谷子抗除草劑雜交種去除假雜種技術研究

李會霞 劉 紅 王玉文 田 崗 劉 鑫 鄭植尹

（1山西農(nóng)業(yè)大學谷子研究所，046011，山西長治；2青海大學農(nóng)牧學院，810016，青海西寧）

谷子[Setariaitalica(L.) P.Beauv.]是中國幾千年來傳統(tǒng)的重要糧飼兼用作物，在我國的種植面積和產(chǎn)量居于世界首位，主要種植于我國北方干旱和半干旱地區(qū)，是北方重要的雜糧作物[1]。為了提高谷子產(chǎn)量，從20世紀60年代開始，我國谷子育種者就開始了谷子雜種優(yōu)勢利用研究[2-5]。谷子花器小，人工雜交不易，利用谷子不育系是經(jīng)濟有效的途徑之一，經(jīng)過幾十年的研究，育成了許多谷子不育系和一些優(yōu)勢雜交種用于生產(chǎn)[6-14]。但目前谷子還沒有三系配套，生產(chǎn)用的雜交種屬于兩系雜交種，所用不育系大多為高度雄性不育系，有 5%～10%的自交結實率，用來繁殖不育系種子，因為不育系有少量自交結實，所以配制的雜交種里有部分假雜種（母本自交結實種子）。2000年以前，谷子雜交種僅靠人工間苗時根據(jù)苗色去除假雜種，如張家口地區(qū)壩下農(nóng)業(yè)科學研究所1978年選育的谷子不育系為黃苗或綠苗，父本為綠苗或紫苗，綠對黃為顯性，F(xiàn)1代留綠苗，紫對綠為顯性，F(xiàn)1代留紫苗[2]。1993年，王天宇等[15]采用遠緣雜交，將加拿大谷子野生資源青狗尾草（Setariaviridis）中的抗除草劑拿捕凈基因?qū)朐耘喙茸悠贩N中，2000年選育出了抗除草劑苗頭品系。2006年，程汝宏等[16]將抗咪唑乙煙酸的野生青狗尾草材料引進到我國，2010年選育出抗咪唑乙煙酸的栽培谷子品種。此后，選育谷子雜交種所用的恢復系均為抗除草劑谷子品系，且這2種抗性均為顯性遺傳，真雜種具有抗除草劑特性，可以在出苗后3葉至4葉期噴施除草劑去假存真[17-19]。隨著抗除草劑谷子雜交種的選育成功并在生產(chǎn)上大面積應用，谷子雜交種的配套簡化栽培技術也被廣泛研究[20-22]，但關于去除假雜種簡便易行的方法研究較少，且研究精細度不夠，操作起來有一定困難。李素英等[23]研究表明，用0.11%拿捕凈溶液拌種后悶種12h，殺除假雜種的效果最好，但未說明種子與藥液的比例，且悶種時間較長，大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營時操作難度較大。

為了尋求去除假雜種簡便易行的方法，簡化谷子雜交種栽培流程，本試驗用不同方法、不同濃度除草劑對雜交種種子進行處理，制定出簡便、安全、有效去除假雜種的方法，為雜交種大面積推廣并應用于生產(chǎn)提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于山西農(nóng)業(yè)大學谷子研究所進行。參試谷子雜交種分別為長雜谷466和長雜谷2922，均為山西農(nóng)業(yè)大學谷子研究所選育。長雜谷 466是 2020年通過國家登記，登記編號 GPD谷子（2020）140094，為抗拿捕凈雜交種，2019年試驗用種是2017年在所內(nèi)制種種子，真雜種率約38%；2020年試驗用種是2018年冬天在海南制種種子，真雜種率約55%；長雜谷2922為抗咪唑乙煙酸雜交種，待登記，試驗用種為2018年冬天在海南制種種子，真雜種率約25%。

拿捕凈由中農(nóng)住商（天津）農(nóng)用化學品有限公司生產(chǎn)，有效成分12.5%，100mL/瓶；咪唑乙煙酸由山東先達化工有限公司生產(chǎn)，又名苜草凈，有效成分5%，500mL/瓶。

