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        抗除草劑谷子新品種赤谷20的選育及簡化栽培技術(shù)

        2017-12-01 10:20:20,,,,
        種子 2017年8期
        關(guān)鍵詞:播種量間苗噴藥

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        (赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

        抗除草劑谷子新品種赤谷20的選育及簡化栽培技術(shù)

        柴曉嬌,王顯瑞,白曉雷,劉艷春,付穎,沈軼男,李書田

        (赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

        利用夏谷區(qū)谷子抗除草劑基因,選育適合簡化栽培的兩系谷子新品種赤谷20。該新品種由抗除草劑拿捕凈的新品系k 23-18及不抗除草劑的同型姐妹系k 23-19組成。2014—2015年參加全國谷子品種區(qū)域試驗(yàn),平均單產(chǎn)6 292.50 kg/hm2,較對照谷子品種九谷11( 平均單產(chǎn)5 914.5 kg/hm2)增產(chǎn)6.39%。2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定。通過對輔助除草“劑谷有”用藥的研究、對同型姐妹系谷種的最佳混合比例、播種時(shí)期、播種量的研究以及對除草劑拿捕凈最適宜的噴藥時(shí)期、噴藥濃度、安全劑量等方面研究,制定與其配套的簡化栽培技術(shù)。確定了同時(shí)實(shí)現(xiàn)間苗和除草的化學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)全生育期基本不用人工間苗與除草,簡化勞動力。

        谷子; 兩系品種; 抗除草劑; 簡化栽培

        谷子又稱粟,去殼以后叫小米,為禾本科黍族狗尾草屬。我國是世界上谷子種植面積最大的國家,常年播種面積在130萬hm2左右,主要種植在內(nèi)蒙古、山西、河北、遼寧等省區(qū)的瘠薄旱地[1]。谷子已經(jīng)成為干旱地區(qū)的優(yōu)勢作物和農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要經(jīng)濟(jì)來源,是抗旱備荒的優(yōu)質(zhì)雜糧作物。但目前谷子的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展十分落后,間苗、除草、收獲高度依賴人工操作,不能滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,規(guī)模化生產(chǎn)遇到了難以突破的障礙。選育抗除草劑谷子新品種,從根本上解決除草、間苗的難題,是未來谷子育種的發(fā)展方向[ 2-4]。

        為了實(shí)現(xiàn)谷子簡化栽培,減少谷田間苗、除草勞動,赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院谷子研究所根據(jù)生產(chǎn)和市場需求,利用夏谷區(qū)谷子抗除草劑拿捕凈基因,通過人工有性雜交,選育出高產(chǎn)、抗除草劑谷子新品種赤谷20,同時(shí)研究其簡化栽培技術(shù),在配套的除草劑上進(jìn)行用藥時(shí)期、用藥劑量和安全性的評估,為推廣應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)。赤谷20于2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        1.1.1 育種材料

        常規(guī)谷子品種赤谷8號、抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]。

        1.1.2 試驗(yàn)除草劑

        12.5%拿捕凈乳油除草劑、44%谷有除草劑。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        1.2.1 谷子新品種赤谷20的選育過程

        1) 選育方法:赤谷20是以綜合性狀優(yōu)良的常規(guī)谷子品種赤谷8號為母本,以河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]為父本人工有性雜交,在雜交后代F1~F2代中選擇抗除草劑拿捕凈的單株,F(xiàn)3代以后選育出各性狀穩(wěn)定,綜合性狀基本一致的抗除草劑、不抗除草劑的同型姐妹系。將2個姐妹系按適宜的比例混合,形成可以進(jìn)行簡化栽培的“兩系”品種。對“兩系”品種噴施專門的除草劑,在殺除雜草的同時(shí),去掉不抗除草劑的品系,起到間苗的作用。同時(shí)期完成化學(xué)間苗、化學(xué)除草的理想作業(yè),為間苗難、除草難提供有效的化學(xué)手段[2]。

