李明哲 劉朋程 郝洪波 于國紅 劉 雅 侯瑞民
(1 河北省農林科學院旱作農業研究所/河北省農作物抗旱研究實驗室,衡水 053000;2 石家莊市農林科學研究院,河北石家莊 050041;3 河北潤垚種業有限公司,石家莊 050031)
谷子是我國北方地區主要糧食作物之一,脫殼 后為小米,小米含有豐富的蛋白質、脂肪等營養物質,營養價值較高,其在膳食多樣性和食品安全中是不可或缺的[1]。由于谷子具有抗旱節水、耐貧瘠、低投入、營養平衡、糧草兼用等特點,在旱作農業建設中具有重要地位,所以對谷子的研究愈發重要[2]。谷子的種植區域主要集中在北方干旱和半干旱地區,河北省是谷子種植大省,但1470-2014 年間河北省旱澇發生澇災共計203 年,旱災共計173 年,在17 世紀之前和20 世紀后全省偏旱,澇災主要集中在18-19 世紀間,旱災主要集中在中南部地區,澇災主要集中在東部沿海地區[3]。旱澇災害具有發生次數多、起止間隔長、影響空間廣等特點,對糧食安全產生了消極影響,也對人類生存發展造成了阻礙。我國既是農業大國又是人口大國,糧食安全問題事關經濟社會的穩定發展[4]。因此,培育生育期更短的品種有利于在旱澇災害發生后及時補種,正常成熟并挽回部分經濟效益。為解決這一問題和廣大高寒地區作物種植單一問題,國內外學者開展了超早熟谷子品種選育工作,并培育了一批超早熟谷子品種,如內谷2 號[5]、龍谷26[6]、冀谷27、冀谷28,日本的50 日粟、60 日粟,印度的PCB138、Birsa Gundli1[7-8]等早熟谷子品種引種到我國后由于生態條件差別較大并不早熟。
2005 年在河北省農林科學院旱作所試驗站的衡谷9 號原種繁種田內發現3 個早熟單株(衡谷9早),較衡谷9 號早熟30d 左右,按單株脫粒保存。2006-2008 年通過跟蹤調查發現3 個早熟株系生物學性狀穩定、一致、無分離,平均生育期為58d。2009-2010 年進行了品種比較試驗,2011-2012 年進行了區域試驗及生產試驗。2013 年12 月通過專家鑒定委員會鑒定,定名為衡谷12 號。2018 年獲得農業農村部非主要農作物新品種登記,登記證書編號:GPD 谷子(2018)130100,同年獲得植物新品種權證書(CNA20150056.2)。衡谷12 號具有分蘗分枝性強、成穗率高、大粒等特點,實現了極早熟性與現代品種優良農藝性狀的結合,抗逆性良好,在谷子矮稈(節數少)、極早熟種質創新上實現了突破,達到國際先進水平,可作為今后農業生產后期發生毀滅性自然災害時,用于重播的短生育期作物,最大限度降低經濟損失。本文著重介紹了衡谷12 號的特征特性、栽培管理技術、應用前景展望,以期對該類型品種的科學研究和開發應用問題進行探討。
1.1 極早熟我國現有早熟谷子品種生育期一般在75d 左右,而衡谷12 號生育期平均58d,出苗至抽穗、抽穗至成熟分別均只有29d。
為研究衡谷12 號品種早熟性,以衡12 號、冀谷27(早熟品種)、冀谷28(早熟品種)、60 天還倉(早熟品種)、冀谷19(中熟品種)和衡谷9 號(中熟品種)6 個品種為供試材料,于2014 年在河北省農林科學院旱作農業研究所深州試驗站開展研究,小區面積為18m2,4 行區,行長9m,設置播期和品種雙因素隨機區組設計,3 次重復,其他管理措施相同。結果表明,在4 月中旬至7 月中旬播種,所有供試品種均能成熟;7 月底至8 月中旬播種,只有衡谷12 號能正常成熟;8 月底播種,所有品種均不能成熟。說明衡谷12 號谷子品種早熟性確有領先優勢,但最晚播種也不能超過8 月中旬。
1.2 矮稈、抗病該品種具有矮稈、分蘗和分枝性強、成穗率高、大粒等特點,實現了極早熟性與現代品種優良農藝性狀的結合。該品種幼苗綠色,株高46~50cm,中下部節間可產生多個分枝,一級分枝數2~3 個,多數分枝均能成穗。穗形紡錘,偏緊,刺毛短且呈綠色。穗長7.32cm,單穗重3.78g,穗粒重3.36g,千粒重3.13g,出谷率88.37%,黃谷黃米。該品種抗倒性為1 級,對谷瘟病抗性為1 級,谷銹病抗性1 級,白發病發病率為0.09%。
