西北春谷早熟區(qū)谷子品種十五年變化趨勢及主要性狀分析

張艾英，刁現(xiàn)民，郭二虎，范惠萍，王麗霞，李瑜輝，程麗萍，吳引生，張莉

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西北春谷早熟區(qū)谷子品種十五年變化趨勢及主要性狀分析

張艾英1，刁現(xiàn)民2，郭二虎1，范惠萍1，王麗霞1，李瑜輝1，程麗萍1，吳引生1，張莉3

（1山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所/特色雜糧種質(zhì)資源發(fā)掘與育種山西省重點實驗室，山西長治 046011；2中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所， 北京 100081；3山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷 030801）

通過對過去15年西北春谷早熟區(qū)區(qū)試谷子品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進行綜合分析，明晰了該區(qū)15年來谷子育種進展，并提出今后的發(fā)展方向，為該區(qū)新品種選育及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論指導(dǎo)。基于2001—2015年國家區(qū)域試驗西北春谷早熟區(qū)的數(shù)據(jù)，對參試品種及通過鑒定品種的主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀進行比較與分析，同時對通過鑒定的18個品種進行了抗逆性分析。2001—2015年西北春播早熟區(qū)共有85個新品系參加國家區(qū)試，12個常規(guī)品種和6個雜交種達到新品種鑒定標(biāo)準(zhǔn)通過鑒定，新育成品種比對照增產(chǎn)10%以上的品種有3個，其中，常規(guī)品種1個為大同32，雜交種2個分別為張雜谷1號和張雜谷15號。參試品種和通過鑒定品種的產(chǎn)量平均數(shù)在年度間表現(xiàn)了較大差異，但總體趨勢表現(xiàn)為產(chǎn)量潛力水平的提高。參試品種穗長和千粒重年度間差異不顯著，穗長基本穩(wěn)定在23—27 cm，千粒重穩(wěn)定在3—3.4 g，但參試品種的株高、單穗重、穗粒重年度間差異大，株高、單穗重、單穗粒重隨年份有增加的趨勢。通過鑒定的18個品種有13個生育期長于對照，5個短于對照，同時伴隨著株高的增加，單穗重和穗粒重的提升，說明新育成品種生育期的延長和單株產(chǎn)量性狀的提升。多元回歸分析表明，生育期、株高、單穗重、穗粒重和出谷率決定了產(chǎn)量81.43%的變異，產(chǎn)量與穗粒重和單穗重呈顯著正相關(guān)，穗粒重與株高、單穗重呈顯著正相關(guān)。對通過鑒定品種的抗逆性分析表明，這15年該區(qū)主要病害有紅葉病和白發(fā)病，不同年份間不同品種都有一定發(fā)生，通過鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈現(xiàn)下降趨勢。2001—2015年春谷早熟區(qū)選育的品種產(chǎn)量有增加的趨勢。影響產(chǎn)量的主要因素為單穗重和穗粒重，其次為株高、生育期，育種中應(yīng)注意提高品種的綜合性和各性狀之間的協(xié)調(diào)性。生育期延長、株高增加、抗倒性降低等因素直接影響到早熟區(qū)品種產(chǎn)量的突破，同時也不利于谷子機械化生產(chǎn)的發(fā)展。早熟區(qū)品種選育應(yīng)以中矮稈、抗倒性強、結(jié)實率高、品質(zhì)優(yōu)、適合機械化收獲為發(fā)展方向。

春谷；早熟區(qū)；區(qū)域試驗；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；相關(guān)分析

