陜西谷子育種發(fā)展成效、面臨挑戰(zhàn)與對策研究

摘要：谷子是陜西省的主要雜糧作物，在居民生活中占據(jù)主要地位。為加快陜西省谷子育種發(fā)展步伐，概述了陜西谷子育種成效及近年來發(fā)展狀況，針對當前陜西谷子育種面臨的挑戰(zhàn)和問題，提出了加強政府引導，加大育種科研投入、加深科企合作，實現(xiàn)谷子種業(yè)振興、確立育種目標，順應(yīng)谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展等對策建議。為今后陜西谷子新品種選育和陜西谷子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：谷子；育種；陜西；種業(yè)發(fā)展；品種轉(zhuǎn)化；問題；現(xiàn)狀；建議

Achievements，Challenges and Countermeasures of

Foxtail Millet Breeding in Shaanxi Province

SU Leping，ZHOU Xue，LI Xingxing，HAN Fang，NIU Hongwei，GUO Wei，YUAN Hong’an，F(xiàn)AN Chen

（Yan’an Agricultural Science Research Institute，Yan’an 716000，Shaanxi）

谷子曾是陜西省的主要糧食作物之一，解決了黨中央毛主席和人民群眾的飲食問題，為延安革命根據(jù)地提供了重要的糧食支持[1-2]，至今仍在居民生活中占有不可替代的地位，是陜西省的主要雜糧作物之一[3]。1949-1958年谷子在陜西省關(guān)中陜北區(qū)域廣泛種植，全省谷子種植面積在40萬hm2左右，是僅次于小麥、玉米的陜西省第三大糧食作物[4]。隨著農(nóng)業(yè)環(huán)境改善和作物種植業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，陜西省谷子種植面積大幅縮減，近年來主要在陜北廣泛種植、關(guān)中零星種植，播種面積為7.07萬hm2左右，但依舊是次于玉米、小麥、馬鈴薯、大豆、油菜、水稻的陜西省重要的雜糧作物[5-6]。谷子因為其獨特的耐旱性、耐瘠薄性、適應(yīng)性，在干旱瘠薄的土地利用中發(fā)揮著重要作用[7]。由于陜西谷子種植區(qū)的自然條件特殊，抗旱、抗白發(fā)病和耐瘠薄能力成為制約谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。因此，陜西省谷子育種的主要目標聚焦于培育出具有優(yōu)異抗逆性（包括抗旱、抗白發(fā)病、耐瘠?。?、穩(wěn)定高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良且適宜輕簡化栽培的谷子新品種。

1 陜西谷子育種成效及歷程

1.1 谷子育種成效 據(jù)不完全統(tǒng)計，1939-2024年陜西省育成并通過國家或省審定（鑒定、認定）、登記品種70個，其中春谷品種55個、夏谷品種9個、春谷兼夏谷品種6個[4，8-17]。隨著種植結(jié)構(gòu)調(diào)整以及政府相關(guān)部門的重視，近年來陜西谷子育種形勢發(fā)生了明顯改變。谷子育種單位以榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院、延安市農(nóng)業(yè)科學研究院為主。近5年（2019-2024年）全省共登記谷子品種5個，均為春谷

（表1）。榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院和延安市農(nóng)業(yè)科學研究院聯(lián)合河北省農(nóng)林科學院谷子研究所，運用雜交育種手段選育出了榆谷8號、榆谷9號、榆谷11、延谷14號等抗除草劑谷子新品種，進一步解決了谷子生產(chǎn)中費時費工的難題。榆林治忠雜交谷子研究中心運用雜種優(yōu)勢利用手段選育出了陜西省第一個雜交谷子品種秦雜谷5號，使得陜西谷子的產(chǎn)量得到顯著提升。谷子常規(guī)種每hm2產(chǎn)量從新中國成立初期的599.25kg提高到目前的5794.50kg左右，雜交種產(chǎn)量在7485.00kg左右，顯著推動了谷子產(chǎn)業(yè)的增產(chǎn)增效。一系列新品種的育成與推廣，不僅增強了谷子的抗逆性（如抗旱、抗病蟲害等），還優(yōu)化了其品質(zhì)與營養(yǎng)價值，為陜西省乃至全國的糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻。

