抗除草劑簡化栽培型谷子品種朝谷58的選育及配套栽培技術研究

張海金　陳國秋　譚國奉

摘要：[目的]選育抗除草劑簡化栽培型谷子品種朝谷58并探究其配套栽培技術。[方法]運用多系品種的概念，從河北省谷子研究所引進抗拿捕凈的谷子材料冀谷25與性狀較好的優良春谷品種朝谷9號雜交，育成了適宜簡化栽培的多系谷子新品種朝谷58；通過研究姊妹系的適宜混配比例、播種量、播期、除草劑種類、除草劑適宜噴施時期及劑量等提出了與其配套的簡化栽培技術。[結果]朝谷58由抗拿捕凈的新品種323-1及不抗拿捕凈的同型姊妹系323-2組成，2012年3月通過遼寧省雜糧備案登記。該品種抗倒伏、抗旱且抗多種病害。與該品種配套的簡化栽培技術實現了同時化學間苗和化學除草，噴藥后7 d左右自動達到大田生產所需的留苗密度，出苗30 d內對雜草防效達 90%以上，全生育期基本不需要人工間苗和人工除草。[結論]為該品種在生產上的推廣應用提供了參考。

關鍵詞：谷子；簡化栽培；多系品種；抗除草劑育種；朝谷58

中圖分類號：S435.15 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-069-03

谷子起源于我國，是我國的特色作物，我國的谷子種植面積占世界谷子種植總面積的80%，建國初期全國谷子年種植面積高達1 000萬 hm2，谷子在我國農業生產史上曾發揮過重要作用[1]。谷子具有營養豐富、“醫食同源，耐旱耐瘠”、糧草兼用等特點，在人類對健康越來越重視、雜糧熱日益升溫、水資源短缺日趨嚴重以及畜牧業不斷發展的形勢下，谷子理應在農業種植結構調整和國際貿易中占有重要地位，但谷子的總體種植面積一直呈下降趨勢，近年來我國谷子年種植面積已逐漸萎縮至 105萬 hm2。出現上述不正常現象的主要原因有3個方面：①長期以來谷子一直被看作是低產作物而受到忽視。②谷子在應用方面未得到很好的開發，一直是傳統的輔糧（吃粥），它的經濟效益完全靠市場調節，所以效益很不穩定。③谷子自身的問題。谷子是小粒半密植性作物，千粒重僅3.0 g左右，1 kg種子數量多達 30萬～35萬粒，而適宜的留苗密度為 37.5 萬～75.0萬株/hm2，即用種量僅2.5～4.5 kg/hm2。由于谷子多種植在旱薄地上，管理粗放，弱小的谷苗需要靠群體頂土的作用才能保證出苗，精量播種難以保證全苗。因此，谷子生產一直采用大播種量（15～30 kg/hm2）保證全苗再通過人工間苗達到適宜留苗密度的栽培方式。同時，谷子品種普通缺乏適宜的除草劑，谷田除草一直靠人工作業。人工間苗、除草不僅體力勞動繁重，而且谷子苗期一旦遇到連續陰雨天氣，極易造成苗荒和草荒而導致嚴重減產甚至絕收，常年因此減產30%左右，這也是近年來谷子種植面積不斷萎縮的主要原因之一。為了減少農作物因雜草危害導致的經濟損失，除草劑除草已成為當今農田有效控制雜草、提高作物產量與質量、發展農業生產的一項基本措施[2]。為解決谷子間苗、除草難題，實現谷子的簡化栽培，筆者提出了利用從河北谷子研究所引進抗拿捕凈材料冀谷25，通過接觸雜交育種手段選育抗拿捕凈的品種朝谷58，并研究了其配套的栽培技術，旨在為該品種在生產上的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 育種材料。抗拿捕凈材料冀谷25（河北省農業科學院谷子研究所）；朝谷9號（遼寧省水土保持研究所）常規育種材料。

