谷子新品種在寧夏的生態(tài)適應(yīng)性評價

中圖分類號：S515 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）09-0001-05

Ecological Adaptability EvaluationofNewSetaria italiea Varieties in Ningxia

LI Cheng-hu， ZHAI Xue-ning，WANG Xue-jian，CUI Jian-rong，YANG Liang （Agricultural Technology Extension Service Center of Haiyuan County，Haiyuan 7552Oo，PRC）

Abstract：ThisstudyaimstoscreenouthighqualitySetariaitalievarietiessuitableforplantinginthearidznofcentralNngxia and provideareferenceforeficientcultivationandvarietypromotionofSetariaitaliea.Tenintroduced Setaria italieavarieties weretestedfortheirecologicaladaptabilityinWuyuanVilage，HaiyuanCountyThemainagronomictraits，qualityindicators，and economic traits werecomparedamong diferent Setaria italiea varieties.Theprincipal componentanalysis （PCA）was performed forcomprehensiveevaluation.Theresultsshowedthatdifferentvarietiesvariedgreatlyinbiomass，yield，andmineralcontent， demonstrating highdiversity.ThePCAresults showed that topthree Setaria italiea varietiesinthecomprehensiveranking were 'Changsheng 13'，Dajinmiao'，and'Chifengguzi'，whichcanbepromotedand plantedinthisregionasthe major promotedariety. These three varietieshad the highest yields，which were5293.5，4 461，and 4 252.5kg/hm² ，respectively.'Changsheng13'had the highestgrainweightperpanicle，dietaryfbercontent，andironcontent.Dajinmiao'hadhigherplants，single-panicleweight，straw weight，and iron content.'Chifengguzi' had the highest single-panicle weight and vitamin B₂ content and higher grain weight per panicle，energydstarchcontent.Consideringqualityidicators，Zangzagu13nggu9'andanggul'avedality and are recommended for cultivation with the major varieties promoted.

Keywords：Setaria italiea; variety; ecological adaptability; principal component analysis

谷子（Setariaitaliea）為禾本科植物，在種子脫殼后又被稱為小米，起源于中國北方地區(qū)]。谷子是一種低血糖指數(shù)（GlycemicIndexGI）作物，其籽粒富含多種人體所需的微量元素和膳食纖維，營養(yǎng)價值高。適量食用谷子有助于穩(wěn)定血糖、控制血壓和血脂，從而降低心腦血管疾病和動脈硬化的發(fā)生風(fēng)險[2-4]。

海原縣位于寧夏中部干旱帶，雖然無霜期相對較短，但日照充足、晝夜溫差大，適宜谷子的生長發(fā)育[5-6。作為谷子的傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，海原縣種植歷史悠久，農(nóng)戶栽培實踐經(jīng)驗豐富，近年來種植面積穩(wěn)定在 667hm² 左右。然而，長期栽培過程中存在品種退化問題，嚴重制約了當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢向種植經(jīng)濟效益的有效轉(zhuǎn)化[7-8]。

因此，亟須引種并篩選適宜當(dāng)?shù)胤N植的優(yōu)良新品種。本研究以10個谷子引進新品種為試材，在海原縣武塬村開展品種生態(tài)適應(yīng)性試驗。試驗采用全膜覆蓋穴播技術(shù)，在系統(tǒng)觀測各品種農(nóng)藝、品質(zhì)及經(jīng)濟性狀的基礎(chǔ)上，應(yīng)用主成分分析法進行綜合評價，以期篩選出適宜在寧夏中部干旱帶栽培的新品種，為其大面積推廣提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于海原縣海城鎮(zhèn)武塬村，地處海原縣中部，年平均氣溫 6.7^°C ， ?10^°C 有效積溫 2381°C ，無霜期 140d ，年降水量 395.6mm ，主要集中在7—9月。土壤為黑瀘土，土質(zhì)疏松，肥力均勻，土壤容重為 1.32g/cm³ ， pH 值為8.08、有機質(zhì) 18.50g/kg 、全氮 0.98g/kg 、全磷 0.47g/kg 、全鉀 19.10g/kg 、堿解氮197.0mg/kg 、有效磷 18.6mg/kg 、速效鉀 127.0mg/kg 全鹽 0.53g/kg 。前茬為歇地。