0 引言

【研究意義】谷子（(L.) Beauv.）起源于中國，具有抗旱、耐瘠薄，水分利用效率高的特點，并含有豐富的營養(yǎng)，是中國的傳統(tǒng)作物和環(huán)境友好型作物[1-3]。中國谷子種植面積占世界的80%，主要分布在東北、西北和華北地區(qū)。西北春播早熟區(qū)谷子主要分布在內(nèi)蒙古、山西北部、河北張家口、陜北、甘肅、寧夏等地區(qū)，種植面積占到全國谷子面積的1/3，是重要的谷子生產(chǎn)區(qū)。同小麥、水稻、玉米等大作物相比，谷子的研究水平和生產(chǎn)水平低，生產(chǎn)中應(yīng)用的品種與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要有較大差距，培育適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的品種是提升谷子產(chǎn)業(yè)水平的重要支撐。同時，谷子屬于光溫敏反應(yīng)較敏感的作物，培育適合本區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，對于提升谷子生產(chǎn)水平，促進谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[4-8]。區(qū)域試驗通過多年多點對新育成品種的單產(chǎn)潛力、品質(zhì)表現(xiàn)、抗逆性、穩(wěn)產(chǎn)性及其適應(yīng)范圍進行鑒定，為新品種評價提供主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、生態(tài)類型反應(yīng)以及對氣候差異的適應(yīng)情況，是新品種評價、繁育、推廣的重要依據(jù)[9-10]?！厩叭搜芯窟M展】水稻[11-13]、小麥[14-16]、玉米[17]、油菜[18]等多種作物根據(jù)多年區(qū)域試驗和生產(chǎn)示范的數(shù)據(jù)確定階段性的實際育種目標(biāo)或育種方向。王軍等[19]利用AMMI模型對2007年西北春谷區(qū)早熟及中晚熟區(qū)區(qū)域試驗各品種基因型與環(huán)境互作效應(yīng)進行探討，并對參試品種的穩(wěn)定性和試驗地點的判別力進行了評價。任月梅[20]對春播早熟區(qū)谷子產(chǎn)量構(gòu)成的主要農(nóng)藝性狀進行相關(guān)和通徑分析，建議在育種中選擇主莖高度略低、粗壯、穗不宜太長、生物學(xué)產(chǎn)量適中、株型緊湊的單株?！颈狙芯壳腥朦c】前人對谷子品種評價都集中在少量品種少量性狀或某一年某點某一種方法上[21-23]，未全面考慮年度間、區(qū)域間、品種間的差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究基于2001—2015年國家谷子品種區(qū)域試驗西北春播早熟區(qū)數(shù)據(jù)，對參試和育成品種的主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀及抗逆性進行了比較及系統(tǒng)分析，總結(jié)該區(qū)15年來谷子育種研究進展，并為今后的發(fā)展趨勢及谷子育種研究提出一些建議。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

數(shù)據(jù)來源于2001—2015年春播早熟區(qū)谷子區(qū)域試驗資料。85個品種參加了125年次試驗（2001—2015），通過鑒定的品種18個（電子附表1），其中，包括2005年成為早熟對照品種的大同29號，雜交種6個，一級優(yōu)質(zhì)米3個，二級優(yōu)質(zhì)米3個。

1.2 測定方法與統(tǒng)計分析

1.2.1 數(shù)據(jù)匯總 對2001—2015年所有參試品種及通過鑒定品種的產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀、抗逆性等進行匯總，并與對照品種進行比較。增產(chǎn)率（%）=[（鑒定品種產(chǎn)量-對照產(chǎn)量）/對照產(chǎn)量]×100。

1.2.2 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)分析采用DPS[24]軟件進行，顯著性檢驗采用新復(fù)極差法，圖表采用Microsoft Excel 2003軟件繪制。

2 結(jié)果

2.1 區(qū)試承試點產(chǎn)量情況

2001—2015年共有11個試點承擔(dān)了試驗，因2個試點承擔(dān)試驗?zāi)甓容^少，只對其中9個試點的試驗結(jié)果進行了匯總分析。發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量水平較高的參試點為河北承德、河北張家口，其次為山西大同、陜西榆林，這些試點的產(chǎn)量都比對照增產(chǎn)；產(chǎn)量較低的為甘肅會寧、寧夏固原、山西靈丘縣，干旱少雨是影響產(chǎn)量的主要因素。盡管谷子屬于抗旱性強的作物，但提高品種的抗旱性仍然是提高產(chǎn)量的重要措施（電子附表2）。

把參試品種15年產(chǎn)量的平均值與各年度對照的差值進行分析（圖1），可以看出，各承試點參試品種增產(chǎn)幅度存在較大差異，增產(chǎn)幅度大的承試點為河北張家口（2005和2013年）和陜西榆林（2002和2007年），其次為山西大同。減產(chǎn)幅度較大的為寧夏固原，其次為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院和甘肅會寧。說明早熟區(qū)谷子的區(qū)域性強，適合試點生態(tài)條件的參試品種增產(chǎn)幅度大，而不適合試點生態(tài)條件的參試品種增產(chǎn)幅度小。

