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，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）

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，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18～20 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。

2009～2015年在山西农业大学谷子研究所试验田选种圃依次对F2～F9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”。

2018～2019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〕。

一是，直接向受伤害者表达自己的歉意。例如我们经常向对方说的“不好意思呀”、“抱歉了”等。这些话语在任何表示歉意的场合都可以使用，是比较简单的一种致歉方式，其中“抱歉”的感情程度比“对不起”要低，“对不起”相比更正式化一点，而“不好意思”更具口语色彩，日常生活中会经常使用到。

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 2017～2018年山西农业大学谷子研究所品比试验，长农47号2 a平均产量为6 727.5kg/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。

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 1 Yield of Changnong No.47 in the national combined test for regional adaptability of millet varieties

2.2.2 区域试验 2018～2019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2018～2019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 2017～2018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。

2.3 抗性表现

2.3.1 抗病虫性 2018～2019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 2017～2018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2～3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

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%）800～1 200 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3～5 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6.7～8.5 cm[11]。

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3～5叶期、杂草2～4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8～9叶期，深中耕1次，并追施尿素170 kg/hm2。

3.3.3 间苗和定苗 在谷子5～6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500～800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1 500～2 000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7～10 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hm2[16]。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。