寧夏糜子優勢品種篩選及氣候適宜性研究

胡宏遠 李劍萍 南學軍 李陽 馬力文 朱永寧

摘要：以寧糜14號、14-292、14-80、固15-5和14-278共 5個糜子品種為試驗材料，選取同心縣南塬村、海原縣海城鎮武塬村、西吉縣吉強鎮蘆子溝村和固原市原州區頭營鎮徐河村4個試驗點，分別在2017、2018、2019年進行了品種比較試驗。結果表明，同心試驗區優選糜子品種為寧糜14號，海原試驗區優選糜子品種為固15-5，西吉試驗區優選糜子品種14-278，固原試驗區優選糜子品種為固15-5。綜合考慮地點、品種和年份，推薦寧夏糜子優選品種為固糜15-5?？偨Y了糜子氣候適宜性區劃結果，分為適宜區、次適宜區、可種植區及不適宜區。其中，適宜區主要包括鹽池縣、同心縣、海原縣、西吉縣、原州區、彭陽縣、隆德縣及涇源縣等地區;次適宜區主要包括紅寺堡區、同心縣、賀蘭山沿山部分區域及海原縣北部等地區;可種植區主要包括沙坡頭西南部至海原縣西北部區域及賀蘭山沿山區域;不適宜區主要包括靈武市、利通區、中寧縣、沙坡頭北部及隆德縣東部和西吉縣北部部分區域。該結果為寧夏糜子的生產種植提供了理論基礎和技術支撐。

關鍵詞：寧夏;糜子;品種篩選;氣候適宜性

中圖分類號： S516.03;S162.5+3? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）15-0077-06

收稿日期：2020-11-05

基金項目：寧夏小雜糧一二三產業融合發展項目（編號：YES-16-08）。

作者簡介：胡宏遠（1989―），男，甘肅天水人，碩士，助理工程師，主要從事農業氣象研究。E-mail：306685092@qq.com。

通信作者：李劍萍，研究員，主要從事農業氣象和氣候變化研究。E-mail：lijp-111@163.com。

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍屬，喜溫，是短日照一年生草本植物，有抗旱、耐貧瘠、生育期短、水分利用效率高等特性，具有一定的營養價值和藥用特性[1]。近年來，我國栽培面積和產量居世界第2位，是我國干旱半干旱地區種植的主要小秋糧食作物[2]，在糧食穩產和抗旱避災中也起著重要的作用，主要集中在黑龍江、吉林、河北、山西、內蒙古、甘肅、陜西、寧夏等地區種植。糜子作為我國主要的雜糧作物，被很多學者關注，近年來，在糜子新品種選育、種質資源遺傳多樣性[3]、抗旱性[4-6]、養分需求[7-8]、光合特性[9-10]、干物質積累[11-12]、營養保健[13]和適宜播期[14-15]等方面開展了大量研究。蒲金涌等對甘肅糜子生態氣候適宜性進行了研究[15]。寧夏糜子研究主要集中在栽培技術、良種繁育及地方品種資源等方面，關于寧夏南部山區糜子優勢品種篩選及區劃的系統研究報道較少。因此，為探究不同糜子品種在寧夏南部山區的品種氣候適宜性，篩選當地優勢品種，2017、2018、2019年在同心縣南塬村、海原縣海城鎮武塬村、西吉縣吉強鎮蘆子溝村、固原市原州區頭營鎮徐河村共4個試驗點進行了品比試驗，在探究不同糜子品種在寧夏南部山區生態適應性的前提下，篩選適宜當地的優勢品種，為當地糜子種植生產及優勢品種生態適宜性區劃提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

