華北夏谷區(qū)適宜機(jī)械化生產(chǎn)谷子新品種篩選

秦嶺 陳二影 楊延兵 黎飛飛 管延安

摘要：為篩選出適宜華北夏谷區(qū)機(jī)械化生產(chǎn)的谷子品種并確定其性狀指標(biāo)，采用大田隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，調(diào)查分析15個(gè)華北夏谷區(qū)谷子品種的特征特性及產(chǎn)量性狀，進(jìn)而通過隸屬函數(shù)分析對(duì)測(cè)試品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：15個(gè)參試品種株高在105.63～118.93 cm之間，株高適宜;莖稈強(qiáng)度在112.33～256.33 kPa之間，最大的品種是濟(jì)谷14;666.7m2產(chǎn)量在291.99～478.42 kg之間，高于400 kg的品種有9個(gè)，包括濟(jì)谷20、濟(jì)谷22、濟(jì)谷21、濟(jì)谷12、濟(jì)谷18、冀谷36、中谷2號(hào)、豫谷18和冀谷37;單穗粒重最大的品種為豫谷18，為14.89 g;穗下節(jié)間冀谷37最長(zhǎng)，為31.44 cm，濟(jì)谷20最短，為21.11 cm。綜合分析15個(gè)參試品種認(rèn)為，濟(jì)谷12、濟(jì)谷20、濟(jì)谷21、濟(jì)谷22、中谷2號(hào)和豫谷18性狀優(yōu)良，更適合機(jī)械化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：谷子;品種;篩選;機(jī)械化

中圖分類號(hào)：S515.037文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2019）07-0017-04

谷子[Setaria italica （L.） P. Beauv.]是抗旱、耐瘠薄、抗逆性強(qiáng)的短日照作物，是我國旱作農(nóng)業(yè)的重要組成部分，距今已有8 000多年的栽培歷史[1-3]。小米營養(yǎng)豐富而且各種成分均衡，含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維，具有很好的保健作用[4，5]。近年來，隨著種植谷子比較效益的提高，谷子生產(chǎn)逐漸從散戶種植向?qū)I(yè)合作社和種植大戶集中，谷子機(jī)械化生產(chǎn)趨勢(shì)越來越明顯[6，7]，而培育適宜機(jī)械化生產(chǎn)的谷子新品種是推動(dòng)谷子機(jī)械化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前，春谷區(qū)已開展適宜當(dāng)?shù)貦C(jī)械化操作的谷子品種篩選[8-11]，而華北夏谷區(qū)適宜機(jī)械化生產(chǎn)的谷子品種以及特性研究還未見報(bào)道。為了提高生產(chǎn)效率、增加農(nóng)民收入，近年來華北夏谷區(qū)各谷子育種單位選育出數(shù)十個(gè)優(yōu)良谷子新品種，其中包括山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所培育的各具特色的濟(jì)谷系列品種。為鑒定其對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)的適應(yīng)程度，選取15個(gè)優(yōu)良夏谷品種為材料，開展華北夏谷區(qū)適宜機(jī)械化生產(chǎn)谷子品種篩選試驗(yàn)，以期為谷子機(jī)械化生產(chǎn)提供品種支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2018年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，前茬作物為小麥。土壤為壤土，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量22.31 g/kg、全氮1.3 g/kg、有效磷18.19 mg/kg、速效鉀262.23 mg/kg，pH值8.1。

1.2 試驗(yàn)材料

山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育的濟(jì)谷系列品種以及引進(jìn)的豫谷18、中谷1號(hào)、中谷2號(hào)、冀谷36、冀谷37共15個(gè)品種，編號(hào)為01～15（表1）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置15個(gè)處理，每品種為一處理。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)行長(zhǎng)5 m，6行區(qū)，行距50 cm，小區(qū)面積15 m2。6月18日播種，6月23日出苗，4葉期間苗，5～6葉期定苗，666.7m2留苗密度4萬株，9月26日收獲。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

收獲期，每小區(qū)取10株考種，測(cè)定株高（X1）、主莖粗（X2）、穗下節(jié)間長(zhǎng)（X3）、莖稈強(qiáng)度（X4）、單穗重（X5）、單穗粒重（X6），其中莖稈強(qiáng)度是在谷子灌漿期采用YYD數(shù)顯植物莖稈強(qiáng)度檢測(cè)儀（浙江托普儀器有限公司生產(chǎn)）進(jìn)行測(cè)量。全小區(qū)收獲，脫粒風(fēng)干后稱重計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量，根據(jù)小區(qū)面積折算為666.7m2產(chǎn)量（Y）。

1.5 品種綜合評(píng)價(jià)方法

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Tukey方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試品種產(chǎn)量表現(xiàn)