圖1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)各試點參試品種產(chǎn)量變化情況

2.2 品種產(chǎn)量表現(xiàn)

區(qū)域試驗中參試品種實行滾動制，根據(jù)品種表現(xiàn)參試1—2年，參試品種逐年產(chǎn)量結(jié)果能夠反映參試品種產(chǎn)量水平的變化情況和當(dāng)時的育種水平。圖2為2001—2015年各參試品種與對照（2001—2006年對照品種為大同14號，2007—2015年對照品種為大同29號）產(chǎn)量的變化情況?？梢钥闯觯瑓⒃嚻贩N產(chǎn)量有逐年增加的趨勢，受氣候因素及栽培管理的影響，對照品種也呈現(xiàn)相似的變化趨勢，2007年后參試品種的產(chǎn)量明顯提高；但年度間產(chǎn)量存在一定的差異，2013年產(chǎn)量最高，2009年產(chǎn)量最低，且變異幅度較大，最高產(chǎn)量和最低產(chǎn)量間存在顯著差異；2001—2006年參試品種（2005年除外）整體較對照大同14號增產(chǎn)，但2007—2015年所有參試品種的平均產(chǎn)量沒有超過對照大同29號。從整體上看，早熟區(qū)谷子品種在產(chǎn)量上沒有大的突破，雖然新品種在產(chǎn)量潛力上有提高，但在穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性等方面提高不大。參試品種的數(shù)量呈增加趨勢，但品種的通過率明顯降低（電子附圖2）。

對通過鑒定的18個品種的產(chǎn)量匯總列于圖3。通過鑒定的18個品種的增產(chǎn)潛力呈現(xiàn)增高的趨勢。18個品種中，2個品種較對照略減產(chǎn)，其中，赤谷18號為抗除草劑品種，豫谷18是15年中唯一在西北早熟區(qū)能基本適應(yīng)的夏谷類型，是廣適型育種的一個突破。15年來通過鑒定的雜交種有6個，占到鑒定品種總數(shù)的1/3，增產(chǎn)率均在7%以上，最高達19.79%。常規(guī)種中增幅較高的品種分別為大同32號和大同34號，分別增產(chǎn)11.51%和8.71%。

不同字母表示P=0.05水平差異顯著。下同 Different small letters on a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

圖3 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過區(qū)試品種平均產(chǎn)量變化情況

2.3 品種農(nóng)藝性狀變化

從參試品種農(nóng)藝性狀變化情況看（表1），參試品種的穗長和千粒重年度間差異不顯著，穗長基本穩(wěn)定在23—27 cm，千粒重穩(wěn)定在3—3.4 g；生育期、株高、單穗重、穗粒重、出谷率、公頃穗數(shù)存在一定的差異，其中株高、單穗重、穗粒重變異最大，生育期、公頃穗數(shù)變異最??；株高、單穗重、單穗粒重隨年份有增加的趨勢；公頃穗數(shù)2001—2002年最低，2003年以后呈增加的趨勢，2006年后（除2011年外）基本穩(wěn)定在37.5萬/hm2；2014品種生育期最長，與生育期較短的2005年、2009年和2010年比較存在顯著差異，該年的單穗重、穗粒重也最大；出谷率變化趨勢不顯著。從總體上看，早熟區(qū)選育的品種在類型上沒有大的變化，品種的生育期延長，株高、單穗重、穗粒重增加，公頃穗數(shù)增加與參加該區(qū)區(qū)試的品種有多個雜交種，而雜交種具有較強的分蘗性有關(guān)?？s短生育期、降低株高、提高結(jié)實率、提高品種品質(zhì)應(yīng)成為早熟區(qū)新品種選育的主要方向（電子附表3）。

表1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)參試品種主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況

不同字母表示=0.05水平差異顯著。下同

Different small letters within a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

