黑芝麻新品种赣芝14号的选育及其镉低积累特性鉴定

颜小文，孙 建，乐美旺*，饶月亮，颜廷献，邹珍太，周红英

(1.江西省农业科学院 作物研究所/江西省油料作物生物学重点实验室/国家油料改良中心 南昌分中心，江西 南昌 330200；2.江西省贵溪市农业局，江西 贵溪 335400)

芝麻是重要的优质食用油源和营养保健食品，其种子脂肪酸组成主要是油酸和亚油酸，其总量达85%左右，富含人体必需的8种氨基酸、芝麻素(sesamin)、芝麻酚(sesamol)、维生素E等天然抗氧化类物质，其蛋白质是完全蛋白质，蛋氨酸和色氨酸等含硫氨基酸比其他植物蛋白高，容易被人体吸收利用，也是一种理想的植物蛋白资源，是传统的优质保健食品[1-3]。我国芝麻常年种植面积46.7万hm2左右，种植面积和总产量位居世界前列，单产居世界首位，河南、安徽、湖北、江西是我国芝麻生产的四大产区[4-5]。作为全国芝麻主要产区，江西芝麻常年种植面积33333.3～46666.7 hm2，主要以黑芝麻种植为主，面积和产量均占全国黑芝麻的60%以上，江西黑芝麻在国内乃至国际久负盛名[6]。选育高产、优质、多抗黑芝麻新品种一直是江西芝麻产业技术研发的重要内容，品种的更新换代也是巩固和提升江西黑芝麻产业竞争力的技术关键[7]。

近年来，随着现代工农业生产的飞速发展和人口数量的急剧增加，农药化肥施用量、工业“三废”、畜禽粪便、城市垃圾产生量不断增加，导致土壤镉等重金属含量增高[8-9]。由于镉不能被土壤微生物分解，且半衰期长达20年之久，其污染为不可逆的累积过程[9-10]。同时，镉又是生物迁移性很强的重金属，极易被芝麻等农作物吸收并累积，超过一定限度不仅严重影响作物的产量和品质，并通过食物链富集，危害人体健康[11-12]。可见，土壤镉污染使得芝麻安全生产，尤其是绿色芝麻安全生产受到严重威胁[13-14]。因此，鉴定筛选和培育镉低积累芝麻新品种是芝麻安全生产的重要技术支撑之一[14-15]。

结合品种选育、抗耐性表现和镉积累特性鉴定，江西省农业科学院作物研究所选育出具有镉低积累特性的高产、优质、抗病(逆)等综合性状优良的黑芝麻新品种赣芝14号，于2015年通过江西省农作物品种审定委员会认定。

1 选育过程

赣芝14号的选育过程如图1所示，2008年夏季，利用抗倒伏、籽粒黑色度好、品质优的江西地方黑芝麻品种青麻作父本，与同为地方品种的母本樟树黑芝麻进行有性杂交，杂交种(F1)于2008年海南冬季种植，随机选取50个单株混合进行下一代种植，2009～2010年分别在南昌夏季和海南冬季采用系谱法进行后代分离选择，同时进行产量性状、粒色及口感等品质性状、抗病性、抗逆性和生育期等综合鉴定。其中，2010年夏季对综合性状表现优异且稳定的6个单株系进行编号，并于冬季在海南繁殖足够种子以备随后品系比较试验所需。结合多年性状表现，其中编号为H11的株系综合表现突出，性状一致、遗传稳定、生长势好、结蒴密、产量高、品质优、抗病抗逆性强，于2011～2012年进行早秋芝麻品系比较试验，2013～2014年参加江西省芝麻品种区域试验，同时进行江西省多点试验示范与栽培技术研究试验。H11于2015年通过江西省农作物品种审定委员会认定，定名为赣芝14号。

