衡谷12號(hào)早熟性以及最晚播期和適宜留苗密度研究

郝洪波，崔海英，李明哲，劉貴波，楊建忠

（河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究實(shí)驗(yàn)室，河北 衡水 053000）

衡谷12號(hào)早熟性以及最晚播期和適宜留苗密度研究

郝洪波，崔海英*，李明哲*，劉貴波，楊建忠

（河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究實(shí)驗(yàn)室，河北 衡水 053000）

衡谷12號(hào)是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所在衡谷9號(hào)繁種田發(fā)現(xiàn)的超早熟變異株，經(jīng)系統(tǒng)選育而成，其生育期極短，夏播僅58 d左右，突出特點(diǎn)是超早熟。探明該品種早熟特性、最晚播期以及最佳留苗密度，可以為其合理利用提供依據(jù)。以3個(gè)早熟和2個(gè)中熟谷子品種為對(duì)照，在4月16日～8月31日每隔15 d播種1期，研究了不同播期下衡谷12號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育階段的變化；同時(shí)，采用二因素（播期、密度）隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中，播期設(shè)6月11日和8月11日2個(gè)水平，留苗密度（用播量、行距和株距調(diào)）設(shè)75.0萬、112.5萬、150.0萬和187.5萬、225.0萬、262.5萬和300.0萬株/hm2計(jì)7個(gè)水平，研究了不同播期與密度組合下衡谷12號(hào)產(chǎn)量的變化。結(jié)果表明：衡谷12號(hào)生育期較短，在8月15日播種仍可成熟，且在不同播期條件下生育期均穩(wěn)定在58 d左右，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段縮短、穗分化較中早熟品種提前47～62d是導(dǎo)致其較早成熟的主要原因。衡谷12號(hào)在6月11日播種、留苗密度為187.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最高，為2 447.93 kg/hm2；8月11日播種會(huì)造成谷子明顯減產(chǎn)，要獲得較高產(chǎn)量，就應(yīng)適當(dāng)增大種植密度，晚播高產(chǎn)的適宜留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2，產(chǎn)量可以達(dá)到2 010.43～2 076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產(chǎn)量略高于225.0萬株/hm2密度處理。衡谷12號(hào)不適于正常的大田生產(chǎn)，可作為超早熟種質(zhì)資源進(jìn)行研究或用于災(zāi)后緊急補(bǔ)栽種植。

衡谷12號(hào)；谷子；超早熟；播期；密度；產(chǎn)量

谷子在我國(guó)主要分布于北方干旱、半干旱的丘陵或半丘陵地區(qū)[1]，面積約200萬hm2。在夏谷栽培區(qū)，為獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，多將谷子與其他作物配套形成一年兩熟制栽培模式，因此，生產(chǎn)上要求夏谷品種生育期盡可能縮短，以便為前茬作物留出足夠的生育時(shí)間，這就對(duì)夏谷新品種的培育提出了新的要求：在保證一定產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，盡可能選育生育期短的品種。在國(guó)外，日本、印度曾培育出50日粟、60日粟、PCB138、Birsa Gundli1等早熟品種[2，3]，但由于生態(tài)條件差別較大，這些品種引種到我國(guó)后不再表現(xiàn)早熟。而國(guó)內(nèi)有關(guān)早熟谷子的研究又多見于春谷，如龍谷26、內(nèi)谷2號(hào)、隴谷8號(hào)等[4～6]，這些品種在華北夏谷區(qū)栽培時(shí)生育期與當(dāng)?shù)刂型硎炱贩N接近。因此，培育適應(yīng)華北夏谷區(qū)的早熟夏谷品種具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所曾在21世紀(jì)初育成一批早熟谷子品種——超早熟1號(hào)、超早熟2號(hào)、超早熟3號(hào)和超早熟4號(hào)，其在石家莊地區(qū)種植的生育期分別為58、63、61和61d；另外，還育成了能在中國(guó)高寒地帶正常成熟的超早熟谷子新品種冀谷27和冀谷28，其在高寒地區(qū)春播適宜播期為4月20～25日，在張家口、承德中南部、遼寧西部朝陽地區(qū)夏播適宜播期為6月25日～7月5日，在河北、山東、河南夏谷區(qū)備荒種植的最晚播期為7月25日[7～10]。