1.2 試驗設計

1.2.1 浸種處理試驗 2019年，拿捕凈和咪唑乙煙酸分別設 6個濃度（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.4%）對雜交種種子進行浸種處理，方法：藥劑按設定濃度配好裝入6個桶中，每個處理雜交種種子1kg裝入沙袋，將沙袋浸入藥液并上下晃動，約 1min后待所有種子表皮均沾上藥液后撈出控水。濃度0.6%和0.8%處理的種子分為3種干燥處理方式（陰干、曬干和烘干），其余濃度處理的種子全部陰干處理。陰干是避免陽光直射，將種子放在陰涼通風干燥處自然風干；曬干是放在陽光下曝曬至干；烘干是在33℃烘箱中進行干燥。

1.2.2 包衣處理試驗 2020年采用對應除草劑加入包衣劑對種子進行包衣處理試驗，所用包衣劑為包衣玉米的普通包衣劑。根據(jù)2019年試驗結果，在較為合理的濃度基礎上，長雜谷466（抗拿捕凈）設置6個包衣處理，分別為50g包衣劑拌2、3、4、5、6和7mL除草劑包衣2.5kg種子，分別記為N1、N2、N3、N4、N5和N6；長雜谷2922（抗咪唑乙煙酸）設置3個包衣處理，分別為50g包衣劑拌3、4和5mL除草劑包衣2.5kg種子，分別記為M1、M2和M3。在3葉1心期對所有處理均勻噴施對應除草劑，去除假雜種，噴藥濃度0.5%。對照為沒用藥劑處理的種子，2個品種對照分別記為CK1和CK2。

所有經(jīng)處理的種子均數(shù)出1000粒飽粒，采用人拉式獨腿耬配合人工均勻溜籽方式種植于大田，每份種子播種行長7m，2次重復；每個處理的種子另外各數(shù)出200粒飽粒，種植于花盆，2次重復。

1.3 調(diào)查項目

種子出苗后3葉1心期噴施對應除草劑，1周后調(diào)查總苗數(shù)、活苗數(shù)（真雜種）和死苗數(shù)（假雜種），計算真、假雜種出苗率，并進行差異性分析。

真雜種出苗率（%）=真雜種苗數(shù)/播種總粒數(shù)×100，假雜種出苗率（%）=假雜種苗數(shù)/播種總粒數(shù)×100。

2 結果與分析

2.1 除草劑藥劑浸種試驗結果

由表1和表2可知，CK處理的2個雜交種大田種植的總出苗率分別為56.55%和51.85%，盆栽雜交種總出苗率分別為92.00%和89.00%，所以盆栽的試驗結果會更準確。隨著處理濃度增加，2個雜交種的總出苗數(shù)呈下降趨勢，主要是因為假雜種出苗數(shù)減少。

2.1.1 不同濃度拿捕凈處理對去除假雜種的效果分析 大田試驗差異性分析（表1）表明，拿捕凈處理的長雜谷466種子隨著用藥濃度增大，假雜種出苗率顯著減少；處理濃度為0.8%～1.4%時，假雜種出苗率均較低，為0.30%～1.55%，且無顯著差異。真雜種出苗率在處理濃度為0.2%～0.8%時，處理間無顯著差異，均比 CK略低；處理濃度為 1.0%和1.4%時，真雜種出苗率較CK顯著降低，分別僅為CK的76.90%和79.60%，說明已經(jīng)受到明顯藥害。

表1中盆栽試驗的方差分析與大田分析的趨勢一致，處理濃度為0.8%～1.4%時，假雜種出苗率均較低，且無顯著差異；2個曬干處理真雜種出苗率（27.25%和25.50%）顯著降低，其余處理真雜種出苗率均與CK無差異。大田和盆栽試驗表明，拿捕凈處理長雜谷466的最佳濃度為0.8%。

表1 拿捕凈處理對長雜谷466去除假雜種的效果分析Table 1 Analysis of the effects of removing false hybrids on Changzagu 466 treated by sethoxydim