1.2 谷子育種發(fā)展歷程 陜西省谷子育種經(jīng)歷了農(nóng)家品種鑒選、引種鑒定、雜交育種、誘變育種4個階段。

1.2.1 農(nóng)家品種鑒選 農(nóng)家品種鑒選主要是對當?shù)氐霓r(nóng)家品種進行鑒定篩選，選出綜合性狀優(yōu)良的地方品種[18]。豐富的農(nóng)家品種為谷子品種選育工作提供了基本支撐，從農(nóng)家品種中通過鑒定系統(tǒng)選育出新品種是陜西省開展谷子品種選育工作初期的主要手段。20世紀40年代初期陜甘寧邊區(qū)政府和光華農(nóng)場（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育并推廣了狼尾谷、邊區(qū)1號、干撈飯、紅期限、抗旱谷和60日還家等良種；新中國成立初期延安地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育并推廣了大紅袍、谷上谷、竹葉青、黑谷子、龍爪酒谷、刀把齊、羊角黃等良種；榆林地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育并推廣了狼4、661、菠菜腿、馬韁繩等良種；20世紀50年代初期大荔農(nóng)事試驗場從當?shù)剞r(nóng)家品種中選育出大荔小黃谷，在關(guān)中地區(qū)進行

推廣。

1.2.2 引種鑒定 引種鑒定主要是從外省引進新培育的優(yōu)良新品種，通過設(shè)計品種適應(yīng)性試驗，選出當?shù)胤N植綜合性狀優(yōu)良的新品種[19]。20世紀50年代末延安地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）從其他省市農(nóng)科院引進推廣了呂谷二號、燕大811號、黃沙谷、遼東黃、黃谷1號、晉谷1號、大寨谷、231號、晉谷10號等谷子新品種。1992年延安市農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）從山西省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所（現(xiàn)為山西農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟作物研究所）引進晉谷21號，由于其品質(zhì)優(yōu)異、色香味俱佳，在陜北地區(qū)廣泛種植，被人民群體稱為“香谷米”，直至今日依舊受到人們的喜愛。

1.2.3 雜交育種 雜交育種主要是運用適當?shù)碾s交方法對不同品種間進行雜交，獲得真雜種后進行自交，并根據(jù)育種目標對后代進行定向選擇而育成的新品種[19]。雜交育種是陜西谷子育種工作中效果最強、操作最簡單、運用最廣泛的一種品種選育手段，至今依舊受到育種家們的青睞。雜交育種的核心技術(shù)主要是親本的選擇以及采用適當?shù)碾s交方法。目前谷子雜交方法主要有水浸人工綜合去雄法、溫湯集體殺雄法、化學殺雄法、套袋接觸授粉法以及人工單花去雄法等，由于獨特的生物學特性，谷子育種工作中運用最多的方法是套袋接觸授粉法和溫湯集體殺雄法[20]。陜西省從20世紀60年代以來，就開始使用此方法進行谷子新品種的選育，延安地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育出了延谷1號、延谷2號、延谷3號、延谷4號、延谷5號、延谷6號、秦谷3號（延谷7號）、延谷8號、延谷9號、延谷10號、延谷11號、延谷12號、延夏谷1號等谷子新品種；榆林地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育出了榆谷1號、榆谷2號、秦谷1號、榆谷4號、秦谷5號等谷子新品種；渭南地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為渭南市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育出了秦谷2號、秦谷9號、孫農(nóng)1號、孫農(nóng)2號、孫農(nóng)3號、孫農(nóng)4號等谷子新品種；寶雞地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為寶雞市農(nóng)業(yè)科學研究院）選育出了秦谷6號、秦谷7號等谷子新品種。

1.2.4 誘變育種 誘變育種主要是利用物理、化學和生物等因素對農(nóng)作物種子、器官進行處理，產(chǎn)生基因突變，并根據(jù)育種目標對后代進行定向選擇而育成的新品種[19]。誘變育種也是陜西谷子育種工作中常用的一種品種選育手段，陜西谷子育種主要采用鈷60γ射線輻照進行物理誘變育種。中國科學院西北水土保持研究所（現(xiàn)為西北農(nóng)林科技大學水土保持科學與工程學院）運用此方法選育出了輻谷3號、輻谷4號、輻谷6號、輻谷7號等谷子新品種；延安市農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）運用此方法選育出了谷子新品種延安13號。

2 陜西谷子育種面臨的挑戰(zhàn)

2.1 谷子種質(zhì)資源保護力度與綜合利用不足 種質(zhì)資源是進行優(yōu)良品種選育的重要基石，谷子優(yōu)良新品種的選育主要依賴于對已有資源的了解、掌握與利用。陜西省早在抗日戰(zhàn)爭時期就進行了谷子種質(zhì)資源保護工作，延安地區(qū)農(nóng)科所（現(xiàn)為延安市農(nóng)業(yè)科學研究院）于1980-1983年對全省的谷子種質(zhì)資源進行整理、鑒定，一共收集有1527份資源[4]。陜西省谷子種質(zhì)資源收集的數(shù)量較為豐富，但種質(zhì)保存方法落后，種質(zhì)資源保護利用機制尚未建立，導致許多種質(zhì)已經(jīng)丟失，谷子種質(zhì)資源的綜合利用工作進展緩慢。

