优质抗除草剂谷子杂交种‘长杂谷466’的选育及配套技术

2022-11-25田岗李会霞王玉文刘鑫

农学学报 2022年10期

田岗，李会霞，王玉文，刘鑫，刘红

（山西农业大学谷子研究所，山西长治 046011）

0 引言

杂种优势是指杂种第一代在体型、生长率、繁殖力及行为特征方面均比亲本优越的现象，能显著提高玉米、水稻等主要农作物的单产[1-3]。国内育种家自20世纪中叶开始利用杂种优势对谷子进行育种研究。先后培育出多个高度雄性不育系、光敏核不育系、显性核不育系，实现了两系配套，并获得了一些强优势杂交组合[4-5]。20世纪90年代，张家口市农业科学院成功研究了谷子光温敏不育两系法[6-8]，推动了谷子杂交生产，开辟了谷子杂种优势利用的新途径[9]。

世界杂粮在中国，中国杂粮在山西，说起山西小杂粮首推小米[10]。山西省位于华北大平原西南黄土高原东部，山地和丘陵面积很大，是适宜谷子生长的地区之一[11]。山西典型的山区气候特点非常适宜谷子生产，具有发展谷子种植得天独厚的自然条件[12-13]：春季干旱少雨，利于谷子蹲苗，夏季降雨集中，利于谷物生长，秋季温差较大，利于谷物灌浆。山西小米品质优良，种植范围广，是全国种植春谷面积最大的省份，但山西谷子单产水平远低于全国谷子产量的平均水平[14]，1998—2012年，山西谷子的播种面积占全国的23.65%，产量仅占全国谷子产量的18.9%，单产仅为全国平均单产的77.9%。并且山西谷子生产方式落后，谷田间苗、除草、中耕、收获基本是靠手工劳作，谷子品种大多不抗除草剂，不能使用除草剂除草，生产中又缺乏适宜中耕除草的机器；且谷子多种植在丘陵山地或耕作条件较差的地块，制约了机械化的生产[15-16]，所以谷田劳动强度很大[17]。这些因素都极大限制了山西谷子规模化、产业化的发展，种植面积逐渐萎缩[18]。

针对上述原因，着力选育高产优质抗除草剂谷子杂交品种，配套适宜栽培技术用于生产，提高谷子产量水平，同时简化谷子栽培技术。自2006 年起，历经15年选育出优质、高产、抗除草剂谷子杂交种‘长杂谷466’，2020 年通过国家登记，登记编号：GPD 谷子(2010)140094。

1 选育过程

‘长杂谷466’的杂交组合为‘谷3A×K34’，母本‘谷3A4’是2014年从河北农科院谷子所引进的谷子高度雄性系。父本‘K34’系山西省农科院谷子研究所以抗除草剂材料‘DSB553’为母本，优质品种‘晋谷16号’为父本杂交，其后代与‘晋谷32号’、‘06-1’、‘长生07’连续杂交选育而成。2014年组配组合，2015年经田间鉴定，表现良好，定名为‘长杂谷466’。2015冬在海南制种，2016年经所内和内蒙品比试验，田间长势良好。2017—2018年参加国家西北区中晚熟组联合试验，产量居2年参试品种第1位。详细的选育过程见图1。

图1 ‘长杂谷466’的选育过程

2 品种特征特性

2.1 形态特征与农艺性状

母本性状：母本‘谷3A’幼苗颜色黄绿色，对除草剂拿捕净没有抗性；有2～3 个分蘖，分蘖成穗率70%；株高91 cm 左右，属矮秆类型；穗型棒状，穗长20.3 cm，穗粗3.5 cm；抗逆性强；自交结实5%～10%，能自交繁殖不育系种子，属高度雄性不育系。

父本性状：父本‘K34’幼苗叶片叶鞘均为绿色，叶色浓绿，幼苗对除草剂拿捕净具有抗性；一般为单杆不分蘖；株高150.8 cm，穗长22.3 cm，穗粗2.8 cm，穗筒型，短刺毛，松紧适中，成熟时绿叶黄谷穗，综合农艺性状好，抗倒性、结实性好，长治春播（5 月20 日）生育期123天左右，属中晚熟类型；白谷黄米，米质优良。

杂交种性状：‘长杂谷466’幼苗叶片叶鞘均为绿色，叶色浓绿，对除草剂拿捕净具有抗性；有1～2 个分蘖，分蘖成穗率40%；主茎高134 cm 左右，比‘晋谷21号’矮10 cm左右，属中等株高类型；穗长30 cm左右，单穗重32.1 g，单穗粒重27.3 g，属大穗类型；穗型长筒状，短刺毛，松紧适中，成熟时绿叶黄谷穗；该品种综合农艺性状好，抗倒性、结实性好；长治春播（5 月15 日）生育期120天左右，比‘晋谷21号’早成熟3天左右，属中晚熟类型。

2.2 产量表现

2015年经田间鉴定，‘长杂谷466’表现良好，比对照‘长农35 号’增产21.3%；2015 年冬在海南制种，2016 年经所内和内蒙品比试验，田间长势良好，比对照‘长农35号’增产16.1%。2017—2018年参加国家谷子中晚熟组合联合试验，2年平均产量5590.5 kg/hm2，较对照‘长农35 号’增产15.41%，居2 年参试品种第1位。2019年，‘长杂谷466’在省内外试验示范6.7 hm2以上，田间表现良好，产量居于当地生产的较高水平，尤其在大同的广灵和偏关、内蒙赤峰表现优良，产量分别达7650、7350、8250 kg/hm2。

