衡谷12號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

（河北省農林科學院旱作農業研究所，河北省農作物抗旱研究實驗室，河北 衡水 053000）

衡谷12號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

（河北省農林科學院旱作農業研究所，河北省農作物抗旱研究實驗室，河北 衡水 053000）

衡谷12號是河北省農林科學院旱作農業研究所在衡谷9號繁種田發現的超早熟變異株，經系統選育而成，其生育期極短，夏播僅58 d左右，突出特點是超早熟。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。以3個早熟和2個中熟谷子品種為對照，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號生長發育階段的變化；同時，采用二因素（播期、密度）隨機區組試驗設計，其中，播期設6月11日和8月11日2個水平，留苗密度（用播量、行距和株距調）設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7個水平，研究了不同播期與密度組合下衡谷12號產量的變化。結果表明：衡谷12號生育期較短，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定在58 d左右，營養生長階段縮短、穗分化較中早熟品種提前47～62d是導致其較早成熟的主要原因。衡谷12號在6月11日播種、留苗密度為187.5萬株/hm2時產量達到最高，為2 447.93 kg/hm2；8月11日播種會造成谷子明顯減產，要獲得較高產量，就應適當增大種植密度，晚播高產的適宜留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2，產量可以達到2 010.43～2 076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產量略高于225.0萬株/hm2密度處理。衡谷12號不適于正常的大田生產，可作為超早熟種質資源進行研究或用于災后緊急補栽種植。

衡谷12號；谷子；超早熟；播期；密度；產量

谷子在我國主要分布于北方干旱、半干旱的丘陵或半丘陵地區[1]，面積約200萬hm2。在夏谷栽培區，為獲得最佳經濟效益，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間，這就對夏谷新品種的培育提出了新的要求：在保證一定產量的基礎上，盡可能選育生育期短的品種。在國外，日本、印度曾培育出50日粟、60日粟、PCB138、Birsa Gundli1等早熟品種[2，3]，但由于生態條件差別較大，這些品種引種到我國后不再表現早熟。而國內有關早熟谷子的研究又多見于春谷，如龍谷26、內谷2號、隴谷8號等[4～6]，這些品種在華北夏谷區栽培時生育期與當地中晚熟品種接近。因此，培育適應華北夏谷區的早熟夏谷品種具有非常現實的意義。

河北省農林科學院谷子研究所曾在21世紀初育成一批早熟谷子品種——超早熟1號、超早熟2號、超早熟3號和超早熟4號，其在石家莊地區種植的生育期分別為58、63、61和61d；另外，還育成了能在中國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、河南夏谷區備荒種植的最晚播期為7月25日[7～10]。

衡谷12號是河北省農林科學院旱作農業研究所在衡谷9號繁種田發現的超早熟變異株，經系統選育而成，其突出特點是生育期極短，夏播僅58 d左右，植株低矮，株高僅46～50 cm，主莖節數6節，主莖葉數6片，且分蘗性強，中下部節間可產生多個分枝，一級分枝數2～3個，多數分枝能成穗；對谷瘟病和谷銹病抗性均為1級，白發病發病率0.09%，其他病蟲害未表現[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。

1 材料與方法

本研究分2項內容進行。試驗均于2014年在河北省農林科學院旱作農業研究所深州試驗站（北緯37.48′，東經 115.53′） 進行。試驗地土壤 pH值7.8，0～20 cm耕層土壤基礎養分含量為有機質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；對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。試驗設6個谷子品種處理。小區面積18 m2，4行/區，行長9 m，采用隨機區組排列，3次重復。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。

調查每個播種期谷子的出苗期、抽穗期和成熟期。

1.2 播期和密度對衡谷12產量的影響

參試谷子材料為衡谷12號。采用二因素（播期、密度）隨機區組試驗設計（表1），其中，播期（B）設6月11日和8月11日2個水平，分別用B1和B2表示；留苗密度（M）設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7個水平，用播量、行距和株距調節，依次用M1～M7表示。小區面積13.34 m2，行長6 m，3次重復。試驗地造墑前底施硝酸磷肥300 kg/hm2，播種后鎮壓，5～7葉期定苗，拔節期追施尿素300 kg/hm2，其他田間管理措施同常規。

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收獲。谷穗風干后，用小區脫粒機脫粒，并測產。

2 結果與分析

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號外，其他品種均不能成熟；8月31日播種，衡谷12號也不能成熟（表2）。表明在衡水地區種植，衡谷12號的最晚播種時間為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個參試品種最短。

進一步對參試谷子品種不同播期各生育期的平均值進行分析，結果（圖1）顯示，衡谷12號出苗～抽穗所需時間最短，平均僅為26 d，分別較冀谷27、冀谷28、60天還鄉、衡谷9號、冀谷19出苗～抽穗所需時間少12、13、14、31和36 d；抽穗～成熟需時平均為32 d，與冀谷27（32 d）、冀谷28（32 d）、60天還鄉（33 d）、衡谷9號（33 d）和冀谷19（33 d）基本相當。可以看出，衡谷12號成熟較早主要是出苗～抽穗這段時間明顯偏短造成的。這說明該品種的營養生長期、營養生長與生殖生長并進期時間較短，穗分化開始得較早。

