優(yōu)質(zhì)多用糯高粱不育系72A 的選育及繁殖制種技術(shù)

孫遠(yuǎn)濤，劉天朋，龍文靖，丁國祥，趙甘霖，李元，向箭宇，倪先林*

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所，四川 德陽 618000；2.國家高粱改良中心四川分中心，四川 瀘州 646000）

高粱又稱蜀黍，是我國主要的雜糧作物之一，也是重要的經(jīng)濟(jì)作物和釀造原料[1]。與其他作物相比，高粱具有抗逆性強(qiáng)、抗旱耐澇、耐鹽堿、耐高溫、生物學(xué)優(yōu)勢強(qiáng)、綜合利用率高等特性，廣泛種植于我國東北、華北和西南等地區(qū)[2-3]。高粱在我國優(yōu)質(zhì)白酒釀造中起著關(guān)鍵作用。隨著我國四川、貴州等地的瀘州老窖、郎酒、茅臺、五糧液等名優(yōu)酒企快速發(fā)展，市場對高粱的需求量逐年遞增，同時(shí)對其品質(zhì)更加關(guān)注[4-5]。目前，郎糯紅19 號、國窖紅1 號[5]、紅櫻子[4]、金糯粱1 號[6]、金糯272[7]、川糯梁2 號[8]等優(yōu)質(zhì)高粱品種的大面積推廣，有力支撐了西南地區(qū)釀酒高粱的需求。隨著我國農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整升級，四川省提出了建設(shè)“10+3”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系和“5+1”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，擦亮四川農(nóng)業(yè)大省金字招牌的發(fā)展目標(biāo)，市場對高粱關(guān)注從其釀造功能，逐步轉(zhuǎn)向?qū)︶勗?、飼用、食用、能源等多功能?yīng)用的密切關(guān)注[9-10]。然而，目前高粱生產(chǎn)上存在整體利用效率不高、品種抗性偏差、良種良法普及率不高、用途單一等問題[11]。生產(chǎn)上急需用途多樣化、適宜機(jī)械化、抗性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高粱品種，以帶動能源、農(nóng)牧業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[12-13]。

四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所研究人員經(jīng)過多年育種實(shí)踐，積極引進(jìn)各種資源，充分利用南北高粱種質(zhì)資源的優(yōu)異品質(zhì)和抗性，在傳統(tǒng)雜交育種技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用遠(yuǎn)源雜交，選育出了優(yōu)質(zhì)糯不育系72A。該不育系具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗等優(yōu)點(diǎn)，兼具釀、飼、食、能源等多功能特點(diǎn)。目前利用72A 已育成高丹草蜀草1 號、釀酒雜交糯高粱瀘糯1 號等多種類型的品種。72A 不育系的選育和應(yīng)用，滿足了市場對高粱多用途的急迫需求，對企業(yè)成本控制、農(nóng)民增產(chǎn)增收等具有重要意義。

1 選育過程

不育系72A 是四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所利用從河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)的優(yōu)良糯高粱保持系張2B 與來自美國的高粱A1 型保持系Tx623B 雜交選育出穩(wěn)定的糯保持系，再與TX623A 測交和回交，經(jīng)過連續(xù)6 個(gè)世代回交后選育而成的穩(wěn)定糯不育系，并通過四川省田間技術(shù)鑒定，命名為72A。

2 主要特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀

72A 全生育期114 d，芽鞘綠色，幼苗深綠色，主脈綠色，葉片數(shù)18 片左右，平均株高143.3 cm，莖粗1.27 cm，株型緊湊。穗長28.6 cm，穗型中散、紡錘形，穗柄直立，穗柄伸出長度4 cm。單穗粒重55.4 g，千粒重20.1 g，白粒、紅殼，籽粒扁圓，著殼率低。

2.2 生物學(xué)特征

72A 育性穩(wěn)定，不育率100%，可恢復(fù)性好。開花時(shí)花藥干癟瘦小，無散粉能力，自交不結(jié)實(shí)，柱頭外露乳白色，呈羽毛狀，活力強(qiáng)，親和力高，異交習(xí)性強(qiáng)。

72A 配合力高，用途多樣，胚乳糯質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)良，根系發(fā)達(dá)，耐旱耐澇，抗倒性強(qiáng)，抗絲黑穗病，抗葉斑病，繁殖制種產(chǎn)量高。籽粒品質(zhì)優(yōu)異，經(jīng)農(nóng)村農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（哈爾濱）測定，72A 干籽粒含總淀粉72.4%，支鏈淀粉占總淀粉含量的98.8%，粗蛋白9.86%，脂肪4.0%，賴氨酸0.29%。是兼具食用、釀造、飼用的優(yōu)異糯不育系。

