豫西丘陵地區(qū)谷子品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性

周佳敏， 梁穎穎， 李思源， 張富厚， 趙俊杰， 孟超敏*

(1.河南科技大學 農(nóng)學院，河南 洛陽 471000； 2.洛陽市作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室，河南 洛陽471000； 3.伊川伊河橋米業(yè)有限公司，河南 洛陽 471000； 4.洛陽市小米種植及深加工業(yè)企業(yè)研發(fā)中心，河南 洛陽471000)

谷子(SetariaItalica)屬禾本科狗尾草屬，脫殼后稱為小米，廣泛種植于歐亞大陸的溫帶和熱帶，在我國分布也極其廣泛，其中種植面積較大的省(區(qū))有山西、河北、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、山東、河南、陜西、甘肅及寧夏等[1]。谷子具有抗旱耐瘠、適應性強、生育期短、營養(yǎng)豐富等突出特征，是我國北方干旱半干旱地區(qū)重要的農(nóng)作物。近年來，隨著人們對健康飲食的重視，粗糧雜糧進入人們視野，而小米的營養(yǎng)成分齊全，消化吸收率較高，其豐富的氨基酸易被人體吸收，為優(yōu)良的健康食品[2-4]。伊川縣屬于豫西地區(qū)，為特有的丘陵地帶[5]，晝夜溫差大，非常適合谷子的生長，該地區(qū)谷子種植歷史悠久，生產(chǎn)的小米色澤金黃，口感好，谷子種植與加工增加了當?shù)剞r(nóng)民的收入，帶動農(nóng)民脫貧致富[6]。豫西丘陵地區(qū)谷子種植品種類型較雜，谷子品質(zhì)、產(chǎn)量和原糧價格得不到保障，因此，篩選適宜本土種植的新優(yōu)谷子品種種植推廣具有重要意義。然而谷子品種繁多，不同品種適宜種植地區(qū)不同，相同品種在不同地區(qū)產(chǎn)量和品質(zhì)有較大差異[7-8]。為提高豫西丘陵地區(qū)谷子產(chǎn)量和品質(zhì)，通過引進不同類型的30個谷子品種，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下進行田間比較試驗，統(tǒng)計其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量，篩選出適宜豫西丘陵地區(qū)種植的高產(chǎn)優(yōu)良谷子品種，以期為該地區(qū)谷子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種應用與推廣提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年6月進行，試驗地位于洛陽市伊川縣呂店鎮(zhèn)趙莊村，地處豫西丘陵地區(qū)。年平均溫度為14.5℃，降水量641.9 mm，降雨分布不均；無霜期217 d，日照時數(shù)2 311.7 h，屬于季風暖溫帶；光熱資源充足，干旱發(fā)生頻繁[9]。土壤類型以褐土為主，土地平整，土層深厚。

1.2 試驗材料

試驗材料為30個谷子品種，中谷1、中谷2和中雜谷5號來源于中國農(nóng)業(yè)科學院，長生07、長生13、晉谷21和長農(nóng)35來源于山西省農(nóng)科院，濟谷17、濟谷19、濟谷20、濟谷21、濟白米1號和濟糯米2號來源于山東省農(nóng)科院，豫谷18、豫谷31、豫谷33、豫谷34、豫谷35、豫谷36和豫雜谷1號來源于安陽市農(nóng)科院，冀谷39、冀谷37、冀谷38、冀谷41和冀谷42來源于河北省農(nóng)林科學院，金谷5號、天粟1號、天粟2號和天粟4號來源于河北天粟農(nóng)業(yè)科技有限公司，東昌金谷來源于河北東昌種業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 以30個谷子品種為試驗對象，采用隨機區(qū)組排列，共30個處理，每個處理3次重復，共90個小區(qū)。小區(qū)長10 m，寬3.4 m。每小區(qū)播種8行，行距40 cm。相鄰小區(qū)間隔60 cm，走道寬1 m。整個試驗區(qū)(不包括保護行)東西長102 m，南北寬34 m。保護行種植冀谷39。

1.3.2 測定指標 收獲前測量株高，并于每小區(qū)隨機選取生長正常的5株植株用于室內(nèi)考種，考察其穗形、成熟期葉色和穗姿。另在每小區(qū)取20株植株測定谷子穗長、穗下節(jié)間長度、穗粗、穗形及單穗重等，計算其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進行原始數(shù)據(jù)處理，對試驗結果進行統(tǒng)計分析。利用SPSS 25.0分析各品種之間的差異，篩選出田間表現(xiàn)較好的品種。

2 結果與分析

2.1 不同谷子品種的農(nóng)藝性狀

由表1看出，30個谷子品種的穗長為16.9～23.5 cm，以天粟4號最長，冀谷41最短；穗下節(jié)間長度為14.7～36.1 cm，其中天粟4號最短，豫谷35最長；穗粗為19.3～30.1 mm，最細的是晉谷21，最粗的是天粟4號；株高為80.0～120.5 cm，其中以長農(nóng)35最高，豫雜谷1號最矮；單穗重為7.6～17.0 g，豫谷18單穗重最大，長生13最小。30個谷子品種的穗形以紡錘形為主，有少量圓筒形和雞嘴形；穗松緊度以中等為主，有少量谷子品種穗子偏緊或較為松散。

