神木縣不同谷子品種主要農藝性狀及產量分析

張 霞，馮永忠

(1.西北農林科技大學 農學院，陜西楊凌 712100； 2.神木縣農業技術推廣中心，陜西神木 719300)

神木縣不同谷子品種主要農藝性狀及產量分析

張 霞1,2，馮永忠1

(1.西北農林科技大學 農學院，陜西楊凌 712100； 2.神木縣農業技術推廣中心，陜西神木 719300)

為了明確谷子主要農藝性狀及產量構成因素的相關關系和變異程度，并為篩選神木縣中南部旱作農業生產區適宜栽種的谷子品種提供理論依據。選用10個榆林市地區常規栽培的谷子品種為試驗材料，采用方差分析、相關性分析以及主成分分析等方法對其生育期、株高、節數、穗型等農藝性狀及穗粒質量、千粒質量等產量構成因素進行分析。結果表明：不同性狀間變異系數的變幅為3.25%～76.16%。產量與穗粗、穗長、單穗質量、千粒質量間存在顯著正相關，而與白發病間存在顯著負相關。主成分分析結果表明，3個主成分對變異的累計貢獻率達78.077%。此外，比較不同谷子品種在產量及生長狀況的綜合表現可知，‘黃軟谷’的生育期154 d、穗長23.90 cm、穗粗26.55 mm、單穗質量39.02 g、穗粒質量17.31 g、千粒質量3.29 g、產量4 168.50 kg/hm2，谷子白發病發病率僅3.32%，建議在神木縣地區大面積推廣。

谷子；農藝性狀；產量構成因素；產量

谷子，學名粟(Setariaitalica) 起源于中國，為1 a生禾本科狗尾草屬草本植物，是世界上栽培歷史最悠久的作物之一，具有耐旱、耐瘠薄、抗逆性強，適應性廣等特點，在旱作農業生產中占有重要地位[1]。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，谷子以其獨特的風味和豐富的營養價值受到越來越多的消費者喜愛，谷子富含維生素A、B1和B2，粗蛋白含量高，且小米中的人體必需氨基酸含量較為合理，碳水化合物含量低于大米、面粉和玉米，而礦物質含量均遠遠超過大米、面粉和玉米，具有補血、健腦、壯體、提高免疫力之功效[2]，是人們日常生活中必不可少的具有保健作用的食品[3]。目前，谷子在中國的種植面積約為140萬hm2，年產量約為 450萬t[4]，此外，中國谷子種質資源十分豐富, 截止2008年，國家種質資源庫已保存種質超過27 000份，居世界首位[5]。近年來，研究者針對谷子的農藝性狀開展大量相關研究，利用不同的分析方法分析不同谷子品種的株高、莖粗、穗長、穗粗、穗粒數等農藝性狀與產量的關系[6-8]，從而實現谷子的增產增效，改良和優化谷子品種的選育。陜西屬于中國黃河中上游黃土高原春夏谷區[9]，神木縣地處毛烏素沙漠與黃土高原過渡地帶，屬中南部黃土丘陵溝壑區，是陜西谷子種植的主要區域之一。該地區地勢平緩，土壤有機質含量豐富，晝夜溫差較大，為谷子的種植與推廣提供良好基礎和適宜條件。然而，由于當地農民谷子收獲后自留種現象的普遍存在，導致品種退化嚴重、優質種子資源匱乏、品種混雜，嚴重阻礙神木縣中南部干旱地區谷子種植的進一步推廣、農民增收和農業增效。本研究通過分析和比較不同谷子品種的農藝性狀和產量性狀，篩選適宜的谷子品種，為神木地區谷子的遺傳改良和推廣利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