由表2看出，15個(gè)參試品種666.7m2產(chǎn)量在291.99～478.42 kg之間，最低的是濟(jì)谷16，最高的為濟(jì)谷20。單產(chǎn)高于400 kg的品種有濟(jì)谷20、濟(jì)谷22、濟(jì)谷21、濟(jì)谷12、濟(jì)谷18、冀谷36、中谷2號(hào)、冀谷37和豫谷18。

2.2 主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

由表3可知，所有15個(gè)供試品種株高在105.63～118.93 cm之間，株高適宜。莖稈強(qiáng)度在112.33～256.33 kPa之間，最大的是濟(jì)谷14，最小的為中谷2號(hào)，該性狀的變異系數(shù)最大，為24.27%。單穗粒重最大的是豫谷18，為14.89 g。穗下節(jié)間最長(zhǎng)的是冀谷37，為31.44 cm，最短的是濟(jì)谷20，為21.11 cm。莖粗在5.11～6.60 mm之間，品種間差異不顯著。

2.3 參試品種性狀的隸屬函數(shù)分析

參試谷子品種7個(gè)性狀的隸屬函數(shù)值見表4。其中濟(jì)谷21各性狀隸屬函數(shù)平均值最高，為0.68，在所有品種中表現(xiàn)最優(yōu);其次，豫谷18、濟(jì)谷12、中谷2號(hào)、濟(jì)谷20和濟(jì)谷22的各性狀隸屬函數(shù)平均值分別為0.66、0.61、0.58、0.56、0.56，綜合農(nóng)藝性狀較好。再根據(jù)國家提出的適合機(jī)械化生產(chǎn)的谷子品種性狀參考標(biāo)準(zhǔn)[10]進(jìn)行綜合分析，表明適合機(jī)械化收獲的品種有濟(jì)谷21、豫谷18、濟(jì)谷12、中谷2號(hào)、濟(jì)谷20和濟(jì)谷22。

3 討論與結(jié)論

隨著谷子產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，在突出品質(zhì)的前提下，兼顧高產(chǎn)抗逆、適合機(jī)械化生產(chǎn)也成為重要的谷子育種目標(biāo)[16]。谷子和水稻、小麥均是以群體優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)取產(chǎn)量的禾本科作物，水稻和小麥已通過矮稈基因的利用實(shí)現(xiàn)了綠色革命，產(chǎn)量大幅度提高[17]。谷子也已開展矮化育種研究，并培育出矮88、鄭737青等矮稈品種，但這些品種存在早衰、結(jié)實(shí)性差等問題[18]。2017—2018年華北夏谷區(qū)國家聯(lián)合鑒定試驗(yàn)參試谷子品種的株高在117.2～145.0 cm之間，谷子矮稈的“綠色革命”仍未實(shí)現(xiàn)[19]。刁現(xiàn)民等[20]指出，谷子株高中矮稈、穗頸較短，適宜田間機(jī)械作業(yè)和機(jī)械化收獲。本研究中所有15個(gè)供試品種的株高在105.63～118.93 cm之間，以國家谷子糜子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系提出的適合機(jī)械化生產(chǎn)的谷子株高指標(biāo)（100～120 cm）衡量，15個(gè)品種的株高均適宜。黃瑞等[10]研究發(fā)現(xiàn)，穗下節(jié)間長(zhǎng)度在20～30 cm之間的谷子品種最適宜機(jī)械化收割，本試驗(yàn)15個(gè)品種中只有冀谷37的穗下節(jié)間長(zhǎng)度大于30 cm。供試品種666.7m2產(chǎn)量在291.99～478.42 kg之間，高于400 kg的品種有濟(jì)谷20、濟(jì)谷22、濟(jì)谷21、濟(jì)谷12、濟(jì)谷18、冀谷36、中谷2號(hào)、豫谷18和冀谷37。

隸屬函數(shù)評(píng)估法是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行綜合評(píng)估的方法，目前已廣泛應(yīng)用到農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物的單項(xiàng)性狀或綜合性狀的評(píng)價(jià)中[21-25]。利用隸屬函數(shù)法對(duì)適宜機(jī)械化生產(chǎn)的谷子性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果篩選出綜合性狀優(yōu)良的濟(jì)谷21、豫谷18、濟(jì)谷12、中谷2號(hào)、濟(jì)谷20和濟(jì)谷22。綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)的濟(jì)谷21是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院最新培育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)谷子新品種，2017年12月在全國第十二屆優(yōu)質(zhì)米評(píng)選中榮獲“一級(jí)優(yōu)質(zhì)米”，2018年3月經(jīng)農(nóng)業(yè)部登記。該品種大穗、產(chǎn)量高、抗倒伏，適宜華北夏谷區(qū)機(jī)械化生產(chǎn)。本試驗(yàn)對(duì)適宜機(jī)械化生產(chǎn)谷子品種的自身特性進(jìn)行了研究，其結(jié)果可為谷子機(jī)械化生產(chǎn)新品種選用提供參考依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Munns R，Tester M. Mechanisms of salinity tolerance[J]. Annu. Rev. Plant Biol.，2008，59：651-681.