1.2 試驗材料

供試的10個谷子品種：張雜谷13號（CK）張雜谷19號、隴谷2129、長生13號、敖谷8000、雙谷1號、先優(yōu)冀168、延谷12號、大金苗、赤峰谷子。種子由寧夏佳豐種業(yè)有限公司、鹽池縣嘉豐種業(yè)有限公司和寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用大區(qū)對比設(shè)計，設(shè)3次重復(fù)，隨機排列。小區(qū)面積 48m² （ 10m×4.8m ），區(qū)距 50cm ，行距70cm ，四周設(shè)保護行。栽培管理上，因引進品種原生產(chǎn)地水熱條件與試驗地存在差異，采用全膜覆蓋穴播技術(shù)確保出苗。每小區(qū)覆蓋4個帶幅，選用幅寬 1.2m 、厚度 0.01mm 的地膜，幅膜間緊靠對接，不開溝壓膜，不留空隙，不重疊。播種時，將有效種子與炒熟谷子按 1：2 至 1：3 的質(zhì)量比混勻，使用點播器播種，播種密度為 11 000 穴 /667m² ，每穴5～6粒，播種量 0.5kg/667m² 。于5～6葉時定苗，每穴留苗3株，保苗密度為33000株 /667m²

1.4 測定項目及方法

1.4.1農(nóng)藝性狀觀測記錄各供試品種的生育期；于成熟期在每小區(qū)隨機選取長勢一致的5株谷子樣本，調(diào)查株高、穗型、穗長、籽粒色和米色。

1.4.2 品質(zhì)性狀取樣方法同1.4.1，籽粒樣本經(jīng)處理后送專業(yè)檢測機構(gòu)，測定能量、脂肪等品質(zhì)指標(biāo)。

1.4.3經(jīng)濟性狀取樣方法同1.4.1，樣本經(jīng)收獲晾曬后，于室內(nèi)考種并測定單穗重、單穗粒重；產(chǎn)量和秸稈重以小區(qū)實收計，并折算為 667m² 產(chǎn)量；

1.4.4主成分分析對谷子的株高等17個指標(biāo)進行主成分分析（PCA），按照主成分特征值 gt;1 的原則，提取方差貢獻率排名靠前的主成分，獲取其載荷矩陣及得分系數(shù)，并建立綜合評價模型，依據(jù)公式（1）對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，依據(jù)公式（2）～（3）計算各品種的綜合評價值[9-11]。

式中： S_ij 表示 i 品種第 j 個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值， X_ij 表示 i 品種第 j 個指標(biāo)的測定值， 、 σ_j 分別表示所有品種第 j 個指標(biāo)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差， j=1，2，3，… n;F_ik 表示 i 品種第 k 個主成分的得分值， k=1 ，2，3，4，5;W_kj 表示第 k 個主成分中第 j 個指標(biāo)的得分系數(shù);P_k 表示第 k 個主成分的方差貢獻率； F_i 表示 i 品種的綜合評價值， F_i 值越高表示品種的綜合品質(zhì)越優(yōu)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2016和SPSS26軟件進行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同谷子品種的生育期

由表1可見，所有供試品種在試驗地均能正常成熟，生育期區(qū)間為143～155d，平均生育期為148.7d，其中張雜谷13號最短，敖谷8000最長，二者相差 12d （2號

