優質抗除草劑谷子新品種長農47號選育及其高產栽培技術

范惠萍，趙培悅，張艾英，李瑜輝，王麗霞，王瑞，郭二虎

（山西農業大學谷子研究所，山西 長治 046000）

谷子（Setaria italica）為禾本科黍屬作物，最早起源于黃河流域，一直是我國北方農業的主栽作物，也是我國旱作農業生產中的優勢作物[1]，具有耐干旱、耐貧瘠和耐貯藏等優點[2]。我國于20世紀20年代開始有組織、有計劃地進行谷子育種工作[3]。谷子的育種目標從高產育種，歷經高產、多抗兼顧優質育種，目前已進入高產與優質兼顧的育種階段[4]。

中國雜糧在山西，山西雜糧首推小米[5]。山西小米品質優良，種植面積較廣，其春谷種植面積居全國第一位[6]。然而，山西谷子生產方式和種植管理以人工為主，缺乏除草機器[7]；且谷子大多數不抗除草劑，也不能使用除草劑除草，谷田勞動強度大[8]。這些因素制約了谷子規模化、機械化和產業化的發展。2007年山西農業大學谷子研究所以培育優質、矮稈、易機收、抗除草劑為育種目標，用汾選6號做母本、抗稀禾啶除草劑品系RN做父本進行雜交，經多代選擇培育出具有優質、中矮稈、抗除草劑、適應性強、易機收等特點的谷子新品種長農47號，為谷子產業發展起到了積極作用。該品種2020年通過國家非主要農作物品種登記〔登記編號：GDP谷子（2020）140096〕。

1 材料與方法

1.1 親本材料

母本為汾選6號，由山西農業大學經濟作物研究所以晉谷14號為母本、晉谷20號為父本連續加代雜交選育而成，主要特點是品質優、抗性好。該品種株高135 cm，屬中矮稈；谷穗圓筒型，白谷黃米；單穗重18～20 g，穗粒重15 g，千粒重3.0 g；子粒含粗蛋白18.16%、賴氨酸0.3%、淀粉60.69%。

父本RN為抗稀禾啶除草劑品系，由河北省農林科學院谷子研究所提供。

2個親本材料優良性狀多，優缺點互補，且無突出缺點。

1.2 選育過程

2007年在山西農業大學谷子研究所試驗田，用汾選6號做母本、抗稀禾啶除草劑品系RN做父本配制雜交組合。

2008年在山西農業大學谷子研究所試驗田選種圃種植F1代，谷子出苗后三葉期噴施稀禾啶除草劑，7 d后觀察谷苗的生長情況，谷苗健康、未觀察到受藥害的可確定為F1真雜種，收獲后種植穗行F2。在低代材料的選擇中，注重材料的抗性以及綜合農藝性狀的選擇。

2009～2015年在山西農業大學谷子研究所試驗田選種圃依次對F2～F9代進行連續選擇，每年噴施稀禾啶除草劑，選擇商品性好、農藝性狀優良并抗稀禾啶除草劑的植株進行收獲。

2016年在山西農業大學谷子研究所試驗田選種圃種植，選擇米色鮮黃、商品性好、農藝性狀優良的穗行出圃，代號為“2016KNF高-3”。該品系生長整齊，中矮稈，米色鮮黃，口感綿軟，適口性好，在全國第十二屆優質食用粟評選中被評為“國家一級優質米”。

2017年在山西農業大學谷子研究所試驗田對該品系進行田間產量比較試驗，其農藝性狀、抗病性、產量等性狀表現優良，定名“長農47號”。

2018～2019年長農47號參加國家聯合區域鑒定、DUS測試、抗病性鑒定等。

2020年11月長農47號獲國家非主要農作物品種登記證書〔登記編號：GDP谷子（2020）140096〕。

一是，直接向受傷害者表達自己的歉意。例如我們經常向對方說的“不好意思呀”、“抱歉了”等。這些話語在任何表示歉意的場合都可以使用，是比較簡單的一種致歉方式，其中“抱歉”的感情程度比“對不起”要低，“對不起”相比更正式化一點，而“不好意思”更具口語色彩，日常生活中會經常使用到。

2 選育結果

2.1 特征特性

長農47號為春播中晚熟區品種，生育期122 d；幼苗葉色和鞘色均為綠色；株高144.3 cm，屬中矮稈；植株半上沖；穗呈圓筒型，穗長20.00 cm，穗粗3.29 cm，穗重21.89 g，穗頸長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，白谷黃米；熟相好。

2.2 產量表現

2.2.1 品比試驗 2017～2018年山西農業大學谷子研究所品比試驗，長農47號2 a平均產量為6 727.5kg/hm2，較長農35號（CK）增產5.48%（表1））。其中，2017年平均產量為6 725.0 kg/hm2，較CK增產5.49%；2018年平均產量為6 730.0 kg/hm2，較CK增產5.47%。從綜合農藝性狀來看，長農47號植株健壯，抗倒性好，一致性高，子粒飽滿。

