优质抗除草剂谷子新品种长农47号选育及其高产栽培技术_范惠萍.pdf

谷子（Setaria italica）为禾本科黍属作物，最早起源于黄河流域，一直是我国北方农业的主栽作物，摘要：长农 47 号是以汾选 6 号为母本、抗除草剂品系 RN 为父本通过系谱法配制选育的抗稀禾啶除草剂谷子新品种，具有中矮秆、抗倒伏、宜机收、商品性佳、品质优、适口性好的特点，2017 年在中国作物学会粟类作物专业委员会第十二届食用粟品鉴会上被评为“国家一级优质米”，2020 年 11 月获国家非主要农作物品种登记证书 登记编号：GDP 谷子（2020）140096 。该品种在 20182019 年全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验中平均产量为 5 050.5 kg/hm2，较对照长农 35 号增产 9.66%，居参试品种第 5 位；生育期 122 d，属春播中晚熟品种；适宜在山西省中南部如长治、晋城、阳泉、晋中、临汾和忻州的部分地区春播，运城、临汾南部复播，也可在陕西延安、辽宁朝阳、甘肃东部无霜期 150 d 以上的春播中晚熟区种植。关键词：谷子；长农 47 号；抗除草剂品种；稀禾啶；品种选育；栽培技术中图分类号：S515文献标识码：A文章编号：1008-1631（2022）06-0001-05收稿日期：2022-03-01基金项目：山西省重大专项重点实验室项目（202105D121010-06）；杂粮种质资源创新与分子育种国家实验室（筹）项目（202204010910001-13）；山西种业创新良种联合攻关项目（2022XCZX04-1）；国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-07-14.5-A10）；山西省技术创新中心新立项建设项目（202104010911013-3）；山西省农业科学院生物育种工程项目（YZGC079）作者简介：范惠萍（1968-），女，山西长治人，副研究员，主要从事谷子育种与栽培研究。E-mail：。共同第一作者：赵培悦（1994-），女，山西晋中人，研究实习员，硕士，主要从事谷子遗传育种与栽培研究。E-mail：。通讯作者：郭二虎（1965-），男，山西长治人，研究员，主要从事谷子育种与栽培研究。E-mail：。Breeding and High-yield Cultivation Techniques of a New High Quality Herbicide Resistant Millet VarietyChangnong No.47FAN Hui-ping，ZHAO Pei-yue+，ZHANG Ai-ying，LI Yu-hui，WANG Li-xia，WANG Rui，GUO Er-hu*（Foxtail Millet Research Institute of Shanxi Agricultural University，Changzhi 046000，China）Abstract：Changnong No.47 is a new millet variety resistant to herbicide，which is bred by pedigree methodwith Fenxuan No.6 as the female parent and the herbicide resistant strain RN as the male parent.It has thecharacteristics of medium dwarf，lodging resistance，machine harvest，good merchantability，good quality，andgood palatability.In 2017，it was rated as the national first-class high-quality millet at the 12th edible millettasting meeting of the Millet Crop Professional Committee of the Crop Science Society of China.In November2020，it was granted the National Non-major Crop Variety Registration Certificate（Registration No.:GDP millet（2020）140096）.The