衡谷12號(hào)是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所在衡谷9號(hào)繁種田發(fā)現(xiàn)的超早熟變異株，經(jīng)系統(tǒng)選育而成，其突出特點(diǎn)是生育期極短，夏播僅58 d左右，植株低矮，株高僅46～50 cm，主莖節(jié)數(shù)6節(jié)，主莖葉數(shù)6片，且分蘗性強(qiáng)，中下部節(jié)間可產(chǎn)生多個(gè)分枝，一級(jí)分枝數(shù)2～3個(gè)，多數(shù)分枝能成穗；對(duì)谷瘟病和谷銹病抗性均為1級(jí)，白發(fā)病發(fā)病率0.09%，其他病蟲害未表現(xiàn)[11]，2013年12月通過衡水市科技局組織的專家鑒定。探明衡谷12號(hào)早熟特性、最晚播期以及最佳播種密度，可以為該品種的合理利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

本研究分2項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行。試驗(yàn)均于2014年在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所深州試驗(yàn)站（北緯37.48′，東經(jīng) 115.53′） 進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤 pH值7.8，0～20 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)1.287%、全氮0.081%、全磷0.097%、全鉀2.343%，其中，堿解氮含量80.233 mg/kg、速效磷含量17.847 mg/kg、速效鉀含量171.233 mg/kg。

1.1 衡谷12的早熟性研究

參試谷子材料為特早熟品種衡谷12號(hào)；對(duì)照谷子品種為早熟品種冀谷27、冀谷28和60天還倉，中熟品種冀谷19和衡谷9號(hào)。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)谷子品種處理。小區(qū)面積18 m2，4行/區(qū)，行長(zhǎng)9 m，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。谷子均裸地直播，行距40 cm，株距3.3 cm，留苗密度60萬株/hm2。4月16日播種第1期，之后基本上每隔15 d播種1次，8月31日播種最后1期。其他田間管理措施同常規(guī)。

調(diào)查每個(gè)播種期谷子的出苗期、抽穗期和成熟期。

1.2 播期和密度對(duì)衡谷12產(chǎn)量的影響

參試谷子材料為衡谷12號(hào)。采用二因素（播期、密度）隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1），其中，播期（B）設(shè)6月11日和8月11日2個(gè)水平，分別用B1和B2表示；留苗密度（M）設(shè)75.0萬、112.5萬、150.0萬和187.5萬、225.0萬、262.5萬和300.0萬株/hm2計(jì)7個(gè)水平，用播量、行距和株距調(diào)節(jié)，依次用M1～M7表示。小區(qū)面積13.34 m2，行長(zhǎng)6 m，3次重復(fù)。試驗(yàn)地造墑前底施硝酸磷肥300 kg/hm2，播種后鎮(zhèn)壓，5～7葉期定苗，拔節(jié)期追施尿素300 kg/hm2，其他田間管理措施同常規(guī)。

表1 不同處理的谷子播期和密度Table 1 The sowing date and plant density of different treatmeats of millet

在谷子籽粒蠟熟期，采用人工剪穗的方法全小區(qū)收獲。谷穗風(fēng)干后，用小區(qū)脫粒機(jī)脫粒，并測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 衡谷12的早熟性分析

4月16日～7月15日播種，所有參試谷子品種均能夠成熟；7月31日和8月15日播種，除衡谷12號(hào)外，其他品種均不能成熟；8月31日播種，衡谷12號(hào)也不能成熟（表2）。表明在衡水地區(qū)種植，衡谷12號(hào)的最晚播種時(shí)間為8月15日左右。而目前已知的其他早熟谷子中，還沒有8月15日播種而能夠正常成熟的品種。