2.1.2 不同濃度咪唑乙煙酸處理對去除假雜種的效果分析 大田試驗（表2）表明，抗咪唑乙煙酸的長雜谷 2922隨著處理濃度增大，真、假雜種出苗率均呈顯著下降趨勢；在濃度0.8%的烘干處理下和濃度1.0%、1.4%處理下，假雜種出苗率分別為0.10%、0.00%和0.20%，假雜種幾乎全部被去除；在濃度1.0%和1.4%時，真雜種出苗率也顯著低于其他處理，分別為CK的44.40%和29.00%。盆栽試驗的真、假雜種出苗率均高于大田試驗，方差分析結果變化趨勢也基本與大田結果一致，在濃度0.8%的烘干處理下和濃度 1.0%、1.4%處理下，假雜種出苗率最低，僅0.00%～0.25%；在濃度1.0%和1.4%時，真雜種出苗率也顯著低于其他處理，其他處理間無顯著差異。綜合大田和盆栽試驗結果可知，1.0%的濃度已對種子造成嚴重藥害，與長雜谷466一樣，0.8%的濃度是最佳處理濃度，同時0.8%的濃度已是處理種子的上限濃度。

表2 咪唑乙煙酸處理對長雜谷2922去除假雜種的效果分析Table 2 Analysis of the effects of removing false hybrids on Changzagu 2922 treated by imazethapyr

2.1.3 不同干燥方式對去除假雜種的效果分析 大田和盆栽試驗（表1和表2）表明，2個雜交種在同濃度下陰干和烘干處理的真、假雜種出苗率均無顯著差異。拿捕凈0.6%和0.8%濃度處理的長雜谷466經(jīng)曬干的種子，其假雜種出苗率與同濃度的陰干和烘干處理相比均有增高趨勢，但差異不顯著；曬干處理下真雜種出苗率與同濃度的陰干和烘干處理相比均有下降趨勢，尤其在盆栽試驗中，長雜谷466曬干的種子真雜種出苗率分別為 27.25%和25.50%，顯著低于同濃度下陰干和烘干處理下的真雜種出苗率。咪唑乙煙酸0.6%處理濃度下曬干的種子在大田試驗中假雜種出苗率達7.75%，盆栽試驗中假雜種出苗率達13.50%，顯著高于同濃度下陰干和烘干種子，并居于所有處理最高水平；真雜種出苗率在3種干燥處理下均無顯著差異。

2.2 除草劑配入包衣劑對雜交種包衣處理試驗結果

2.2.1 拿捕凈包衣長雜谷466去除假雜種的效果分析 由表3可知，CK1處理下，長雜谷466田間出苗率為47.80%。N1～N6的6個處理下，大田試驗中假雜種出苗率均較低，處理間無顯著差異；在盆栽試驗中，假雜種出苗率隨除草劑濃度增加而降低，N1處理最高，為16.50%，其他處理之間無顯著差異，N5處理最低，為0.50%。真雜種出苗率各處理均稍低于CK1處理。大田試驗中，雖然各處理間真雜種出苗率無顯著差異，但隨處理濃度增加呈降低趨勢，最低為N5處理（21.75%）；盆栽試驗中各處理真雜種出苗率幾乎是大田的2倍，但均顯著低于CK1處理（56.50%），N3和N4處理的真雜種出苗率最高，均為48.75%，N5和N6處理的降低明顯，表明此除草劑濃度已對谷種造成一定的藥害。

表3 除草劑配入包衣劑對雜交種包衣處理的效果分析Table 3 Analysis of the effects of herbicide dispensing with coating agent on the treatment of false hybrids coating

綜合大田和盆栽試驗結果，長雜谷466適宜的假雜種處理為N3和N4處理，此濃度下假雜種處理比較徹底，真雜種出苗率處于較高水平。盆栽試驗CK1處理出苗率高達98.00%，可以使試驗結果更加準確。

2.2.2 咪唑乙煙酸包衣長雜谷 2922去除假雜種的效果分析 長雜谷2922的大田試驗CK2處理總出苗率為56.00%，假雜種在各處理下幾乎均不出苗，3個處理無顯著差異（表3）。CK2處理真雜種出苗率為20.05%，與CK2處理最接近的為M1處理，真雜種出苗率為19.80%。M1～M3處理下，隨藥量的增加，真雜種出苗率顯著降低，故M1處理最為理想。盆栽試驗中，長雜谷2922 CK2處理總出苗率為 95.00%，真雜種出苗率為24.25%。3個處理中，只有M1處理真雜種出苗率接近CK2處理，為19.50%，其他2個處理均顯著低于CK2處理。所以，長雜谷2922制種種子的假雜種處理效果最好為M1處理。