[2] Parida A K，Das A B. Salt tolerance and salinity effects on plants：a review[J]. Ecotoxicology and Envir. Safety，2005，60（3）：324-349.

[3] 秦嶺，楊延兵，管延安，等. 不同生態(tài)區(qū)主要育成谷子品種芽期耐旱性鑒定[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2013，14（1）：146-151.

[4] Feng G P，Lu H Y，Zhao J C，et al. Characterization and origin of charcoalified foxtail millet （Setaria italica） from the Chenyuan Site of the Western Zhou Dynasty in Shangluo，SE Shaanxi，China[J]. Chinese Science Bulletin，2013，58（S1）：75-81.

[5] Tian B H，Wang J G，Zhang L X，et al. Assessment of resistance to lodging of landrace and improved cultivars in foxtail millet[J]. Euphytica，2010，172（3）： 295-302.

[6] 許洪峰. 谷子生產(chǎn)機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2014（17）：38-39.

[7] 方路斌，羅河月，郭冬梅. 谷子簡(jiǎn)約化種植關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015，19（6）：6-9.

[8] 左憲強(qiáng)，馮耐紅，楊成元，等. 適宜機(jī)械化收獲谷子新品種篩選試驗(yàn)初探[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2016（5）：34-36.

[9] 張喜文. 谷子收獲機(jī)械化現(xiàn)狀與存在的問題[J]. 農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2012（20）：32-34.

[10]黃瑞，陳國秋，張海金. 遼西春谷區(qū)適宜機(jī)械化收割的谷子品種（系）篩選試驗(yàn)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2015（17）： 58-60.

[11]左憲強(qiáng)，馮耐紅，楊成元，等. 谷穗下壓感受力與谷子主要性狀的相關(guān)性[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（4）：449-451.

[12]翟新秘，秦利軍，項(xiàng)陽，等. 隸屬函數(shù)分析法對(duì)25份貴州玉米種質(zhì)抗旱性評(píng)價(jià)研究[J].種子，2018，37（9）：51-55.

[13]張彥威，張禮鳳，李偉，等. 大豆發(fā)芽期和苗期耐鹽性的隸屬函數(shù)分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，48（1）：21-25.

[14]王慧慧，王晨，張明華，等. 砧用南瓜幼苗對(duì)鎘的耐性和積累能力研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2018，38（12）：2257-2266.

[15]趙東風(fēng)，郭勤衛(wèi)，項(xiàng)小敏，等. 利用隸屬函數(shù)法對(duì)觀賞辣椒種質(zhì)資源耐熱性的評(píng)價(jià)[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，60（1）：64-66.

[16]李順國，劉斐，劉猛，等. 新時(shí)期中國谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)需求與展望[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)， 2018，8（6）：96-100.

[17]肖敬德，陳傳奎，劉金榮，等. 谷子理想株型在種質(zhì)資源選育中的應(yīng)用研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（11）：6353-6355.

[18]程汝宏，師志剛，劉正理，等. 谷子簡(jiǎn)化栽培技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展方向[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，14（11）：1-4，18.

[19]方路斌，羅河月，郭冬梅. 谷子簡(jiǎn)約化種植關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015，19（6）：6-9.

[20]刁現(xiàn)民，程汝宏. 十五年區(qū)試數(shù)據(jù)分析展示谷子糜子育種現(xiàn)狀[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2017，50（23）：4469-4474.

[21]王來平，聶佩顯，盧潔，等. 山東主栽矮化中間砧蘋果抗旱性主成分及隸屬函數(shù)分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（10）：107-111.

[22]張國新，王秀萍，姚玉濤，等. 主成分分析及隸屬函數(shù)法對(duì)菊芋苗期耐鹽性評(píng)價(jià)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（30）：77-79.

[23]劉建新，歐曉彬，劉秀麗，等. 過氧化氫緩解裸燕麥幼苗低溫脅迫的主成分和隸屬函數(shù)分析[J]. 植物研究，2018，38（5）：748-756.

[24]羅海玲，龔明霞，周蕓伊，等. 利用隸屬函數(shù)法對(duì)山藥種質(zhì)資源品質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，31（5）：911-916.

[25]段文學(xué)，張海燕，解備濤，等. 甘薯苗期耐鹽性鑒定及其指標(biāo)篩選[J]. 作物學(xué)報(bào)， 2018，44（8）：1237-1247.