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谷子新品种长生13优良特性及生产潜力研究

2020-12-18 1403 上传者：管理员

摘要：为解决山西省春谷区缺少优质高产及适宜机械化作业的品种，针对性选择夏谷矮秆种质材料，构建不育群体，再与春谷区优质材料沁州黄杂交，定向选育成谷子新品种长生13，于2015年通过山西省品种审定委员会认定，2018年通过国家非主要农作物品种登记。长生13高产稳产品质优，植株矮壮易机收，在生产上配套轻简化栽培技术，适宜在山西省春播中晚熟区以及河北承德、甘肃天水、陕西延安等气候类型相似地区推广种植。

关键词：
优良特性
优质高产易机收
谷子
谷子新品种
长生13
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谷子是山西发展特色农业、进行农业供给侧结构性改革、发展有机旱作的战略性作物。山西省春谷区在生产上应用的谷子品种，既具备高产优质特性又适宜机械化作业的品种很少，谷子种植全靠人力，劳作辛苦，费工费时，配套轻简化栽培技术落后。因此，只有选育品质优、商品性好、高产稳产、中矮秆、适合机械轻简化栽培的品种[1,2]，农艺农机相结合，实现从种到收全程机械化，解放农村生产力，才能为谷子规模化、产业化生产提供有力支撑[3,4]。长生13于2015年通过山西省品种审定委员会认定，2018年通过国家非主要农作物品种登记，2020年被山西省太原市、晋中市选为主推品种。多年推广示范表明，长生13高产稳产品质优、植株矮壮易机收、深受广大谷农的喜爱，在山西省春谷区及自然条件相似的地区具有很大的开发应用潜力。

本研究从抗倒性、丰产稳产性、品质等方面对高产优质宜机收的谷子新品种长生13进行了研究分析，旨在明确其优良特性及生产潜力，为其适宜区域推广种植提供一定理论依据。

1、材料和方法

1.1材料来源及育种手段创新

长生13是由山西农业大学谷子研究所选育的谷子新品种，先以不育系为受体、夏谷区品种矮88为供体，构建矮秆目标群体，进而选育出株型、抗性都理想的新种质材料矮88变异A；再用矮88变异A与春谷优质材料沁州黄杂交，经多代定向选育成长生13。在选育长生13过程中育种手段有突破性的创新。

1.1.1创制目标不育系、提高杂交成功率

谷子是自花授粉作物，繁殖器官小，导致杂交成功率低。创制带有目标性状的优良不育系，充分发挥其花药败育、柱头外露好、配合力强的优势，有针对性地对个别不良性状进行改良育种。

1.1.2在春谷育种中引入优良的夏谷基因

根据育种需要进行春谷与夏谷杂交，可拓宽谷子的基因类型，改良谷子的株型结构，改善品质，以便选育出株高中矮、产量高、品质好的谷子新品种。

1.1.3利用基因重组、互作效应培育新品种

以基础材料为供体，用不育材料作工具，混合杂交，使其基因充分重组，构建具有基础材料标志性状的目标群体，再利用其后代的分离，从中选育目标性状突出的不育材料进行种质创新。

1.2试验方法

1.2.1抗倒性分析

采用倒伏指数和倒伏系数对长生13的抗倒性进行测定[5]。倒伏指数越小，品种的抗倒伏能力越强；倒伏指数越大，品种的倒伏可能性越高[6,7,8,9]。谷子地下根量与植株的抗倒伏性呈显著正相关，采用倒伏系数来反映品种的抗根倒性[10]。

公式1

公式2

其中，G是植株鲜质量，H为株高，S为茎秆机械强度，W为根的质量。

1.2.2丰产稳产性分析

高稳系数（HSC）可客观反映品种的高产稳产性，其值越大，表明该品种高产稳产性越好[11]。CV值采用通用公式计算。

公式3

式中，HSCi为第i个参试品种的高稳系数，Xi和Si分别为第i个品种的平均产量和标准差，为CK的平均产量[12]。

1.2.3品质分析

采用农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）进行品质分析。

1.3数据分析

数据采用Excle2007和SPSS22.0统计软件进行分析。

2、结果与分析

2.1抗倒性分析

2018年在山西农业大学（山西省农业科学院）谷子研究所试验田于谷子蜡熟期进行了抗倒性鉴定试验，其结果列于表1。试验田地力、气候、施肥、浇水、密度水平一致，有效消除了环境因素对结果的影响，可准确表达谷子不同基因型之间的抗倒性存在的差异。

表1生长13抗倒性试验

从表1可以看出，长生13的倒伏指数为38.38，倒伏系数为7.93，在4个参试品种中均是最小值，这2个指标的大小均表现为长生13<长农35号<晋谷21号<沁州黄。长生13植株较矮、重心较低、茎基部节间粗壮，而且干质量大、根系发达，茎秆机械强度大，抗倒性明显优于其他3个参试品种。

2.2丰产稳产性分析

长生13于2015—2016年参加国家西北春谷中晚熟区域试验，结果表明（表2、3),2a共计10地20点试验，平均产量为5133kg/hm2，其中，15点次表现增产，居2年参试品种第1位；2015年平均产量为5259kg/hm2，比对照长农35号增产8.07%，居12个参试品种第2位；2016年平均产量为5007kg/hm2，比对照长农35号增产21.4%，居10个参试品种第1位，且与其他品种相比差异达极显著水平，特别在山西长治、陕西延安、河北承德、甘肃天水产量表现尤为突出。