        2) 選育過程:2007年以本地主栽品種、綜合性狀優(yōu)良的赤谷8號為母本、以河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料錦谷12(糯)×[203-3-1(R 219×WR 2)]為父本進(jìn)行人工雜交,后代材料通過赤峰、海南兩地多年、多次加代選育而成的抗除草劑谷子新品種。其親本中母本赤谷8號是赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院選育品種,獲得國家級優(yōu)質(zhì)米稱號,是赤峰地區(qū)的主栽品種,并于1994年通過了國家谷子鑒定委員會鑒定,赤谷8號適應(yīng)范圍廣,增產(chǎn)潛力大,抗性強(qiáng)[7]。父本由河北農(nóng)林科學(xué)院谷子所提供的抗除草劑拿捕凈材料,抗性強(qiáng),適應(yīng)性強(qiáng)。2008年秋季在赤峰收獲F1代真雜交種子,對F1~F2代苗期噴施除草劑拿捕凈,篩選出抗除草劑的單株。從F3代對篩選的單株材料噴施拿捕凈進(jìn)行抗性鑒定,下代對抗、不抗除草劑拿捕凈的穗行進(jìn)行選擇,選擇綜合性狀接近、農(nóng)藝性狀好的抗除草劑拿捕凈品系和不抗除草劑拿捕凈的同型姐妹系,直至各性狀不再分離[5]。2008年冬(S 2)—2011年(S 7)在海南三亞和赤峰異地動態(tài)定向6個世代選擇,2011年在本院試驗(yàn)田,選育出完全抗除草劑拿捕凈的新品系k 23-18和完全不抗除草劑拿捕凈的同型姊妹系k 23-19,2個品系農(nóng)藝性狀一致,綜合性狀優(yōu)良。由此選育出“抗除草劑谷子品種+不抗除草劑的同型姊妹系”雙類型的兩系品種23-20,該品系穩(wěn)定一致,灌漿成熟速度快,抗旱性強(qiáng),綜合性狀優(yōu)良。2012—2013年進(jìn)行產(chǎn)量比較和產(chǎn)量鑒定試驗(yàn)。2014—2015年進(jìn)行國家東北春谷區(qū)組區(qū)域試驗(yàn),同年參加全國東北春谷區(qū)組生產(chǎn)試驗(yàn)。2015年12月通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定,定名為赤谷20。

        1.2.2 赤谷20配套栽培技術(shù)研究

        在選育出抗除草劑谷子新品種赤谷20后,2013—2014年根據(jù)簡化栽培的總體思路,對其進(jìn)行噴施除草劑的配套栽培技術(shù)研究。設(shè)置了不同的除草劑濃度及不同的噴藥時(shí)期,對適宜的噴藥時(shí)間及噴藥劑量進(jìn)行研究。同時(shí)對種子的混合比例及播量進(jìn)行探索,總結(jié)出最佳的兩系混合比例及合適的播量。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 赤谷20的選育結(jié)果

        2.1.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

        1) 產(chǎn)量鑒定試驗(yàn):2012—2013年在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院果園試驗(yàn)地進(jìn)行產(chǎn)量鑒定試驗(yàn),2年試驗(yàn)結(jié)果,平均產(chǎn)量為5 451.00 kg/hm2,較對照赤谷8號增產(chǎn)9.6%。

        2) 區(qū)域試驗(yàn):2014—2015年進(jìn)行國家東北春谷區(qū)組谷子區(qū)域試驗(yàn),2年試驗(yàn),平均產(chǎn)量為6 292.50 kg/hm2,較對照九谷11增產(chǎn)6.39%,位居參試品種第3位。其中2014年平均產(chǎn)量為6 817.50 kg/hm2,較對照九谷11增產(chǎn)3.63%,居13個參試品種的第5位;2015年平均產(chǎn)量5 767.53 kg/hm2,較對照九谷11增產(chǎn)9.86%,居13個參試品種的第1位。2年20點(diǎn)次試驗(yàn)中17點(diǎn)次增產(chǎn),較對照九谷11增產(chǎn)1.13%~17.50%,3點(diǎn)減產(chǎn),減產(chǎn)幅度在1.21%~13.48%之間,增產(chǎn)點(diǎn)率為85.0%。

        綜合2014—2015年2年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果,內(nèi)蒙古赤峰、通遼、吉林省吉林市、黑龍江、遼寧等省區(qū)比較適宜種植赤谷20。

        3) 全國谷子生產(chǎn)試驗(yàn):2015 年參加國家東北春谷區(qū)組生產(chǎn)試驗(yàn),赤谷20平均產(chǎn)量為5 632.51 kg/hm2,比對照九谷11增產(chǎn)6.89%,位居所有參試品種第4位,8個生產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)全部增產(chǎn)。其中產(chǎn)量最高區(qū)產(chǎn)量為7 442.00 kg/hm2。