對通過鑒定的18個品種農(nóng)藝性狀匯總（表2、電子附圖1），18個品種生育期在120—135 d，高于130 d的品種有2個（豫谷18號和張雜谷10號），其中13個品種的生育期都高于對照，5個低于對照；株高在108—130 cm的有11個，130—150 cm的有7個，比對照高的有7個，低于對照的有11個；18個品種穗長分布在21—28 cm，22—25 cm有11個，比對照高的有13個；單穗重分布在19—33 g，19—25 g有14個，對照品種和通過鑒定品種的單穗重有逐年升高的趨勢；穗粒重分布在14—26 g，15—23 g有16個，對照和通過鑒定品種穗粒重有逐年增加趨勢；出谷率分布在72%—85%，74%—80%有12個；千粒重分布在2.6—4.0 g，3.0—3.6 g有13個，大同29號、大同39號、隴谷11號、蒙谷13號千粒重超過了3.6 g，豫谷18的千粒重低于3.0 g；公頃穗數(shù)分布在30萬—45萬，公頃穗數(shù)最大的為張雜谷10號、張雜谷9號，這兩個品種比對照的穗數(shù)多，其他品種公頃穗數(shù)低于39萬，且和對照持平?？傮w上看，通過鑒定的品種在株高上呈現(xiàn)增高趨勢，常規(guī)品種和雜交種的株高均有所增加；品種生育期呈延長趨勢；單穗重、穗粒重呈升高趨勢；出谷率和千粒重呈降低趨勢。早熟區(qū)品種生育期延長、株高增加與增產(chǎn)潛力提高幅度不大有較大的關(guān)系，如常規(guī)品種大同32號與大同34號相比，大同32號生育期較大同34號略長，但株高明顯低，增產(chǎn)幅度較大。同樣張雜谷1號較張雜谷15號、張雜谷17號株高降低，增產(chǎn)幅度也相對較高，因此，早熟區(qū)品種降低株高、提高抗倒性、適當(dāng)縮短生育期、提高品種結(jié)實率是育種的重要目標(biāo)。

2.4 產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

利用通過鑒定品種的數(shù)據(jù)，以8個農(nóng)藝性狀為自變量（i），單位面積產(chǎn)量為因變量（）進行多元逐步回歸分析，篩選出影響產(chǎn)量的主要性狀，建立了最優(yōu)回歸模型：=870.727237-30.4120789071- 8.5368807642+285.152619484-215.834085165+85.275544096（=0.9024，=10.5217，=0.0005）。多元回歸分析表明，生育期（1）、株高（2）、單穗重（4）、穗粒重（5）、出谷率（6）決定了產(chǎn)量81.43%的變異。對鑒定品種主要農(nóng)藝性狀平均值與產(chǎn)量相關(guān)分析表明（表3），產(chǎn)量與穗粒重和單穗重呈顯著正相關(guān)；穗粒重與株高、單穗重呈顯著正相關(guān)，這也是多年來選育的品種株高未能降低的重要原因，株高太高不利于機械化收獲；產(chǎn)量與出谷率、千粒重、公頃穗數(shù)相關(guān)性不強。

2.5 抗逆性

春谷早熟區(qū)地處冷涼地區(qū)，病蟲害較輕，相對而言紅葉病偏多，白發(fā)病次之，不同年份，不同品種都有發(fā)生；蛀莖率不高，谷銹病、紋枯病、谷瘟病零星發(fā)生，無線蟲病發(fā)生。根據(jù)田間自然鑒定結(jié)果2001—2015年通過鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈現(xiàn)下降趨勢，抗倒性降低成為影響早熟區(qū)產(chǎn)量水平提高的重要因素，這與品種株高的提高有較大關(guān)系，同時也影響到品種的抗旱性（電子附表4）。

3 討論

3.1 提高產(chǎn)量同時兼顧其他各性狀的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

2001—2015年參試品種的產(chǎn)量范圍在4 231.83— 5 999.10 kg·hm-2（圖2），通過鑒定品種的產(chǎn)量在 4 847.74—6 510.87 kg·hm-2（表2），參試品種、鑒定品種的年度產(chǎn)量變幅都在1 500 kg·hm-2以上，變動范圍比小麥大得多[16]，說明年度生態(tài)氣候因素和栽培條件對谷子生長發(fā)育的影響很大，也說明品種多樣性及培育適合區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)谷子新品種的重要性。通過鑒定的谷子品種產(chǎn)量都有較高的表現(xiàn)（圖3），15年中通過鑒定的18個谷子新品種比對照增產(chǎn)10%以上的品種有3個，其中常規(guī)種1個為大同32，雜交種2個分別為張雜谷1號和張雜谷15號，超過雜交種最低增幅的常規(guī)品種只有大同32和大同34，它們都沒超過雜交種的最高增幅。從對育成品種及對照品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀變化情況看，生育期、株高、單穗重、穗粒重呈增加的趨勢（電子附表3、表2、表3、圖3），產(chǎn)量呈現(xiàn)提高的趨勢，這也與氣候變化、栽培水平的提高等有關(guān)[14,17, 25-27]。

