豫西丘陵地區(qū)谷子品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性

周佳敏， 梁穎穎， 李思源， 張富厚， 趙俊杰， 孟超敏*

(1.河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471000； 2.洛陽(yáng)市作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng)471000； 3.伊川伊河橋米業(yè)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000； 4.洛陽(yáng)市小米種植及深加工業(yè)企業(yè)研發(fā)中心，河南 洛陽(yáng)471000)

谷子(SetariaItalica)屬禾本科狗尾草屬，脫殼后稱為小米，廣泛種植于歐亞大陸的溫帶和熱帶，在我國(guó)分布也極其廣泛，其中種植面積較大的省(區(qū))有山西、河北、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、山東、河南、陜西、甘肅及寧夏等[1]。谷子具有抗旱耐瘠、適應(yīng)性強(qiáng)、生育期短、營(yíng)養(yǎng)豐富等突出特征，是我國(guó)北方干旱半干旱地區(qū)重要的農(nóng)作物。近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康飲食的重視，粗糧雜糧進(jìn)入人們視野，而小米的營(yíng)養(yǎng)成分齊全，消化吸收率較高，其豐富的氨基酸易被人體吸收，為優(yōu)良的健康食品[2-4]。伊川縣屬于豫西地區(qū)，為特有的丘陵地帶[5]，晝夜溫差大，非常適合谷子的生長(zhǎng)，該地區(qū)谷子種植歷史悠久，生產(chǎn)的小米色澤金黃，口感好，谷子種植與加工增加了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入，帶動(dòng)農(nóng)民脫貧致富[6]。豫西丘陵地區(qū)谷子種植品種類型較雜，谷子品質(zhì)、產(chǎn)量和原糧價(jià)格得不到保障，因此，篩選適宜本土種植的新優(yōu)谷子品種種植推廣具有重要意義。然而谷子品種繁多，不同品種適宜種植地區(qū)不同，相同品種在不同地區(qū)產(chǎn)量和品質(zhì)有較大差異[7-8]。為提高豫西丘陵地區(qū)谷子產(chǎn)量和品質(zhì)，通過(guò)引進(jìn)不同類型的30個(gè)谷子品種，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下進(jìn)行田間比較試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量，篩選出適宜豫西丘陵地區(qū)種植的高產(chǎn)優(yōu)良谷子品種，以期為該地區(qū)谷子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種應(yīng)用與推廣提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年6月進(jìn)行，試驗(yàn)地位于洛陽(yáng)市伊川縣呂店鎮(zhèn)趙莊村，地處豫西丘陵地區(qū)。年平均溫度為14.5℃，降水量641.9 mm，降雨分布不均；無(wú)霜期217 d，日照時(shí)數(shù)2 311.7 h，屬于季風(fēng)暖溫帶；光熱資源充足，干旱發(fā)生頻繁[9]。土壤類型以褐土為主，土地平整，土層深厚。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為30個(gè)谷子品種，中谷1、中谷2和中雜谷5號(hào)來(lái)源于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，長(zhǎng)生07、長(zhǎng)生13、晉谷21和長(zhǎng)農(nóng)35來(lái)源于山西省農(nóng)科院，濟(jì)谷17、濟(jì)谷19、濟(jì)谷20、濟(jì)谷21、濟(jì)白米1號(hào)和濟(jì)糯米2號(hào)來(lái)源于山東省農(nóng)科院，豫谷18、豫谷31、豫谷33、豫谷34、豫谷35、豫谷36和豫雜谷1號(hào)來(lái)源于安陽(yáng)市農(nóng)科院，冀谷39、冀谷37、冀谷38、冀谷41和冀谷42來(lái)源于河北省農(nóng)林科學(xué)院，金谷5號(hào)、天粟1號(hào)、天粟2號(hào)和天粟4號(hào)來(lái)源于河北天粟農(nóng)業(yè)科技有限公司，東昌金谷來(lái)源于河北東昌種業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以30個(gè)谷子品種為試驗(yàn)對(duì)象，采用隨機(jī)區(qū)組排列，共30個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共90個(gè)小區(qū)。小區(qū)長(zhǎng)10 m，寬3.4 m。每小區(qū)播種8行，行距40 cm。相鄰小區(qū)間隔60 cm，走道寬1 m。整個(gè)試驗(yàn)區(qū)(不包括保護(hù)行)東西長(zhǎng)102 m，南北寬34 m。保護(hù)行種植冀谷39。