表1 不同谷子品種的農(nóng)藝性狀指標

2.2 不同谷子品種的產(chǎn)量

從表2看出，30個谷子品種間產(chǎn)量具有明顯差異。冀谷41的平均產(chǎn)量最高，達628.0 kg/667m2，顯著高于其他品種；其次是豫谷18，產(chǎn)量為467.8 kg/667m2。長生13和天粟4號產(chǎn)量最低，分別為194.5 kg/667m2和191.2 kg/667m2，但與中雜谷5號、豫谷33、濟谷20、濟谷21、冀谷42、冀谷37、豫谷36、濟谷17、豫谷31、東昌金谷、天粟1號、中谷2、長農(nóng)35、長生07、中谷1、晉谷21及豫雜谷1號差異不顯著。

表2 谷子各品種平均產(chǎn)量

2.3 谷子產(chǎn)量與主要性狀的相關性

由表3可知，谷子產(chǎn)量與穗下節(jié)間長度、穗粗、穗數(shù)和單穗重呈正相關，其中，與穗數(shù)、單穗重呈極顯著正相關；與穗長、株高呈負相關，但相關性不顯著。說明，隨著單位面積穗數(shù)和單穗重的增加，谷子產(chǎn)量呈增加趨勢，而隨著株高和穗長增加，產(chǎn)量有降低趨勢。產(chǎn)量主要是由單位面積株數(shù)和單株產(chǎn)量構成，當增加單位面積上谷子株數(shù)和單株穗重就能增加其產(chǎn)量，單位面積穗數(shù)形成主要取決于播種期，所以合理規(guī)劃種植密度可以提高谷子產(chǎn)量。產(chǎn)量與穗長和株高呈負相關，可能是由于當谷子的株高和穗長增加，每株谷子之間對光的利用效率就降低，影響植株體內(nèi)光合產(chǎn)物的積累，使產(chǎn)量降低?？梢姡鲜鲛r(nóng)藝性狀的變化會影響谷子的最終產(chǎn)量。

表3 谷子品種主要性狀相關系數(shù)

單位面積穗數(shù)與穗長呈顯著負相關，表明隨單位面積穗數(shù)增加，穗長呈下降趨勢；株高與穗粗呈極顯著負相關，表明隨谷子株高增長，穗粗呈下降趨勢；單穗重與穗粗呈極顯著正相關，隨谷子穗粗增長，單穗重呈增加趨勢。作物中所積累的有機物質(zhì)，主要是植株利用太陽光能，吸收二氧化碳和水，通過光合作用合成。當單位面積上的谷子穗數(shù)增加，谷子葉面的光利用率降低，影響有機物的生成，進而影響穗長。當谷子的株高增長，其抗倒伏的能力變?nèi)?，莖稈不足以支撐較重的穗子，因而谷子穗粗有所降低。當谷子穗粗增加，谷子的每穗粒數(shù)增加，進而使單穗重增加。

3 結論與討論

不同品種的谷子在農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量等方面存在較大差異，通過分析不同品種谷子的農(nóng)藝性狀的差異性和相關性，篩選出適宜豫西區(qū)陵地區(qū)栽培品種，可有效提高谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)。供試的 30個谷子品種在相同種植條件下產(chǎn)量存在顯著差異，平均產(chǎn)量為342 kg/667m2，其中冀谷41產(chǎn)量最高，達627.96 kg/667m2；天粟4號產(chǎn)量最低，為191.23 kg/667m2。

谷子農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性較為復雜，因品種和栽培措施等因素不同，所得結果存在差別[10-12]。劉鵬等[13]研究表明，谷子產(chǎn)量與單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、單株生物量、生育期呈顯著正相關，而與株高及穗柄長呈負相關。張霞等[14]研究表明，谷子產(chǎn)量與株高、穗長、單穗重、千粒重呈極顯著正相關。陳家敬等[15]研究認為，谷子株高與單穗質(zhì)量、穗長與出谷率之間呈顯著負相關，單穗質(zhì)量與單穗粒質(zhì)量之間存在極顯著的正相關關系。研究表明，谷子產(chǎn)量與穗數(shù)、單穗重之間呈極顯著正相關，與張艾英等[16]的研究結論相似。

谷子具體引種過程中應根據(jù)不同地區(qū)的生產(chǎn)種植條件篩選適宜品種。在豫西丘陵地區(qū)，谷子引種首要考慮相關因素為單位面積穗數(shù)和單穗重，其次為穗下節(jié)間長度和穗粗，選擇單穗比較重、穗粗較粗、穗下節(jié)間較長、株高較矮、穗長相對短的品種，并注意在種植時進行合理密植。在引種的30個谷子品種中，冀谷41、豫谷18、冀谷39和豫谷34的產(chǎn)量相對較高，可在豫西丘陵地區(qū)小面積試種。一個地區(qū)適宜谷子品種的推廣需要考慮多方面因素[17-20]，除產(chǎn)量之外還需要考慮品質(zhì)、加工質(zhì)量、消費者的需求等，該研究僅1年試驗結果，因此，上述品種在小面積試種的同時尚需進一步試驗考察其推廣種植的可行性。