寧夏南部山區(qū)農(nóng)田優(yōu)質(zhì)糜子品種篩選

杜 璨， 楊 剛，李紅飄，何新全

(1. 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.山西路橋建設(shè)集團園林綠化工程有限公司，山西 太原 030000；3.陜西省勉縣勉陽街道辦事處，陜西 勉縣 724200)

0 引言

寧夏南部山區(qū)(通稱“寧南山區(qū)”)屬于黃河中游黃土丘陵溝壑區(qū)，自然條件較差，大部分地區(qū)年降雨量在350～400 mm，屬于半干旱地區(qū)[1]。在寧南山區(qū)天然降水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)唯一的水分來源，該地區(qū)是典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，干旱已經(jīng)成為限制作物產(chǎn)量提高的重要因素，嚴重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。但該區(qū)光熱資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)潛力很大[2]，為此栽培耐干旱、貧瘠的小雜糧，已經(jīng)成為該區(qū)域旱作農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要措施。

糜子(PanicummiliaceumL.)由于其生育期短、適應(yīng)能力強、抗旱、耐瘠、抗病蟲害能力強等優(yōu)點[3]，成為寧南山區(qū)主要糧食作物之一[4]，對調(diào)整當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定糧食產(chǎn)量、確保糧食安全等具有非常重要的意義。近年來，隨著糜子產(chǎn)品市場需求的增長，寧夏糜子種植面積呈明顯上升趨勢[5]，但在糜子的生產(chǎn)過程中，存在著栽培品種繁雜、良種少、品種優(yōu)勢不明顯等問題[6～7]。不同糜子品種在同一生態(tài)區(qū)的適應(yīng)性不同，有不同的農(nóng)學(xué)表現(xiàn)，如何甄別出適合干旱、貧瘠山區(qū)的高產(chǎn)品種，是目前需要解決的問題。雖然前人對糜子做了較多研究，但都集中在產(chǎn)量構(gòu)成、農(nóng)藝性狀、耕作措施等方面[8～12]，而對不同糜子品種耗水特征、水分利用效率與產(chǎn)量關(guān)系的研究較少。

試驗在前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取10個糜子品種，對其主要的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成要素及水分利用效率進行研究分析，以期為寧南山區(qū)篩選出抗旱、耐瘠、抗病蟲害的優(yōu)質(zhì)糜子品種，同時為寧南山區(qū)糜子優(yōu)良品種的引入和選育提供理論依據(jù)，為本地區(qū)優(yōu)勢小雜糧產(chǎn)業(yè)化發(fā)展發(fā)揮推動力量。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于黃土高原中部偏西寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)河川鄉(xiāng)上黃村(106°45′E，36°02′N)，屬于黃土高原寬谷梁狀丘陵區(qū)。海拔高度1 590 m，氣溫屬溫涼半干旱地帶，冬春麥過渡區(qū)。年平均氣溫為6.2℃，每年7月平均溫度最高， 1月平均氣溫最低[13]。該提取土壤以黃土母質(zhì)上發(fā)育的淡黑壚土和黃綿土為主，其中土壤全N值為0.60 g·kg-1，堿解N值為50 mg·kg-1，速效P值為 8.2 mg·kg-1，速效K值為123 mg·kg-1，有機質(zhì)值為8.6 g·kg-1，pH值為8.1，容重值為1.15 g·cm-3[13]。

1.2 試驗材料

供試品種包括固糜21號、固糜22號、內(nèi)糜5號、寧糜11號、寧糜12號、寧糜13號、寧糜14號、寧糜15號、寧糜16號、寧糜17號、共10個，育種單位詳見表1。

表1 糜子品種及來源

1.3 試驗設(shè)計

試驗于2018年進行，選取10個糜子品種進行品種篩選田間試驗，采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)10個處理，重復(fù)3次，試驗小區(qū)面積20 m2(5 m×4 m)，共30 個小區(qū)。采用常規(guī)播種，糜子播種量22.5 kg·hm-2(1.5 kg·667 m-2)。行距25 cm，株距4.5 cm，每小區(qū)16行，每行90株，留苗密度為90萬株·hm-2。采用常規(guī)施肥(N 150 kg·hm-2、P2O5120 kg·hm-2、K2O 30 kg·hm-2)；試驗所用氮肥為尿素，含氮46.4%；磷肥為重過磷酸鈣含P2O543%；鉀肥為硫酸鉀，含K2O為50%。在糜子的全生育期內(nèi)依靠自然降水，整個生育期的降水量為420 mm。