試驗地位于神木縣解家堡趙家溝村旱作農業技術試驗研究基地(38°45′19″N，110°31′11″E)，該地區屬丘陵旱地，年平均氣溫 8.9 ℃，年降雨量 440.8 mm，無霜期144 d，年平均日照2 876 h，≥10 ℃積溫為3 392 ℃·d，試驗地土壤類型為黃綿土，其中堿解氮質量分數41 mg/kg，速效磷質量分數6.5 mg/kg，速效鉀質量分數48 mg/kg，有機質質量分數7.5 g/kg，土壤pH 8.0。

1.2 試驗設計

選擇10種谷子品種作為研究對象進行品種比較試驗，試驗周期為2015年，供試材料均由榆林市農業科學研究院提供，依次為：‘黃軟谷’‘晉谷36’‘神木紅酒谷’‘汾選3號’‘08-2-7’‘晉谷40’‘晉谷45’‘晉谷29’‘長生07’‘黃旗皇’，其中以‘汾選3號’(CK1)及‘晉谷29’(CK2)作為對照。采用隨機區組排列，設10個處理，重復3次，小區面積20 m2(2 m×10 m)，共30個小區，行距33.3 cm，株距12.5 cm，種植密度1.6萬株/667m2。試驗地四周邊設置保護行，行寬1 m，試驗布局見圖1。供試材料均于2015-04-30播種， 施用有機肥(12 000 kg/hm2)+磷酸二銨(225 kg/hm2)作為基肥，整個生育期內不進行人工灌溉。

圖1 田間布局Fig.1 Field layout

1.3 試驗方法

在整個試驗周期內依次記錄不同品種的生育期、基本苗、白發病情況等性狀，作物收獲時，每小區選取10株進行室內考種，分別調查包括熟相、株高、穗長、穗型、節數、穗粗、穗質量、穗粒質量、千粒質量、穗的松緊度和產量 11個農藝性狀。

1.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2007和SPSS 20.0 軟件對相關數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同谷子品種的產量差異

由圖2可知，不同谷子品種的產量均處于1 200～4 200 kg/hm2，且彼此間存在差異?！S軟谷’產量最高，達4 168.50 kg/hm2；而‘晉谷29’產量最低，僅為1 207.80 kg/hm2。比較不同品種的產量與‘汾選3號’的差異，可以看出，除‘晉谷40’和‘晉谷29’之外，其余品種均表現為增產，其中‘黃軟谷’的增產幅度最大，達109.99%。所有品種的產量與CK2相比，均表現為增產，而‘黃軟谷’的增產效果同樣最為明顯。

經LSD法的多重比較分析結果可知，‘黃軟谷’與除‘08-2-7’之外的其他8個品種均存在極顯著差異；‘08-2-7’與‘晉谷29’‘晉谷40’‘汾選3號’均存在極顯著差異，而與‘長生07’、‘晉谷45’存在顯著差異；‘晉谷36’與‘晉谷29’‘晉谷40’‘汾選3號’的差異均極顯著；‘黃旗皇’與‘晉谷29’‘晉谷40’存在極顯著差異，而與‘汾選3號’存在顯著差異；‘神木紅酒谷’‘晉谷45’‘長生07’分別與‘晉谷29’‘晉谷40’均存在極顯著差異。

大寫字母表示0.01水平差異顯著，小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Uppercase letters mean significant differences at 0.01 level, lowercase letters mean significant differences at 0.05 level.

圖2 不同谷子品種的產量
Fig.2 Yield of different millet varieties

2.2 不同品種谷子農藝性狀及產量相關因素測定

由表1所示，不同品種谷子的生育期均處于152～167 d，其中‘神木紅酒谷’和‘汾選3號’生育期較短，依次為152、153 d，而‘長生07’的生育期最長。不同品種的株高為112.8～158.6 cm，節數為9.0～14.8節。不同品種的基本苗差異明顯，‘黃軟谷’基本苗最多，為356 m-2，明顯高于‘CK1’和‘CK2’，而‘長生07’基本苗數量最少，為172 m-2。此外，‘長生07’熟相較差，而‘神木紅酒谷’和‘汾選3號’的熟相較好。