以寧糜14號、14-292、14-80、14-278、固 15-5 為供試品種。試驗于2017、2018、2019年在寧夏南部山區同心縣南塬村（同心試驗點）、海原縣海城鎮武塬村（海原試驗點）、固原市原州區頭營鎮徐河村（固原試驗點）和西吉縣吉強鎮蘆子溝村（西吉試驗點）進行。其中，南塬村，地處106.364 548° E、36.800 209° N，海拔1 543 m，年降雨270 mm，年平均氣溫8.6? ℃，年日照時數3 024 h，土質沙壤土，前茬小麥，肥力中等;武塬村，地處105.578 88° E、36.620 911° N，年降雨525.4 mm，≥ 10 ℃積溫 3 029.2 ℃，年平均氣溫7.7 ℃，年日照時數 2 702.6 h，土質為黃土，前茬歇地，肥力中等;徐河村，地處106.236 641° E、36.166 34° N，海拔 1 550 m，年降雨397.4 mm，年平均氣溫7.4 ℃，生育期日照時數1 348.2 h，土質壤土，前茬燕麥，肥力中等;蘆子溝村，地處105.668 137° E、36.035 358° N，海拔2 060 m，年降雨419.7 mm，≥ 10 ℃積溫2 079 ℃，年平均氣溫5.4 ℃，年日照時數2 342.8 h，土質緗黃土，前茬玉米、小麥，肥力中等，播前翻地深 25 cm，基施史丹利復合肥（15%N、15%P2O5、15%K2O）600 kg/hm2，農家肥 22 500 kg/hm2。

1.2 試驗設計

采用隨機區組設計，小區面積10 m2（2 m×5 m），行距25 cm，每行100株，9行區，共900株，密度90萬株/hm2，重復3次，間距100 cm，區組間距80 cm。

1.3 統計項目

1.3.1 物候期調查 調查記錄各試驗點糜子出苗期、分蘗期、拔節期、孕穗期、灌漿期和成熟期等物候期。

1.3.2 氣象數據統計 結合氣象站，統計當年及物候期內 ≥ 10 ℃積溫、降水量、日照時數、平均氣溫、平均最高氣溫、平均最高氣溫（≥ 32 ℃日數、≥ 33 ℃日數及≥ 35 ℃日數）、日均降水量、有效降水量、有效降水日數、平均最低氣溫、平均最低氣溫（<2 ℃日數及<0 ℃日數）、日均日照時數、平均相對濕度、平均相對濕度<30%日數、最小相對濕度<30%日數和風速等氣象指標。

1.3.3 產量統計 產量為收獲期小區實測產量。

1.4 區劃方法

基于前人研究現狀，將優勢糜子品種實測產量與當年主要氣象因子建立相關關系并進行統計分析，篩選出關鍵氣象指標和主效應指標，并結合調查法，最終確定優勢品種氣候適宜性區劃指標體系，借助ArcGIS軟件實現糜子區劃分類。

1.5 數據處理

采用SPSS 21.0統計軟件進行方差分析及Duncans新復極差檢驗（α = 0.05），圖表數據為平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 不同地點糜子品種產量比較

由表1可見，同一試驗點不同品種間產量存在差異。同心試驗點，寧糜14號產量最高，其次為 14-292、14-80和14-278，固15-5產量最低，其他品種比寧糜14號產量分別減少了20.13%、24.16%、30.20%和33.56%，各品種間差異均不顯著;海原試驗點，固15-5產量最高，其次為寧糜14號、14-80和14-292，14-278產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了23.79%、31.16%、34.32%和38.32%，各品種產量差異均達到顯著水平（P<0.05）;西吉試驗點，14-278產量最高，固15-5與14-292產量相當，其次為 14-80，寧糜14號產量最低，各品種間差異均不顯著，其他品種比14-278產量分別減少了2.07%、2.07%、7.50%、16.11%;固原試驗點，固15-5產量最高，其次為14-80、寧糜14號和14-292，14-278 產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了1.77%、2.30%、12.77%和16.13%，固 15-5 與 14-278 差異顯著（P<0.05），其他品種間差異均不顯著（P<0.05）。

地點、品種間雙因素主體間效應檢驗結果（表2）表明，2017年，品種、地點均存在差異，其中，地點間差異達到極顯著水平（P<0.01），品種與地點間存在顯著的交互作用（P<0.05）。