3 不育系72A 的應(yīng)用

瀘糯1 號和蜀草1 號是利用不育系72A 選育而成的代表品種。其中瀘糯1 號是用72A 與35R 雜交配組而成，于1993 年通過四川省審定，平均產(chǎn)量6 000 kg/hm2，抗炭疽病，是釀造瀘州老窖、五糧液等名優(yōu)白酒的優(yōu)質(zhì)原料，年種植面積1.33 萬hm2以上[14]?！皟?yōu)質(zhì)、糯性、高產(chǎn)釀酒高粱雜交種瀘糯1 號的選育與利用”成果先后獲得了1997年瀘州市科技進(jìn)步二等獎和1998 年四川省科技進(jìn)步三等獎。蜀草1 號高粱蘇丹草雜交種是用72A 作母本，S1 蘇丹草作父本雜交選育而成，于2018 年通過全國草品種審定委員會鑒定，登記編號551，該品種是近年來南方地區(qū)首個(gè)育成的高丹草新品種，具有生長速度快、產(chǎn)草量高、再生性強(qiáng)、粗蛋白高、木質(zhì)素低、易栽培等優(yōu)點(diǎn)[15]。蜀草1號在南昌、南京、綿陽、邵陽等地的國家區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)異，均比對照增產(chǎn)10%以上。蜀草1 號飼用品質(zhì)優(yōu)良，其第1 次刈割的粗蛋白、粗纖維、木質(zhì)素含量均比對照優(yōu)質(zhì)[15]。

由于不育系72A 的綜合性狀優(yōu)良，用途多樣，因此其對應(yīng)的保持系常被用作田間育種的中間材料。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所已利用72A 對應(yīng)的保持系育成了13221A（已申請品種權(quán)保護(hù)）、13163A（金糯粱1 號、金糯粱2 號母本）等材料[6，16]。根據(jù)72A 的主要特征特性和高產(chǎn)繁殖制種技術(shù)的要求，經(jīng)過多年的種植經(jīng)驗(yàn)和探索，總結(jié)出72A 高產(chǎn)繁殖制種技術(shù)。

4 繁殖制種技術(shù)要求

4.1 隔離選擇與整地

選擇親本繁殖制種田的恰當(dāng)與否，與高粱不育系繁殖制種產(chǎn)量和品質(zhì)高低密切相關(guān)。宜選用地勢平坦、土質(zhì)均勻、土壤肥沃、灌溉便利、管理便捷、利于防治蟲害鳥害的地塊。不育系繁殖制種要精耕細(xì)作，應(yīng)做到深耕，整地細(xì)致，充分滅茬、整平，使土質(zhì)疏松，做到透氣保濕，土墑優(yōu)良，以為72A 播種提供良好的地利條件。繁殖時(shí)選擇地塊必須與其他高粱地塊相隔500 m 以上的間隔距離，制種時(shí)需保證300 m 以上有效隔離距離，四周若有樹木、建筑房屋等也能滿足或部分滿足隔離條件，此情況可適當(dāng)降低空間隔離要求。

4.2 播種方式與合理種植

根據(jù)不育系72A 自身特性和當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件，在瀘州應(yīng)選擇3 月中旬至5 月初播種，以避開極端高溫對繁殖制種產(chǎn)量的影響，在云南應(yīng)選擇8 月中下旬到9 月上旬播種，以避開后期低溫對授粉結(jié)實(shí)的影響。不育72A 與其對應(yīng)的保持系72B 父母本花期一致，為保證親本達(dá)到合適的花期，使不育系充分接受父本花粉，在繁殖時(shí)，保持系72B 應(yīng)在不育系72A 播種3 d 之后再播，父母本行比1∶4[17]。大面積制種田還應(yīng)考慮72A 不育系和相應(yīng)恢復(fù)系的開花期、葉齡、株高、花粉量、生長特性等來選擇父母本的播差期和行比，父母本行比一般為1∶6。播種時(shí)還須考慮地塊風(fēng)向，以保證開花時(shí)不育系的授粉質(zhì)量。通常在迎風(fēng)面多種植2 行父本，以增加花粉散發(fā)量。

繁殖和制種時(shí)均需嚴(yán)格將母本和父本區(qū)分開，在高粱開花結(jié)束后應(yīng)及時(shí)將父本割除或作標(biāo)記。播種時(shí)高粱用多菌靈、萎銹靈可濕性粉劑等拌種或施用辛硫磷、甲敵粉等防治地老虎、金針蟲、金龜?shù)鹊叵潞οx。采用直播或機(jī)播方式進(jìn)行播種，播種深度3~5 cm。根據(jù)不育系72A 的生物學(xué)特征，繁殖和制種時(shí)應(yīng)在保證72A 不育系群體優(yōu)勢的基礎(chǔ)上適當(dāng)密植，種植密度保證12 萬~13.5 萬株/hm2。

