寧夏揚黃灌區谷子品種主要農藝性狀及產量的相關分析

羅世武 李凱 來幸樑 程炳文

摘要 在寧夏揚黃灌區（中部干旱帶移民搬遷點），引進不同谷子品種開展生態適應性研究。從不同谷子品種生育進程、農藝性狀和產量構成等方面進行相關分析，篩選出該地區最適宜推廣種植的谷子優良品種，為寧夏揚黃灌區谷子新品種推廣、養殖業發展和農業結構調整提供理論指導。結果表明，適應性最優的谷子品種為晉谷21號、草谷2號（飼草型），適宜性較強品種為豫谷18號、張青谷2號（飼草型），張雜谷16號和張雜谷18號在該地區無法成熟，不適宜在該地區種植。

關鍵詞 谷子；品種；農藝性狀；產量

中圖分類號 S 515? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）07-0013-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.004

Correlation Analysis of Main Agronomic Traits and Yield of Millet Varieties in Yanghuang Irrigation Area of Ningxia

LUO Shi-wu， LI Kai， LAI Xing-liang et al

（Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences/Dry Farming Engineering Technology Research Center of Ningxia， Guyuan， Ningxia 756000）

Abstract In the Yanghuang Irrigation District of Ningxia （the migration point in the central arid zone）， different millet varieties were introduced to carry out the ecological adaptability research. The correlation analysis was carried out from the aspects of the growth process， agronomic traits and yield components of different millet varieties， and the best millet varieties suitable for promotion and cultivation in the region were screened out， which provided theoretical guidance for the promotion of new millet varieties， the development of aquaculture and the structural adjustment in the Yanghuang Irrigation District of Ningxia. The results showed that the most suitable millet varieties were Jingu 21 and Caogu 2 （forage type）， and the most suitable varieties were Yugu 18 and Zhangqinggu 2 （forage type ）. Zhangzagu 16 and Zhangzagu 18 were not mature in the region and were not suitable for planting in the region.

Key words Millet;Varieties;Agronomic traits;Yield

基金項目 寧夏回族自治區重大研發專項（2021BBF02021）；寧夏回族自治區農業科技自主創新資金項目（NGSB-2021-6-01）；國家現代農業產業技術體系（CARS-06-13.5-A18）。

作者簡介 羅世武（1968—），男，寧夏固原人，高級工程師，從事小雜糧研究與推廣工作。

通信作者，研究員，從事小雜糧研究與推廣工作。

收稿日期 2022-06-20；修回日期 2022-08-01

谷子［Setaria italica（L.）Beauv.］起源于中國，在我國北方旱區是主要糧食作物之一，主要分布于我國東北、華北和西北地區［1］，同時谷子具有抗旱耐瘠、抗逆性強、適應性廣的特點，根系發達，能從土壤深層吸收水分，被認為是在未來水資源短缺情況下良好的替代作物［2］。谷子又稱為粟，脫殼后是人們常見的小米，營養豐富，且因其耐旱性強、耐瘠薄以及谷草品質優良等優點在農業生產中發揮著重要作用［3-5］。谷子是糧草兼用的高效作物，糧、草比為1∶1.3，由于農業生產發展和種植業結構的調整，谷子開始發揮較好的糧飼兼用作用［6］，然而在谷子實際生產中，存在種植品種繁雜、品種優勢不明顯等問題，又由于區域生態環境的差異性，形成了谷子形態發育各異、抗逆性多樣的地區品種［1，7］。在提供食物多樣化，緩解種植業與畜牧業爭地的矛盾中，谷子有其他作物不可替代的重要地位。同時，谷子具有較強的健身和食療作用［8］，是非常有價值的健康食品。隨著人們生活水平的提高及對健康綠色食品認知度的提高，對谷子的要求也越來越高。因此，通過引進谷子不同品種，對谷子不同品種生育進程、地上干物質積累、葉片葉綠素相對含量（SPAD值）及相關農藝性狀等指標進行研究，從中選出優質高產的適宜品種，可為谷子的大面積推廣種植提供依據，同時也對農業結構的調整有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在寧夏揚黃灌區的紅寺堡區新莊集鄉白墩子村開展，紅寺堡區屬典型的溫帶大陸性氣候，海拔1 240～1 450 m，常年干旱少雨，晝夜溫差大。年平均降水量251 mm，年平均蒸發量2 387 mm，大陸性氣候特征顯著。日溫差大，年平均氣溫8.4 ℃，全年>10 ℃積溫3 200 ℃·d以上，平均無霜期為155 d，全年日照時數2 900～3 550 h。試驗地地勢平坦，屬砂壤土，前茬為枸杞。試驗前土壤基礎含水量為6.94%，2021年谷子生長期總降雨量為148.5 mm，該區土壤保水保肥能力差，致使干旱影響非常嚴重，先后補充灌水300 m3，但干旱仍對谷子生長造成較大影響，致使谷子不同品種產量較低。土壤相關指標測定嚴格按照土壤農化分析方法［9］，測定結果如下：土壤有機質5.85 g/kg，土壤全氮0.34 g/kg，全磷0.39 g/kg，全鉀18.8 g/kg，堿解氮140.0 mg/kg，速效磷107.6 mg/kg，速效鉀347.5 mg/kg。從土壤養分化驗結果來看，土壤有機質及全氮、全磷、全鉀含量偏低，肥力嚴重不足。