2.3 抗性鉴定

2017—2018年国家联合鉴定试验中，田间自然鉴定抗旱性、耐涝性、谷锈病、谷瘟病均为2级，抗倒性为3级，纹枯病为1级，白发病发病率为4.25%，红叶病发病率4.36%，线虫病发病率10%，其他病害未见发生。

2.4 品质鉴定

白谷黄米，米色黄亮，食味品质优良，在2017年第十二届优质米评选会中被评为二级优质米。经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（北京）品质分析，粗蛋白11.94%，粗脂肪2.41%，总淀粉81.62%，直链淀粉22.08%，赖氨酸0.22%，硒0.0643 mg/kg，胶稠度68 mm，糊化温度（碱消指数级别）2.6。

2.5 适宜种植区域

适宜于山西省长治、晋中、吕梁，陕西省延安、杨凌，河北省承德，辽宁省阜新、朝阳等西北春谷中晚熟区无霜期150天以上的地区种植。

3 制种技术要点

3.1 严格隔离

选择方圆100 m 没有种谷子、或与其他谷地有高秆作物（玉米等）10 m的隔离带的地块，另外注意不选择重茬谷地。

3.2 合理种植

因父母本生育期差异，在北方地区父本通常比母本早播7天，播种时间一般按当地正常播种时间进行，在长治地区一般5 月上中旬开始播种；母本在父本出苗后，猫耳叶展开时播种为佳，通常比父本迟播7天。

‘长杂谷466’父本‘K34’花粉量较大，父母本适宜行比2:6种植，采用宽窄行种植较好，如图2，两行父本间宽行，便于人工辅助授粉，同时增强通风透光性[6-7]；母本为窄行，便于接授花粉，提高制种产量。父本定苗株距5 cm，母本定苗株距7～8 cm。

图2 制种田2:6 宽窄行种植图

3.3 花期预测和调节

因为干旱或其他原因，影响父母本不能正常出苗的，可采用大、小苗同留或促控的办法，调节花期。拔节后采用解剖植株的方法预测花期，当预测花期不遇时，对发育迟的亲本采取早中耕、多中耕、偏水偏肥、根外追肥等措施，促其生长发育；对发育早的亲本采取深中耕断根、适当减少水肥等措施，控制其生长发育。最终达到母本比父本开花早1～2天为佳。

3.4 人工辅助授粉

在父本开花期，每天早上8点左右人工辅助授粉，有露水时稍迟，无露水时稍早，观察父母本穗子上基本无露水、并且用手弹父本穗有花粉时进行。授粉方法：用竹秆轻敲父本茎秆，或用电动吹风机吹父本穗子，促进花粉散落于母本柱头。授粉期一般为15～20天。

3.5 田间去杂、管理和收获

制种田要早间苗、定苗。父母本要认真去杂，尤其母本要至少去杂3次：苗期根据苗色去除绿色杂苗，抽穗至开花期前后要根据株高、穗型等去除杂株和可育株，收获前根据结实情况去除完全可育株（正常结实株）。收获时先割除父本，再收母本，防止父本籽料杂入母本种子。母本要单独运输、晾晒、脱粒、储存，避免混杂。其他管理如施肥、除草按常规管理技术进行。

4 栽培技术要点

4.1 种子处理

因为母本‘谷3A’为高度雄性不育系，有5%～10%的结实率，所以配制的杂交种里有部分假杂种（母本自交结实子，不抗除草剂），虽然在种子出苗后三叶期可通过喷施除草剂去伪存真，但相比播种前用除草剂去除假杂种，后者更经济省工。经试验[19]，种子处理去除假杂种的方法有2 种：（1）用0.8%的拿捕净药液，对种子进行浸泡处理，等种子全部粘上药液后，通过阴干或烘干方式对种子进行干燥处理即可使假杂种不出苗。（2）拿捕净配入包衣剂对种子进行包衣处理更为简便有效，具体配比：用1 kg 种衣剂拌入80～100 mL 拿捕净，搅匀后包衣50 kg种子即可。这2种方法处理后的种子或有少量假杂种出苗，可配合间苗时根据苗色去除（去黄苗留绿苗）。

4.2 施肥整地

选择不重茬、地势高的坡地地块种植谷子最好。前一年秋天结合秋耕肥料一次性施入；第二年早春平整土地；播前10 天左右，进行浅层旋耕，以便活土、除草、增加地温；旋耕后的土地，土壤疏松，水分容易大量散失，如果天气干燥必须进行镇压，起到保墒和破除坷垃作用，有利于种子出苗。

4.3 适期适量播种

播期根据当地常规播期进行。‘长杂谷466’为谷子杂交种，其种子中一般真杂种率为30%～50%，需要根据真杂种率确定播量，同时播量还要根据土壤墒情、整地质量调整，土壤墒情好、整地质量高时可少播，一般每公顷播量为8～11.5 kg。种植方式最好采用宽行（45 cm 行距）或宽窄行（25 cm+45 cm）种植[20-21]，以充分发挥其杂交优势，使谷子杂交种在生产上发挥最大的增产潜力。

4.4 田间管理

田间管理注意做到早间苗、早中耕，有利于促进谷苗早期的生长。间苗时如发现有黄色苗可结合间苗去除，每公顷留苗37 万～40 万株。在谷子钻心虫危害严重的地区，可在谷苗三叶一心期喷施杀虫剂二次，间隔一周。间苗后至拔节前后，如杂草旺盛，可以采用拿捕净（杀禾本科杂草）配合二甲四氯钠或津田谷歌等杀阔叶杂草的除草剂一起喷施，一次性去除杂草。其他管理同常规大田。