2 产量、品质及抗病(逆)性表现

2.1 产量表现

2011～2012年在南昌开展的芝麻品系比较试验中，赣芝14号(原编号H11)产量分别为1126.3、1156.5 kg/hm2，分别比江西省区试对照品种金黄麻增产16.12%、17.87%。由表1可以看出，在2013～2014年2年的江西省芝麻品种区域试验中，赣芝14号的产量分别为1191.3、1065.2 kg/hm2，平均产量1128.3 kg/hm2，比对照品种金黄麻增产6.74%，达显著水平。且在区域试验中，该品种生长极为整齐，开花、成熟一致性好，经济性状、抗性等均表现突出，籽粒外观品质和食用品质比对照种较好。

图1 赣芝14号的选育过程示意图

同时，2013～2014年期间，赣芝14号在江西省农业科学院作物研究所横岗基地、南昌市农科院、进贤县原种场等地开展试验示范，分别种植了0.52、0.34、0.29 hm2，总计面积为1.15 hm2，3个试点的产量分别为1479.0、1449.6、1427.4 kg/hm2，分别比对照增产34.12%、26.72%、26.58%；平均产量为1452.00 kg/hm2，比对照增产29.14%。此外，该品种于2014～2015年小范围释放给农户试种，各地反映该品种稳产、高产，增产显著，深受广大农户欢迎，一般产量为1100.0～1500.0 kg/hm2，高产田块可达1900.0 kg/hm2以上。

2.2 品质表现

品种品质检测主要为含油量和蛋白质含量的测定，其中含油量测定按照标准NY/T 1285─2007进行，蛋白质含量测定按照标准GB/T 24318─2009进行，均委托农业部油料及制品质量监督检验测试中心进行测定。结果显示，赣芝14号的含油量为52.28%，比对照品种金黄麻(含油量50.78%)高1.50个百分点，蛋白质含量为23.97%，比对照(24.78%)低0.81个百分点。该品种籽粒颜色为纯黑色，种皮薄，口感香甜，外观及口感品质优于对照品种金黄麻，具有良好的商品性，适合黑芝麻的出口贸易与加工。

2.3 抗病性和适应性表现

抗病性鉴定主要开展茎点枯病和枯萎病的田间自然发病率及病情指数的观察与统计，参照文献[16]进行。从表1可以看出，赣芝14号茎点枯病发病率平均为5.59%，病情指数3.70，对照金黄麻茎点枯病发病率平均为8.93%，病情指数6.27，赣芝14号明显优于对照。赣芝14号枯萎病发病率平均为6.11%，病情指数4.40，对照金黄麻枯萎病发病率平均为4.06%，病情指数2.68，赣芝14号与对照相当，差异不显著。此外，赣芝14号还具有耐渍、耐肥抗倒、耐旱、适应性广和抗逆性强的特点。

表1 赣芝14号区试产量和抗病性表现

3 镉低积累特性表现

3.1 试验设计

不同品种的镉积累比较试验分别在湖南和江西贵溪两地的镉污染地块上开展，厢宽2 m，每个品种种植10行，行距40 cm，株距15～20 cm，每个品种重复3次，其他管理同常规栽培管理措施，于成熟后收获种子和茎秆，3个重复等量混合后进行相应的镉积累量(即镉含量)测定。芝麻茎秆和种子镉积累量测定均采用原子吸收分光光度法进行，分别委托湖南省分析测试中心和中国农业科学院油料作物研究所测试中心进行测定。其中长沙试验点供试品种材料10个，分别为来自江西的黑芝麻品种(系)赣芝14号、赣芝9号、赣芝11号、金黄麻、波阳黑、武宁黑、都昌黑芝麻、8-16和来自河南的白芝麻品种98N09、郑太芝1号。贵溪试验点供试品种材料20个，其中白芝麻10个，分别为丰城白芝麻、赣芝3号、赣芝10号、赣芝12号、赣芝13号、赣芝15号、赣芝1505、赣芝1508、渝芝1号和DW607；黑芝麻10个，分别为金黄麻、赣芝7号、赣芝11号、赣芝14号、GZ16、GZ17、GZ1522、QS01、周黑芝1号和缅甸黑芝麻。种子均由各品种选育单位提供，由江西省农科院作物所芝麻创新团队扩繁后供本研究使用。