通過對春谷早熟區(qū)十五年通過鑒定品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析（表3），說明產(chǎn)量組成因素與產(chǎn)量的關(guān)系較復(fù)雜，因試驗材料、環(huán)境條件、產(chǎn)量水平等因素不同，所得結(jié)果出入很大[28-33]，本研究對通過鑒定品種的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析，產(chǎn)量與穗粒重和單穗重顯著正相關(guān)；穗粒重與株高、單穗重顯著正相關(guān)，這也是多年來選育的品種株高未能降低的重要原因，不利于機械化收獲；產(chǎn)量與出谷率、千粒重、公頃穗數(shù)相關(guān)性不強，究其原因，一是育種中為了提高產(chǎn)量延長生育期進而導(dǎo)致了結(jié)實率的降低，相應(yīng)的出谷率、千粒重的下降；二是該區(qū)在參試品種有多個雜交種，由于雜交種具有分蘗性，增加了公頃穗數(shù)，在出谷率不高的情況下也獲得了較高的產(chǎn)量，同樣由于常規(guī)種與雜交種的分蘗性不同，整體分析上影響到產(chǎn)量與公頃穗數(shù)的相關(guān)性。本研究中出谷率與千粒重和穗粒重呈負(fù)相關(guān)，這與王淑君等[34]研究的出谷率與千粒重和穗粒重呈正相關(guān)矛盾。分析原因，可能是因為本研究中有多個雜交種，這些雜交種結(jié)實率低，依靠大穗和多穗爭取產(chǎn)量，這種結(jié)果也可能和春夏谷類型不同有關(guān)，有待進一步探明。所以在育種中，應(yīng)強調(diào)對主要性狀進行選擇，同時各性狀之間是相互關(guān)聯(lián)的，還應(yīng)兼顧其他次要因素，使品種的綜合性狀優(yōu)良，注意各性狀之間的相互協(xié)調(diào)[26]。

*＜0.05；**＜0.01

3.2 加強品質(zhì)育種同時提高抗逆性育種

春谷早熟區(qū)主要存在的病害為紅葉病和白發(fā)病，不同年份、不同品種都有發(fā)生，僅以田間鑒定作為對品種的抗逆性評價有一定的局限性，生產(chǎn)中存在通過鑒定的品種病害大發(fā)生的現(xiàn)象發(fā)生，因此對品種的主要病害做專業(yè)接菌鑒定很有必要。春谷早熟區(qū)2001—2015年通過鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈下降趨勢，直接影響到品種產(chǎn)量的提高，同時也不利于機械化收獲。通過鑒定的品種以穗碼松緊度中等、紡錘型、黃谷、黃米、熟相中等偏好為主，這些性狀的選擇與育種者的興趣愛好有很大關(guān)系，也與市場需求有關(guān)。品種抗逆性、特征特性與產(chǎn)量、品質(zhì)的協(xié)同性也應(yīng)該是育種者考慮的問題。

3.3 協(xié)調(diào)各性狀，做好多類型品種的選育

從15年來春谷早熟區(qū)育成的谷子品種表現(xiàn)看，多以常規(guī)育種方法為主（電子附表1），育種周期長、效率低，選育的品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等方面，缺少突破性的品種，品種的突破取決于新技術(shù)應(yīng)用與材料的創(chuàng)新，這正是谷子育種應(yīng)該加強的。今后的育種應(yīng)該重點解決降低株高與提高單穗重、穗粒重及產(chǎn)量提升的矛盾，培育中矮稈大穗型的品種，同時在熟期上應(yīng)適當(dāng)縮短生育期，提高品種的適應(yīng)性，滿足谷子機械化生產(chǎn)的需要。該區(qū)域通過鑒定的雜交谷子在產(chǎn)量和數(shù)量上都有較大的優(yōu)勢，逐步替代常規(guī)品種成為生產(chǎn)主栽品種將可能成為一種趨勢[34-37]。旱熟區(qū)品種類型單一，應(yīng)加強優(yōu)質(zhì)、抗除草劑等多用途、多類型品種的選育，進一步滿足谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