1.3 廣適性衡谷12 號具有良好的廣適性,在全國大部分地區都可以種植。可以與春玉米、油葵等作物接茬,也可以作南方秋閑田的填閑作物,還可以在河北壩上地區、西北干旱區和青藏高原等無霜期短的地區開發利用。在北方的長治、赤峰、哈爾濱、齊齊哈爾以及南方的三亞、湖南等多個地區種植,生育期平均58d,相對穩定,各地沒有太大差別。
2.1 品比試驗2009-2010 年在河北農林科學院旱作農業研究所深州試驗站進行了品比試驗,6 月下旬播種,2 年每hm2平均產量為2918.3kg,較對照冀谷19 減產15.30%;7 月30 日至8 月10 日播種,2 年平均產量為2237.3 kg,較對照冀谷19 增產60.11%。
2.2 區域試驗2011-2012 年在華北夏谷區6 個試點布置了區域試驗。6 月中下旬播種,2 年每hm2平均產量為2855.7kg,較對照冀谷19 減產41.89%;7月25-30 日播種,2 年平均產量為2779.5kg,較對照冀谷19 增產67.69%。2012 年同時在華北夏谷區4個試驗點進行了生產試驗,產量與對照冀谷19 比較表現減產,但均表現極早熟,分蘗分枝成穗好,植株較矮,適應性較強。
3.1 播種時間和播種技術河北省中南部地區在5月中下旬可進行晚春播,最晚不超過8 月上旬,同時需要注意預防早霜凍害。播前造墑或雨后適墑播種,也可免耕直播。種植方式為等行距種植,行距大小在30~40cm 之間。留苗密度120 萬~150 萬株/hm2,晚播或免耕直播需適當加大播種量,播種深度為2~3cm,播種完成后用鎮壓器進行鎮壓。
3.2 苗期管理技術要點由于衡谷12號株高較矮,與雜草生長競爭能力差,因此苗期管理重點是防控草害。播后、苗前每hm2可噴施谷友1.5~1.8kg 抑制雜草,一般沙壤土用量1.5kg,粘壤土用量1.8kg。注意科學用量,過量會對谷子出苗有一定的副作用,因此不可隨意增大藥量。
在3~5 葉期進行間苗和定苗,定苗后中耕除草或化學除草。化學除草可每hm2噴施10%乙羧氟草醚制劑450mL,對馬齒莧等闊葉雜草防治效果較好,也可選噴施苯磺隆和二甲四氯,對反枝莧、問荊、苦荬菜和刺兒菜等雜草防治效果較好。
3.3 肥水管理一般每hm2農田施磷酸二銨或復合肥375kg 作基肥,拔節期追施尿素300kg。提倡有機肥與無機肥結合施用,有助于培肥地力,建立高產、穩產農田。
3.4 病蟲害防治衡谷12 號生育期較短,因此可通過靈活安排播期避開病蟲害集中發生期,一般不需要防治病蟲害。但若無法避開病蟲害高發期,則應當重點注意防治鉆心蟲,可通過使用高效氯氰菊酯乳油噴霧防治,也可進行生物防治。在溫度高、濕度大的環境下,應當重點注意防治谷瘟病,可選擇用春雷霉素、稻瘟靈等噴霧防治,每隔7d 防治1 次,連噴2~3 次最佳。
3.5 收獲當籽粒變硬,表現固有光澤,含水量降至25%以下,應當及時收獲。籽粒含水量在13%以下時可入庫。
4.1 種質資源利用谷子作為一種C4 作物,因具有基因組小、二倍體、自花授粉、遺傳多樣性豐富等特點,正在發展成為植物界繼擬南芥、水稻、楊樹等模式植物之后的又一新型模式植物,衡谷12 號谷子品種因其植株矮小、生育期超短的特點,可作為谷子模式品種進行對谷子及禾本科植物生命機理的研究[9-10]。
4.2 與其他作物進行間、復種栽培衡谷12 號可以與棉花間作種植,還可與飼用小黑麥、油葵、西瓜等作物進行復種栽培,不僅有效地節約利用了土地資源,還可以顯著提高經濟收益[11-12]。
4.3 可作為救災作物及錯季利用衡谷12 號因生育期短、抗逆性強等特點,如果遇到自然災害可將其作為抗災、減災性短季型作物進行補充種植,能顯著降低因自然災害給農民和國家所造成的經濟損失。也可在河北壩上地區及西北干旱區、青藏高原等無霜期短的地區進行開發利用。