4.3 田間管理

4.3.1 間苗、定苗。高粱繁殖制種時(shí)，田間管理是保證高粱產(chǎn)量的關(guān)鍵步驟。72A 繁殖制種應(yīng)在幼苗4 葉1 心左右時(shí)期進(jìn)行間苗，7 葉1 心左右進(jìn)行定苗，不育系留苗要保證幼苗整齊度一致，剔除弱小植株，父本保持系或恢復(fù)系應(yīng)該保證留有小、中苗，以便于開花授粉有充足的時(shí)間跨度，延長父本花期，保證不育系充分接受花粉。

4.3.2 肥水管理。高粱生長需肥量較大，施肥應(yīng)有機(jī)肥和氮、磷、鉀肥配合使用。重施底肥，多施有機(jī)肥，一般施農(nóng)家肥30 000~45 000 kg/hm2，施底肥300~450 kg/hm2氮磷鉀復(fù)合肥。間苗、定苗后施用氮肥約120 kg/hm2進(jìn)行提苗、壯苗。拔節(jié)期追施尿素約225 kg/hm2（根據(jù)苗情而定）。高粱9~10 葉施用追肥時(shí)，適當(dāng)追施鉀肥，效果明顯，鉀肥有利于產(chǎn)量提高和淀粉合成。在喇叭口期噴施2~4 次葉面肥和生長調(diào)節(jié)劑。施肥注意種、肥相隔，防止燒苗。整個(gè)生長過程，特別是抽穗開花后，應(yīng)注意水肥協(xié)調(diào)，以促進(jìn)高粱生長，保證72A 種子的產(chǎn)量和質(zhì)量?；ㄆ诓挥鰰r(shí)，可通過水肥控制進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.3.3 病蟲草害防治。高粱對除草劑比較敏感，在除草劑選擇上需謹(jǐn)慎。定苗和生長中期要及時(shí)中耕除草，可選擇人工除草或化學(xué)除草方式。化學(xué)除草可在播種出苗前施用20%莠去津水懸浮劑2 100~2 400g/hm2，兌水750 kg 左右在地表噴霧，防除雜草。間苗后除草，可在施加追肥前用高粱除草劑，二氯·莠去津（有效成分：20%莠去津+10%二氯喹啉酸）對水花生、稗草等主要雜草防治效果較佳，注意施用劑量和施用時(shí)期，避免除草劑對高粱的影響。高粱易受到蚜蟲、黏蟲、螟蟲等蟲害影響，可用吡蟲啉、甲氨基阿維菌素甲酸鹽、康寬、高效氯氟氰菊酯等進(jìn)行防治。絲黑穗病、炭疽病、頂腐病、紋枯病是高粱易感染的病害，嚴(yán)重時(shí)直接影響植株成活、抽穗等，可用戊唑醇拌種，或用多菌靈、甲基托布津、井岡霉素等噴施防治。

4.3.4 田間去雜。由于機(jī)械混雜、蟲媒、風(fēng)媒、人為等原因，不育系72A 繁殖制種時(shí)易混有雜株。去雜應(yīng)貫穿高粱從出苗到收獲的整個(gè)過程。根據(jù)不育系、保持系、恢復(fù)系的特征和田間生長管理，苗期根據(jù)幼苗的芽鞘色、株型、葉色等特征將雜株去除。抽穗開花期是去除雜株的關(guān)鍵時(shí)期，繁殖制種時(shí)需去除田間不育系行中的高大、異形、可育等雜株，不育系的花藥干癟瘦弱，無花粉散發(fā)，無蜜蜂等昆蟲采花，而保持系則有花粉，且常伴有蜜蜂等采花粉，繁殖制種時(shí)根據(jù)這些可將不育系行中的保持系或花粉株去除。收獲前應(yīng)去除籽粒顏色、穎殼顏色、穗形等不同的單株，以保證種子純度。

4.4 鳥害、鼠害防治與收獲

高粱成熟期前，應(yīng)密切關(guān)注鳥害、鼠害等影響。可采用放置稻草人、驅(qū)鳥器、使用驅(qū)鳥劑、拉反光彩帶、覆蓋防鳥網(wǎng)等方式防鳥；投喂鼠藥、安置電網(wǎng)等方式防鼠害。

高粱穗背部籽粒壓破后無漿液時(shí)，高粱進(jìn)入蠟熟末期，高粱籽粒飽滿、發(fā)芽率高，此時(shí)是高粱人工收獲最佳時(shí)期。收獲后及時(shí)晾曬、脫粒，防止發(fā)霉影響種子質(zhì)量。不育系72A 和對應(yīng)父本應(yīng)分別單收、單曬、單脫、單運(yùn)、單貯，各個(gè)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格謹(jǐn)慎操作，安排專人操作專人管理，避免機(jī)械和人為混雜，確保繁殖制種的種子質(zhì)量。