黑芝麻新品種贛芝14號的選育及其鎘低積累特性鑒定

顏小文，孫 建，樂美旺*，饒月亮，顏廷獻，鄒珍太，周紅英

(1.江西省農業科學院 作物研究所/江西省油料作物生物學重點實驗室/國家油料改良中心 南昌分中心，江西 南昌 330200；2.江西省貴溪市農業局，江西 貴溪 335400)

芝麻是重要的優質食用油源和營養保健食品，其種子脂肪酸組成主要是油酸和亞油酸，其總量達85%左右，富含人體必需的8種氨基酸、芝麻素(sesamin)、芝麻酚(sesamol)、維生素E等天然抗氧化類物質，其蛋白質是完全蛋白質，蛋氨酸和色氨酸等含硫氨基酸比其他植物蛋白高，容易被人體吸收利用，也是一種理想的植物蛋白資源，是傳統的優質保健食品[1-3]。我國芝麻常年種植面積46.7萬hm2左右，種植面積和總產量位居世界前列，單產居世界首位，河南、安徽、湖北、江西是我國芝麻生產的四大產區[4-5]。作為全國芝麻主要產區，江西芝麻常年種植面積33333.3～46666.7 hm2，主要以黑芝麻種植為主，面積和產量均占全國黑芝麻的60%以上，江西黑芝麻在國內乃至國際久負盛名[6]。選育高產、優質、多抗黑芝麻新品種一直是江西芝麻產業技術研發的重要內容，品種的更新換代也是鞏固和提升江西黑芝麻產業競爭力的技術關鍵[7]。

近年來，隨著現代工農業生產的飛速發展和人口數量的急劇增加，農藥化肥施用量、工業“三廢”、畜禽糞便、城市垃圾產生量不斷增加，導致土壤鎘等重金屬含量增高[8-9]。由于鎘不能被土壤微生物分解，且半衰期長達20年之久，其污染為不可逆的累積過程[9-10]。同時，鎘又是生物遷移性很強的重金屬，極易被芝麻等農作物吸收并累積，超過一定限度不僅嚴重影響作物的產量和品質，并通過食物鏈富集，危害人體健康[11-12]。可見，土壤鎘污染使得芝麻安全生產，尤其是綠色芝麻安全生產受到嚴重威脅[13-14]。因此，鑒定篩選和培育鎘低積累芝麻新品種是芝麻安全生產的重要技術支撐之一[14-15]。

結合品種選育、抗耐性表現和鎘積累特性鑒定，江西省農業科學院作物研究所選育出具有鎘低積累特性的高產、優質、抗病(逆)等綜合性狀優良的黑芝麻新品種贛芝14號，于2015年通過江西省農作物品種審定委員會認定。

1 選育過程

贛芝14號的選育過程如圖1所示，2008年夏季，利用抗倒伏、籽粒黑色度好、品質優的江西地方黑芝麻品種青麻作父本，與同為地方品種的母本樟樹黑芝麻進行有性雜交，雜交種(F1)于2008年海南冬季種植，隨機選取50個單株混合進行下一代種植，2009～2010年分別在南昌夏季和海南冬季采用系譜法進行后代分離選擇，同時進行產量性狀、粒色及口感等品質性狀、抗病性、抗逆性和生育期等綜合鑒定。其中，2010年夏季對綜合性狀表現優異且穩定的6個單株系進行編號，并于冬季在海南繁殖足夠種子以備隨后品系比較試驗所需。結合多年性狀表現，其中編號為H11的株系綜合表現突出，性狀一致、遺傳穩定、生長勢好、結蒴密、產量高、品質優、抗病抗逆性強，于2011～2012年進行早秋芝麻品系比較試驗，2013～2014年參加江西省芝麻品種區域試驗，同時進行江西省多點試驗示范與栽培技術研究試驗。H11于2015年通過江西省農作物品種審定委員會認定，定名為贛芝14號。