由表3可見，同一試驗點不同品種間產量存在差異。同心試驗點，寧糜14號產量最高，其次為固15-5、14-80和14-278，14-292產量最低，其他品種比寧糜14號產量分別減少了0.77%、24.87%、27.44%和28.97%，固15-5與寧糜14號差異不顯著，二者與其他3個品種產量差異均達到顯著水平（P<0.05）;海原試驗點，固15-5產量最高，其次為14-80、寧糜14號和14-292，14-278產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了2.65%、4.91%、14.18%和17.77%，各品種間產量差異均達到顯著（P<0.05）水平;西吉試驗點，14-278產量最高，其次為14-292、固15-5和14-80，寧糜14號產量最低，其他品種比14-278產量分別減少了0.48%、3.38%、13.53%和15.94%，各品種間產量差異均不顯著;固原試驗點，固15-5產量最高，其次為寧糜14號、14-80和14-292，14-278產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了4.44%、4.67%、8.44%和10.44%，各品種間產量差異均不顯著。

由表4地點、品種間雙因素主體間效應檢驗表明，2018年，品種、地點均存在極顯著差異（P<0.01），且品種與地點間存在極顯著互作關系（P<0.01），因此，在比較地點、品種2個因素分析中，除了品種本身差異外，不同地點土壤狀況及局地小氣候環境差異，或者二者共同互作效應均導致試驗存在不確定因素，有待于進一步研究。

由表5可見，同一試驗點不同品種間產量存在差異。同心試驗點，14-278產量最高，其次為寧糜14號、14-80和14-292，固15-5產量最低，其他品種比14-278產量分別減少了1.95%、6.69%、19.50%和24.23%，14-278產量與固15-5差異達到顯著水平（P<0.05），其他品種間產量差異均不顯著;海原試驗點，固15-5產量最高，其次為寧糜14號、14-80和14-278，14-292產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了5.72%、17.78%、19.53%和29.35%，固15-5與其他品種產量差異均達到顯著水平（P<0.05），而14-278與14-80差異不顯著;西吉試驗點，14-278產量最高，其次為14-292、固15-5和14-80，寧糜14號產量最低，其他品種比14-278產量分別減少了0.95%、4.04%、8.08%和14.25%，14-278與固 15-5、14-292產量差異不顯著，與14-80、寧糜14號產量差異顯著（P<0.05），其他品種間差異不顯著;固原試驗點，固15-5產量最高，其次為14-278、寧糜14號和14-80，14-292產量最低，其他品種比固15-5產量分別減少了4.53%、12.08%、14.91%和26.60%，固15-5與14-292產量差異達到顯著水平（P<0.05），其他品種間差異不顯著。

品種、產地雙因素主體間效應檢驗結果（表6）表明，2019年品種、地點均存在極顯著差異（P<0.01），且品種與地點二者存在極顯著互作關系（P<0.01），因此，2019年不同品種間試驗效果除了地點間氣候條件、土壤質地差異外，可能與二者間互作效應有關，具體差異還需深入研究。

對年份、品種及地點三因素主體間效應綜合檢驗，結果（表7）表明，地點、品種及年份間產量差異均達到極顯著差異（P<0.01），地點與品種、地點與年份間產量差異均達到極顯著差異（P<0.01），品種與年份間產量差異不顯著，地點、品種與年份三因素間差異不顯著。

2.2 優勢品種氣候適宜性研究

將區劃品種產量和氣候數據之間進行相關性分析，剔除不相關和同類型氣候因子，得到固15-5糜子氣候適宜性區劃指標為5月上旬至9月下旬 ≥10 ℃ 積溫、5月中旬至8月上旬降水量和7月上旬至8月中旬日照時數。結合區域產量高低和氣候區劃指標年際波動狀況，將糜子氣候適宜性區劃指標近30年氣候均值數據進行分級，最終得到區劃指標的適宜性范圍（表8），并利用ArcGIS軟件將區劃指標進行疊加，最終得到固15-5糜子氣候適宜性分布圖，分為適宜區、次適宜區、可種植區及不適宜區（圖1）。