average yield of this variety in the national millet variety regional adaptability joint identification test from 2018 to 2019 was 5 050.5 kg/hm2，which was 9.66%higher than the control Changnong No.35，ranking the fifth among the tested varieties.It has a growth period of 122 days and belongs to the mid-late maturing variety sown in spring.It is suitable forspring sowing in parts of the central and southernpartsofShanxiProvince，suchasChangzhi，Jincheng，Yangquan，Jinzhong，Linfen and Xinzhou，and replanting in Yuncheng and the southern part ofLinfen.It can also be planted in the middle and latematuring areas of spring sowing with a frost-free period of more than 150 days in Yan an of Shaanxi，Chaoyang of Liaoning，and eastern Gansu.Keywords：Millet；ChangnongNo.47；Herbicideresisitant variety；Sethoxydim；Variety breeding；Cultivation techniques范惠萍，赵培悦+，张艾英，李瑜辉，王丽霞，王瑞，郭二虎*（山西农业大学谷子研究所，山西长治046000）优质抗除草剂谷子新品种长农 47 号选育及其高产栽培技术DOI：10.12148/hbnykx.20220137河北农业科学，2022，26（6）：1-5Journal of Hebei Agricultural Sciences编辑杜晓东河北农业科学2022 年也是我国旱作农业生产中的优势作物1，具有耐干旱、耐贫瘠和耐贮藏等优点2。我国于 20 世纪 20 年代开始有组织、有计划地进行谷子育种工作3。谷子的育种目标从高产育种，历经高产、多抗兼顾优质育种，目前已进入高产与优质兼顾的育种阶段4。中国杂粮在山西，山西杂粮首推小米5。山西小米品质优良，种植面积较广，其春谷种植面积居全国第一位6。然而，山西谷子生产方式和种植管理以人工为主，缺乏除草机器7；且谷子大多数不抗除草剂，也不能使用除草剂除草，谷田劳动强度大8。这些因素制约了谷子规模化、机械化和产业化的发展。2007 年山西农业大学谷子研究所以培育优质、矮秆、易机收、抗除草剂为育种目标，用汾选 6 号做母本、抗稀禾啶除草剂品系 RN 做父本进行杂交，经多代选择培育出具有优质、中矮秆、抗除草剂、适应性强、易机收等特点的谷子新品种长农 47 号，为谷子产业发展起到了积极作用。该品种 2020 年通过国家非主要农作物品种登记 登记编号：GDP 谷子（2020）140096 。1材料与方法1.1亲本材料母本为汾选 6 号，由山西农业大学经济作物研究所以晋谷 14 号为母本、晋谷 20 号为父本连续加代杂交选育而成，主要特点是品质优、抗性好。该品种株高 135 cm，属中矮秆；谷穗圆筒型，白谷黄米；单穗重 1820 g，穗粒重 15 g，千粒重 3.0 g；子粒含粗蛋白 18.16%、赖氨酸 0.3%、淀粉 60.69%。父本 RN 为抗稀禾啶除草剂品系，由河北省农林科学院谷子研究所提供。2 个亲本材料优良性状多，优缺点互补，且无突出缺点。1.2选育过程2007 年在山西农业大学谷子研究所试验田，用汾选 6 号做母本、抗稀禾啶除草剂品系 RN 做父本配制杂交组合。2008 年在山西农业大学谷子研究所试验田选种圃种植 F1代，谷子出苗后三叶期喷施稀禾啶除草剂，7 d 后观察谷苗的生长情况，谷苗健康、未观察到受药害的可确定为 F1真杂种，收获后种植穗行 F2。在低代材料的选择中，注重材料的抗性以及综合农艺性状的选择。20092015 年在山西农业大学谷子研究所试验田选种圃依次对 F2F9代进行连续选择，每年喷施稀禾啶除草剂，选择商品性好、农艺性状优良并抗稀禾啶除草剂的植株进行收获。