表1各谷子品種的生育期 （月-日）

2.2 不同谷子品種的農(nóng)藝和經(jīng)濟性狀

由表2可知，株高指標(biāo)下，除雙谷1號之外，其余品種的株高均高于對照；其中，延谷12號最高，達 146.7cm ，其次是大金苗（ 138.1cm ）。各品種的穗長在 18.2～22.3cm 之間，僅隴谷2129低于對照，但差異不顯著；其余品種均高于對照，敖谷8000最長，達 22.3cm ，其后為長生13號和雙谷1號，均為 21.3cm 。穗型分為4種，張雜谷13號（CK）張雜谷19號、隴谷2129為棍棒形，敖谷8000為圓筒形，赤峰谷子、延谷12號為圓錐形，其余品種為紡錘形。籽粒色分3類，張雜谷13號、延谷12號、大金苗為白色，赤峰谷子為紅色，其余品種為黃色。米色呈2種，雙谷1號、先優(yōu)冀168為鮮黃色，其余品種均為黃色。供試品種中，僅3個品種（赤峰谷子、大金苗、長生13號）的單穗重和單穗粒重同時高于對照；其中，赤峰谷子、大金苗的單穗重與對照差異顯著，長生13號、大金苗的單穗粒重與對照差異顯著。產(chǎn)量方面，除敖谷8000、雙谷1號和延谷12號低于對照外，其余品種均高于對照；其中，長生13號最高，達 352.9kg/667m² ，其后是大金苗、赤峰谷子，這3個品種與對照的差異均達顯著水平。秸稈重是衡量植株地上部生長量的關(guān)鍵指標(biāo)，該指標(biāo)下，除張雜谷19號顯著低于對照外，其余品種均顯著高于對照；敖谷8000最高，達 591.6kg/667m² ，其次是大金苗（ 590.6kg/667m² %

2.3 不同谷子品種的品質(zhì)性狀

如表3所示，各品種能量值在 1361～1431kJ/100g 之間，對照品種顯著高于其他品種。脂肪含量指標(biāo)下，僅雙谷1號和先優(yōu)冀118低于對照，其余品種均高于對照；其中，延谷12號最高，其次為大金苗。膳食纖維指標(biāo)下，僅延谷12號、敖谷8000低于對照，長生13最高，達 19.2g/100g ，各品種與對照均無顯著差異。對照品種的淀粉和碳水化合物含量均為最高，赤峰谷子次之。各品種的蛋白質(zhì)含量無顯著差異，隴谷2129最高，其次是對照品種。各品種的維生素 B₂ 含量在 0.04～0.09mg/100g 之間，赤峰谷子最高，其次為先優(yōu)冀118。各品種的鋅含量在21.6～28.2mg/kg 之間，雙谷1號最高，其次為大金苗，但各品種間無顯著性差異。延谷12號和張雜谷19號的鐵含量低于對照，其余品種均高于對照。各品種的鈣含量在 372～762mg/kg 之間，隴谷2129最高，赤峰谷子最低。各品種的鈉含量差異顯著，對照品種最高，達 116.0mg/kg ，其次是隴谷2129。綜合品質(zhì)性狀來看，張雜谷13號、隴谷2129和雙谷1號均有較優(yōu)的品質(zhì)表現(xiàn)。

表2各谷子品種的農(nóng)藝與經(jīng)濟性狀

注：同列不同小寫字母表示品種間差異顯著（ Plt;0.05 ），下同。

表3各谷子品種的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)

2.4不同谷子品種17個性狀的變異情況

結(jié)合表2、表3可知，17個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍為 1.48%～28.55% ，由大到小依次為秸稈重 gt; 鈉 gt; 單穗重 gt; 維生素 B₂gt; 鈣 gt; 鐵 gt; 單穗粒重 gt; 株高 gt; 產(chǎn)量 gt; 膳食纖維 gt; 鋅 gt; 穗長 gt; 脂肪 gt; 蛋白質(zhì) gt; 淀粉 gt; 碳水化合物 gt; 能量；能量的變異系數(shù)最小，僅1.48% ；秸稈重、鈉、單穗重、維生素 B₂ 、鈣的變異系數(shù)分別為 28.55% 、 23.21% 、 20.83% 、 20.11% 、20.10% ，均超過 20% ，表明各品種上述5項指標(biāo)差異較大。