2015年和2016年长生13的高稳系数分别为32.21和30.20，均排名第1位，说明长生13的高产稳产性较好。

变异系数反映的是品种的静态稳定性，静态稳定性好的品种不利于高产栽培措施的发挥，表明变异系数并不是越小越好。2015年和2016年长生13的变异系数均居中，所以，长生13的静态稳定性一般，有利环境和有利条件下的增产潜力比较大。

表22015年国家区试参试品种产量及丰产稳产性参数

表32016年国家区试参试品种产量及丰产稳产性参数

2.3营养品质分析

长生13米色金黄，口感软糯，香味浓郁，2017年参加第十二届优质食用粟品质鉴评会，获评一级优质米。

田志芳等[13,14]研究表明，影响小米食味品质的间接指标是胶稠度、碱消指数和直链淀粉含量。农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）检测结果表明（表4），长生13的碱消指数为3.7级，优于国家一级米标准；胶稠度为143.5mm，介于一级优质米与二级优质米之间，直链淀粉（脱脂样品）含量为12.26%，远远优于一级优质米标准。较低的碱消指数、较高的胶稠度和低的直链淀粉直接导致长生13口感更佳[15]。

直链淀粉含量是影响小米品质和食味的主要因素，它与米饭的膨胀性、柔韧性、光泽度、黏性具有密切的关系[16]。长生13直链淀粉含量比一级优质米标准的最低值还低1.74%，低直链淀粉含量直接导致长生13软糯、有光泽。脂肪含量大小是米质好坏的重要特性之一[17,18]，脂肪含量越高，小米的油性越大，营养价值越高，食味品质越好。长生13的粗脂肪含量为4.94%，高于一级优质米标准，是其小米品质好的又一重要因素。2018年太原市种子站和阳曲县农业委员会在阳曲县举办的优质谷子品鉴会上，22个优质小米样品中，长生13排名前3。

表4长生13品质分析检测结果与优质米指标对比表

从表5可以看出，10项指标中粗脂肪、直链淀粉、胶稠度、钙、硒等5项优于对照品种长农35号，维生素B1、锌2项指标与对照相当，钙含量远超长农35号。

2.4集成配套轻简化栽培技术

良种配良法才能更好地发挥良种效果。长生13植株矮壮，抗倒性强，成熟时能保持绿叶黄谷穗，穗层整齐，适宜机械化收获。针对该品种特性研究了配套轻简化栽培技术[19,20]，采用机械精播技术与化控间苗技术，实现了免间或少间苗[21]；宽窄行种植模式[22]在不改变定苗习惯和不影响产量的前提下，用田园微型中耕机在宽行间进行除草、培土等中耕管理操作，收获时可使用联合收割机进行收获。

表5长生13与长农35号品质检测结果比较

试验设2个处理，分别为行距50cm-16.6cm-50cm的宽窄行和33.3cm的等行距常规种植模式，留苗密度为45万株/hm2,3个重复，宽窄行种植模式采用小型中耕机除草培土，常规种植模式采用人工中耕除草。长生13在轻简化栽培模式下，与常规种植模式相比，在留苗数相同的情况下，二者株高无明显差异；穗长和千粒质量略高，宽窄行种植功能叶面积增加；产量略高于常规种植[22]。

从2种栽培模式的中耕、培土、收获等用工有差异环节来看，轻简化栽培投入用工为8.1个/hm2，常规种植投入用工为76.95个/hm2，是轻简化栽培的9.5倍（表6）；轻简化栽培在中耕、培土、收获环节用工减少达89.5%，可见，轻简化栽培中耕管理、收获可采用机械化生产，节省劳动力投入，实现节本增效。

表6不同种植模式管理环节用工量

3、结论

长生13生育期（出苗—成熟）122d，比对照品种长农35号早3d。种子根健壮、发达，田间生长整齐一致，生长势强，幼苗叶绿色，幼苗叶鞘绿色，茎基部无分蘖，主茎高125.3cm，茎秆节数13节，叶色绿色，叶片数13片，刚毛短，穗长22.5cm，穗纺锤形，穗码松紧度中等，单穗质量22.7g，穗粒质量17.9g，千粒质量2.58g，出谷率74.5%，谷色黄，米色黄，出米率79%，米质粳性。抗病性强，抗旱性1级，耐瘠薄性好，适应性广。

2018年10月，山西省农业科学院推广处组织山西省农业农村厅、山西农业大学、山西省农业科学院、长治市农业委员会有关专家组成专家组，对山西农业大学（山西省农业科学院）谷子研究所在壶关县晋庄村“谷子新品种长生13及轻简化栽培技术”示范田进行了田间实收测产。专家组参照农业部粮食高产创建测产验收办法，在集中连片的6.67hm2高产示范田中进行了取样、脱粒、测水分、计算、校正等一列程序，测得示范田长生13平均产量为8154kg/hm2。

通过对抗倒性、丰产性、稳产性及品质分析可知，长生13是一个难得的集优质、高产、稳产、抗倒宜机收于一身的新品种，推广应用潜力大，可在山西省春播中晚熟区及河北承德、甘肃天水、陕西延安等气候类型相似地区推广种植。

参考文献：

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