抗除草剂谷子新品种赤谷20的选育及简化栽培技术

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(赤峰市农牧科学研究院， 内蒙古 赤峰 024031)

抗除草剂谷子新品种赤谷20的选育及简化栽培技术

柴晓娇，王显瑞，白晓雷，刘艳春，付颖，沈轶男，李书田

(赤峰市农牧科学研究院， 内蒙古 赤峰 024031)

利用夏谷区谷子抗除草剂基因，选育适合简化栽培的两系谷子新品种赤谷20。该新品种由抗除草剂拿捕净的新品系k 23-18及不抗除草剂的同型姐妹系k 23-19组成。2014—2015年参加全国谷子品种区域试验，平均单产6 292.50 kg/hm2，较对照谷子品种九谷11( 平均单产5 914.5 kg/hm2)增产6.39%。2015年12月通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定。通过对辅助除草“剂谷有”用药的研究、对同型姐妹系谷种的最佳混合比例、播种时期、播种量的研究以及对除草剂拿捕净最适宜的喷药时期、喷药浓度、安全剂量等方面研究，制定与其配套的简化栽培技术。确定了同时实现间苗和除草的化学方法，实现全生育期基本不用人工间苗与除草，简化劳动力。

谷子； 两系品种； 抗除草剂； 简化栽培

谷子又称粟，去壳以后叫小米，为禾本科黍族狗尾草属。我国是世界上谷子种植面积最大的国家，常年播种面积在130万hm2左右，主要种植在内蒙古、山西、河北、辽宁等省区的瘠薄旱地[1]。谷子已经成为干旱地区的优势作物和农民增产增收的重要经济来源，是抗旱备荒的优质杂粮作物。但目前谷子的产业化发展十分落后，间苗、除草、收获高度依赖人工操作，不能满足现代化农业生产的需求，规模化生产遇到了难以突破的障碍。选育抗除草剂谷子新品种，从根本上解决除草、间苗的难题，是未来谷子育种的发展方向[ 2-4]。

为了实现谷子简化栽培，减少谷田间苗、除草劳动，赤峰市农牧科学研究院谷子研究所根据生产和市场需求，利用夏谷区谷子抗除草剂拿捕净基因，通过人工有性杂交，选育出高产、抗除草剂谷子新品种赤谷20，同时研究其简化栽培技术，在配套的除草剂上进行用药时期、用药剂量和安全性的评估，为推广应用提供可靠数据。赤谷20于2015年12月通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 育种材料

常规谷子品种赤谷8号、抗除草剂拿捕净材料锦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]。

1.1.2 试验除草剂

12.5%拿捕净乳油除草剂、44%谷有除草剂。

1.2 试验设计

1.2.1 谷子新品种赤谷20的选育过程

1) 选育方法：赤谷20是以综合性状优良的常规谷子品种赤谷8号为母本，以河北农林科学院谷子所提供的抗除草剂拿捕净材料锦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]为父本人工有性杂交，在杂交后代F1～F2代中选择抗除草剂拿捕净的单株，F3代以后选育出各性状稳定，综合性状基本一致的抗除草剂、不抗除草剂的同型姐妹系。将2个姐妹系按适宜的比例混合，形成可以进行简化栽培的“两系”品种。对“两系”品种喷施专门的除草剂，在杀除杂草的同时，去掉不抗除草剂的品系，起到间苗的作用。同时期完成化学间苗、化学除草的理想作业，为间苗难、除草难提供有效的化学手段[2]。

2) 选育过程：2007年以本地主栽品种、综合性状优良的赤谷8号为母本、以河北农林科学院谷子所提供的抗除草剂拿捕净材料锦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]为父本进行人工杂交，后代材料通过赤峰、海南两地多年、多次加代选育而成的抗除草剂谷子新品种。其亲本中母本赤谷8号是赤峰市农牧科学研究院选育品种，获得国家级优质米称号，是赤峰地区的主栽品种，并于1994年通过了国家谷子鉴定委员会鉴定，赤谷8号适应范围广，增产潜力大，抗性强[7]。父本由河北农林科学院谷子所提供的抗除草剂拿捕净材料，抗性强，适应性强。2008年秋季在赤峰收获F1代真杂交种子，对F1～F2代苗期喷施除草剂拿捕净，筛选出抗除草剂的单株。从F3代对筛选的单株材料喷施拿捕净进行抗性鉴定，下代对抗、不抗除草剂拿捕净的穗行进行选择，选择综合性状接近、农艺性状好的抗除草剂拿捕净品系和不抗除草剂拿捕净的同型姐妹系，直至各性状不再分离[5]。2008年冬(S 2)—2011年(S 7)在海南三亚和赤峰异地动态定向6个世代选择，2011年在本院试验田，选育出完全抗除草剂拿捕净的新品系k 23-18和完全不抗除草剂拿捕净的同型姊妹系k 23-19，2个品系农艺性状一致，综合性状优良。由此选育出“抗除草剂谷子品种+不抗除草剂的同型姊妹系”双类型的两系品种23-20，该品系稳定一致，灌浆成熟速度快，抗旱性强，综合性状优良。2012—2013年进行产量比较和产量鉴定试验。2014—2015年进行国家东北春谷区组区域试验，同年参加全国东北春谷区组生产试验。2015年12月通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定，定名为赤谷20。