2.5 主成分分析與綜合評價

由表4可見，共提取5個主成分，其累計方差貢獻率達 92.586% ，降維效果理想，保留了原始數(shù)據(jù)的大部分信息。結(jié)合表4、表5來看，第1個主成分特征值為7.333，方差貢獻率為 43.133% ，主要貢獻指標(biāo)為單穗粒重（0.912）、產(chǎn)量（0.831）、膳食纖維（0.771）、能量（-0.903）、淀粉（-0.901）、碳水化合物（-0.907）和蛋白質(zhì)（-0.774）；第2個主成分特征值為3.254，方差貢獻率為 19.139% ，主要貢獻指標(biāo)為秸稈重（0.936）脂肪（0.723）株高（0.692）和鈣（0.558）；第3個主成分特征值為2.145，方差貢獻率為 12.618% ，主要貢獻指標(biāo)為單穗重（0.586）維生素 B₂ （0.631）、鈣（-0.642）和鈉（-0.508）;第4個主成分特征值為1.645，方差貢獻率為 9.677% ，主要貢獻指標(biāo)為鋅（0.690）、鐵（0.579）、維生素 B₂ （0.549）和蛋白質(zhì)（0.430）；第5個主成分特征值為1.363，方差貢獻率為 8.019% ，主要貢獻指標(biāo)為穗長（-0.713）、鈉（0.522）、鋅（-0.356）、株高（0.320）和脂肪（0.305）。10個谷子品種在5個主成分上的得分（ F₁～F₅ ）及綜合得分（F）見表6，可知排名前3的谷子品種分別為長生13、大金苗和赤峰谷子。

表4主成分分析結(jié)果

表5主成分矩陣

表6各谷子品種主成分綜合得分與排名

主：Fk（k=1，2，3，4，5）列的值對應(yīng)于公式（2）中的 F_ik ，F(xiàn)列的值對應(yīng)公式（3）中的 F_t°

3 討論與結(jié)論

生長指標(biāo)[12-14]、經(jīng)濟性狀指標(biāo)[15-16]和品質(zhì)指標(biāo)[17-19]都是綜合評價谷子品種優(yōu)劣的關(guān)鍵參數(shù)，而各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)則可反映不同農(nóng)藝性狀的變異程度[20-21]。韓燕麗等[2]的研究結(jié)果表明，15個谷子品種的9個農(nóng)藝性狀變異幅度區(qū)間為 2.05%～ 22.66% ；魏萌涵等[23]的研究中，谷子9個農(nóng)藝性狀的變異幅度為 2.69%～11.71% 。本試驗結(jié)果表明，10個供試谷子品種的17個農(nóng)藝性狀變異系數(shù)范圍為 1.48%～ 28.55% ，其中，秸稈重、鈉、單穗重、維生素 B₂ 、鈣、鐵等指標(biāo)的變異系數(shù)較大，表明這10個品種在生物量、產(chǎn)量、維生素含量和礦質(zhì)元素積累方面差異較大，種質(zhì)資源具有豐富的多樣性。

主成分分析法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多類作物的種質(zhì)資源評價[24-29]。李龍等[30]從25個谷子品種的9個農(nóng)藝性狀中提取到2個主成分，分別為粒質(zhì)量因子和株型因子，累計貢獻率 71.17% 。本研究對17個谷子關(guān)鍵性狀指標(biāo)進行了主成分分析，共提取出5個主成分，其累計方差貢獻率達 92.586% ，表明這5個主成分包含了原始數(shù)據(jù)的大部分信息，充分反映了各品種在生長量、產(chǎn)量、營養(yǎng)物質(zhì)含量及礦質(zhì)元素含量等方面的綜合表現(xiàn)。

綜合評價結(jié)果表明，排名前3的谷子品種分別為長生13、大金苗、赤峰谷子，建議作為主推品種在當(dāng)?shù)赝茝V種植；上述3個品種的產(chǎn)量位居前3，分別為352.9、297.4、 283.5kg/667m² ；其中，長生13的單穗粒重、膳食纖維和鐵含量均為最高，大金苗的株高、單穗重、單穗粒重、秸稈重和鐵含量也較高；赤峰谷子的單穗重和維生素 B₂ 均最高，單穗粒重、能量、淀粉、碳水化合物和鐵含量也較高。此外，在品質(zhì)性狀方面，張雜谷13號、隴谷2129和雙谷1號表現(xiàn)突出，各具優(yōu)勢；張雜谷13號的能量值、淀粉、碳水化合物和鈉含量均為最高，蛋白質(zhì)含量也較高，屬高能型品種；隴谷2129的蛋白質(zhì)和鈣含量均為最高，屬高蛋白高鈣品種；雙谷1號的鋅含量最高，能量值、碳水化合物和蛋白質(zhì)含量也較高，營養(yǎng)價值均衡。建議可根據(jù)特定品質(zhì)需求，將上述3個品種與主推品種搭配種植。

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（責(zé)任編輯：彭靜瀾）