辽西地区春谷育种目标的探讨
2009-03-16张景会
张景会
摘要从主要性状的选择、杂交育种中亲本来源及选配、杂种后代性状的选择等方面对辽宁省春谷育种目标进行了探讨,以适应当今农业高产高效发展的需求。
关键词谷子;育种目标;辽西地区
中图分类号 S331 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)02-0179-02
辽西地区是辽宁省谷子主产区,约占全省谷子播种面积80%左右。该区土壤有机质含量低,但光热资源较为丰富,有利于农作物的光合作用。该区年平均降水量为450~550mm,降水高峰期集中在7~8月,占全年的55%左右。由于该区独特的自然条件适合谷子抗旱耐瘠、喜光喜温的特性,谷子一直是该区主栽的粮食作物之一,在辽宁省旱地农业发展中发挥着重要作用。近年来,伴随人们生活水平的提高,食疗保健意识增强,谷子因其营养丰富、医食同源、具有良好的保健作用而备受消费者关注,国内外市场对谷子产品的需求不断增长,谷子价格不断上升,谷子已成为辽西旱地农业发展中新的经济增长点,部分地区已步入产业化的发展轨道。为适应当今农业高产高效发展的需求,重新思考谷子育种目标变得十分重要。
1主要性状的选择
1.1生育期
辽西地区无霜期约为140~160d,谷子一般于4月上旬播种,9月上、中旬收获,生育期100~130d。但辽西地区春季常受移动性冷高压的影响,气温回升快,空气干燥,多风,蒸发强度大,降雨少,形成春旱,使谷子不能正常播种。秋季常遇初霜早临天气,造成谷子灌浆不充分,空秕粒增多,产量损失大。根据育种实践,辽西地区谷子生育期以110~120d为宜,并且有较强的可塑性。即播种期在春旱年份可延迟到5月中旬,力争在9月上旬收获,这样既可满足谷子生长所需的积温,使谷子需水高峰期与辽西雨季相遇,也避免了秋季早霜对谷子的影响。如朝谷9号生育期为110d左右,遇春季干旱严重年份,5月20日播种依然能正常成熟,保持了很强的高产性和稳产性。
1.2株高
有关研究已表明谷子的株高与单株粒重和穗重均呈极显著的正相关,指明要培育单株生产力高的品种应使其具备较高大的植株。从辽宁省育成的谷子品种来看,株高大多在130cm以上,但有些株高达到160cm的品种稳产性则很差,其原因主要是辽西地区秋季多风,高秆品种往往抗倒伏能力弱,造成生育后期茎秆倒伏,达不到应有的产量水平。因此,在辽西地区选育春谷品种,不应过分强调植株高大,而应以中秆为宜,株高在120~140cm之间。过矮虽然增强了抗倒伏性,但单株产量降低较大,同时谷草收获量小也影响了农民饲养牲畜对草料的需求。在选择株高的同时也要注意茎秆的坚韧性,特别是茎基部节间要短粗,穗茎节要适当短些,减轻谷穗下垂对茎秆产生的拉弯力,增进植株的抗倒伏性能。
1.3叶片
叶片是植物进行光合作用的重要器官,它的生长形态和分布状况对植株能否充分利用光能生产更多的光合产物起着重要作用。20世纪60年代,由于小麦和水稻的株型育种而产生的绿色革命使育种者对通过合理选择和配置作物叶片而提高植株的截光系数和经济系数产生了浓厚的兴趣。目前,我国谷子“三系”配套尚不能实现,许多谷子育种家已经提出通过谷子理想株型育种提高谷子的光合效率,大幅度增加谷子产量,以扭转低产局面。近年来,辽宁省水土保持研究所对不同谷子品种叶片的光合特征进行了研究,以求为辽西春谷育种制定育种目标提供较为科学的理论指标。笔者认为,辽西春谷育种在叶片的选择上,首先要保证有较大的叶面积;其次,要求挺拔上举,生长紧凑,叶片分布上短下宽,呈塔形结构。对顶三叶要求旗叶较宽,略长,上冲,倒二、三叶则可依次增加长度,并且有较长的功能期。在叶形上要以宽厚为宜,细长叶片的品种不利于充分利用辽西光能资源丰富的优势。
1.4穗形
谷子的穗形应包括谷穗整体的外形特征和穗码性状。在外形上辽西地区以纺锤型的为多,这种穗形的品种表现出抗旱性强,穗长穗粗随肥水条件的变化有较大的伸缩性,稳产性好。因此,在辽西地区春谷育种以选择纺锤型材料较易成功,如辽宁省水土保持研究所选育的在辽西地区大面积推广种植的朝谷9号、朝谷11号均为纺锤形穗。谷穗长与穗粒重呈正相关,因此,选择的穗要以较长为宜,但过长则增加了植株的倒伏性。根据育种经验,笔者认为穗长要以中等为宜,但要粗壮,成熟时呈直立或半直立态。穗码则要求结构中紧,刺毛较短,无空码。
1.5穗粒重
单穗粒重是构成谷子产量的重要因素,它受栽培条件影响较大,但主要受遗传性的影响,是品种选育的重要指标。根据我们的育种实践认为,在辽西的土地资源条件下,谷子的单株粒重应不少于15g,低于15g的材料则可淘汰。这样育成的品种,在辽西谷子种植密度水平下,在低肥力土壤产量可达3 750kg/hm2左右,高肥地块则可达7 500 kg/hm2以上。