在相同播期條件下，衡谷12號(hào)的生育期均為最短；其不同播期的平均生育期僅為58 d，為6個(gè)參試品種最短。

進(jìn)一步對(duì)參試谷子品種不同播期各生育期的平均值進(jìn)行分析，結(jié)果（圖1）顯示，衡谷12號(hào)出苗～抽穗所需時(shí)間最短，平均僅為26 d，分別較冀谷27、冀谷28、60天還鄉(xiāng)、衡谷9號(hào)、冀谷19出苗～抽穗所需時(shí)間少12、13、14、31和36 d；抽穗～成熟需時(shí)平均為32 d，與冀谷27（32 d）、冀谷28（32 d）、60天還鄉(xiāng)（33 d）、衡谷9號(hào)（33 d）和冀谷19（33 d）基本相當(dāng)?？梢钥闯?，衡谷12號(hào)成熟較早主要是出苗～抽穗這段時(shí)間明顯偏短造成的。這說明該品種的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)期時(shí)間較短，穗分化開始得較早。

表2 不同播期對(duì)谷子生育時(shí)期的影響Table 2 Effects of different sowing dates on the growth period of millet

圖1 不同谷子品種的平均生育期Fig.1 Average growth period of different millet varieties

2.2 不同播期和密度對(duì)衡谷12號(hào)產(chǎn)量的影響

不同播期各密度處理的衡谷12號(hào)平均產(chǎn)量差異顯著（表3），其中，8月11日播種的平均產(chǎn)量較6月11日播種低17.65%。表明與正常夏播相比，晚播會(huì)導(dǎo)致谷子產(chǎn)量明顯降低。

表3 不同播期與密度組合下衡谷12號(hào)的產(chǎn)量 （kg/hm2）Table 3 Yield of Henggu No.12 with different sowing date and plant density

2個(gè)播期處理下，衡谷12號(hào)產(chǎn)量均隨密度增大呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，其中，B1播期下，M4處理產(chǎn)量最高，且該組合的產(chǎn)量也為所有參試組合中最高，除與B1M5處理差異為顯著外，與其他處理差異均達(dá)到了極顯著水平；B2播期下，M6處理產(chǎn)量最高，與M5處理差異不顯著，但顯著＞其他密度處理。

綜上分析可以看出，正常夏播時(shí)衡谷12號(hào)產(chǎn)量較高，最佳留苗密度為187.5萬株/hm2，該條件下產(chǎn)量達(dá)到最高，為2 447.93 kg/hm2；晚播會(huì)造成谷子明顯減產(chǎn)，要獲得較高產(chǎn)量，就應(yīng)適當(dāng)增大種植密度，晚播高產(chǎn)的適宜留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2，該條件下產(chǎn)量為2 010.43～2 076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產(chǎn)量略高于225.0萬株/hm2密度處理。

另外還發(fā)現(xiàn)，不同播期下，衡谷12號(hào)的分蘗成穗能力差別很大，其中，6月11日播種（B1）時(shí)分蘗較多，收獲時(shí)由于主穗先成熟，在收獲主穗12 d后收獲分蘗穗，最終，分蘗穗產(chǎn)量與主穗產(chǎn)量的比值接近于1∶1；而8月11日播種（B2）時(shí)分蘗穗極少，沒有形成有效產(chǎn)量，原因可能與晚播后積溫減少有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

