CN110432094A

CN110432094A - 一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法

Info

Publication number: CN110432094A
Application number: CN201910357053.1A
Authority: CN
Inventors: 刘国庆; 降彦苗; 李海权; 董明; 耿玲玲; 刘建烨; 刘秀丽; 康瑞芳; 乔志红; 韩洁
Original assignee: Grain Research Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Current assignee: Grain Research Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-11-12

Abstract

本发明公开了一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，包括：在糜子的生长期增加田间光照和延长光照长度，其中延长光照长度为每天增加光照至18h，增加田间光照为延长光照长度的持续时间为25天，同时在播种前一次性施用基肥，所述的基肥包括：纯N 100kg/hm²，P₂O₅ 80kg/hm²，K₂O 80kg/hm²。本发明方法有效延长了糜子的营养生长时期，提高了糜子的株高、穗长、穗粒重等农艺性状和产量，解决了制约糜子冬季海南岛育种繁种产量低的难题。

Description

一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法

技术领域

本发明属于作物种植技术领域，具体涉及一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法。

背景技术

糜子(Panicum miliaceum L.)是我国古老的栽培作物，具有耐干旱、耐贫瘠等重要特性，是长城沿线风沙区重要的粮食作物。在我国，特别是降水较少地区的种植结构和产业发展中起着不可替代的作用。糜子具有较高的营养价值，含有丰富的维生素、膳食纤维及矿质元素。随着生活水平的提高，人们的膳食结构开始改变，糜子作为杂粮的优势开始凸显，糜子市场的需求日益旺盛。

光周期是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替变化。根据各种植物开花对日照长度的反应，将植物主要分为长日植物(long-day plant，LDP)，短日植物(short-dayplant，SDP)和日中性植物(day-neutral plant，DNP)，一般的将临界日长定为12—14小时。糜子是典型的短日作物，开花受到短日照条件的诱导。糜子对光照长度敏感，短日照条件下出苗后5天茎尖开始伸长并开始幼穗分化，20天左右即可抽穗。糜子的平均生育期为86天，而在短日照条件下糜子会提前开花结实，导致营养生长不足，株高降低，穗小粒少，产量受到严重影响。近年来，冬季在海南加代育种和制种已经成为科研和生产的重要环节，冬季海南处于短日照条件，糜子很快转向生殖生长，导致植株矮小，穗小粒少，制约了糜子新品种的选育和制种产量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，解决了冬季日照较短，糜子在繁育过程中营养生长期短，植株矮小，产量极低的缺陷。

为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，包括：在糜子的生长期增加田间光照和延长光照长度。

所述的延长光照长度为每天增加光照至18h。

所述的增加田间光照为延长光照长度的持续时间为25天。

上述所述的光照强度为200lx～300lx。

本发明方法在播种前一次性施用基肥，所述的基肥包括：纯N 100kg/hm²，P₂O₅80kg/hm²，K₂O 80kg/hm²。

本项目界定了糜子幼穗分化期各时期特征：

(1)未伸长期

生长点处于未伸长期时，植株为营养生长状态。生长点在伸长之前为球体，宽度与高度几乎相等，生长点被叶原基紧紧包住。

(2)伸长期

受到光诱导，生长点开始伸长。伸长的生长点高度明显大于宽度，生长点逐渐伸长为锥体，同时在基部出现一级枝梗分化。

(3)穗枝梗分化期

一级枝梗分化与生长点伸长同时进行。在生长点伸长后，生长锥基部长出乳头状突起，此为一级枝梗原基，一级枝梗原基逐渐伸长为锥体。一级枝梗原基分化的同时，生长锥中部即幼穗中部分化出苞叶原基，表现为“二棱期”。后期苞叶原基被一级枝梗遮盖，只能看到一级枝梗。二级枝梗原基在一级枝梗锥体两侧伸长，分别排列在锥体两侧。随后在二级枝梗的两侧分化出三、四、五级枝梗，分化方式与二级枝梗相同，都分别在上一级枝梗锥体上伸长。各级枝梗的生长为自下而上向顶式生长，同时各级枝梗逐渐伸长。

(4)小穗原基分化期

三级枝梗原基出现在小穗中部时，小穗顶部生长点的一侧出现突起，此即为小穗原基。随后小穗原基的两侧出现突起，并逐渐伸长将生长点包围，此时分化的是小穗的护颖原基。小穗原基分化从顶生生长点开始逐渐向下分化。

(5)小花原基分化期

小花原基的分化从第一小花的外稃原基分化开始，外稃原基分化完成后在其叶腋间相继分化出两个小突起，分别为第一小花原基和第二小花原基。第二小花原基大于第一小花原基，并且第二小花先于第一小花发育。外稃内侧分化出內稃，大部分小花原基被內稃包围。

(6)雌雄蕊原基分化期

小花原基分化出內稃之后，第二小花原基体积增大，并分化出四个乳头状突起。中间为雌蕊原基，周边三个为雄蕊原基。同时，第一朵小花內稃开始分化。第一朵小花內稃较第二朵小花內稃小且薄。子房原基在內稃原基前侧出现，并围绕內稃原基发育，形状为弯月形。雌蕊向着子房弯月形内侧生长并发育出乳头状突起，形成胚珠。