2016 年在山西农业大学谷子研究所试验田选种圃种植，选择米色鲜黄、商品性好、农艺性状优良的穗行出圃，代号为“2016KNF 高-3”。该品系生长整齐，中矮秆，米色鲜黄，口感绵软，适口性好，在全国第十二届优质食用粟评选中被评为“国家一级优质米”。2017 年在山西农业大学谷子研究所试验田对该品系进行田间产量比较试验，其农艺性状、抗病性、产量等性状表现优良，定名“长农 47 号”。20182019 年长农 47 号参加国家联合区域鉴定、DUS 测试、抗病性鉴定等。2020 年 11 月长农 47 号获国家非主要农作物品种登记证书 登记编号：GDP 谷子（2020）140096 。2选育结果2.1特征特性长农 47 号为春播中晚熟区品种，生育期 122 d；幼苗叶色和鞘色均为绿色；株高 144.3 cm，属中矮秆；植株半上冲；穗呈圆筒型，穗长 20.00 cm，穗粗3.29 cm，穗重 21.89 g，穗颈长 8.54 cm，穗粒重16.59 g，出谷率 75.95%，出米率 74.51%，千粒重3.01 g，白谷黄米；熟相好。2.2产量表现2.2.1品比试验20172018 年山西农业大学谷子研究所品比试验，长农 47 号 2a 平均产量为 6727.5kg/hm2，较长农35号（CK）增产 5.48%（表1）。其中，2017年平均产量为 6 725.0 kg/hm2，较 CK 增产 5.49%；2018年平均产量为 6 730.0 kg/hm2，较 CK 增产 5.47%。从综合农艺性状来看，长农 47 号植株健壮，抗倒性好，一致性高，子粒饱满。2.2.2区域试验20182019 年全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验，长农 47 号 2 a 平均产量为5 050.5 kg/hm2，较长农 35 号（CK）增产 9.66%，居20182019 年参试品种第 5 位。其中，2018 年平均产量为 4 990.9 kg/hm2，较 CK 增产 9.02%，居参试品种第 11 位；2019 年平均产量为 5 110.3 kg/hm2，较 CK增产 10.33%，居参试品种第 6 位。2 a 计 14 点次试验中，长农 47 号有 11 点次增产，增产幅度为 0.06%49.61%，增产点次率为 78.57%。2.2.3示范试验20172018 年分别在长治市壶关县晋庄、长治市沁县西北村进行示范试验，长农 47 号2 a 平均产量为 6 780.0（晋庄）和 5 805.0 kg/hm2（西北村），农艺性状、抗病性、产量等综合性状表现优良。2第 6 期2.3抗性表现2.3.1抗病虫性20182019 年河北省农林科学院谷子研究所连续 2 a 对长农 47 号进行病害（白发病、谷锈病和谷瘟病）抗性鉴定，2 a 综合评价结果表明，该品种属 7 级感病类型。田间自然鉴定，长农47号抗旱性、耐涝性均为 2 级；红叶病发病率为3.59%，线虫病发病率为 4.00%，蛀茎率为 6.56%，其它病害未见发生。2.3.2抗稀禾啶除草剂性能20172018 年在山西农业大学谷子研究所组织的品比试验中，在长农 47 号幼苗 23 叶期喷施稀禾啶除草剂，全生育期未见药害发生。2.4品质性状2017 年经农业部谷物制品质量监督检验测试中心检测，长农 47 号小米含粗蛋白（干基）13.18%、粗脂肪（干基）5.56%、直链淀粉（占脱脂样品）11.61%、赖氨酸（干基）0.23%、维生素 B 10.49%，胶稠度 126 mm，糊化温度（碱消指数）为 5。该品种米色鲜黄，商品性好，直链淀粉含量低，口感绵软。2017 年在中国作物学会粟类作物专业委员会第十二届食用粟品鉴会上被评为“国家一级优质米”。2.5适宜种植区域长农 47 号适宜在山西省中南部如长治、晋城、阳泉、晋中、临汾和忻州的部分地区春播，运城、临汾南部复播，也可在陕西延安、辽宁朝阳、甘肃东部无霜期 150 d 以上的春播中晚熟区种植。3高产栽培技术要点3.1播种前的管理选择无污染的平地种植，尽可能选择前茬作物为豆类、玉米、马铃薯等的地块9。谷子主要种植于旱薄地，播种前期应精细整地、镇压保墒10。前茬收获后，在土壤上冻前深耕并耙耢，以达到蓄墒、保墒的目的，并配施三元复合肥（氮磷钾总有效成分含量45%）8001 200 kg/hm2，增施有机肥效果更佳。早春精细整地，旋耕耙耢并进行镇压，保证地平土细、上虚下实、墒情良好11，12。播种前 35 d，选晴天晾晒种子并用盐水选种，选择饱满种子放置于阴凉处晾干。