2.2 谷子育種技術(shù)有待提高，種業(yè)發(fā)展滯后 陜西省在谷子優(yōu)良新品種的選育上，當前仍主要依賴于傳統(tǒng)的雜交育種方法，其后代材料的篩選仍停留在表型觀測和室內(nèi)考種上，而國內(nèi)外農(nóng)業(yè)育種技術(shù)已迅速演進至分子育種（3.0時代）、生物育種（4.0時代）乃至智能育種（5.0時代）的高級階段。因此，陜西省亟需引入并深化谷子分子育種技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，以加速育種科技現(xiàn)代化進程，緊跟國際農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的步伐。與此同時，相較于其他省份，陜西省的谷子種業(yè)發(fā)展顯得滯后。具體表現(xiàn)為缺乏專注于谷子新品種推廣的本土種業(yè)公司，且現(xiàn)有種業(yè)公司多側(cè)重于分銷外省的谷子新品種；缺乏具備自主知識產(chǎn)權(quán)的本土谷子品種；育種家與種業(yè)公司之間的合作機制不暢，育種成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用受到制約，谷子品種權(quán)的轉(zhuǎn)讓與市場化進程受阻。

2.3 谷子育種科研力量薄弱，相互聯(lián)系不緊密 作為陜西省主要的谷子育種單位，榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院、延安市農(nóng)業(yè)科學研究院從事谷子育種工作的科研人員較少，高學歷人才短缺，斷層明顯。目前，陜西省谷子育種團隊不足15人，且育種者缺少交流，資源分散，導致全省谷子育種工作充滿挑戰(zhàn)。

2.4 對谷子育種工作的扶持力度較弱 谷子作為小宗雜糧作物，育種工作長期以來缺少穩(wěn)定的科研經(jīng)費支持，加之育種單位處于農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費分配的末端，僅靠申請國家體系資助、陜西省省級谷子育種項目難度較大，而自籌匹配資金落實難度大，導致重生產(chǎn)、輕科研，使得陜西谷子育種工作進展緩慢，種業(yè)發(fā)展滯后。

3 陜西谷子育種發(fā)展對策

3.1 加強谷子種質(zhì)資源收集、引進、保護與利用 廣泛從各地收集谷子育成品種、野生種質(zhì)和農(nóng)家品種，進一步加強對外合作，引進種質(zhì)保存新設(shè)備，建立谷子種質(zhì)資源中期庫，進一步避免優(yōu)良種質(zhì)的丟失，持續(xù)對已有種質(zhì)資源進行表型性狀和綜合抗性的精準鑒定，不斷學習新的種質(zhì)資源保護知識，篩選挖掘出抗旱、耐瘠薄、抗病、優(yōu)質(zhì)、中矮稈、飼用等谷子特色優(yōu)異種質(zhì)資源，為谷子優(yōu)良品種選育提供遺傳多樣性豐富的親本材料。

3.2 創(chuàng)新育種手段，加大科企交流合作 相對于其他作物而言，谷子的花小而多，用傳統(tǒng)的人工單花去雄法費時、費力，一直是制約谷子品種選育的技術(shù)難題。當前陜西省谷子育種處于雜交選育階段，主要采用表型觀測和結(jié)合遺傳學規(guī)律進行選種，在現(xiàn)代育種技術(shù)應(yīng)用方面還有很多不足之處，許多現(xiàn)代育種技術(shù)還處在實驗探索階段，因此必須申請項目支持進一步加強現(xiàn)代育種技術(shù)的學習運用與推廣，采用傳統(tǒng)育種技術(shù)和現(xiàn)代育種技術(shù)結(jié)合，共同推進谷子新品種選育的進程。在種業(yè)發(fā)展方面，發(fā)揮種業(yè)公司和科研單位的強項，陸續(xù)組織全省種業(yè)公司到科研單位參加谷子新品種展示觀摩，對優(yōu)良新品種進行布點試驗，助力谷子成果轉(zhuǎn)化和加大推廣力度。