1.1.2 除草劑。拿捕凈（遼寧沈陽科創化學品有限公司）、44%谷友可濕性粉劑（南開大學）、56% 2甲 4綠鈉可濕性粉劑（山東濟南源茂化工有限公司）和40%捕草凈可濕性粉劑（山東漢高生物工程公司）。

1.2 方法

1.2.1 抗除草劑簡化栽培谷子新品種朝谷58的選育方法。

1.2.1.1 選育思路。用抗拿捕凈谷子材料冀谷25與綜合性狀優良的常規谷子品種朝谷9號接觸雜交，在雜種自交后代中低世代選擇抗感拿捕凈分離的單株，高代中篩選農藝性狀相近的抗拿捕凈、不抗拿捕凈的同型姊妹系；將抗拿捕凈、不抗拿捕凈的同型姊妹系混合，形成可以簡化栽培的抗拿捕凈品系+不抗拿捕凈的同型姊妹系的多系品種，通過噴施特定除草劑，殺死不抗除草劑品系，并殺除雜草，達到同時實現化學間苗、化學除草的簡化栽培目的。

1.2.1.2 選育過程。朝谷58是2007年以高產品種朝谷9號為母本，抗除草劑品種冀谷25為父本雜交，后經6個世代定向選擇而成的谷子新品種。2008年從F1代中選擇真雜交種，2009～2010年從分離群體中單株選擇，海南加代，2009年根據育種目標選擇單株，代號323-1及323-2進行穗行種植，該2株穗行表現穗部經濟性狀良好，活秧成熟，抗旱性強，莖稈堅韌，抗倒伏，抗病性強，323-1完全抗拿捕凈，323-2完全不抗拿捕凈。2010年參加產量比較試驗，2011年參加遼寧省谷子品種區域試驗及示范種植。2012年通過遼寧省雜糧備案登記。

1.2.2 朝谷 58配套栽培技術研究。

1.2.2.1 適宜的除草劑篩選。利用谷子抗拿捕凈基因，拿捕凈成為主要的除草劑，也是間苗劑。由于拿捕凈只殺單子葉雜草，對雙子葉雜草完全無效，因此，對于只采用抗拿捕凈基因的簡化栽培品種，還必須篩選出對谷子安全無副作用且能有效殺滅雙子葉雜草的輔助除草劑，以彌補拿捕凈不能徹底殺滅谷田雜草的不足。對44%谷友、40%捕草凈、56% 2甲4綠鈉3種除草劑進行了研究試驗，方法是根據除草劑說明書推薦劑量，研究其對谷子的安全性和除草效果，篩選出適宜谷子的除草劑[3]。

1.2.2.2 配套栽培技術研究。在培育出適宜簡化栽培的谷子新品種的基礎上，2012～2013年進行了與之配套的栽培技術研究。設置不同的種子混合比例和播種量，統計噴施除草劑后的留苗密度，篩選出適宜的種子混合比例和播種量及播期試驗。

2 結果與分析

2.1 簡化栽培谷子品種朝谷58的選育結果[4]

2.1.1 品種特征特性。

該品種根系發達，莖稈粗壯、綠色。幼苗綠色，芽鞘綠色，株高155.7 cm，穗紡錘型，短刺毛、綠色，碼中緊，主穗長20.2 cm，單穗穗粒重11.91 g，千粒重2.70 g，出谷率80%～83%，黃谷黃米。該品種莖稈堅韌抗倒伏，活秧成熟，抗旱性強，高抗銹病、白發病、黑穗病、谷瘟病、紋枯病。

該品種田間長勢整齊一致，活稈成熟。平均生育期119 d，該品種突出特點是穗部經濟性狀良好，活秧成熟，抗旱性強，莖稈堅韌抗倒伏，高抗銹病、白發病、黑穗病、谷瘟病。品嘗鑒定結果，米質粳性，口感好。