由表2可知，不同品種谷子間的千粒質量差異不大，但白發病發病比例差異明顯，最低的‘神木紅酒谷’白發病比例僅為1.91%，而白發病最為嚴重的CK2，發病比例達60.44%。不同品種的穗長集中在20.70～27.50 cm；穗粗處于20.13～27.73 mm；而單穗質量分布于22.00～42.36 g。

分析不同谷子品種間農藝性狀及產量構成因素的相關系數可知，不同谷子品種間性狀存在豐富的變異。不同性狀變異系數的變幅為3.25%～76.16%，依次為生育期<千粒質量<穗粗<熟相<穗長<株高<節數<單穗質量<基本苗<穗粒質量<白發病?？梢钥闯觯凇⑶ЯＹ|量、穗粗、熟相、穗長、株高等性狀的變異系數較小，采用良種選配和改善栽培措施等途徑加以改進的難度較大，而白發病、穗粒質量的變異系數較大，通過良種選配和改善栽培措施等方法能夠使其得到較大程度的提高。

表1 不同谷子品種農藝性狀調查Table 1 Investigation of agronomic characters of different mullet varieties

表2 不同谷子品種產量相關因素調查Table 2 Investigation of yield related factor of different mullet varieties

2.3 不同品種谷子主要性狀的相關性分析

根據表3所示，不同性狀間的相關系數差異明顯，其中產量與穗粗、穗長、單穗質量、千粒質量間存在顯著正相關，與白發病間存在顯著負相關；說明穗粗、穗長、單穗質量、千粒質量的增加，谷子產量有增加的趨勢，而白發病比例增大，有導致谷子產量降低的趨勢。生育期、株高均與產量之間呈負相關關系，但相關性不顯著。此外，穗長與穗粒質量間、穗粗與單穗質量間、千粒質量與穗粒質量、株高與生育期間均存在顯著正相關，而穗粗與生育期存在顯著負相關。

表3 不同谷子品種主要性狀的相關系數Table 3 Correlation coefficient of main characters of different millet varieties

注：*表示顯著相關(P<0.05)。

Note: * means significant correlation(P<0.05).

2.4 不同品種谷子主要性狀的主成分分析

各個性狀的主成分分析結果如表4顯示：在所有的主成分構成中，信息主要集中在前3 個主成分， 其累計貢獻率達到78.077%。主成分1的貢獻率最大， 達到38.504%， 其次為主成分2和3，其貢獻率分別為22.716%和16.587%。

表4 主成分的特征值及累計貢獻率Table 4 Eigenvalue and accumulative contribution rate of principal components

如表5所示，第1主成分的特征向量中，載荷正值的性狀包括穗粒質量、穗長、單穗質量、千粒質量和穗粗，說明這些性狀與產量間存在正相關關系，白發病的載荷較高且為負值，說明白發病與產量間存在負相關關系，其中決定第1主成分大小的主要是穗粒質量、穗長、單穗質量、千粒質量，說明這4種性狀對于產量的影響較大。

第2主成分的特征向量中，載荷較高且為負值的性狀為生育期， 特征向量值為-0.512 4，說明生育期越短， 產量越高。第3主成分的特征向量中，載荷較高且為正值的性狀為基本苗，載荷較高且為負值的性狀為株高，特征向量值依次為0.495 8和-0.294 5，這說明谷子的株高越短，基本苗越多，產量越高。