1.4 測試項目與方法

1.4.1 考種與測產(chǎn) 主要農(nóng)藝性狀考種：在糜子成熟收獲前，隨機取10株進行室內(nèi)考種，同時調(diào)查糜子的株高、穗長、穗莖長、主穗粒重、主穗重、千粒重、干草重。

種子產(chǎn)量測定：試驗成熟后按小區(qū)全部收獲脫粒，稱其實際產(chǎn)量(kg)、折合產(chǎn)量(kg·hm-2)。

1.4.2 作物水分利用率 于播種前測定耕層土壤養(yǎng)分、土壤容重和土壤含水率(0～100 cm)；收獲后按小區(qū)分別測定土壤含水率(0～100 cm)、土壤容重指標(biāo)。并記錄糜子在全生育期內(nèi)的降雨量。

土壤蓄水量：土壤蓄水量(mm)=D×H×w×10生育期耗水量：生育期耗水量=(Wb-Wa)+P作物水分利用效率：WUE(kg·mm-1·hm-2=Ya/Eta

式中，D 為土壤容重 (g·cm-3)；H 為土層厚度(cm)；w 為土壤含水量(%)；Wb 為作物播種前土壤蓄水量(mm)；Wa 為作物收獲時土壤蓄水量(mm)；P 為作物整個生育期降雨量(mm)；Ya 為單位面積的經(jīng)濟產(chǎn)量(kg·hm-2)；ETa 為作物整個生育期的耗水量(mm)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2010 和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理；采用Origin 9.0 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糜子品種的籽粒產(chǎn)量比較

從圖1可知，不同糜子品種的籽粒產(chǎn)量存在顯著差異。10個糜子品種的籽粒產(chǎn)量從高到底為：固糜21號>寧糜17號>內(nèi)糜5號>寧糜12號>寧糜11號>寧糜16號>寧糜14號>固糜22號>寧糜13號>寧糜15號，固糜21號產(chǎn)量可高達4 585 kg·hm-2，而寧糜15號產(chǎn)量只有3 313 kg·hm-2。綜合分析，固糜21號、寧糜17號、內(nèi)糜5號產(chǎn)量優(yōu)異，比低產(chǎn)糜子品種寧糜15號分別高出了38%、30%、25%。

圖1 不同谷子品種籽粒產(chǎn)量

2.2 不同糜子品種的產(chǎn)量構(gòu)成要素

如表2所示，糜子品種主穗粒重、主穗重的差異雖然不顯著，但糜子千粒重差異達到顯著水平。寧糜17號、寧糜13號、寧糜11號的主穗粒重高于其他處理，分別為7.2 g、7.1 g、6.9 g；寧糜12號、寧糜14號、寧糜13號主穗重高于其它處理，分別為9.5 g、9.4 g 、9.3 g；寧糜12號、內(nèi)糜5號、寧糜11號的千粒重較高，分別達到9.4 g、9.1 g、8.9 g。

表2 不同糜子品種間產(chǎn)量構(gòu)成要素比較

2.3 不同糜子品種的農(nóng)藝性狀比較

由表3可知，不同品種糜子的株高、穗長、草重有著顯著差異，穗莖長差異不顯著。寧糜15號、寧糜11號、內(nèi)糜5號株高較大，分別達到181.4 cm、181.3 cm、179 cm。寧糜13號、固糜22號、寧糜16號的穗長與其它品種相比差異顯著；寧糜12號和固糜22號的草重較大，分別達到15.7 g、14.3 g，說明固糜22號與寧糜12號飼草價值很大。

表3 不同糜子品種的農(nóng)藝性狀

2.4 不同糜子品種的水分利用效率

如表4所示，在2018年度作物生育期內(nèi)降水量達到420 mm，各品種糜子的耗水量在379～417 mm，其中寧糜12號、寧糜11號、寧糜17號耗水量較大，全生育期可達到417，405，402 mm；糜子品種固糜21號、寧糜17號、內(nèi)糜5號的水分利用效率較其它品種的表現(xiàn)較優(yōu)，水分利用效率分別為11.6、10.7、10.6 kg·mm-1·hm-2。