        2.1.2 形態(tài)特征

        赤谷20生育期116 d,屬中熟品種,幼苗色、葉鞘色均為綠色。穗型為紡錘型,穗碼較緊,刺毛中等,植株高度150.43 cm,穗長24.72 cm,單穗重25.36 g,單穗粒重21.11 g,出谷率83.24%,黃谷、黃米,千粒重3.1 g。

        2.1.3 抗 性

        赤谷20抗倒性較強(qiáng),抗倒級別為2級,適應(yīng)性強(qiáng),其中紋枯病、谷銹病、谷瘟病和抗旱性均為1級,褐條病發(fā)病率較低,僅為1.89%,蛀莖率僅為0.79%,抗白發(fā)病及黑穗病,其它病害鮮有發(fā)生。

        2.1.4 品質(zhì)性狀

        經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(哈爾濱)檢測:含粗蛋白12.17%,粗脂肪1.06%,粗淀粉82.35%,堿消指數(shù)3.5級,膠稠度128.0 mm。

        2.1.5 適應(yīng)性

        赤谷20于2014—2015年連續(xù)2年參加國家谷子品種區(qū)域試驗(yàn),跨東北省區(qū)2 年試驗(yàn),總計(jì)20點(diǎn)次,其中17 點(diǎn)次較對照九谷11增產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率為85%,2014—2015年品種適應(yīng)程度為93.0%和90.1%。適宜在內(nèi)蒙古、遼寧、吉林等≥10 ℃積溫2 700~2 800 ℃的春谷旱地區(qū)種植。

        2.2 簡化栽培技術(shù)研究

        2.2.1 輔助除草劑的確定

        由于赤谷20含有抗除草劑拿捕凈的抗性基因,所以噴施含拿捕凈成分的除草劑可有效去除雜草,同時(shí)也可進(jìn)行間苗的簡化栽培工作。但含拿捕凈成分的除草劑只對單子葉雜草有效,對雙子葉雜草無效。因此,為了實(shí)現(xiàn)簡化栽培,去除雙子葉雜草,對去除雙子葉雜草的除草劑進(jìn)行篩選,彌補(bǔ)拿捕凈不能完全去除谷田雜草的劣勢。經(jīng)過試驗(yàn),得出成分為44%谷有可濕性粉劑,在播后苗前噴施,對谷苗的生長無影響,同時(shí)可有效防治谷田中的雙子葉雜草,抑制單子葉雜草,彌補(bǔ)除草劑拿捕凈不能完全去除谷田中雙子葉雜草的不足。噴施劑量為0.9~1.5 kg/hm2,對谷田安全可靠,雜草防效見表1。

        表1 不同劑量谷有對雙子葉雜草防效及安全性評估

        藥劑濃度(mL/hm2)雜草防效(%)藥害程度44%谷有可濕性粉劑75087無藥害112592無明顯藥害150095無明顯藥害,7d后恢復(fù)。187596無明顯藥害,7d后恢復(fù)。225095無明顯藥害,7d后恢復(fù)。

        2.2.2 除草劑適宜劑量及噴藥時(shí)間研究

        在選育抗除草劑谷子的同時(shí),2013—2014年利用含12.5%的拿捕凈乳油除草劑對抗除草劑谷子“赤谷20”開展相關(guān)的栽培技術(shù)研究。設(shè)置6個噴藥時(shí)期、6個噴藥劑量梯度,進(jìn)行適宜濃度及適宜噴藥時(shí)間的摸索。同時(shí)研究適宜的種子混合比例和播種量,篩選出適宜的種子混合比例和播種量。

        通過研究發(fā)現(xiàn),雜草對含12.5%拿捕凈乳油除草劑的最敏感時(shí)期為2~4葉期,而最適宜間苗的時(shí)期為谷苗4~5葉期(這2個時(shí)期基本一致),此時(shí)噴藥除草效果、間苗效果最為適宜。含12.5%拿捕凈乳油除草劑的最佳噴施濃度為1.1~1.5 L/hm2,兌水450~600 kg/hm2,對谷田中單子葉雜草防治>70%,間苗防效>93%,見表2。