2.1.2 產量表現。

2010年參加遼寧省水土保持研究所產量比較試驗，產量為6 300 kg/hm2，比對照品種朝谷13號（5 550 kg/hm2）增產13.5%。2011年參加遼寧省雜糧備案品種區域試驗，平均產量4 465.05 kg/hm2，居第4位，比對照朝谷13增產5.5%，在6個試點中有5點增產。

2010年進行小面積示范種植，平均產量5 250 kg/hm2，比當地對照品種朝谷13號（3 885 kg/hm2）增產13.5%。2011年在朝陽地區進行大面積示范種植，平均產5 056.5 kg/hm2，比當地主栽品種增產15%以上，2年種植結果表明該品種高產穩產。

2.1.3 商品性及營養品質。

該品種籽實整齊一致、秕谷少。小米籽粒均勻一致，顏色均勻，商品性好。品嘗鑒定結果，米質粳性，易粘湯，口感好。經農業部農產品質量監督檢驗測試中心測定，朝谷58小米粗蛋白含量12.03%，粗脂肪含量2.36%，粗淀粉含量80.61%，賴氨酸含量0.17%，硒0.006 05 mg/kg，膠稠度132 mm，糊化溫度4.4級。品嘗鑒定結果：干、稀飯均佳，飯黃色，味香，口感好。2013年 11月在中國作物學會粟類作物專業委員會主辦的 “全國第十屆優質食用粟品質鑒評會”評為二級優質米。

朝谷58田間抗逆性鑒定結果表明，抗旱性強，抗倒伏性強，高抗谷子白發病、黑穗病、谷瘟病和銹病。

2.2 適宜的輔助除草劑篩選及使用方法 從表1可知，捕草凈除草劑在理想除草效果劑量下對谷子藥害顯著，且谷子不能恢復正常生長； 谷友在2 100 g/hm2劑量下可有效防治雙子葉雜草、控制單子葉雜草，對谷子生產安全可靠； 2甲 4綠鈉在2 100 g/hm2劑量下可有效殺滅雙子葉雜草，對所有谷子品種安全無副作用，而且是觸殺型苗后除草劑，除草效果較少受到干旱的影響。因此，篩選出適用于谷子安全生產的除草劑為谷友和2甲 4綠鈉。

2.2.1 谷友。適宜噴施時期為播種后出苗前。濃度為44%谷友可濕性粉在2 100 g/hm2劑量劑下對雙子葉雜草防效為91.6%，對單子葉雜草的防效為80.4%，且對所有谷子品種安全。對水不少于 750 kg/hm2，如果田間比較干旱，加大對水量能提高防效。

2.2.2 2甲4綠鈉。適用于所有類型的谷子品種，最佳施藥時期為雜草 2～3葉期，最佳施藥劑量為2 100 g/hm2，對水600 kg/hm2，對1年生雙子葉雜草防效大于92%。

2.2.3 拿捕凈。12.5%拿捕凈乳油適宜噴施時期為雜草2～3葉期，間苗最佳時期為谷苗3～5葉期，而該2個時期基本吻合，理想施藥劑量為1.2 L/hm2，對水450.0 L/hm2，對單子葉雜草防效大于95%、間苗效果大于98%（表2）。

2.3 適宜的播種量及混合比例研究 總播種量由主體播種量和輔助播種量組成，其中，主體播種量為化學間苗后留下的抗除草劑品系的播種量，輔助播種量為不抗除草劑姊妹系的播種量。主體播種量應綜合考慮種子發芽率、田間出苗率、保苗率、當地適宜的留苗密度、品種千粒重，其計算公式為：主體播種量（kg/hm2）=當地適宜的留苗密度（萬株/hm2）÷發芽率（%）÷出苗率（%）÷保苗率（%）×千粒重（g）÷100[5]。其中，發芽率應在85%以上（國家種子質量標準規定），相對某個品種而言，千粒重、適宜的留苗密度相對固定，我國春谷品種的千粒重一般為3 g左右，適宜栽培密度為45萬株/hm2左右；在墑情較好的條件下，谷種田間出苗率一般在70%左右，保苗率80%，按照上述公式設計7個主體播種量，試驗結果見表3。