1.2 供試材料

供試谷子品種共10個：張青谷2號（飼草型）、草谷2號（飼草型）、隴谷鑒2129、晉谷21號、金苗K1、長農47號、豫谷18號、張雜谷13號、張雜谷16號、張雜谷18號（表1）。

1.3 試驗設計

試驗設大區處理，每個品種種植大區面積為93 m2，不設重復，品種區間設寬1 m的走道，手推式穴播機播種，播量3.75～4.50 kg/hm2，播深5 cm，穴距20 cm，行間距40 cm，留苗45萬株/hm2，單穴播種8～10粒，人工模擬覆土。結合整地施底肥30 000 kg/hm2，播種時施谷子專用緩釋肥600 kg/hm2。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 株高、莖粗的測定。每大區“Z”字形5點取樣，每個點選取3株長勢一致的谷子植株掛牌標記，分別于苗期、拔節期、抽穗期和成熟期測定谷子株高和莖粗。

1.4.2

干物質測定。隨機選取5株長勢一致的谷子，分別在苗期、拔節期、抽穗期和成熟期稱鮮重，烘箱中105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒重，取其平均值為干物質量。

1.4.3

葉綠素測定。選取5株長勢一致的谷子植株掛牌標記，分別于苗期、拔節期、抽穗期和成熟期用SPAD－502型便攜式葉綠素儀測定葉綠素。

1.4.4

考種和測產。在谷子成熟期每小區選取10株植株測定谷子株高、穗長、穗莖長、穗碼數、主穗粒重、主穗重和千粒重；各處理小區單獨收獲、脫粒、測產。

1.5 數據處理及統計分析

采用Excel 2010對所測數據進行處理和制圖。

2 結果與分析

2.1 谷子不同品種生育進程

谷子不同品種從播種到出苗的時間表現出一定差異，由表2可看出，金苗K1生育期最短（105 d），隴谷鑒2129和晉谷21號生育期最長（120 d）。張青谷2號、草谷2號出苗時間較其他谷子品種提早4～6 d；張青谷2號、草谷2號、隴谷鑒2129、金苗K1、張雜谷13號較其他谷子品種拔節期提早8 d。抽穗期：張雜谷13號抽穗期最早，比其他品種提早16～25 d；張青谷2號、草谷2號和金苗K1次之，較除張雜谷13號以外的其他谷子品種提早6～9 d。成熟期：金苗K1、張雜谷13號成熟期較其他谷子品種提早5～13 d。谷子不同品種生育期在105～120 d之間，生育期平均為114 d；谷子各品種生育期最長和最短之間相差15 d，張雜谷16號和張雜谷18號不能成熟。