3.1 衡谷12號(hào)適播期較長(zhǎng)，生育期穩(wěn)定

衡谷12號(hào)適播期較長(zhǎng)，在4月16日～8月15日播種均能夠正常成熟，且不同播期的生育期均穩(wěn)定在58 d左右，最晚播種時(shí)間為8月15日左右，而截至目前在這一時(shí)間播種仍可正常成熟的谷子品種尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。衡谷12號(hào)生育期短，可與多種作物組成一年兩熟制栽培模式，但由于其產(chǎn)量較低，因此不適于正常的大田生產(chǎn)，而將其作為超早熟種質(zhì)資源進(jìn)行研究?jī)r(jià)值較大。

3.2 衡谷12號(hào)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段縮短、穗分化提前是導(dǎo)致其超早熟的主要原因

衡谷12號(hào)從出苗到抽穗僅需26 d，較正常中早熟谷子品種如衡谷9號(hào)和冀谷19需時(shí)縮短60 d左右，較目前已知的其他早熟谷子品種需時(shí)縮短47 d左右，而營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)期縮短，從而引起穗分化開始較早，最終導(dǎo)致該品種整個(gè)生育期縮短，這是導(dǎo)致其超早熟特性的一個(gè)主要原因。同時(shí)，生育時(shí)期的縮短，造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間過短，碳水化合物積累過少，導(dǎo)致較其他早熟品種株型矮小，節(jié)數(shù)和葉片數(shù)減少，谷穗變小，產(chǎn)量降低等一系列農(nóng)藝性狀的差異。作物一生中經(jīng)歷出苗、抽穗、開花、灌漿、成熟等階段，由于決定其生育期的主要因素是感溫性和感光性，因此，通常用播種～抽穗所需的天數(shù)來反映生育期的長(zhǎng)短。不同作物早熟性遺傳的研究結(jié)果表明，作物早熟性是一個(gè)受多基因系統(tǒng)控制的、復(fù)雜的數(shù)量性狀[12]。Macro-Herrera等[13]利用谷子材料B 100與青狗尾草材料A10雜交構(gòu)建獲得182個(gè)株系的重組自交系群體，其對(duì)這些株系在8個(gè)環(huán)境下進(jìn)行了抽穗期等性狀調(diào)查，獲得了16個(gè)控制抽穗期的QTLs。分析這些QTL位點(diǎn)所在的基因區(qū)域，并與水稻、玉米、高粱和擬南芥等植物已知的控制開花的基因進(jìn)行比對(duì)，但是，小麥和擬南芥中的春化相關(guān)基因在谷子中卻未找到相對(duì)應(yīng)的QTL，暗示了谷子抽穗可能不受春化基因的調(diào)控。丁保朋[14]認(rèn)為，造成谷子早熟突變的原因可能來源于與抽穗時(shí)間相關(guān)基因的突變，因而縮短了生育時(shí)期。但是，衡谷12號(hào)特早熟的具體原因，還有待于進(jìn)一步研究。

3.3 衡谷12號(hào)植株低矮、主穗較小、分蘗穗多，適于災(zāi)后補(bǔ)栽和高密種植

衡谷12號(hào)生育期較短，植株低矮，主穗較小，產(chǎn)量較低，而推遲播期會(huì)影響其分蘗穗的數(shù)量，從而影響產(chǎn)量。目前，對(duì)禾本科植物分蘗性狀的研究主要集中在激素水平、栽培條件、形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)等方面。從生產(chǎn)實(shí)踐來看，肥力水平、密度、溫度、光照等對(duì)小麥分蘗的影響較大。趙昌平等[15]研究了小麥分蘗成穗的生理原因，結(jié)果顯示，隨著分蘗營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)積溫的減少，分蘗成穗率逐漸顯著降低，同時(shí)也直接導(dǎo)致各蘗群成穗蘗之間穗粒數(shù)和粒重的不同。多名學(xué)者[16～20]也證實(shí)了分蘗數(shù)會(huì)隨播期的推遲而逐漸減少。