4 結(jié)論

2001—2015年春谷早熟區(qū)選育的品種在產(chǎn)量上有增加的趨勢，但產(chǎn)量潛力提升不顯著，其中雜交種在產(chǎn)量上有較大的優(yōu)勢，可作為該區(qū)實現(xiàn)產(chǎn)量突破的重要途徑。新選育的品種生育期延長、株高增加、抗倒性降低等因素直接影響到早熟區(qū)品種產(chǎn)量的突破，同時也不利于谷子機械化生產(chǎn)的發(fā)展。影響產(chǎn)量的主要因素為單穗重和穗粒重，其次為株高、生育期，育種中應(yīng)注意各性狀之間關(guān)聯(lián)性，強調(diào)主要因素的同時也要兼顧次要因素，提高谷子品種的綜合性和各性狀之間的協(xié)調(diào)性。早熟區(qū)品種選育應(yīng)以中矮稈、抗倒性強、有分蘗自身調(diào)節(jié)能力強、結(jié)實率高、品質(zhì)優(yōu)、適合機械化收獲為發(fā)展方向。

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（責(zé)任編輯 李莉）

A：生育期；B：株高；C：穗長；D：單穗重；E：穗粒重；F：出谷率；G：千粒重；H：公頃穗數(shù)。1：張雜谷1號；2：大同27號；3：隴谷10號；4：大同29號；5：張雜谷3號；6：張雜谷9號；7：大同32號；8：張雜谷10號；9：隴谷11號；10：赤谷16；11：大同34號；12：蒙谷13號；13：榆谷6號；14：赤谷18；15：大同39號；16：豫谷18；17：張雜谷17號；18：張雜谷15號

A: Growth duration; B: Plant height; C: Panicle length; D: Weight per panicle; E: Grain weight per panicle; F: Percentage of grain weight per panicle; G:1000-grain weight; H: Number of panicles per hectare. 1: Zhangzagu 1; 2: Datong 27; 3: Longgu 10; 4: Datong 29; 5: Zhangzagu 3; 6: Zhangzagu 9; 7: Datong 32; 8: Zhangzagu 10; 9: Longgu 11; 10: Chigu 16; 11: Datong 34; 12: Menggu 13; 13: Yugu 6; 14: Chigu 18; 15: Datong 39; 16: Yugu 18; 17: Zhangzagu 17; 18: Zhangzagu 15

附圖1 2001—2005年西北春谷早熟區(qū)通過鑒定品種與對照品種農(nóng)藝性狀平均值的比較

Fig. S1 The agronomic traits of cultivars released from the regional adaptation test compared with CK

附表1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過區(qū)試鑒定的品種

Table S1 List of foxtail millet cultivars that were authorized to release during 2001-2015 in the early mature region in Northwest China

編號Number品種名稱Cultivar來源Sources選育單位Breeding institution特異性狀Specific traits優(yōu)質(zhì)米等級Quality level鑒定編號GIA number 1張雜谷1號Zhangzagu 1A2×冀張谷1號A2×Jizhanggu1河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級The second quality level2004008 2大同27號Datong 27（7350×早1）×伊17(7350×Zao1)×Yi 17山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2003004 3隴谷10號Longgu 108601×隴谷9號8601×Longgu 9甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院Gansu Academy of Agricultural Sciences2003005 4大同29號Datong 29輪回選擇Recurrent selection山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2005008 5張雜谷3號Zhangzagu 3A2×1484-5河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars2005007 6張雜谷9號Zhangzagu 9A2×2053河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級The second quality level2008005 7大同32號Datong 32(黃軟谷×張純一)F2×?xí)x谷29號(Huangruangu×Zhangchunyi)F2×Jingu 29山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2009001 8張雜谷10號Zhangzagu 10A2×2038河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars2009002 9隴谷11號Longgu 118519-3-2×DSB98-6甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院Gansu Academy of Agricultural Sciences2010003 10赤谷16Chigu 16赤谷10×承谷8號Chigu 10×Chenggu 8內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia一級The first quality level2010002 11大同34號Datong 3473-50×早173-50×Zao 1山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2012003 12蒙谷13號Menggu 13Crossing breeding內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia201307 13榆谷6號Yugu 6農(nóng)家種系選Selection from traditional varieties陜西省榆林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Yulin Institute of Agricultural Sciences in Shaanxi Province 2016011 14赤谷18Chigu 18赤8/k87-2Chi 8/k87-2內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia2015008 15大同39號Datong 39壩257/張純一Ba 257/Zhangchunyi山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2016009 16豫谷18Yugu 18豫谷1號/保282Yugu 1/Bao 282河南省安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Anyang Academy of Agricultural Sciences in Henan Province一級The first quality level2016008 17張雜谷17號Zhangzagu 17A2×(2039-95-3)河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級The second quality level2016010 18張雜谷15號Zhangzagu 15A2×陽高3號父變異A2×Yanggao 3 parents’mutation河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars一級The first quality level2015006