表4 不同糜子品種間水分利用效率比較

2.5 不同糜子品種主要性狀的相關(guān)分析

由表5可知，產(chǎn)量與主穗粒重、主穗重、千粒重呈正相關(guān)，其中，千粒重、主穗粒重達到顯著正相關(guān)水平；產(chǎn)量與株高、穗長、穗莖長、草重存在負相關(guān)，但不顯著。這說明隨著主穗粒重、主穗重、千粒重的增加，產(chǎn)量有增加趨勢，而隨著糜子株高、穗長、穗莖長的增加，產(chǎn)量有減小的趨勢。

表5 不同品種谷子主要性狀相關(guān)系數(shù)

3 討論

劉鵬等[13]研究表明在寧南山區(qū)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)，但是與谷子的株高和穗柄長有著負相關(guān)關(guān)系。張立媛等[14]對10 個糜子品種產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的灰色相關(guān)度分析中說明，其中單穗重、穗粒重、出糜率和千粒重性狀對糜子產(chǎn)量具有較大影響大，但是株高、穗長的影響相對較小。本研究結(jié)果表明，糜子產(chǎn)量與主穗粒重、主穗重、千粒重存在顯著相關(guān)關(guān)系，這與楊清華等[15]在對糜子的研究結(jié)果一致；糜子產(chǎn)量與株高、穗柄長存在負相關(guān)，與劉鵬研究結(jié)果一致，但與楊如達等[16]研究結(jié)果不一致，其研究表明糜子產(chǎn)量與株高有一定關(guān)系，可能是是為試驗條件和供試材料不同。依據(jù)本試驗結(jié)果，可以推測出糜子株高過高時可能會導(dǎo)致植株倒伏，或者由于糜子的營養(yǎng)生長大于生殖生長從而使產(chǎn)量降低[17]，在糜子栽培中，根據(jù)糜子品種進行合理的密植，充分發(fā)揮土、肥、水、光、氣、熱的綜合效能，不僅糜子個體發(fā)育健壯，群體之間還能生長一致，從而達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。

在干旱半干旱地區(qū)，土壤水分是限制作物產(chǎn)量的一個主要因素[18]，在作物的生長過程中，水分利用效率是其中的一個重要指標(biāo)，提高作物的水分利用效率有利于在有限的水資源條件下獲得最高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[19]。劉鵬等[13]的研究結(jié)果表明，在寧南山區(qū)旱地谷子的耗水量與水分利用效率有著線性關(guān)系，即隨著谷子耗水量增加，其產(chǎn)量、水分利用效率也會增大。黃桂榮等[20]對10個冬小麥品種間水分利用效率差異及其關(guān)鍵影響因素分析表明，水分利用效率主要受到小麥基因型的影響，因此，產(chǎn)量高的小麥品種其水分利用效率也高。邵立威等[21]對華北夏玉米產(chǎn)量及水分利用效率的研究表明，產(chǎn)量高的玉米品種水分利用效率也較高，玉米產(chǎn)量和水分利用效率有著正相關(guān)關(guān)系，因此要提高玉米水分利用效率，選擇高產(chǎn)玉米的一個重要途徑。本研究中，產(chǎn)量高的糜子品種水分利用效率較其它品種的表現(xiàn)較優(yōu)，這與王龍昌等[3]的研究結(jié)果一致，說明選擇高產(chǎn)品種是提高作物水分利用率的有效途徑之一。

4 結(jié)論

通過對10 個糜子品種在寧南地區(qū)的比較試驗，結(jié)果表明在糜子品種引種和選育中首要考慮因素是主穗粒重、千粒重，其次是水分利用效率。應(yīng)選擇主穗粒質(zhì)量大、千粒重較大，水分利用效率高的品種，但不同品種間生物學(xué)特性、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等各指標(biāo)差異較大，綜合比較10個糜子品種的各項指標(biāo)得出固糜21號、寧糜17號、內(nèi)糜5號產(chǎn)量優(yōu)于其他品種糜子，其產(chǎn)量構(gòu)成要素都明顯高于其他處理，并且水分利用效率較高，綜合性狀優(yōu)良，適合在寧南山區(qū)種植。