2.2 谷子不同品種地上干物質積累

由圖1可見，谷子不同品種干物質積累量的特點基本相同，都是隨著生長時間的積累而增加；從拔節期開始干物質積累速率逐漸增大，在谷子拔節期、抽穗期和成熟期，草谷2號地上干物質積累最高，分別為159.9、199.4 和263.8 g。各生育期谷子地上干物質積累平均值由高到低的順序為：草谷2號>隴谷鑒2129>張青谷2號>晉谷21號>張雜谷13號>長農47號>豫谷18號>張雜谷18號>金苗K1>張雜谷16號。

2.3 谷子不同品種植株株高

株高是品種的固有特性，同時也是反映作物生長狀況的重要指標。王丹丹等［10］認為株高與產量呈顯著正相關。由圖2可看出，谷子不同品種各生育期植株株高有一定程度的差異，在谷子拔節期、抽穗期和成熟期，草谷2號株高最高，分別為105.30、151.00和184.30 cm。谷子不同品種植株株高在各生育期差異顯著，在谷子各生育期，草谷2號、張青谷2號2個飼草型谷子品種平均株高明顯高于其他谷子品種，草谷2號平均株高最高（146.87 cm），其次是張青谷2號（128.53 cm），張雜谷16號平均株高最低（79.72 cm）。谷子各品種株高在79.72～146.87 cm。在谷子各生育期，各品種株高平均值由高到低的順序為：草谷2號>張青谷2號>隴谷鑒2129>晉谷21號>長農47號>金苗K1>張雜谷13號>豫谷18號>張雜谷18號>張雜谷16號。谷子各生育期平均株高為104.66 cm，其中高于平均株高品種占40.0%，低于平均株高品種占60.0%。

2.4 谷子不同品種植株莖粗

由圖3可以看出，谷子不同品種各生育期莖粗有一定程度的差異，在谷子拔節期和抽穗期，草谷2號莖粗最粗，分別為7.15、9.80 mm，張雜谷13號莖粗最細，分別為2.29和4.04 mm；在谷子成熟期，張青谷2號莖粗最粗（19.20 mm），張雜谷13號最細（8.25 mm）。在谷子各生育期，草谷2號、張青谷2號平均莖粗明顯高于其他谷子品種，分別為11.42、10.22 mm；張雜谷13號平均莖粗最低，為4.86 mm。谷子各品種莖粗在4.86～11.42 mm。各生育期各品種莖粗平均值由高到低的順序為：張青谷2號>草谷2號>隴谷鑒2129>晉谷21號>金苗K1>長農47>豫谷18號>張雜谷16號>張雜谷18號>張雜谷13號。

2.5 谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值

葉綠素是影響光合作用的重要因素，是吸收、傳遞、轉化光能的主要物質［11］，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值在各生育期表現存在差異（圖4）。谷子同一品種在不同生育時期，葉片葉綠素SPAD值也表現出一定差異，隨著谷子生育進程的推進，葉片葉綠素SPAD值呈現整體上升趨勢。在拔節期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值以晉谷21號最高（44.8），其次是草谷2號和張青谷2號，分別為44.7和44.4；在抽穗期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值以張雜谷18號最高（55.3），其次是張青谷2號和晉谷21號，分別為53.9和51.5。在成熟期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值均達到最大值，張青谷2號、長農47號、豫谷18號、金苗K1、草谷2號和隴谷鑒2129高于其他品種。綜上所述，寧夏揚黃灌區谷子不同品種在整個生育期內，張青谷2號葉片葉綠素SPAD值最高，其次是晉谷21號。