3.2适时播种，合理密植在山西省长治地区，长农 47 号的最适播期为 5月中下旬。该品种分蘖较少，留苗密度要达到 37.5 万45.0 万株/hm2。采用等行或宽窄行栽培，其中等行栽培的行距为 0.4 m，宽窄行栽植时宽行距为 0.4 m、窄行距为 0.3 m，株距 6.78.5 cm11。3.3田间管理3.3.1补苗播种后如遇干旱天气等造成断苗，应及时补苗。3.3.2除草和中耕在谷子 35 叶期、杂草 24 叶期，选无风晴天，用 12.5%稀禾啶和 20%氯氟吡氧乙酸异辛酯各 1 200 mL/hm2，对水 750 kg/hm2，田间均匀喷雾除草。在谷子 89 叶期，深中耕 1 次，并追施尿素 170 kg/hm2。表 1全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验中长农 47 号的产量Table 1Yield of Changnong No.47 in the national combined test for regional adaptability of millet varieties地点山西省农业科学院谷子研究所辽宁省水土保持研究所山西省农业科学院经济作物研究所山西省农业科学院作物科学研究所辽宁省风沙地改良利用研究所西北农林科技大学陕西省延安市农业科学研究所平均山西省农业科学院谷子研究所辽宁省旱地农林研究院山西省农业科学院经济作物研究所山西省农业科学院作物科学研究所河北省承德市农林科学院西北农林科技大学陕西省延安市农业科学研究所平均长农 47 号5 260.54 248.04 222.56 163.53 522.06 469.55 050.54 990.96 255.04 833.04 890.03 265.56 367.54 213.55 947.55 110.35 050.5长农 35 号（CK）4 593.04 615.55 208.05 838.03 520.54 324.53 963.04 584.55 641.54 818.05 422.53 112.55 437.53 424.54 567.54 632.04 608.0较 CK 增产率（%）14.52-7.97-18.925.570.0649.6127.439.0210.880.30-9.824.9017.1123.0330.2110.339.66排名（位）71617111531311816141126465年份（年）20182019平均总产量（kg/hm2）范惠萍等：优质抗除草剂谷子新品种长农 47 号选育及其高产栽培技术3河北农业科学2022 年3.3.3间苗和定苗在谷子 56 叶期，遵循去大、去小、留中间的原则11进行间苗。3.3.4病虫害防治播种前，用种子质量 0.2%0.3%的 35甲霜灵湿拌种剂、2.5咯菌腈悬浮种衣剂、2%戊唑醇湿拌种剂和 70%吡虫啉可湿性粉剂拌种，可防治白发病、纹枯病、粒黑穗病以及虫害。间苗后，用 4.5%高效氯氰菊酯乳油 1 500 倍液喷施幼苗基部防治钻心虫，7 d 后再防治 1 次。用 40%克瘟散乳油 500800 倍液或 6%春雷霉素可湿性粉剂 1 000 倍液喷雾防治谷瘟病，用 72%农用链霉素叶面喷施防治褐条病，7 d 后再防治 1 次。用 10%吡虫啉 2 000 倍液叶面喷施防治蚜虫，用 4.5%高效氯氰菊酯乳油 1 5002 000 倍液叶面喷施防治粘虫。3.4收获及时收获。当谷子植株下半部分开始发黄干枯，谷穗大部分子粒变黄，子粒变硬呈现出本色时为收获适期13。收获后 710 d 脱粒，利于谷子后熟，提高种子质量14。4选育体会4.1谷子育种要紧跟时代需求高产、优质、高效是谷子育种的永恒目标。20 世纪 80 年代，国外学者发现了谷子近缘野生种抗除草剂基因，并对稀禾啶、氟乐灵和阿特拉津等具有高抗作用15；后来，又有科学家们发现了谷子抗除草剂基因。王天宇15研究发现，抗稀禾啶除草剂基因是由显性基因控制，抗氟乐灵基因是由隐性基因控制，这2种基因均位于细胞核中；抗阿特拉津除草剂基因位于叶绿体中，受细胞质控制。现在应用于生产的谷子主要是抗稀禾啶除草剂基因品种，如冀谷 37、冀谷38、冀谷 39、冀谷 41 和龙谷 39 等。细胞质抗除草剂类型的谷子品种存在丰产性不稳定和产量偏低等问题，且对谷子正常生长发育有一定影响，因此不适宜推广应用15。2017 年 5 月国家非主要农作物品种登记以来，抗除草剂品种占 35%，其中 80%的抗除草剂品种为经过行业组织鉴定为一级优质米品种或市场认可的优质米类型，且有 15 个抗除草剂品种在 2016 年推广面积达6.67 万 hm216。