規?；N植背景下谷子研究方向

摘要 規模化種植、產業化開發是我國新時期農業的發展趨勢，針對谷子規模化種植中存在的除草、間苗、機械化播種收獲3方面關鍵制約因素，分析了相關研究現狀，提出了下階段應重點開展抗除草劑育種、矮化耐密植育種和研發專用農機具等研究方向和重點。

關鍵詞 規?；N植；谷子；研究方向

中圖分類號 S51.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08538-02

谷子起源于我國，是世界上最古老的作物。從距今7 000多年的河北磁山文化、河南的裴李崗文化起，谷子一直是我國中原地區的主栽作物，直至新中國成立前夕，河北、山東、河南、陜西、山西等省的谷子播種面積仍處于農作物播種面積的首要地位。解放以后，受水稻和玉米育種上的進步、交通和軍事現代化的發展、人們對小米消費習慣的改變等因素的影響，谷子播種面積經數次調整由主栽作物逐步變為區域重要作物，播種面積維持在87萬hm2左右。近年來，隨著旱情的發展、“富貴病”的增加、農產品國際競爭力的加劇以及谷子產量的大幅度提高，谷子的營養保健價值、國際競爭力和產量潛力被重新認識，谷子播種面積出現回升態勢[1]。當前，我國農業種植模式正在由一家一戶的零散種植模式向農場化、企業化規模種植模式轉變，規?；N植、產業化開發是谷子新時期發展的大勢所趨，研究分析規?；a業化背景下谷子研究的重點，對促進谷子產業發展意義重大。

1 谷子規?；N植面臨的主要問題

1.1 除草

草害是谷子生產中一個突出問題，尤其是目前谷子主要產區華北夏谷區，由于播種期正處于雨季，極易發生草荒。由于谷子種植面積小，開展相關研究少，目前普通谷子品種沒有配套的除草劑，多數谷田除草一直靠人工作業[2]。少數種植抗除草劑品種谷田，也只是能夠噴灑拿捕凈除草劑，該除草劑只對單子葉禾本科雜草有效，除草效果有限，且價格高，推廣受限制。在勞動力成本日益上升，城鎮化步伐日漸加快的時代，除草對于傳統一家一戶種植模式已經是制約谷子發展的重要因素之一，而對于進行規模種植的新型農場主或企業家來講，更是不可想象、無法接受的勞動措施。

1.2 間苗

谷子是小粒半密植作物，千粒重僅3.0 g左右，按適宜的留苗密度37.5萬～75.0萬株/hm2計算，適宜播種量僅為2.55～4.50 kg/hm2。雖然目前研究開發的精量播種機可以實現小播種量的均勻播種，但是由于谷子幼苗弱小，頂土能力差，且多種植在旱薄地，管理粗放墑情難以保證；平原地區夏播區播種正處于雨季，容易淤苗等，因此在實際生產中，精量播種很難保證全苗。谷子生產一直靠大播種量（15～30 kg/hm2），通過群體頂土來保證全苗，再通過人工間苗達到適宜的留苗密度的生產方式[2]。間苗的用工量比除草有過之而無不及，因此這也是規?；N植中無法面對的管理環節之一。

1.3 播種、收獲機械化

機械化是現代農業的基本標志之一，相對于玉米、小麥、水稻等大田作物，谷子在播種和收獲兩個基本環節上，機械化程度和水平都相距較大。播種機方面主要表現為小型、簡陋、單一、粗放，不同耕地條件可調節性差，多數為小型作坊式生產，標準化、精準化差強人意，不能滿足規模化生產需求。收獲方面華北平原區仍以小麥聯合收割機改裝調試為主，缺乏專業的谷子專用聯合收割機，破損率和丟失率較高。

2 相關研究現狀

2.1 除草方面

2.1.1 化學除草技術研究方面。國內外研究人員進行了大量探索，但進展緩慢。目前最有影響的是1998年南開大學研制出的44%谷友可濕性粉劑，于谷子播種后出苗前封地使用。1999年以來，河北省農業科學院谷子研究所與南開大學合作，對此除草劑進行了反復示范和改進，積累了豐富經驗，但仍存在不易操作和對墑情要求較高的弊端，目前使用面積僅為谷子生產總面積的3%左右[3]。

2.1.2 抗除草劑育種研究方面。1981年以來，法國科技人員經研究篩選，首先得到抗阿特拉津谷子材料；加拿大研究人員先后得到了抗拿捕凈材料和抗氟樂靈材料，并成功地轉移到栽培谷子中；1993年河北省農業科學院谷子研究所將法國、加拿大的谷子抗除草劑基因引入我國栽培品種中創制出谷子抗除草劑材料，開始了我國的抗除草劑谷子育種。但是由于種種原因，谷子抗除草劑無論在育種上還是在生產上都仍未能取得大面積推廣應用[3]。