2 產量、品質及抗病(逆)性表現

2.1 產量表現

2011～2012年在南昌開展的芝麻品系比較試驗中，贛芝14號(原編號H11)產量分別為1126.3、1156.5 kg/hm2，分別比江西省區試對照品種金黃麻增產16.12%、17.87%。由表1可以看出，在2013～2014年2年的江西省芝麻品種區域試驗中，贛芝14號的產量分別為1191.3、1065.2 kg/hm2，平均產量1128.3 kg/hm2，比對照品種金黃麻增產6.74%，達顯著水平。且在區域試驗中，該品種生長極為整齊，開花、成熟一致性好，經濟性狀、抗性等均表現突出，籽粒外觀品質和食用品質比對照種較好。

圖1 贛芝14號的選育過程示意圖

同時，2013～2014年期間，贛芝14號在江西省農業科學院作物研究所橫崗基地、南昌市農科院、進賢縣原種場等地開展試驗示范，分別種植了0.52、0.34、0.29 hm2，總計面積為1.15 hm2，3個試點的產量分別為1479.0、1449.6、1427.4 kg/hm2，分別比對照增產34.12%、26.72%、26.58%；平均產量為1452.00 kg/hm2，比對照增產29.14%。此外，該品種于2014～2015年小范圍釋放給農戶試種，各地反映該品種穩產、高產，增產顯著，深受廣大農戶歡迎，一般產量為1100.0～1500.0 kg/hm2，高產田塊可達1900.0 kg/hm2以上。

2.2 品質表現

品種品質檢測主要為含油量和蛋白質含量的測定，其中含油量測定按照標準NY/T 1285─2007進行，蛋白質含量測定按照標準GB/T 24318─2009進行，均委托農業部油料及制品質量監督檢驗測試中心進行測定。結果顯示，贛芝14號的含油量為52.28%，比對照品種金黃麻(含油量50.78%)高1.50個百分點，蛋白質含量為23.97%，比對照(24.78%)低0.81個百分點。該品種籽粒顏色為純黑色，種皮薄，口感香甜，外觀及口感品質優于對照品種金黃麻，具有良好的商品性，適合黑芝麻的出口貿易與加工。

2.3 抗病性和適應性表現

抗病性鑒定主要開展莖點枯病和枯萎病的田間自然發病率及病情指數的觀察與統計，參照文獻[16]進行。從表1可以看出，贛芝14號莖點枯病發病率平均為5.59%，病情指數3.70，對照金黃麻莖點枯病發病率平均為8.93%，病情指數6.27，贛芝14號明顯優于對照。贛芝14號枯萎病發病率平均為6.11%，病情指數4.40，對照金黃麻枯萎病發病率平均為4.06%，病情指數2.68，贛芝14號與對照相當，差異不顯著。此外，贛芝14號還具有耐漬、耐肥抗倒、耐旱、適應性廣和抗逆性強的特點。

表1 贛芝14號區試產量和抗病性表現

3 鎘低積累特性表現

3.1 試驗設計

不同品種的鎘積累比較試驗分別在湖南和江西貴溪兩地的鎘污染地塊上開展，廂寬2 m，每個品種種植10行，行距40 cm，株距15～20 cm，每個品種重復3次，其他管理同常規栽培管理措施，于成熟后收獲種子和莖稈，3個重復等量混合后進行相應的鎘積累量(即鎘含量)測定。芝麻莖稈和種子鎘積累量測定均采用原子吸收分光光度法進行，分別委托湖南省分析測試中心和中國農業科學院油料作物研究所測試中心進行測定。其中長沙試驗點供試品種材料10個，分別為來自江西的黑芝麻品種(系)贛芝14號、贛芝9號、贛芝11號、金黃麻、波陽黑、武寧黑、都昌黑芝麻、8-16和來自河南的白芝麻品種98N09、鄭太芝1號。貴溪試驗點供試品種材料20個，其中白芝麻10個，分別為豐城白芝麻、贛芝3號、贛芝10號、贛芝12號、贛芝13號、贛芝15號、贛芝1505、贛芝1508、渝芝1號和DW607；黑芝麻10個，分別為金黃麻、贛芝7號、贛芝11號、贛芝14號、GZ16、GZ17、GZ1522、QS01、周黑芝1號和緬甸黑芝麻。種子均由各品種選育單位提供，由江西省農科院作物所芝麻創新團隊擴繁后供本研究使用。