一般當地平地適宜種植密度為52.5 萬株/hm2，根據當地的播種種植密度朝谷58主播種量4.80 kg/hm2較適宜，總播種量為11.25 kg/hm2即4.80 kg抗拿捕凈品系加上6.45 kg不抗拿捕凈的同型姊妹系，充分混合均勻。山地種植密度37.5萬株/hm2，則主播量為4.05 kg/hm2為宜。

2.4 播期試驗結果 根據遼寧省谷子種植時間，從5月中旬開始每隔6 d為1個播期，直到6月中旬，共5個播期，通過研究不同播期對谷子產量及主要農藝性狀的影響，確定了簡化品種的適宜播期。

結果表明，朝谷58號5月23日播種產量最高，其次為5月17日（表4）。

2.5 應用情況 2012～2013年朝谷58及其配套簡化栽培技術已在累計阜新、喀左、朝陽、北票等示范推廣 1 000 hm2。經田間檢測，節約間苗除草用工勞動日30個/hm2，節約用工費用3 000元/hm2，扣除新增的種子和除草劑成本375元/hm2，節支增收2 625元/hm2，采用朝谷58及其配套栽培技術，還可有效防治谷田惡性雜草谷莠子，防效達80%以上。

3 結論與討論

國內外谷子抗除草劑育種已開展了10年以上[6]，目前主要應用的是抗拿捕凈基因，在河北谷子研究所已經選育一系列抗拿捕凈品種，但是，由于谷子的種植區域限制，其他地區選育的的抗除草劑品種不適應遼西地區生產，所以朝谷58的育成為遼西抗除草劑品種的推廣應用提供了品種保障。該項技術成功地運用多系品種的觀念，提出了簡化栽培多系品種的同型姊妹系或近等基因系的適宜混合比例、播種量、除草劑種類、適宜噴施時期與劑量等谷子簡化栽培技術，使用較低劑量的谷友 （1.20～1.50 kg/hm2）和2甲4綠鈉輔助除草，彌補了拿捕凈對雙子葉雜草無效的不足，既可實現安全有效除草，又可同時實現化學間苗。采用該項技術仍可以采用較大的播種量 （11.25～15.00 kg/hm2）發揮谷苗的群體頂土作用，保證一播全苗，又可以根據苗情實現靈活的化學間苗。我國北方旱地占 60%以上，而且旱情逐年加重。谷子是抗旱耐瘠作物，理應在旱地持續農業發展中發揮重要作用，但是，由于間苗除草問題的制約，幾十年來谷子種植面積持續下降，該品種和栽培技術的推廣應用對于恢復和發展谷子生產、促進旱地農業種植結構調整和持續發展起到促進作用。

參考文獻

[1] 刁現民.首屆谷子大會文集[C].內蒙古赤峰，2009：21-23.

[2] GRESSE J.Advances in achieving the needs biotechnologically-derived herbicide resistant crops[J].Plant Breeding Review，1993，11：155-198.

[3] 張海金.谷子田除草劑除草試驗初報[J].河北農業科學，2008，12（2）：58-59.

[4] 張海金，陳國秋，張文飛，等.抗除草劑谷子新品種朝谷58的選育研究[J].安徽農業科學，2016，41（8）：3362-3363.

[5] 程汝宏，師志剛，劉正理，等. 抗除草劑簡化栽培型谷子品種冀谷25的選育及配套栽培技術研究[J].河北農業科學，2010，14（11）：8-12.

[6] 王天宇，辛志勇.抗除草劑谷子新種質的創制、鑒定與利用[J].中國農業科技導報，2000，2（5）：62-66.