1.3.2 測(cè)定指標(biāo) 收獲前測(cè)量株高，并于每小區(qū)隨機(jī)選取生長(zhǎng)正常的5株植株用于室內(nèi)考種，考察其穗形、成熟期葉色和穗姿。另在每小區(qū)取20株植株測(cè)定谷子穗長(zhǎng)、穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗粗、穗形及單穗重等，計(jì)算其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用SPSS 25.0分析各品種之間的差異，篩選出田間表現(xiàn)較好的品種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同谷子品種的農(nóng)藝性狀

由表1看出，30個(gè)谷子品種的穗長(zhǎng)為16.9～23.5 cm，以天粟4號(hào)最長(zhǎng)，冀谷41最短；穗下節(jié)間長(zhǎng)度為14.7～36.1 cm，其中天粟4號(hào)最短，豫谷35最長(zhǎng)；穗粗為19.3～30.1 mm，最細(xì)的是晉谷21，最粗的是天粟4號(hào)；株高為80.0～120.5 cm，其中以長(zhǎng)農(nóng)35最高，豫雜谷1號(hào)最矮；單穗重為7.6～17.0 g，豫谷18單穗重最大，長(zhǎng)生13最小。30個(gè)谷子品種的穗形以紡錘形為主，有少量圓筒形和雞嘴形；穗松緊度以中等為主，有少量谷子品種穗子偏緊或較為松散。

表1 不同谷子品種的農(nóng)藝性狀指標(biāo)

2.2 不同谷子品種的產(chǎn)量

從表2看出，30個(gè)谷子品種間產(chǎn)量具有明顯差異。冀谷41的平均產(chǎn)量最高，達(dá)628.0 kg/667m2，顯著高于其他品種；其次是豫谷18，產(chǎn)量為467.8 kg/667m2。長(zhǎng)生13和天粟4號(hào)產(chǎn)量最低，分別為194.5 kg/667m2和191.2 kg/667m2，但與中雜谷5號(hào)、豫谷33、濟(jì)谷20、濟(jì)谷21、冀谷42、冀谷37、豫谷36、濟(jì)谷17、豫谷31、東昌金谷、天粟1號(hào)、中谷2、長(zhǎng)農(nóng)35、長(zhǎng)生07、中谷1、晉谷21及豫雜谷1號(hào)差異不顯著。

表2 谷子各品種平均產(chǎn)量

2.3 谷子產(chǎn)量與主要性狀的相關(guān)性

由表3可知，谷子產(chǎn)量與穗下節(jié)間長(zhǎng)度、穗粗、穗數(shù)和單穗重呈正相關(guān)，其中，與穗數(shù)、單穗重呈極顯著正相關(guān)；與穗長(zhǎng)、株高呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。說(shuō)明，隨著單位面積穗數(shù)和單穗重的增加，谷子產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，而隨著株高和穗長(zhǎng)增加，產(chǎn)量有降低趨勢(shì)。產(chǎn)量主要是由單位面積株數(shù)和單株產(chǎn)量構(gòu)成，當(dāng)增加單位面積上谷子株數(shù)和單株穗重就能增加其產(chǎn)量，單位面積穗數(shù)形成主要取決于播種期，所以合理規(guī)劃種植密度可以提高谷子產(chǎn)量。產(chǎn)量與穗長(zhǎng)和株高呈負(fù)相關(guān)，可能是由于當(dāng)谷子的株高和穗長(zhǎng)增加，每株谷子之間對(duì)光的利用效率就降低，影響植株體內(nèi)光合產(chǎn)物的積累，使產(chǎn)量降低。可見(jiàn)，上述農(nóng)藝性狀的變化會(huì)影響谷子的最終產(chǎn)量。