3.2 結果與分析

在2015年湖南試驗點，湖南省分析測試中心測定的結果顯示(表2)，參試的10個芝麻品種莖稈的鎘積累量在2.21～3.38 mg/kg之間，平均2.69 mg/kg，變異系數為16.52%；10個參試品種種子中鎘積累量為0.99～1.66 mg/kg之間，平均1.46 mg/kg，變異系數為13.72%；莖稈和種子的鎘積累量成正相關(r=0.525)。在10個參試品種中，莖稈和種子鎘積累量表現最低的均是贛芝14號，分別為2.21、0.99 mg/kg，其中，種子鎘積累量為最高積累量品種的59.64%，為參試品種平均值的67.81%。

在2016年貴溪市試驗點，中國農業科學院油料作物研究所測試中心測定的結果顯示(表2)，參試的20個品種種子鎘積累量在0.24～1.00 mg/kg，平均0.45 mg/kg，變異系數37.16%，品種間存在較大差異。贛芝14號種子鎘積累量為0.38 mg/kg，為最高積累量品種的38.00%，為參試品種平均值的84.44%。

表2 2015～2016年芝麻種子鎘積累試驗測定結果及贛芝14號表現

3.3 結論

綜合2年兩點試驗結果，贛芝14號種子鎘積累量分別為最高積累量品種的59.64%和38.00%，分別為參試品種平均值的67.81%和84.44%，均表現出鎘低積累特性，是一個產量、品質、抗性等綜合表現優良的鎘低積累品種，具有很高的推廣應用價值。

4 主要農藝性狀與栽培技術要點

贛芝14號屬單稈型品種，一般不分枝，莖稈直立而粗壯，整株葉片從上至下葉片分別為長橢圓形、橢圓形、心形，每葉腋三花，花朵為白色；每腋蒴果數3個，蒴果四棱，不裂蒴；成熟后期植株、葉片和蒴果均為青綠色。株高135 cm左右，始蒴部位約50 cm，空稍尖3～5 cm，單株蒴果數75個左右，每蒴粒數約64粒，千粒重2.62 g，成熟種子長寬比例適中，種皮純黑。贛芝14號在贛中地區以夏芝麻種植，生育期為88～94 d，作早秋芝麻種植為78～83 d，在兩年區域試驗中的平均生育期為85.8 d。

贛芝14號適宜在中等肥力以上的砂質壤土田塊種植，忌連茬，應選擇地勢較高、排灌方便的輪作田種植。播種時間以5月下旬至7月上中旬播種為宜。播種量為3～6 kg/hm2。播種以條播為宜，撒播也可。夏芝麻定苗15萬～18萬株/hm2，秋芝麻18萬～22.5萬株/hm2。及時間苗，間苗宜早不宜遲，第一對真葉出現時就應間苗，2～3對真葉時結合中耕二次間苗，4～5對真葉時結合中耕除草定苗。芝麻生育期短，對肥料需要比較集中，應施足基肥。芝麻病蟲草害防治要堅持農業與藥劑綜合防治相結合的原則。苗期防治地老虎、跳甲與蚜蟲，中后期防治芝麻天蛾和椿象，重點防治枯萎病和莖點枯病。

適時打頂和收獲。為了爭取蒴果、籽粒充實的有效生長期，應在終花前打掉頂端2 cm左右的空梢尖，使養分集中于蒴、粒，實現增產效應，提高芝麻的產量和品質。贛芝14號成熟時，中下部葉片落光，上部葉片呈青綠色，中部蒴果籽粒黑而飽滿，呈固有的色澤，頂端蒴果籽粒種皮略呈黑色，此時為最佳收獲期。

致謝：本研究在鎘積累鑒定長沙點試驗及測定方面得到湖南省農業科學院作物研究所何錄秋研究員的大力支持。