(7)雄蕊药隔期

随着小花发育的进行，雄蕊原基上方出现一条横沟和一条纵沟将雄蕊原基分为四个部分，即四个花粉囊。同时，子房开始膨大，花丝伸长，柱头分叉。

(8)花粉母细胞减数分裂期

花粉母细胞经过两次分裂形成四分体，四分体成熟散开之后为初生花粉粒。雌蕊柱头呈现羽毛状，雄蕊呈“X”状，未裂开。

(9)花粉粒形成期

护颖尖端呈现紫色，基部为绿色。花丝伸长呈现淡黄色，雌蕊柱头呈现乳白色，子房呈椭球型。

本发明的有益效果为：

本发明技术方案通过糜子营养生长期在田间增加光照，延长每天的光照长度，有效延长了糜子的营养生长时期，提高了糜子的株高、穗长、穗粒重等农艺性状和产量，为解决制约糜子海南岛育种繁种的难题提供了重要方法。

附图说明

图1是糜子短日照条件下的花发育进程。

具体实施方式

下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，具体包括以下步骤：

1)品种选择

根据气候特点和土壤类型选择适合当地条件的早熟、高产、优质、抗逆强、不易脱粒、抗旱、耐瘠薄的审定良种。种子在播种前要进行精选，选择成熟度好、饱满有光泽的种子，摊于凉席上，曝晒2—3d，以提高发芽率和出苗率。如冀黍2号、冀黍3号、二紫杆等，并保证2～3年更换1次品种。

2)生产地块要求

土壤环境质量标准符合G1B5618，农田灌溉水质量标准符合G5B084，环境空气质量标准符合G3B095，农药安全使用标准符合GB4285，农药合理使用准则符合GB/T8321。选择地势平坦、土层深厚、土质肥沃、通气良好的地块。0～30cm耕层土壤含有机质10.0g/kg、全氮0.4～0.8g/kg、碱解氮50～80mg/kg、速效磷5～14mg/kg、速效钾不低于100mg/kg。

3)精细整地

糜子是旱地作物，要做好土壤蓄水工作，使秋雨春用。一般秋后深耕约20cm，并翻后及时耙檐，为全苗奠定基础。糜子粒小，为使其出苗整齐，幼苗健壮，播前进行精细整地，达到平、匀、净、细。

4)科学施肥

播种前一次性施用基肥，所述的基肥包括：纯N 100kg/hm²，P₂O₅ 80kg/hm²，K₂O80kg/hm²。

5)播种

播前进行晒种，3～4h为宜，而后用盐水选种，剔除杂质、秕谷。5月10日左右根据土壤墒情播种。采用机械开沟条播或垄播，播深、行距分别为40～50cm，播量7.5kg/hm²左右，根据地域及品种特性保苗60万～70万株/hm²。

6)光照条件

糜子播种后出苗前立即增加田间光照和延长光照长度；延长光照长度为每天增加光照至18h；增加田间光照为延长光照长度的持续时间为25天。

7)进行正常的田间管理和病虫害防治

实施例2

为解决糜子适应性差、对光照敏感等问题，设计光照试验来研究光照对糜子生长的影响。

试验于2017-2018年进行，地点位于海南岛三亚和河北省农林科学院谷子研究所郄马试验站。主要研究结果以石家庄栾城谷子所试验站的数据进行分析。试验在温室中进行，供试材料为糜子地方品种“二紫杆”，播种后每天增加光照6个小时处理，使每天的光照时间增加到18个小时，分别设置了增加光照0天(对照)、10天、15天、20天和25天5个处理，每个处理3次重复。选用LED灯增加光照，功率为40W，密度为每15m²一个，高度为地上2m。播种日期为2018年3月23日，播前施纯N 100kg/hm²，P₂O₅ 80kg/hm²，K₂O 80kg/hm²，一次性作基肥施入。

生长期间调查抽穗期，成熟后调查株高、茎粗、穗长、穗干重和穗粒干重等农艺性状。

表1 试验方案

表2 加光对植株形态的影响

增加光照能够影响糜子植株的形态(表2)。在长日照条件下，糜子持续营养生长。比较不同处理农艺性状发现，LD25处理的株高、茎粗、穗长、穗重、穗粒重达到最大，表明加光处理时间越长，植株形态变化越大。比较各个农艺性状发现，穗重和籽粒干重增幅较大，株高、茎粗和穗长的增幅较小，穗长的增幅最小。与对照比较，穗重和穗粒重在加光10天、15天、20天、25天的增幅分别达到236.5％和247.1％、274.3％和291.2％、360.8％和400.0％、420.3％和470.6％。株高、茎粗和穗长在加光10天、15天、20天和25天的增幅分别达到57.8％、65.6％和11.6％，72.1％、88.7％和21.1％，98.1％、109.2％和42.2％，109.0％、120.4％和55.4％。

比较不同处理长日照天数与出苗到抽穗天数之间的关系发现(图1)，停止加光20天后糜子植株开始抽穗。观察糜子植株茎尖生长点发现，短日条件下，对照处理在出苗后5天即开始分化，从营养生长转入生殖生长。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，其特征在于，包括：在糜子的生长期增加田间光照和延长光照长度。

2.根据权利要求1所述的一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，其特征在于，所述的延长光照长度为每天增加光照至18h。

3.根据权利要求1所述的一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，其特征在于，所述的增加田间光照为延长光照长度的持续时间为25天。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，其特征在于，所述的光照强度为200lx～300lx。

5.根据权利要求1所述的一种短日照条件下提高糜子产量的育种方法，其特征在于，在播种前一次性施用基肥，所述的基肥包括：纯N 100kg/hm²，P₂O₅ 80kg/hm²，K₂O 80kg/hm²。