1.2.2 赤谷20配套栽培技术研究

在选育出抗除草剂谷子新品种赤谷20后，2013—2014年根据简化栽培的总体思路，对其进行喷施除草剂的配套栽培技术研究。设置了不同的除草剂浓度及不同的喷药时期，对适宜的喷药时间及喷药剂量进行研究。同时对种子的混合比例及播量进行探索，总结出最佳的两系混合比例及合适的播量。

2 结果与分析

2.1 赤谷20的选育结果

2.1.1 产量表现

1) 产量鉴定试验：2012—2013年在赤峰市农牧科学研究院果园试验地进行产量鉴定试验，2年试验结果，平均产量为5 451.00 kg/hm2，较对照赤谷8号增产9.6%。

2) 区域试验：2014—2015年进行国家东北春谷区组谷子区域试验，2年试验，平均产量为6 292.50 kg/hm2，较对照九谷11增产6.39%，位居参试品种第3位。其中2014年平均产量为6 817.50 kg/hm2，较对照九谷11增产3.63%，居13个参试品种的第5位；2015年平均产量5 767.53 kg/hm2，较对照九谷11增产9.86%，居13个参试品种的第1位。2年20点次试验中17点次增产，较对照九谷11增产1.13%～17.50%，3点减产，减产幅度在1.21%～13.48%之间，增产点率为85.0%。

综合2014—2015年2年区域试验结果，内蒙古赤峰、通辽、吉林省吉林市、黑龙江、辽宁等省区比较适宜种植赤谷20。

3) 全国谷子生产试验：2015 年参加国家东北春谷区组生产试验，赤谷20平均产量为5 632.51 kg/hm2，比对照九谷11增产6.89%，位居所有参试品种第4位，8个生产试验点全部增产。其中产量最高区产量为7 442.00 kg/hm2。

2.1.2 形态特征

赤谷20生育期116 d，属中熟品种，幼苗色、叶鞘色均为绿色。穗型为纺锤型，穗码较紧，刺毛中等，植株高度150.43 cm，穗长24.72 cm，单穗重25.36 g，单穗粒重21.11 g，出谷率83.24%，黄谷、黄米，千粒重3.1 g。

2.1.3 抗 性

赤谷20抗倒性较强，抗倒级别为2级，适应性强，其中纹枯病、谷锈病、谷瘟病和抗旱性均为1级，褐条病发病率较低，仅为1.89%，蛀茎率仅为0.79%，抗白发病及黑穗病，其它病害鲜有发生。

2.1.4 品质性状

经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)检测：含粗蛋白12.17%，粗脂肪1.06%，粗淀粉82.35%，碱消指数3.5级，胶稠度128.0 mm。

2.1.5 适应性

赤谷20于2014—2015年连续2年参加国家谷子品种区域试验，跨东北省区2 年试验，总计20点次，其中17 点次较对照九谷11增产，增产点率为85%，2014—2015年品种适应程度为93.0%和90.1%。适宜在内蒙古、辽宁、吉林等≥10 ℃积温2 700～2 800 ℃的春谷旱地区种植。

2.2 简化栽培技术研究

2.2.1 辅助除草剂的确定

由于赤谷20含有抗除草剂拿捕净的抗性基因，所以喷施含拿捕净成分的除草剂可有效去除杂草,同时也可进行间苗的简化栽培工作。但含拿捕净成分的除草剂只对单子叶杂草有效，对双子叶杂草无效。因此，为了实现简化栽培，去除双子叶杂草，对去除双子叶杂草的除草剂进行筛选，弥补拿捕净不能完全去除谷田杂草的劣势。经过试验，得出成分为44%谷有可湿性粉剂，在播后苗前喷施，对谷苗的生长无影响，同时可有效防治谷田中的双子叶杂草，抑制单子叶杂草，弥补除草剂拿捕净不能完全去除谷田中双子叶杂草的不足。喷施剂量为0.9～1.5 kg/hm2，对谷田安全可靠，杂草防效见表1。

表1 不同剂量谷有对双子叶杂草防效及安全性评估

药剂浓度(mL/hm2)杂草防效(%)药害程度44%谷有可湿性粉剂75087无药害112592无明显药害150095无明显药害，7d后恢复。187596无明显药害，7d后恢复。225095无明显药害，7d后恢复。