3.3 構(gòu)建穩(wěn)定的谷子育種團隊，加強交流學習 推薦從事谷子育種的科研人員前往國內(nèi)頂尖谷子育種科研院校并向行業(yè)專家進行學習和交流，提升綜合能力。持續(xù)引進高學歷、高水平的人才，圍繞谷子現(xiàn)代育種技術(shù)的需求，引進一批懂谷子遺傳圖譜構(gòu)建、谷子重要農(nóng)藝和品質(zhì)性狀基因定位和遺傳機理解析、谷子分子標記輔助育種等專業(yè)人才，促進傳統(tǒng)育種技術(shù)和現(xiàn)代育種技術(shù)有機結(jié)合。構(gòu)建谷子新品種選育創(chuàng)新團隊，確保團隊人員穩(wěn)定，加強優(yōu)異種質(zhì)資源的挖掘，加速谷子新品種選育的進程。建議設(shè)立陜西谷子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及省級谷子聯(lián)合育種攻關(guān)團隊，加大與中國農(nóng)業(yè)科學院、河北省農(nóng)林科學院、山西農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學等科研院校的合作交流。

3.4 加強政府支持引導，設(shè)立相應(yīng)補助扶持機制 發(fā)揮政府部門作用，建議設(shè)立地方谷子育種專項，持續(xù)穩(wěn)定地支持谷子育種工作。加強谷子育種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高育種等科研人員工作條件。制定谷子種子、配套機械、農(nóng)資等補助扶持政策，確保谷子種植保險全覆蓋，以降低谷子生產(chǎn)風險，設(shè)立陜西省省級小米品牌，進一步加強“延安小米”和“米脂小米”品牌建設(shè)，穩(wěn)定谷子市場波動，增強企業(yè)和種植大戶的積極性。

參考文獻

[1]袁宏安，王飛，妙佳源，韓芳．“延安小米”品牌建設(shè)思路與對策．農(nóng)業(yè)科技管理，2015，34（3）：83-86

[2]黃正林．抗戰(zhàn)時期陜甘寧邊區(qū)糧食問題研究．抗日戰(zhàn)爭研究，2015（1）：40-70，159

[3]韓芳，韓向東，蘇樂平，周雪，李星星，郭瑋，牛宏偉，袁宏安．葉面噴施納米硒對不同基因型谷子農(nóng)藝性狀、硒含量及其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響．江蘇農(nóng)業(yè)科學，2024，52（12）：89-95

[4]鄭長庚．陜西省志·農(nóng)牧志．西安：陜西人民出版社，1993

[5]榆林市統(tǒng)計局，國家統(tǒng)計局榆林調(diào)查隊．2022年榆林市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報．榆林日報，2023-04-06（004）

[6]延安市統(tǒng)計局，國家統(tǒng)計局延安調(diào)查隊．2023年延安市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報．延安日報，2024-04-09（004）

[7]刁現(xiàn)民．育種創(chuàng)新造就谷子種業(yè)新發(fā)展．中國種業(yè)，2022（4）：4-7

[8]山西省農(nóng)業(yè)科學院．中國谷子品種資源目錄·上冊．太原：山西省農(nóng)業(yè)科學院，1979

[9]陸平，劉敏軒．中國谷子品種志（1986-2010）．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2016

[10]馬廣興．延安時期光華農(nóng)場研究．西安：西北大學，2011

[11]萬立明．聚合與效能：抗戰(zhàn)時期陜甘寧邊區(qū)的農(nóng)學專家群體考論．中國農(nóng)史，2023，42（3）：3-14

[12]吳恬．延安時期中國共產(chǎn)黨農(nóng)業(yè)科技發(fā)展實踐研究．經(jīng)濟研究導刊，2022（12）：22-24，103

[13]彭克敬，陳加貞，延安地區(qū)農(nóng)科所谷子組．谷子新品種秦谷1號、2號與延谷6號簡介．陜西農(nóng)業(yè)科學，1985（3）：46-47

[14]杜翠萍，俞國華，韓淑云．淺談延安地區(qū)谷子雜交育種．陜西農(nóng)業(yè)科學，1996（4）：35，38

[15]韓淑云，劉明貴．陜北的谷子品種資源．陜西農(nóng)業(yè)科學，1984（5）：23-25

[16]謝克忠，段春蘭，黨存安．谷子新品種秦谷3號簡介．陜西農(nóng)業(yè)科學，1986（3）：46，49

[17]井苗，王孟，李振姣，強羽竹，王彩蘭，付治忠，張芳，李海錄．抗除草劑谷子品種榆谷11的選育與輕簡化栽培．陜西農(nóng)業(yè)科學，2023，69（2）：11-12，59

[18]魯清林，馬忠明，楊文雄，張開乾，張禮軍，曹世勤，張文濤，周剛．甘肅小麥育種現(xiàn)狀及對策．甘肅農(nóng)業(yè)科技，2022，53（5）：1-5

[19]孫其信．作物育種學．北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2019

[20]李萌梅．谷子育種學．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1997

（收稿日期：2024-07-01）