表1 全國谷子品種區域適應性聯合鑒定試驗中長農47號的產量Table 1 Yield of Changnong No.47 in the national combined test for regional adaptability of millet varieties

2.2.2 區域試驗 2018～2019年全國谷子品種區域適應性聯合鑒定試驗，長農47號2 a平均產量為5 050.5 kg/hm2，較長農35號（CK）增產9.66%，居2018～2019年參試品種第5位。其中，2018年平均產量為4 990.9 kg/hm2，較CK增產9.02%，居參試品種第11位；2019年平均產量為5 110.3 kg/hm2，較CK增產10.33%，居參試品種第6位。2 a計14點次試驗中，長農47號有11點次增產，增產幅度為0.06%～49.61%，增產點次率為78.57%。

2.2.3 示范試驗 2017～2018年分別在長治市壺關縣晉莊、長治市沁縣西北村進行示范試驗，長農47號2 a平均產量為6 780.0（晉莊）和5 805.0 kg/hm2（西北村），農藝性狀、抗病性、產量等綜合性狀表現優良。

2.3 抗性表現

2.3.1 抗病蟲性 2018～2019年河北省農林科學院谷子研究所連續2 a對長農47號進行病害（白發病、谷銹病和谷瘟病）抗性鑒定，2 a綜合評價結果表明，該品種屬7級感病類型。田間自然鑒定，長農47號抗旱性、耐澇性均為2級；紅葉病發病率為3.59%，線蟲病發病率為4.00%，蛀莖率為6.56%，其它病害未見發生。

2.3.2 抗稀禾啶除草劑性能 2017～2018年在山西農業大學谷子研究所組織的品比試驗中，在長農47號幼苗2～3葉期噴施稀禾啶除草劑，全生育期未見藥害發生。

2.4 品質性狀

2.5 適宜種植區域

長農47號適宜在山西省中南部如長治、晉城、陽泉、晉中、臨汾和忻州的部分地區春播，運城、臨汾南部復播，也可在陜西延安、遼寧朝陽、甘肅東部無霜期150 d以上的春播中晚熟區種植。

3 高產栽培技術要點

3.1 播種前的管理

選擇無污染的平地種植，盡可能選擇前茬作物為豆類、玉米、馬鈴薯等的地塊[9]。谷子主要種植于旱薄地，播種前期應精細整地、鎮壓保墑[10]。前茬收獲后，在土壤上凍前深耕并耙耢，以達到蓄墑、保墑的目的，并配施三元復合肥（氮磷鉀總有效成分含量≥45%）800～1 200 kg/hm2，增施有機肥效果更佳。早春精細整地，旋耕耙耢并進行鎮壓，保證地平土細、上虛下實、墑情良好[11，12]。播種前3～5 d，選晴天晾曬種子并用鹽水選種，選擇飽滿種子放置于陰涼處晾干。

3.2 適時播種，合理密植

在山西省長治地區，長農47號的最適播期為5月中下旬。該品種分蘗較少，留苗密度要達到37.5萬～45.0萬株/hm2。采用等行或寬窄行栽培，其中等行栽培的行距為0.4 m，寬窄行栽植時寬行距為0.4 m、窄行距為0.3 m，株距6.7～8.5 cm[11]。

3.3 田間管理

3.3.1 補苗 播種后如遇干旱天氣等造成斷苗，應及時補苗。

3.3.2 除草和中耕 在谷子3～5葉期、雜草2～4葉期，選無風晴天，用12.5%稀禾啶和20%氯氟吡氧乙酸異辛酯各1 200 mL/hm2，對水750 kg/hm2，田間均勻噴霧除草。在谷子8～9葉期，深中耕1次，并追施尿素170 kg/hm2。

3.3.3 間苗和定苗 在谷子5～6葉期，遵循去大、去小、留中間的原則[11]進行間苗。

3.3.4 病蟲害防治 播種前，用種子質量0.2%～0.3%的35%甲霜靈濕拌種劑、2.5%咯菌腈懸浮種衣劑、2%戊唑醇濕拌種劑和70%吡蟲啉可濕性粉劑拌種，可防治白發病、紋枯病、粒黑穗病以及蟲害。間苗后，用4.5%高效氯氰菊酯乳油1 500倍液噴施幼苗基部防治鉆心蟲，7 d后再防治1次。用40%克瘟散乳油500～800倍液或6%春雷霉素可濕性粉劑1 000倍液噴霧防治谷瘟病，用72%農用鏈霉素葉面噴施防治褐條病，7 d后再防治1次。用10%吡蟲啉2 000倍液葉面噴施防治蚜蟲，用4.5%高效氯氰菊酯乳油1 500～2 000倍液葉面噴施防治粘蟲。