抗除草剂谷子品种的推广，很大程度地降低了谷子的除草成本，且提高了谷子品质，更重要的是，抗除草剂品种对环境安全可靠。抗除草剂谷子品种应用前景广阔，但优良品种的育成不应只采取单一育种手段，采用多元化结合的育种手段对种质资源及优良性状的发掘与利用非常重要。谷子育种应适应生产机械化。谷子收获是当前谷子规模化生产面临的瓶颈问题，谷子成熟过度容易落粒。目前谷子收获依然是人力和机械配合使用，耗费大量人力、物力和时间，因此选育矮秆、抗倒伏、穗型直立等谷子品种是解决谷子生产规模化和机械化的有效途径16。根据目前谷子产业发展和市场需求，山西农业大学谷子研究所选育的长农 47 号株高 144 cm左右，属于中矮秆，穗颈短（8 cm 左右），适宜机收，为谷子机械化收获提供了新的品种。4.2亲本材料性状要优势互补，注重与中间材料相结合亲本选配应当遵循组合配制的一般原则，同时要注意性状动态互补，即双亲各生长发育阶段的优势互补17。在亲本选配中，应当选择生产上主推的农艺性状好的常规品种或是当地选育的表现较好的中间材料做亲本之一，更能达到育种目标的要求，因为这些种质一般具有适宜的株叶型、较好的抗病抗逆性、合理的产量三要素，这些对谷子农艺性状的改良相对容易18。汾选 6 号综合表现良好，属中矮秆，株型优良，产量稳定，但熟期较晚；RN 品系抗稀禾啶除草剂，且熟期早。二者结合选育的长农 47 号株型优良，中矮秆，千粒重偏上，熟期较早，抗稀禾啶除草剂，适应现代谷子育种的要求。4.3早代单株与高代单穗选择相结合谷子传统选育方法是自 F1开始进行单株选择，一直选育至 F7，一般从 F4起将田间生长较一致且产量性状突出的株系进行产量鉴定，并将稳定性好、产量表现突出的品系再上升到品种比较试验。由于 F4是父母本杂交后连续自交的第 3 代，许多品系上升到品种比较试验后仍存在明显的分离现象，这为进一步优中选优创造了条件19。在进行品种比较试验的同时，我们进行大量的单穗选择，并建立穗行圃，选择出产量性状及抗性更加突出的品系，保障品系的纯合20。这种早代统产的方法，可使我们在株系进入高代时，减少单株选择的数量，避免 F4因保留单株过多而影响统产的准确性；同时，由于品种比较试验种植规模较大，品系的分离将会得到更大规模的发生，从而更有利于选择出符合育种目标的优势株系，减少因高代材料漏选而导致优异单株丢失情况的发生21。综上所述，长农 47 号中矮秆，植株半上冲，抗倒伏，宜机收；抗稀禾啶除草剂，且商品性佳，品质优，适口性好，为“国家一级优质米”。该品种为典型的春谷品种，可在春谷区域推广种植。为了适应谷子产业规模化和机械化生产，后期研究中将探究种植4第 6 期时抗除草剂品种与不抗除草剂品种的混合比例，以减少除草和间苗成本，推动谷子产业的发展。参考文献：1 张海金.谷子在旱作农业中的地位和作用 J.安徽农学通报，2007（10）：169-170.2 李荫梅.谷子育种学 M.北京：中国农业出版社，1997.3 程汝宏.产业化生产背景下的谷子育种目标 J.河北农业科学，2010，14（11）：92-95.4 程汝宏，刘正理.我国谷子育种目标的演变与发展趋势 J.河北农业科学，2003，7（S1）：95-98.5 杨成元，侯东辉，陈丽红，李婧，岳忠孝，冯耐红，贾丽艳.山西十种小米理化指标及蒸煮特性研究 J.东北农业科学，2020，45（3）：25-29+40.6 田志刚，王海岗.1998-2012 年山西省谷子种植情况分析 J.农业科技通讯，2016（1）：15-17+22.7 杨艳，雷继生，王杰，王盛.山西省谷子生产机械化发展现状及对策 J.农业技术与装备，2017（9）：61-63.8 贾冠清，刁现民.中国谷子种业创新现状与未来展望 J.中国农业科学，2022，55（4）：653-665.9 李爱珍，康海平.山西临县旱地谷子地膜覆盖穴播栽培技术 J.农业工程技术，2020，40（35）：64-65.10 郭二虎，郭义堂，范惠萍，王秀清，程丽萍.谷子新品种晋谷 22 号选育报告 J.甘肃农业科技，1997（1）：11-12.11 范惠萍，郭二虎，常海霞，王军，郭鸿亮，王秀清，程丽萍.春谷新品种“晋谷 30 号”选育及丰产栽培技术 J.吉林农业大学学报，2003（4）：362-364.12 张喜文，武钊.谷子栽培生理 M.北京：中国农业科技出版社，1993.13 徐峰，索良喜，王艳超，王显瑞，刘忠民.优质高产谷子品种敖谷 1 号的选育及高产栽培技术 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