1.6米质
随着人民生活水平的提高和对小米的进一步开发利用,对谷子的米质也有了更高的要求。目前辽西地区缺乏优质米的谷子品种也是阻碍谷子生产的一个重要原因。因此,在制定育种目标时必须把培育优质米作为一个重要指标。优质米在外观上要求米粒较大,颜色金黄有光泽;在食用品质上要求米质粳性,蛋白质、脂肪含量高,直链淀粉含量低,口感好,饭味香,易于蒸煮,干稀饭均佳。
1.7抗逆性
干旱、土壤瘠薄是辽西地区的自然特点。因此,辽西地区春谷育种要把品种的抗旱耐瘠放在重要位置,否则保证不了品种的高产稳产。此外,品种的抗倒伏性也不容忽视。在抗病性上主要要求抗白发病、黑穗病、谷瘟病和锈病。辽西地区谷子受钻心虫和粘虫为害较重,培育品种的抗虫性也应受到育种者的重视。
2杂交育种中亲本来源及选配
通过杂交而创造优良变异材料是培育具有良好综合性状的品种、实现育种目标的重要途径,亲本来源和选配是谷子育种的首要环节。现对辽西地区春谷杂交育种中的亲本来源及选配的有关问题作如下探讨。
2.1亲本来源
亲本要求抗旱、耐瘠、高产、优质、株型紧凑、早熟、抗病、抗倒伏。辽西地区地方农家品种资源较为丰富,其中大多表现出很强的抗旱耐瘠性,可用其做亲本杂交创造抗旱耐瘠的后代材料。如辽宁省水土保持研究所选育的抗旱耐瘠性品种朝谷2号、朝谷4号母本均为农家品种齐头白,以利用在辽西表现高产稳产的当地材料为主,也可选用辽北和吉林省的部分外地高产品种做亲本,这些品种一般表现出茎秆强壮,粒大,单株粒重较高,杂交后代容易出现既高产又抗倒伏的材料。优质米材料主要可利用经权威部门鉴定的优质米品种,如名牌小米泌州黄、长农18号、昭农21号等及在国家粟类作物赛米会上被评为优质米的朝谷9号、铁谷7号和赤谷8号。早熟材料可选用辽西当地早熟性较好的农家品种或育成品种,也可选用高纬度地区如黑龙江省、吉林省、内蒙古东部和河北承德地区的早熟性材料。谷锈病是辽西地区谷子发生较为严重的病害,在杂交育种中要慎重考虑亲本的抗锈性。育种实践证明,在抗锈亲本资源的利用上,选用华北低纬度地区的材料较易成功。20世纪80年代河北省谷子研究所对全国谷子新品种(系)进行抗锈性鉴定,鉴定出一批可供杂交育种做亲本用的抗锈材料,其中适于辽西地区春谷育种选用的有铁谷1号、承谷8号、朝谷8号、朝谷9号等。
2.2亲本组配
为提高杂交育种的工作效率,尽快选出符合育种目标的后代材料,必须认真搞好亲本组配工作。亲本组配首先要进行亲本选择,在目标性状上如没有特殊情况最好不要单一,具有的优良性状越多越好,不利性状越少越好,组配的双亲优良性状要能够做到互补。在杂交方法上最好考虑多个亲本分次杂交,以把更多的优良性状加以综合,提高育成品种优良性状的综合水平。在双亲的组配方式上要考虑育种目标的要求,避免盲目组配。在产量性状的组配上,组配的双亲均应选用高产性状好的材料,即高×高,高中选高。
3杂种后代性状的选择
对杂种后代性状进行选择是杂交育种的又一重要环节,它关系到是否能够通过定向选择从众多的杂交后代中把综合性状好、符合育种目标要求的优良材料筛选出来,最终稳定成新品种,实现育种目标。
3.1产量性状的选择
对杂种分离的后代在产量性状上进行选择,主要通过田间观察和室内考种。田间观察主要是在田间观察鉴别后代材料所表现出的与产量密切相关的生物学特性,要求株高中等,茎节粗壮、有韧性,株型紧凑、透光性好,叶片宽厚、挺拔上冲,有较大的叶面积,顶三叶配置合理,光合性状好,功能期长;穗部要求穗中长粗壮,穗码中紧,着粒紧实丰满,无空码,刺毛较短,穗茎节短,成熟时穗呈直立或半直立。室内考种主要测定通过田间观察选择材料的单穗粒数、穗粒重和千粒重,从中选择穗粒数多,单株粒重高的材料。
3.2早熟性状的选择
在杂种后代中早熟性状一般属于显性遗传,可在早代进行选择。谷子熟期与抽穗期关系密切,抽穗期早的品种熟期一般也较早。因此,可在谷子抽穗期确定早熟材料。
3.3抗病性状的选择
谷子的抗病性状大多表现出显性,应在早代进行严格选择,但一些病害的发生强度常与一些环境因素有关,对这些病害最好在后代材料中进行接种处理再进行选择。辽西地区春谷育种应重点加强对谷锈病、黑穗病和白发病的选择,对谷锈病如发生程度轻、对产量影响较小也可考虑入选。而对谷子其他一些病害如纹枯病、谷瘟病等选择条件可适当放宽些。
3.4抗倒伏选择
辽西地区降雨多集中在7~8月,且常常伴有大风天气,一般的谷子品种易倒伏,后代筛选过程中应注重新品种抗倒伏性的选择。
4参考文献
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[3] 朱志华,李为喜,刘方,等.谷子种质资源品质性状的鉴定与评价[J].杂粮作物,2004,24(6):329-331.