3.4 收獲

及時收獲。當谷子植株下半部分開始發黃干枯，谷穗大部分子粒變黃，子粒變硬呈現出本色時為收獲適期[13]。

收獲后7～10 d脫粒，利于谷子后熟，提高種子質量[14]。

4 選育體會

4.1 谷子育種要緊跟時代需求

高產、優質、高效是谷子育種的永恒目標。20世紀80年代，國外學者發現了谷子近緣野生種抗除草劑基因，并對稀禾啶、氟樂靈和阿特拉津等具有高抗作用[15]；后來，又有科學家們發現了谷子抗除草劑基因。王天宇[15]研究發現，抗稀禾啶除草劑基因是由顯性基因控制，抗氟樂靈基因是由隱性基因控制，這2種基因均位于細胞核中；抗阿特拉津除草劑基因位于葉綠體中，受細胞質控制。現在應用于生產的谷子主要是抗稀禾啶除草劑基因品種，如冀谷37、冀谷38、冀谷39、冀谷41和龍谷39等。細胞質抗除草劑類型的谷子品種存在豐產性不穩定和產量偏低等問題，且對谷子正常生長發育有一定影響，因此不適宜推廣應用[15]。2017年5月國家非主要農作物品種登記以來，抗除草劑品種占35%，其中80%的抗除草劑品種為經過行業組織鑒定為一級優質米品種或市場認可的優質米類型，且有15個抗除草劑品種在2016年推廣面積達6.67萬hm2[16]。抗除草劑谷子品種的推廣，很大程度地降低了谷子的除草成本，且提高了谷子品質，更重要的是，抗除草劑品種對環境安全可靠。抗除草劑谷子品種應用前景廣闊，但優良品種的育成不應只采取單一育種手段，采用多元化結合的育種手段對種質資源及優良性狀的發掘與利用非常重要。

谷子育種應適應生產機械化。谷子收獲是當前谷子規模化生產面臨的瓶頸問題，谷子成熟過度容易落粒。目前谷子收獲依然是人力和機械配合使用，耗費大量人力、物力和時間，因此選育矮稈、抗倒伏、穗型直立等谷子品種是解決谷子生產規模化和機械化的有效途徑[16]。根據目前谷子產業發展和市場需求，山西農業大學谷子研究所選育的長農47號株高144 cm左右，屬于中矮稈，穗頸短（8 cm左右），適宜機收，為谷子機械化收獲提供了新的品種。

4.2 親本材料性狀要優勢互補，注重與中間材料相結合

親本選配應當遵循組合配制的一般原則，同時要注意性狀動態互補，即雙親各生長發育階段的優勢互補[17]。在親本選配中，應當選擇生產上主推的農藝性狀好的常規品種或是當地選育的表現較好的中間材料做親本之一，更能達到育種目標的要求，因為這些種質一般具有適宜的株葉型、較好的抗病抗逆性、合理的產量三要素，這些對谷子農藝性狀的改良相對容易[18]。汾選6號綜合表現良好，屬中矮稈，株型優良，產量穩定，但熟期較晚；RN品系抗稀禾啶除草劑，且熟期早。二者結合選育的長農47號株型優良，中矮稈，千粒重偏上，熟期較早，抗稀禾啶除草劑，適應現代谷子育種的要求。

4.3 早代單株與高代單穗選擇相結合

谷子傳統選育方法是自F1開始進行單株選擇，一直選育至F7，一般從F4起將田間生長較一致且產量性狀突出的株系進行產量鑒定，并將穩定性好、產量表現突出的品系再上升到品種比較試驗。由于F4是父母本雜交后連續自交的第3代，許多品系上升到品種比較試驗后仍存在明顯的分離現象，這為進一步優中選優創造了條件[19]。在進行品種比較試驗的同時，我們進行大量的單穗選擇，并建立穗行圃，選擇出產量性狀及抗性更加突出的品系，保障品系的純合[20]。這種早代統產的方法，可使我們在株系進入高代時，減少單株選擇的數量，避免F4因保留單株過多而影響統產的準確性；同時，由于品種比較試驗種植規模較大，品系的分離將會得到更大規模的發生，從而更有利于選擇出符合育種目標的優勢株系，減少因高代材料漏選而導致優異單株丟失情況的發生[21]。

綜上所述，長農47號中矮稈，植株半上沖，抗倒伏，宜機收；抗稀禾啶除草劑，且商品性佳，品質優，適口性好，為“國家一級優質米”。該品種為典型的春谷品種，可在春谷區域推廣種植。為了適應谷子產業規模化和機械化生產，后期研究中將探究種植時抗除草劑品種與不抗除草劑品種的混合比例，以減少除草和間苗成本，推動谷子產業的發展。