2.6 谷子不同品種農藝性狀

由表3可知，各品種中草谷2號株高、穗頸長和單株草重最大，分別為152.4 cm、26.9 cm和42.63 g；隴谷鑒2129的穗長、穗碼數和千粒重最大，分別

為31.6 cm、133.0個和3.40 g；張青谷2號的主穗粒重最大，為30.72 g；晉谷21號的主穗重最大，為30.03 g。各品種平均株高為125.3 cm，高于平均值的有草谷2號、張青谷2號和晉谷21號3個品種；各品種平均穗長為22.6 cm，高于平均值的有隴谷鑒2129、金苗K1、草谷2號和張雜谷13號4個品種；各品種穗頸長平均為21.9 cm，高于平均值的有草谷2號和金苗K12個品種；各品種平均穗碼數為103.8個，高于平均值有隴谷鑒2129、張雜谷13號和豫谷18號3個品種；各品種主穗粒重平均值為17.70 g，主穗粒重高于平均值的有張青谷2號、晉谷21號和草谷2號3個品種；各品種主穗重平均為23.29 g，主穗重高于平均值的有晉谷21號、草谷2號和張雜谷13號3個品種；各品種單株草重平均值為26.08 g，高于平均值的有草谷2號、晉谷21號、豫谷18號和張青谷2號4個品種。谷子各品種千粒重在2.90～3.40 g之間，平均值為3.09 g，高于平均值的有張青谷2號、草谷2號、隴谷鑒2129 3個品種。綜上所述，谷子各品種農藝性狀表現較好的有草谷2號、晉谷21號、張青谷2號、金苗K1和豫谷18號5個品種。

2.7 谷子不同品種產量特性

谷子產量是多個農藝性狀和環境條件共同作用的結果，與產量組成相關因素關系復雜，不同地區不同試驗點次等因素都會對結果產生影響，結果不盡相同［12-15］。由表4可知，谷子不同品種籽粒產量在1 133.40～3 626.85 kg/hm2，不同谷子品種籽粒產量表現為：豫谷18號＞張青谷2號＞晉谷21號＞草谷2號＞金苗K1＞張雜谷13號＞隴谷鑒2129＞長農47號，張雜谷16號和張雜谷18號未成熟，因此無產量。8個谷子品種平均產量為2 344.73 kg/hm2。谷子產量高于平均值的有豫谷18號、張青谷2號、晉谷21號和草谷2號4個品種。其中產量高于平均值的品種占50.0%，低于平均值的占50.0%。實際測算，飼草型谷子品種鮮草量為：張青谷2號21 598.39 kg/hm2，飼草型籽粒和谷草比例為1∶6.15，草谷2號產草量為29 431.65 kg/hm2，飼草型籽粒和谷草比例為1∶11.8；其他谷子品種的鮮草量按照1∶1.3折算，谷子產草量為1 473.42～4 714.91 kg/hm2。

3 討論與結論

谷子為短日照作物，是比較耐旱的作物，蒸騰系數低于玉米、高粱和小麥。谷子對氮、磷、鉀的吸收因地域、品種及產量水平的不同而異，光照、水分和養分等環境因素會對谷子的資源需求進行重新調配，致使不同谷子品種器官生物量的積累、分配與轉移發生適應性變化，最終影響谷子的籽粒產量［16］。在寧夏揚黃灌區（中部干旱帶移民搬遷點）的紅寺堡區，筆者通過引進鑒定谷子不同品種的適應性，從中選出適宜的優良品種，豐富當地資源，以期為大面積推廣種植提供依據。試驗結果表明，隴谷鑒2129和晉谷21生育期最長（120 d），金苗K1生育期最短（105 d），谷子各品種生育期相差15 d。

對谷子生育時期的觀測是判斷谷子環境適應性的重要途徑。在寧夏揚黃灌區（中部干旱帶移民搬遷點）引進的10個谷子品種中，張雜谷16號和張雜谷18號不能成熟，其余成熟的8個谷子品種均可在該區種植，但谷子不同品種在農藝性狀、產量上表現出差異。谷子品種的環境適應性充分體現在器官生物量的分配規律上，尤其是在谷子發育的關鍵生育期如抽穗期、灌漿期或收獲期，葉片、莖稈生物量分配的生育期差異是籽粒產量形成的生物學差異的根本來源［17］。豫谷18號、張青谷2號籽粒產量較高，分別為3 626.85和3 513.45 kg/hm2。以養殖業飼草為主要目標，可選擇草谷2號（飼草型）、張青谷2號（飼草型）。綜合表現以晉谷21號、草谷2號（飼草型）較優，更適合在寧夏揚黃灌區（中部干旱帶移民搬遷點）種植。

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