3 討論與結論

3.1 討論

糜子產量高低與群體干物質積累多少有關，其形成過程是植株干物質積累與分配過程，一定時期內，分配到生殖器官的干物質越多，產量越高[16-17]。群體間密度是影響糜子產量的關鍵因素，密度過低會導致穗數不足，產量降低，密度過高，致使個體變弱，容易倒伏，導致籽粒產量降低[18]。本試驗中從不同年份間品種表現可知，同心試驗點，2017年寧糜14號產量最高，各品種間產量差異不顯著;2018年寧糜14號產量最高，與固15-5產量有差異但不顯著，與其他品種產量差異不顯著;2019年，14-278產量最高，其次是寧糜14號，二者差異不顯著;在2017、 2018、 2019年不同年際間，寧糜14號產量均具有最好的表現，說明近3年當地條件有利于寧糜14號產量提高，因此，同心試驗區優勢糜子品種為寧糜14號。海原試驗點，2017、2018、2019年3年中，固15-5產量均最高，且與其他品種均達到顯著水平，說明近3年當地條件有利于固15-5產量提高，因此，海原試驗區優勢糜子品種為固15-5。西吉試驗點，2017、2018、2019年3年重復試驗中，14-278產量均最高，其中，14-278產量2017、2018年與其他品種差異不顯著，2019年與14-80和寧糜14號產量差異達到顯著水平，說明近3年當地條件有利于14-278產量提高，因此，西吉試驗區優勢糜子品種為14-278。固原試驗點，2017、2018、2019年3年試驗中，固15-5產量均最高，其中，與14-278產量差異達到顯著水平，2019年與14-292產量達到顯著水平，其他年份間存在差異但不顯著，說明近3年當地條件有利于固15-5產量提高，因此，固原試驗區優勢糜子品種為固15-5。

2017年不同地點、品種產量方差分析多重比較表明，海源、固原試驗點固15-5產量均顯著高于其他品種，同心試驗點寧糜14號產量最高，西吉試驗點14-278產量最高，但二者與固15-5產量差異不顯著，因此，可認為2017年寧夏南部山區同心、海原、西吉和固原4個試驗地，固15-5產量整體上具有最佳產量表現。但品種、地點均存在顯著差異，品種與地點存在顯著的互作關系，對試驗結果有一定影響，除品種因素外，地點間也可能造成試驗差異。2018年不同地點、品種產量方差分析多重比較表明，固15-5品種在海原試驗點產量最高，且與其他品種均達到顯著水平，在固原試驗點產量也最高，但與其他品種間差異不顯著;同心試驗點寧糜14號產量最高，但與固15-5差異不顯著，與其他品種差異顯著;西吉試驗點，14-278品種產品最高，但與其他品種產量差異均不顯著;由此可得出，2018年在同心、海原、西吉及固原試驗點品比試驗中，固15-5品種產量在該區域均具有較好的表現，但品種與地點間均存在顯著的互作關系，對試驗結果存在一定差異。2019年不同地點、品種產量方差分析多重比較表明，海原試驗點，固15-5產量顯著高于其他品種;固原試驗點，固15-5產量均高于其他品種且與14-292差異達到顯著水平;西吉試驗點，14-278產量最高，但與固15-5產量無顯著，與14-80、寧糜14號差異顯著;同心試驗點，寧糜14號產量最高，且與14-278、固15-5差異顯著，與14-292、14-80差異不顯著。但從不同年份、品種和地點間整體看，固15-5在5個品種、4個試驗地點和3個年份中具有較穩定的產量差異，因此，可認為固 15-5 為寧夏南部山區糜子優勢品種，但不同年份、地點間存在顯著或極顯著互作關系，對試驗結果存在一定影響，為闡明二者互作因素，還需進一步深入研究。

3.2 結論

結合3年的試驗結果，針對不同試驗點篩選出了適合當地的優勢品種，其中，同心試驗區優選品種為寧糜14號，海原試驗區優選品種為固15-5，西吉試驗區優選品種14-278，固原試驗區優選品種為固15-5。綜合考慮，不同地點、品種和年份試驗結果，推薦寧夏南部山區優選糜子品種為固糜 15-5，給出了氣候適宜性區劃結果：分為適宜區、次適宜區、可種植區及不適宜區，其中，適宜區主要集中在鹽池縣、同心縣、海原縣、西吉縣、原州區、彭陽縣、隆德縣及涇源縣等地區;次適宜區主要集中在紅寺堡區、同心縣、賀蘭山沿山部分區域及海原縣北部地區;可種植區主要集中在沙坡頭西南部至海原縣西北部區域及賀蘭山沿山區域;不適宜區主要集中在靈武市、利通區、中寧縣、沙坡頭北部、隆德縣東部、西吉縣北部部分區域。

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