衡谷12號(hào)特殊的農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀決定了其不適于正常的大田生產(chǎn)，但是，作為救災(zāi)作物用于災(zāi)后緊急補(bǔ)種還是可行的，然而，其是否適于高寒地區(qū)種植還有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)。同時(shí)，其由于植株矮小，莖稈節(jié)數(shù)6節(jié)、葉數(shù)僅6片，導(dǎo)致常規(guī)行距40cm種植時(shí)植株難以封壟。本研究結(jié)果顯示，正常夏播時(shí)以行距20 cm種植為佳，留苗密度為187.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最高水平，為2 447.93 kg/hm2；晚播會(huì)導(dǎo)致谷子明顯減產(chǎn)，要獲得較高產(chǎn)量，就應(yīng)適當(dāng)增大種植密度，留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2時(shí)產(chǎn)量較高，為2010.43～2076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產(chǎn)量略高于225.0萬株/hm2密度處理。建議實(shí)際生產(chǎn)中以播種量作為留苗密度的參考依據(jù)，具有很好的可操作性，一般衡谷12號(hào)播種量為11.36～13.26 kg/hm2時(shí)可獲得較高產(chǎn)量。另外，推遲播期會(huì)引起產(chǎn)量的大幅度降低。綜上所述，衡谷12號(hào)作為一個(gè)超早熟的特殊資源意義更大。

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Study on the Early Maturity，the Latest Sowing Date and the Suitable Seedling Density of Henggu No.12

HAO Hong-bo，CUI Hai-ying*，LI Ming-zhe*，LIU Gui-bo，YANG Jian-zhong

（Institute of Dryland Farming of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Lab of Crop Drought Tolerance Research of Hebei Province，Hengshui 053000，China）

Henggu No.12 is super prematurity new millet variety found in the seed production plots of Henggu No.9 by Institute of Dryland Farming，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences.Its growth period is only about 58 days，and this is its prominent characters.The study of its early maturity，the late sowing date and the best sowing density can provide the basis for the reasonable utilization of the variety.The changes of growth and development stages of Henggu No.12 were studied by sowing once per 15 days from April 16th to August 31th with 3 early maturing and 2 medium maturing varieties.At the same time，a two-factor (sowing date，density)random experimental design was used.The sowing date was set at two levels，June 11 and August 11，and the seedling density (seeding，row spacing and spacing) was 75.0×104，112.5×104，150.0×104，187.5×104，225.0×104，262.5×104and 300.0×104plants/hm2，respectively，the changes of yield under different sowing dates and densities were studied.The results showed that the growth period of Henggu No.12 was short，and it was still mature when it was breed on August 15，and the growth period was about 58 days under different sowing date.The vegetative stage was shortened and the ear differentiation was earlier than that of early-maturing variety 47-62 d，so it was the main reason that it lead to its early maturation.The yield of Henggu No.12 was higher when the seedlingdensity was breed on June 11 and the density was 187.5×104plants/hm2，the highest yield was 2 447.93 kg/hm2and the yield was decreased when sowing was delayed，on August 11 the best density was 262.5×104plants/hm2. The suitable sowing clensity for late sowing and high yield was 225.0×104-262.5×104plants/hm2，in which the yield could reach 2 010.43-2 076.40 kg/hm2.I summary，the variety is not suitable for normal field production，but it can be used as a study of ultra-early maturing germplasm resources or emergency replanting planting.

Henggu No.12；Foxtail millet；Super prematurity；Sowing date；Sowing density；Yield

S515

：A

：1008-1631（2017）01-0001-05

2016-05-12

國(guó)家谷子糜子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-07）

郝洪波（1974-），男，河北藁城人，副研究員，主要從事谷子栽培與選育研究。Tel：0318-7920337；E-mail：haohongbo-123@126.com。

崔海英（1962-），男，河北景縣人，副研究員，主要從事谷子栽培與選育研究。Tel：0318-7920337。

通訊作者：李明哲（1976-），男，河北饒陽人，副研究員，碩士，主要從事谷子栽培與選育研究。Tel：0318-7920336。