐妹系播種量[2]。利用混合的谷子播種，發(fā)揮谷子群體頂土，保證苗全，苗期噴施除草劑，可殺除不抗除草劑的谷苗，抗除草劑的谷子正常生長，起到間苗的作用。

主體播種量(kg/667 m2)=當?shù)剡m宜的留苗密度(萬株/667 m2)÷發(fā)芽率÷出苗率(%)×千粒重÷100[2]。其中，發(fā)芽率為85%以上，春谷區(qū)谷子出苗率為80%，千粒重為3.0 g左右，當?shù)剡m宜的留苗密度為2.5萬株/667 m2，赤谷20的千粒重為3.1 g，按照上述指標計算，赤谷20主體播種量為1.71 kg/hm2較為適宜(表3)。

主體播種量與輔助播種量的比例應(yīng)適當，一般為1∶(2.0～3.0)。適宜的混配比例與當?shù)亓?xí)慣的留苗密度有關(guān)，留苗密度大，輔助播種量比例應(yīng)越小。

表3 不同主體播種量下赤谷20化學(xué)間苗后的留苗密度

主體播種量(kg/hm2)留苗密度(萬株/hm2)1．0022．51．5033．01．7137．52．5055．53．0066．0

總播種量既要滿足當?shù)剞r(nóng)戶種植習(xí)慣，又要滿足間苗效果?？偛シN量一般為0.20～0.35 kg/667 m2。對于多品系來說，主體播種量是固定的，因此混合比例，即主體播種量與輔助播種量的比例決定著總播種量?；旌媳壤蜁r，總播種量較少，出現(xiàn)漏播導(dǎo)致的斷壟現(xiàn)象嚴重；混合比例高時，種子漏播現(xiàn)象減少，但由于輔助種子連續(xù)出現(xiàn)的幾率增加，化學(xué)間苗后易出現(xiàn)斷壟現(xiàn)象[5]。2015年對赤谷20進行種子不同比例播種試驗，結(jié)果表明：主體播種量與輔助播種量比例為1∶(2.0～3.0)，即總播種量為5.13～6.84 kg/hm2時，出現(xiàn)的漏播斷壟現(xiàn)象減少。

表4 不同混合比例播種下赤谷20化學(xué)間苗效果

混合比例總播種量(kg/hm2)漏播斷壟比率(%)輔助種子導(dǎo)致斷壟比率(%)總斷壟率(%)1∶1．03．426．70．77．41∶1．54．285．31．36．61∶2．05．133．11．84．91∶2．55．992．72．55．21∶3．06．841．54．15．61∶3．57．701．15．86．9

3 結(jié)論與討論

廣泛利用除草劑除草，節(jié)約勞動力，增加作物產(chǎn)量已成為作物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必經(jīng)之路，是農(nóng)田產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本措施[6]。目前谷田中利用的除草劑主要為拿捕凈，自2008年現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系創(chuàng)建以來，河北農(nóng)林科學(xué)院把含有拿捕凈基因的抗性谷子材料分發(fā)給谷子主要育種單位，共同進行谷子抗除草劑育種。但由于拿捕凈只對單子葉雜草有效，對雙子葉雜草無效，不能徹底去除雜草，導(dǎo)致抗除草劑拿捕凈谷子在生產(chǎn)中沒有大面積推廣。同時單純的抗除草劑拿捕凈品系沒

The Breeding and Simplify the Cultivation Techniques of Herbicide-resistant Millet Varieties Chigu 20

CHAIXiaojiao,WANGXianrui,BAIXiaolei,LIUYanchun,FUYing,SHENYi’nan,LIShutian

2017-03-20

柴曉嬌(1986—)，女，內(nèi)蒙古呼侖貝爾人；碩士研究生，副研究員，主要從事谷子新品種選育工作。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.08.118

S 515

A

1001-4705(2017)08-0118-04