3.2 结果与分析

在2015年湖南试验点，湖南省分析测试中心测定的结果显示(表2)，参试的10个芝麻品种茎秆的镉积累量在2.21～3.38 mg/kg之间，平均2.69 mg/kg，变异系数为16.52%；10个参试品种种子中镉积累量为0.99～1.66 mg/kg之间，平均1.46 mg/kg，变异系数为13.72%；茎秆和种子的镉积累量成正相关(r=0.525)。在10个参试品种中，茎秆和种子镉积累量表现最低的均是赣芝14号，分别为2.21、0.99 mg/kg，其中，种子镉积累量为最高积累量品种的59.64%，为参试品种平均值的67.81%。

在2016年贵溪市试验点，中国农业科学院油料作物研究所测试中心测定的结果显示(表2)，参试的20个品种种子镉积累量在0.24～1.00 mg/kg，平均0.45 mg/kg，变异系数37.16%，品种间存在较大差异。赣芝14号种子镉积累量为0.38 mg/kg，为最高积累量品种的38.00%，为参试品种平均值的84.44%。

表2 2015～2016年芝麻种子镉积累试验测定结果及赣芝14号表现

3.3 结论

综合2年两点试验结果，赣芝14号种子镉积累量分别为最高积累量品种的59.64%和38.00%，分别为参试品种平均值的67.81%和84.44%，均表现出镉低积累特性，是一个产量、品质、抗性等综合表现优良的镉低积累品种，具有很高的推广应用价值。

4 主要农艺性状与栽培技术要点

赣芝14号属单秆型品种，一般不分枝，茎秆直立而粗壮，整株叶片从上至下叶片分别为长椭圆形、椭圆形、心形，每叶腋三花，花朵为白色；每腋蒴果数3个，蒴果四棱，不裂蒴；成熟后期植株、叶片和蒴果均为青绿色。株高135 cm左右，始蒴部位约50 cm，空稍尖3～5 cm，单株蒴果数75个左右，每蒴粒数约64粒，千粒重2.62 g，成熟种子长宽比例适中，种皮纯黑。赣芝14号在赣中地区以夏芝麻种植，生育期为88～94 d，作早秋芝麻种植为78～83 d，在两年区域试验中的平均生育期为85.8 d。

赣芝14号适宜在中等肥力以上的砂质壤土田块种植，忌连茬，应选择地势较高、排灌方便的轮作田种植。播种时间以5月下旬至7月上中旬播种为宜。播种量为3～6 kg/hm2。播种以条播为宜，撒播也可。夏芝麻定苗15万～18万株/hm2，秋芝麻18万～22.5万株/hm2。及时间苗，间苗宜早不宜迟，第一对真叶出现时就应间苗，2～3对真叶时结合中耕二次间苗，4～5对真叶时结合中耕除草定苗。芝麻生育期短，对肥料需要比较集中，应施足基肥。芝麻病虫草害防治要坚持农业与药剂综合防治相结合的原则。苗期防治地老虎、跳甲与蚜虫，中后期防治芝麻天蛾和椿象，重点防治枯萎病和茎点枯病。

适时打顶和收获。为了争取蒴果、籽粒充实的有效生长期，应在终花前打掉顶端2 cm左右的空梢尖，使养分集中于蒴、粒，实现增产效应，提高芝麻的产量和品质。赣芝14号成熟时，中下部叶片落光，上部叶片呈青绿色，中部蒴果籽粒黑而饱满，呈固有的色泽，顶端蒴果籽粒种皮略呈黑色，此时为最佳收获期。

致谢：本研究在镉积累鉴定长沙点试验及测定方面得到湖南省农业科学院作物研究所何录秋研究员的大力支持。