2.2.2 除草剂适宜剂量及喷药时间研究

在选育抗除草剂谷子的同时，2013—2014年利用含12.5%的拿捕净乳油除草剂对抗除草剂谷子“赤谷20”开展相关的栽培技术研究。设置6个喷药时期、6个喷药剂量梯度，进行适宜浓度及适宜喷药时间的摸索。同时研究适宜的种子混合比例和播种量，筛选出适宜的种子混合比例和播种量。

通过研究发现，杂草对含12.5%拿捕净乳油除草剂的最敏感时期为2～4叶期，而最适宜间苗的时期为谷苗4～5叶期(这2个时期基本一致)，此时喷药除草效果、间苗效果最为适宜。含12.5%拿捕净乳油除草剂的最佳喷施浓度为1.1～1.5 L/hm2，兑水450～600 kg/hm2，对谷田中单子叶杂草防治>70%，间苗防效>93%，见表2。

表2 不同剂量拿捕净的单子叶杂草防效及其间苗效果

喷施剂量(L/hm2)单子叶杂草防效(%)4～5叶期间苗防效(%)0．3844．4910．7570．6931．1367．3971．5080．4971．8870．6972．2573．997

2.2.3 最佳播种量及适宜混合比例研究

总播种量由主体播种量及辅助播种量构成，其中主体播种量为化学间苗后留下的抗除草剂拿捕净种子，辅助播种量为不抗除草剂的同型姐妹系播种量[2]。利用混合的谷子播种，发挥谷子群体顶土，保证苗全，苗期喷施除草剂，可杀除不抗除草剂的谷苗，抗除草剂的谷子正常生长，起到间苗的作用。

主体播种量(kg/667 m2)=当地适宜的留苗密度(万株/667 m2)÷发芽率÷出苗率(%)×千粒重÷100[2]。其中，发芽率为85%以上，春谷区谷子出苗率为80%，千粒重为3.0 g左右，当地适宜的留苗密度为2.5万株/667 m2，赤谷20的千粒重为3.1 g，按照上述指标计算，赤谷20主体播种量为1.71 kg/hm2较为适宜(表3)。

主体播种量与辅助播种量的比例应适当，一般为1∶(2.0～3.0)。适宜的混配比例与当地习惯的留苗密度有关，留苗密度大，辅助播种量比例应越小。

表3 不同主体播种量下赤谷20化学间苗后的留苗密度

主体播种量(kg/hm2)留苗密度(万株/hm2)1．0022．51．5033．01．7137．52．5055．53．0066．0

总播种量既要满足当地农户种植习惯，又要满足间苗效果。总播种量一般为0.20～0.35 kg/667 m2。对于多品系来说，主体播种量是固定的，因此混合比例，即主体播种量与辅助播种量的比例决定着总播种量。混合比例低时，总播种量较少，出现漏播导致的断垄现象严重；混合比例高时，种子漏播现象减少，但由于辅助种子连续出现的几率增加，化学间苗后易出现断垄现象[5]。2015年对赤谷20进行种子不同比例播种试验，结果表明：主体播种量与辅助播种量比例为1∶(2.0～3.0)，即总播种量为5.13～6.84 kg/hm2时，出现的漏播断垄现象减少。

表4 不同混合比例播种下赤谷20化学间苗效果

混合比例总播种量(kg/hm2)漏播断垄比率(%)辅助种子导致断垄比率(%)总断垄率(%)1∶1．03．426．70．77．41∶1．54．285．31．36．61∶2．05．133．11．84．91∶2．55．992．72．55．21∶3．06．841．54．15．61∶3．57．701．15．86．9

3 结论与讨论

广泛利用除草剂除草，节约劳动力，增加作物产量已成为作物产业化发展的必经之路，是农田产业化发展的基本措施[6]。目前谷田中利用的除草剂主要为拿捕净，自2008年现代农业产业体系创建以来，河北农林科学院把含有拿捕净基因的抗性谷子材料分发给谷子主要育种单位，共同进行谷子抗除草剂育种。但由于拿捕净只对单子叶杂草有效，对双子叶杂草无效，不能彻底去除杂草，导致抗除草剂拿捕净谷子在生产中没有大面积推广。同时单纯的抗除草剂拿捕净品系没

The Breeding and Simplify the Cultivation Techniques of Herbicide-resistant Millet Varieties Chigu 20

CHAIXiaojiao,WANGXianrui,BAIXiaolei,LIUYanchun,FUYing,SHENYi’nan,LIShutian

2017-03-20

柴晓娇(1986—)，女，内蒙古呼仑贝尔人；硕士研究生，副研究员，主要从事谷子新品种选育工作。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.08.118

S 515

A

1001-4705(2017)08-0118-04