2.2 間苗方面

谷子生產實現免間苗的研究主要集中在精量播種、化學間苗兩個方面。改革開放之前，取得的代表性科技成果有1962年內蒙古昭烏達盟農業科學研究所提出谷子精量播種不間苗技術[4]；1965年河北省農學會提出谷子寬壟密植少間苗技術[5]；1983年河北省農作物研究所提出夏谷小密壟不間苗技術[6]；1987年河北省農業科學院谷子研究所李東輝提出谷子小包裝精量播種技術[7]。改革開放以后，在種子處理技術、矮化育種研究、抗除草劑育種研究等方面進行了深入的探索，取得不同程度進展。1993年河北省農業科學院谷子研究所嘗試通過谷種丸化實現精量播種免間苗，但是因為丸化谷種吸水困難，出苗率低，應用效果不理想[3]；2001年山西省農業科學院谷子研究所篩選出一種特殊化學制劑，對谷種進行處理，使其既能正常發芽出苗、發揮群體頂土出苗的作用，又能在出苗后自行死亡，處理谷種與正常谷種按比例混合播種，從而實現免間苗的目的[3]。矮化育種研究方面，培育抗倒伏、耐密植、高產優質谷子品種，也是科技人員在谷子簡化栽培方面進行的一項重要研究，并先后育成了豫谷8號、冀張谷6號（矮88）、赤谷9號等代表性品種，應用這些品種可以提高種植密度30%～50%，一定程度上可以減少間苗用工。但因存在早衰、結實性差等問題，未能得到大面積推廣[3]。2003年，河北省農業科學院谷子研究所在抗除草劑育種的基礎上提出了“簡化栽培谷子品種選育及其配套栽培方法”，于2006年獲得國家發明專利。應用該項技術，先后育成了能夠簡化栽培的冀谷25、冀谷29、冀谷31等品種以及配套簡化栽培技術，并取得大面積示范成功[3]，這是目前應用面積最廣的利用谷子抗除草劑特性實現化學間苗最為成功的一項簡化栽培技術。

2.3 播種、收獲機械化方面

1980年前后各地紛紛研究了谷子機械化播種技術[8-12]，在平原地區示范效果很好，可將谷種播量控制在4.5～7.5 kg/hm2，能夠達到少間苗或不間苗的目的。但是，由于這些播種機多數只是對小麥播種機進行簡單調整，播種質量不高，又因為谷子子粒較小，播種過程排種器容易堵子，導致播種不均勻而缺苗斷壟。隨著聯產承包制度的推進，谷子種植日益分散，谷子播種機械化研究也相應減少，而且主要以針對零散地塊開發的一些人力小型播種耬為主。目前，華北夏谷區有代表性的播種機以河北農哈哈公司和武安農技站開發的小型機械為主。

3 研究方向探討

3.1 育種方面

重點圍繞抗除草劑、矮稈耐密植、適合機械化收割3個方面開展技術攻關。

3.1.1 抗除草劑育種。

目前，生產上推廣的抗除草劑品種多是抗氟樂靈和抗拿捕凈品種。前者抗性較低，除草劑濃度不易掌握；后者由于應用面狹窄，市場上經營少，價格偏高，而且拿捕凈對雙子葉雜草無效，所以推廣上很受限制。2006年，河北省農業科學院谷子研究所從加拿大新引進了抗咪唑乙煙酸除草劑的青狗尾草材料，并已將狗尾草抗咪唑乙煙酸基因轉入谷子中，育成了一批性狀基本穩定的抗咪唑乙煙酸谷子育種材料，預計近期可應用于生產[3]。從生產上看，繼續挖掘類似抗咪唑乙煙酸廣譜除草劑材料，并轉入谷子中，培育價格低、應用范圍廣、對單子葉雙子葉雜草均有較好的防除效果且具有穩定抗性的谷子品種，是谷子實現規?；N植的必然選擇。

3.1.2 耐密植、矮化育種。

在不能完全通過精量播種實現免間苗的前提下，通過提高品種的耐密植特性，在較大播量保全苗的情況下，實現免間苗或少間苗是最為徹底地解決人工間苗費工費時問題的辦法。利用已經取得的研究成果，繼續挖掘創新矮稈資源材料，充分利用常規育種和生物技術手段，融合矮稈耐密植和高產優質性狀，培育耐密植的高產優質品種是實現谷子免間苗的重要途徑。

3.1.3 適合機械化收割育種。

規模化種植后，聯合收割是谷子產業發展的必然要求。與收割相關的谷子特征特性有株高、抗倒伏性、穗層整齊度、穗碼易脫落性、成熟集中度、耐穗發芽性等。因此，育種上，要圍繞這幾個特征特性開展有針對性的選育工作。

3.2 研發谷子播種、收獲機械

規模化種植模式的發展為大型機械化研發創造了條件。谷子播種方面下階段研發重點是提高機械的精度和標準，針對華北夏谷區多是在麥茬種植，應開發播種同時可以深松施肥的裝備；同時對耬腿的設計應能夠根據地勢的高低不平而自動微調，確保在地勢不平的條件下播種深度的一致。收獲方面，隨著面積的擴大，應開發專用的聯合收割機，以降低谷粒破損率和收割中的丟失率。

參考文獻

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