附表2 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)各承試點產(chǎn)量結(jié)果

Table S2 Bi-plot result of early-maturing-spring foxtail millet cultivars in Northwest china from 2001-2015

編號Number承試點Bi-plot承試年度The time of regional test平均產(chǎn)量Average grain yield (kg·hm-2)編號Number承試點Bi-plot承試年度The time of regional test平均產(chǎn)量Average grain yield (kg·hm-2) 參試品種Tested line對照CK參試品種Tested line對照CK B01河北張家口Zhangjiakou, Hebei2001—20156154.205951.40B06河北承德Chengde, Hebei2001—20036577.506387.50 B02甘肅會寧Huining, Gansu2001—20152750.502859.00B07寧夏固原Guyuan, Ninxia 2004—20154254.384526.00 B03山西大同Datong, Shanxi2001—20155986.505927.90B08內(nèi)蒙古呼和浩特Hohhot, Inner Mongolia2004—20156226.386365.38 B04山西靈丘Lingqiu, Shanxi2001—20153976.304020.40B09內(nèi)蒙赤峰Chifeng, Inner Mongolia 2005—20155207.055262.68 B05陜西榆林Yulin, Shanxi2001—20155052.704794.40

附表3 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)參試品種與對照品種農(nóng)藝性狀平均值的比較

Table S3 The average of yield and agronomic traits of tested lines in regional adaptation test compared with CK

農(nóng)業(yè)性狀A(yù)gronomic trait2001—20062007—2015 參試品種Tested line大同14號（對照）Datong 14 (CK)參試品種Tested line大同29號（對照）Datong 29 (CK) 生育期Growth duration (d)1867.35±28.351860.00±40.201891.35±43.201860.00±27.00 株高Plant height (cm)1820.85±134.851842.30±180.901992.90±134.251966.50±123.90 穗長Panicle length (cm)371.40±22.50360.30±12.45374.25±21.15358.50±21.15 單穗重Weight per panicle (g)316.05±31.95313.65±30.15374.40±51.15385.65±42.60 穗粒重Grain weight per panicle (g)253.50±39.00253.80±33.00288.45±41.70310.05±32.55 出谷率Percentage of grain weight per panicle (%)1180.95±59.551189.65±46.051153.50±51.751198.05±58.05 千粒重1000-grain weight (g)50.25±1.2054.90±1.8048.45±1.5057.30±3.45 公頃穗數(shù)Number of panicles per hectare (×104)34.50±2.8534.35±3.0037.35±1.6536.60±1.80

附表4 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過鑒定品種抗逆性

Table S4 The resistance of foxtail millet cultivars released in regional adaptation test in 2001-2015