表5 主要農藝性狀的主成分矩陣Table 5 Principal components matrix of main agronomic characters

3 結論與討論

不同谷子品種在生理特性、農藝性狀上具有明顯的差異，分析不同谷子品種的生理特性和農藝性狀差異，結合良種繁育與適宜的栽培管理措施，能夠充分發揮谷子品種的增產潛力，此外，對于優良性狀的選擇，也提高獲得優良谷子品種的幾率。前人對于谷子主要農業性狀進行了大量的研究，方法主要包括方差分析[10]、聚類分析[11]、主成分分析[12]、灰度分析[13]以及通徑分析[14]。本研究采用方差分析、相關性分析及主成分分析對不同品種谷子的主要性狀進行分析，結果表明：不同性狀中生育期、千粒質量、穗粗、熟相、穗長、株高等性狀的變異系數較小，而白發病、穗粒質量的變異系數較大，這與李曉宇等[15]的研究結果相似，相關性分析的結果表明產量與穗粗、穗長、單穗質量、千粒質量間存在顯著正相關，而與白發病間存在顯著負相關，這一結果與劉斌等[16]的研究結果相似。主成分分析結果表明：在所有的主成分構成中，信息主要集中在前3個主成分，其對變異的累計貢獻率達到78.077%，在第1主成分中，穗粒質量、穗長、單穗質量、千粒質量對于產量的影響較大，而在第2和第3主成分中，生育期、株高、基本苗對于產量的影響較大。綜合3個主成分的結果可以看出，在篩選谷子的過程中，應傾向于穗粒質量和千粒質量高、穗長較長、株高適中、生育期適宜的品種，同時也要著重評估其白發病情況。

綜合比較不同品種谷子的農藝性狀與產量，可以看出，‘黃軟谷’、‘晉谷36’和‘08-2-7’產量較高且抗病性較強。其中‘黃軟谷’生育期154 d、穗長23.90 cm、穗粗26.55 mm、單穗質量39.02 g、穗粒質量17.31 g、千粒質量3.29 g，在10個品種中產量最高，谷子白發病發病率僅3.32%，建議該品種在神木縣地區大面積推廣。

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(責任編輯：成 敏 Responsible editor:CHENG Min)

Analysis of Main Agronomic Characters and Yield of Different Millet Varieties in Shenmu County

ZHANG Xia1，2and FENG Yongzhong1

(1.College of Agronomy，Northwest A&F University，Yangling Shaanxi 712100,China; 2.Shenmu Extension Center for Agricultural Technology,Shenmu Shaanxi 719300,China)

To clarify main agronomic characters of millet and correlation and variation of yield component factors，so as to provide theoretical basis for screening appropriate millet varieties for dry-land farming region in central and southern of Shenmu county, we took 10 common millet varieties in Yulin area as materials, the agronomic characters and the yield components factors were analyzed by variance, correlation and principal components.The results showed that：the range ability of variation coefficient among different characters was between 3.25%-76.16%;there was a significant positive correlation between yield and ear width, ear length, mass per ear, thousand kernel mass(P<0.05),but there was a significant negative correlation between yield and poliosis;based on the results of principal components analysis, cumulative contribution of three principal components to variation was up to 78.077%;based on the comparing of overall performance in yield and growth status of different millet variations, the soft yellow valley had the best performance,which its growth period was 154 d,spike length 23.90 cm, spike width 26.55 mm, mass per spike 39.02 g,grain mass per spike 17.31 g,thousand grain mass 3.29 g,yield 4 168.50 kg/hm2.So we suggest to popularize it in large area in Shenmu county.

Millet； Agronomic characters；Yield components；Yield

ZHANG Xia, female, master student.Research area: dry farming.E-mail：544353748@qq.com

FENG Yongzhong, male, professor.Research area:agricultural regional development and circular agriculture.E-mail：fengyz@nwsuaf.edu.cn

2016-08-05

2016-09-13

陜西省科技統籌創新工程項目(2015KTCL02-07)。

張 霞，女，碩士研究生，研究方向為旱作農業。E-mail：544353748@qq.com

馮永忠，男，教授，主要從事農業區域發展與循環農業研究。E-mail：fengyz@nwsuaf.edu.cn

日期：2016-12-20

S338

A

1004-1389(2017)01-0032-06

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161220.1640.008.html

Received 2016-08-05 Returned 2016-09-13

Foundation item Program of Science and Technology Innovation of Shaanxi Province (No.2015KTCL02-07).