表2 不同播期對谷子生育時期的影響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 不同播期和密度對衡谷12號產量的影響

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

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

2個播期處理下，衡谷12號產量均隨密度增大呈先增加后降低的變化趨勢，其中，B1播期下，M4處理產量最高，且該組合的產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到了極顯著水平；B2播期下，M6處理產量最高，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，正常夏播時衡谷12號產量較高，最佳留苗密度為187.5萬株/hm2，該條件下產量達到最高，為2 447.93 kg/hm2；晚播會造成谷子明顯減產，要獲得較高產量，就應適當增大種植密度，晚播高產的適宜留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2，該條件下產量為2 010.43～2 076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產量略高于225.0萬株/hm2密度處理。

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

3 結論與討論

3.1 衡谷12號適播期較長，生育期穩定

衡谷12號適播期較長，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定在58 d左右，最晚播種時間為8月15日左右，而截至目前在這一時間播種仍可正常成熟的谷子品種尚未見文獻報道。衡谷12號生育期短，可與多種作物組成一年兩熟制栽培模式，但由于其產量較低，因此不適于正常的大田生產，而將其作為超早熟種質資源進行研究價值較大。

3.2 衡谷12號營養生長階段縮短、穗分化提前是導致其超早熟的主要原因

衡谷12號從出苗到抽穗僅需26 d，較正常中早熟谷子品種如衡谷9號和冀谷19需時縮短60 d左右，較目前已知的其他早熟谷子品種需時縮短47 d左右，而營養生長期、營養生長與生殖生長并進期縮短，從而引起穗分化開始較早，最終導致該品種整個生育期縮短，這是導致其超早熟特性的一個主要原因。同時，生育時期的縮短，造成營養生長時間過短，碳水化合物積累過少，導致較其他早熟品種株型矮小，節數和葉片數減少，谷穗變小，產量降低等一系列農藝性狀的差異。作物一生中經歷出苗、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～抽穗所需的天數來反映生育期的長短。不同作物早熟性遺傳的研究結果表明，作物早熟性是一個受多基因系統控制的、復雜的數量性狀[12]。Macro-Herrera等[13]利用谷子材料B 100與青狗尾草材料A10雜交構建獲得182個株系的重組自交系群體，其對這些株系在8個環境下進行了抽穗期等性狀調查，獲得了16個控制抽穗期的QTLs。分析這些QTL位點所在的基因區域，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行比對，但是，小麥和擬南芥中的春化相關基因在谷子中卻未找到相對應的QTL，暗示了谷子抽穗可能不受春化基因的調控。丁保朋[14]認為，造成谷子早熟突變的原因可能來源于與抽穗時間相關基因的突變，因而縮短了生育時期。但是，衡谷12號特早熟的具體原因，還有待于進一步研究。

3.3 衡谷12號植株低矮、主穗較小、分蘗穗多，適于災后補栽和高密種植

衡谷12號生育期較短，植株低矮，主穗較小，產量較低，而推遲播期會影響其分蘗穗的數量，從而影響產量。目前，對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、形態學、解剖學等方面。從生產實踐來看，肥力水平、密度、溫度、光照等對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，結果顯示，隨著分蘗營養生長積溫的減少，分蘗成穗率逐漸顯著降低，同時也直接導致各蘗群成穗蘗之間穗粒數和粒重的不同。多名學者[16～20]也證實了分蘗數會隨播期的推遲而逐漸減少。

衡谷12號特殊的農藝及產量性狀決定了其不適于正常的大田生產，但是，作為救災作物用于災后緊急補種還是可行的，然而，其是否適于高寒地區種植還有待于進一步的試驗。同時，其由于植株矮小，莖稈節數6節、葉數僅6片，導致常規行距40cm種植時植株難以封壟。本研究結果顯示，正常夏播時以行距20 cm種植為佳，留苗密度為187.5萬株/hm2時產量達到最高水平，為2 447.93 kg/hm2；晚播會導致谷子明顯減產，要獲得較高產量，就應適當增大種植密度，留苗密度為225.0萬～262.5萬株/hm2時產量較高，為2010.43～2076.40 kg/hm2，其中，262.5萬株/hm2密度處理的產量略高于225.0萬株/hm2密度處理。建議實際生產中以播種量作為留苗密度的參考依據，具有很好的可操作性，一般衡谷12號播種量為11.36～13.26 kg/hm2時可獲得較高產量。另外，推遲播期會引起產量的大幅度降低。綜上所述，衡谷12號作為一個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

國家谷子糜子產業技術體系項目（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。