表3 谷子品種主要性狀相關(guān)系數(shù)

單位面積穗數(shù)與穗長(zhǎng)呈顯著負(fù)相關(guān)，表明隨單位面積穗數(shù)增加，穗長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)；株高與穗粗呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨谷子株高增長(zhǎng)，穗粗呈下降趨勢(shì)；單穗重與穗粗呈極顯著正相關(guān)，隨谷子穗粗增長(zhǎng)，單穗重呈增加趨勢(shì)。作物中所積累的有機(jī)物質(zhì)，主要是植株利用太陽(yáng)光能，吸收二氧化碳和水，通過(guò)光合作用合成。當(dāng)單位面積上的谷子穗數(shù)增加，谷子葉面的光利用率降低，影響有機(jī)物的生成，進(jìn)而影響穗長(zhǎng)。當(dāng)谷子的株高增長(zhǎng)，其抗倒伏的能力變?nèi)?，莖稈不足以支撐較重的穗子，因而谷子穗粗有所降低。當(dāng)谷子穗粗增加，谷子的每穗粒數(shù)增加，進(jìn)而使單穗重增加。

3 結(jié)論與討論

不同品種的谷子在農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量等方面存在較大差異，通過(guò)分析不同品種谷子的農(nóng)藝性狀的差異性和相關(guān)性，篩選出適宜豫西區(qū)陵地區(qū)栽培品種，可有效提高谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)。供試的 30個(gè)谷子品種在相同種植條件下產(chǎn)量存在顯著差異，平均產(chǎn)量為342 kg/667m2，其中冀谷41產(chǎn)量最高，達(dá)627.96 kg/667m2；天粟4號(hào)產(chǎn)量最低，為191.23 kg/667m2。

谷子農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性較為復(fù)雜，因品種和栽培措施等因素不同，所得結(jié)果存在差別[10-12]。劉鵬等[13]研究表明，谷子產(chǎn)量與單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、單株生物量、生育期呈顯著正相關(guān)，而與株高及穗柄長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)。張霞等[14]研究表明，谷子產(chǎn)量與株高、穗長(zhǎng)、單穗重、千粒重呈極顯著正相關(guān)。陳家敬等[15]研究認(rèn)為，谷子株高與單穗質(zhì)量、穗長(zhǎng)與出谷率之間呈顯著負(fù)相關(guān)，單穗質(zhì)量與單穗粒質(zhì)量之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系。研究表明，谷子產(chǎn)量與穗數(shù)、單穗重之間呈極顯著正相關(guān)，與張艾英等[16]的研究結(jié)論相似。

谷子具體引種過(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的生產(chǎn)種植條件篩選適宜品種。在豫西丘陵地區(qū)，谷子引種首要考慮相關(guān)因素為單位面積穗數(shù)和單穗重，其次為穗下節(jié)間長(zhǎng)度和穗粗，選擇單穗比較重、穗粗較粗、穗下節(jié)間較長(zhǎng)、株高較矮、穗長(zhǎng)相對(duì)短的品種，并注意在種植時(shí)進(jìn)行合理密植。在引種的30個(gè)谷子品種中，冀谷41、豫谷18、冀谷39和豫谷34的產(chǎn)量相對(duì)較高，可在豫西丘陵地區(qū)小面積試種。一個(gè)地區(qū)適宜谷子品種的推廣需要考慮多方面因素[17-20]，除產(chǎn)量之外還需要考慮品質(zhì)、加工質(zhì)量、消費(fèi)者的需求等，該研究?jī)H1年試驗(yàn)結(jié)果，因此，上述品種在小面積試種的同時(shí)尚需進(jìn)一步試驗(yàn)考察其推廣種植的可行性。