序號Number品種名稱Cultivar抗倒性Lodging (0-4 level)耐旱性Drought tolerance (0-4 level)谷銹病Rust-resistance (0-4 level)谷瘟病Blast-resistance (0-4 level)紋枯病Sheath blight- resistance (0-4 level)紅葉病 The rate of red leaf disease (%)白發(fā)病The rate of downy-mildew (%)黑穗病The rate of grain smut (%)線蟲病The rate of worm disease (%)蛀莖率The rate of bethyloid (%) 1張雜谷1號Zhangzagu 1111111.900.100.000.000.40 2大同27號Datong 27110002.340.250.000.000.50 3隴谷10號Longgu 10220011.600.500.750.001.00 4大同29號Datong 29110000.423.300.000.001.00 5張雜谷3號Zhangzagu 3120102.003.000.000.000.20 6張雜谷9號Zhangzagu 9111113.001.500.000.000.10 7大同32號Datong 32010001.500.670.000.000.20 8張雜谷10號Zhangzagu 10210001.400.500.060.000.50 9隴谷11號Longgu 11320102.003.000.000.000.10 10赤谷16Chigu 16010101.300.500.000.000.00 11大同34號Datong 34010000.700.000.000.000.20 12蒙谷13號Menggu 13210112.003.000.000.000.10 13榆谷6號Yugu 6020112.173.000.000.000.50 14赤谷18Chigu 18112111.100.000.300.000.30 15大同39號Datong 39310003.490.250.000.000.70 16豫谷18Yugu 18220016.400.000.740.001.00 17張雜谷17號Zhangzagu 17120003.160.000.230.001.00 18張雜谷15號Zhangzagu 15320212.003.000.000.000.58 CK1張雜谷1號Zhangzagu 1321112.552.201.000.001.91 CK2大同27號Datong 27320112.705.401.560.001.00

Research Progress and Major Traits of Foxtail Millet Cultivars Developed in the Early-Mature Spring-Sowing Region in the Past 15 Years

ZHANG AiYing1, DIAO XianMin2, GUO ErHu1, FAN HuiPing1, WANG LiXia1, LI YuHui1, CHENG LiPing1, Wu YinSheng1, ZHANG Li3

(1Millet Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences/Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Breeding in Minor Crops, Changzhi 046011, Shanxi;2Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;3College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi)

The objective of this study is to analyze the changes of agronomic traits, yield and resistance characters of foxtail millet cultivars released in the early-mature spring-sowing region in China in the past 15 years, the progress and breeding direction of foxtail millet was discussed, which provided scientific evidence for new cultivars development in the future.Based on the data obtained from early-mature spring-sowing foxtail millet cultivars that participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015 in northwest China, agronomic traits and grain yield traits were analyzed and compared.There were 85 newly developed foxtail millet lines participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015, among which 18 lines that meet the national standard of new cultivar were authorized to release. Among the 12 conventional cultivars and 6 hybrid cultivars that released, only three of them have the grain yield potential that is over 10% higher than the control. Great difference was identified among the average grain yield of lines that participated in the test between different years, but it shows a potential of increase of grain yield with the time schedule. There is no significant difference among the annual means of panicle length and 1000-grain weight of the tested and released foxtail millet lines and the range of panicle length and 1000-grain weight were 23-27 cm and 3-3.4 g respectively, while significant differences were identified between the annual means of plant height, panicle weight and panicle grain weight, which showed a gradual increase trend with the time schedule. Among the 18 cultivars released, the growth duration of 13 of them is longer than the control cultivars, and all those cultivars were characterized with taller plant height, heavier panicle weight and panicle grain weight, which imply that much more attention was paid on the selection of single plant characters in the breeding efforts. Co-relation coefficient analyses indicated that 81.43% of the grain yield variation was decided by growth duration, plant height, panicle weight, panicle grain weight and the rate of grain per panicle, and grain yield was significantly related with panicle weight and panicle grain weight. Diseases and drought resistance related characters of those lines participated in the test were also recorded which indicated that the resistant ability of stresses of released lines among the past 15 years in the early mature foxtail millet breeding became stronger.There is a growth tendency of grain yield in the newly developed early mature foxtail millet cultivars in 2001-2015, the main characters that contributing to grain yield include panicle weight, panicle grain weight, plant height and growth duration. Considering the quick development of machinery cultivation, efforts of developing short plant height, strong logging resistance, big panicle with higher net grain rate should be paid much more attention.

spring foxtail millet; early-mature; regional trial; grain yield; agronomic characters; correlation analysis

2017-05-12；

2017-06-15

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-07-12.5-A10）、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物育種工程（17yzgc024）、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新研究課題（YYS1703）

聯(lián)系方式：張艾英，E-mail：zay1012@126.com。通信作者刁現(xiàn)民，E-mail：diaoxianmin@caas.cn。通信作者郭二虎，E-mail：guoerhu2003@163.com