3 討論

盆栽容易控制栽培條件，其土壤墑情、土壤質(zhì)量要比大田好，而且盆栽播種較淺，容易出苗且出苗率高[24-25]，所以試驗結果更準確、可靠。拿捕凈處理的長雜谷466在盆栽試驗時，真雜種出苗率在各處理濃度下（曬干處理除外）均與CK1處理無顯著差異，而在大田試驗中，0.4%～1.4%濃度下，均有處理與 CK1處理差異顯著；尤其是在高濃度處理下，真雜種出苗率遠低于CK1處理，可能是因為大田中土壤出苗不好，受藥害的種子更不易出苗，所以大田試驗必不可少，大田試驗結果更能指導生產(chǎn)應用。綜合盆栽和大田試驗結果，拿捕凈處理長雜谷466的最佳濃度為0.8%，濃度為0.6%時有少量假雜種出苗，也可根據(jù)苗色結合間苗時去除（母本為黃色苗），所以濃度范圍不用太嚴格。

相比于拿捕凈，咪唑乙煙酸處理長雜谷2922濃度范圍比較嚴格，最佳的處理種子濃度為0.8%，超過時會嚴重影響種子出苗，如盆栽試驗中，1.0%濃度下，真雜種出苗率急劇降為CK2處理的35.6%，所以0.8%是處理種子的上限濃度。

有研究[26]表明，播前曬種能增強種皮通透性，提高種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率。但肖層林[27]研究水稻種子浸種前的曬種效應，指出種子含水量在 11.4%～13.0%時，曬種后種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)一般為負效應，且曬種溫度越高，負作用越大；而且曬種對雜交稻和不育系的負效應大于常規(guī)稻。本研究中，除草劑浸泡種子后采用曬干處理時，真雜種出苗率略低于陰干和烘干處理，這與肖層林[27]的研究相似，可能因為高溫促使藥劑對抗除草劑的種子形成藥害所致；假雜種出苗率相比陰干和烘干處理略有提高，可能一方面因為太陽光照射會導致藥劑少量分解而失效，另一方面不育系種子（假雜種）在高溫下的耐藥害特性比真雜種較強所致。藥劑浸泡后雜交種最好采用陰干或烘干處理，但在大規(guī)模生產(chǎn)中，陰干占用場地大，耗時較長，可操作性不強，所以烘干方式相對來說較為實用。

在除草劑配入包衣劑對雜交種進行包衣處理試驗中，2.5kg長雜谷466種子拌入拿捕凈4～5mL時，以及2.5kg長雜谷2922種子拌入咪唑乙煙酸3mL時，真雜種出苗率均較高，雖然與對照相比略低，但可通過適當加大播量的方法進行彌補，不會影響田間留苗數(shù)；而且用這種方法去除假雜種簡便易行，不需要很大的場地和烘干設備，有利于大規(guī)模生產(chǎn)谷子雜交種。

相比大田噴除草劑去雜工作，浸種處理既方便操作（省工），又經(jīng)濟實惠（省藥），在種子量較少時方便易行，但如果種子量較大，所需晾曬場地較大，操作起來就比較困難；把除草劑配入包衣劑包衣雜交種，包衣后不需晾曬，簡便易行，適用于大量種子生產(chǎn)。長雜谷466和長雜谷2922分別代表抗拿捕凈類型雜交種和抗咪唑乙煙酸類型雜交種，可對同類型雜交種起到借鑒作用。

4 結論

綜合盆栽和大田試驗結果，谷子雜交種中假雜種處理有2種方法簡便易行，種子量少時，用0.8%拿捕凈或咪唑乙煙酸藥液浸泡雜交種，種子均勻沾上藥液后撈出陰干或烘干；種子量大時，長雜谷466（抗拿捕凈類型雜交種）可以采用“50g包衣劑拌4～5mL拿捕凈包衣2.5kg種子”的方法進行，長雜谷2922（抗咪唑乙煙酸類型雜交種）可以采用“50g包衣劑拌3mL咪唑乙煙酸包衣2.5kg種子”的方法進行。