        表2 不同劑量拿捕凈的單子葉雜草防效及其間苗效果

        噴施劑量(L/hm2)單子葉雜草防效(%)4~5葉期間苗防效(%)0.3844.4910.7570.6931.1367.3971.5080.4971.8870.6972.2573.997

        2.2.3 最佳播種量及適宜混合比例研究

        總播種量由主體播種量及輔助播種量構(gòu)成,其中主體播種量為化學(xué)間苗后留下的抗除草劑拿捕凈種子,輔助播種量為不抗除草劑的同型姐妹系播種量[2]。利用混合的谷子播種,發(fā)揮谷子群體頂土,保證苗全,苗期噴施除草劑,可殺除不抗除草劑的谷苗,抗除草劑的谷子正常生長,起到間苗的作用。

        主體播種量(kg/667 m2)=當(dāng)?shù)剡m宜的留苗密度(萬株/667 m2)÷發(fā)芽率÷出苗率(%)×千粒重÷100[2]。其中,發(fā)芽率為85%以上,春谷區(qū)谷子出苗率為80%,千粒重為3.0 g左右,當(dāng)?shù)剡m宜的留苗密度為2.5萬株/667 m2,赤谷20的千粒重為3.1 g,按照上述指標(biāo)計(jì)算,赤谷20主體播種量為1.71 kg/hm2較為適宜(表3)。

        主體播種量與輔助播種量的比例應(yīng)適當(dāng),一般為1∶(2.0~3.0)。適宜的混配比例與當(dāng)?shù)亓?xí)慣的留苗密度有關(guān),留苗密度大,輔助播種量比例應(yīng)越小。

        表3 不同主體播種量下赤谷20化學(xué)間苗后的留苗密度

        主體播種量(kg/hm2)留苗密度(萬株/hm2)1.0022.51.5033.01.7137.52.5055.53.0066.0

        總播種量既要滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植習(xí)慣,又要滿足間苗效果??偛シN量一般為0.20~0.35 kg/667 m2。對于多品系來說,主體播種量是固定的,因此混合比例,即主體播種量與輔助播種量的比例決定著總播種量?;旌媳壤蜁r(shí),總播種量較少,出現(xiàn)漏播導(dǎo)致的斷壟現(xiàn)象嚴(yán)重;混合比例高時(shí),種子漏播現(xiàn)象減少,但由于輔助種子連續(xù)出現(xiàn)的幾率增加,化學(xué)間苗后易出現(xiàn)斷壟現(xiàn)象[5]。2015年對赤谷20進(jìn)行種子不同比例播種試驗(yàn),結(jié)果表明:主體播種量與輔助播種量比例為1∶(2.0~3.0),即總播種量為5.13~6.84 kg/hm2時(shí),出現(xiàn)的漏播斷壟現(xiàn)象減少。

        表4 不同混合比例播種下赤谷20化學(xué)間苗效果

        混合比例總播種量(kg/hm2)漏播斷壟比率(%)輔助種子導(dǎo)致斷壟比率(%)總斷壟率(%)1∶1.03.426.70.77.41∶1.54.285.31.36.61∶2.05.133.11.84.91∶2.55.992.72.55.21∶3.06.841.54.15.61∶3.57.701.15.86.9

        3 結(jié)論與討論

        廣泛利用除草劑除草,節(jié)約勞動力,增加作物產(chǎn)量已成為作物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必經(jīng)之路,是農(nóng)田產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本措施[6]。目前谷田中利用的除草劑主要為拿捕凈,自2008年現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系創(chuàng)建以來,河北農(nóng)林科學(xué)院把含有拿捕凈基因的抗性谷子材料分發(fā)給谷子主要育種單位,共同進(jìn)行谷子抗除草劑育種。但由于拿捕凈只對單子葉雜草有效,對雙子葉雜草無效,不能徹底去除雜草,導(dǎo)致抗除草劑拿捕凈谷子在生產(chǎn)中沒有大面積推廣。同時(shí)單純的抗除草劑拿捕凈品系沒

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        2017-03-20

        柴曉嬌(1986—),女,內(nèi)蒙古呼侖貝爾人;碩士研究生,副研究員,主要從事谷子新品種選育工作。

        10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.08.118

        S 515

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        1001-4705(2017)08-0118-04

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