華北夏谷區適宜機械化生產谷子新品種篩選

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機械化生產的谷子品種并確定其性狀指標，采用大田隨機區組試驗設計，調查分析15個華北夏谷區谷子品種的特征特性及產量性狀，進而通過隸屬函數分析對測試品種進行綜合評價。結果表明：15個參試品種株高在105.63～118.93 cm之間，株高適宜;莖稈強度在112.33～256.33 kPa之間，最大的品種是濟谷14;666.7m2產量在291.99～478.42 kg之間，高于400 kg的品種有9個，包括濟谷20、濟谷22、濟谷21、濟谷12、濟谷18、冀谷36、中谷2號、豫谷18和冀谷37;單穗粒重最大的品種為豫谷18，為14.89 g;穗下節間冀谷37最長，為31.44 cm，濟谷20最短，為21.11 cm。綜合分析15個參試品種認為，濟谷12、濟谷20、濟谷21、濟谷22、中谷2號和豫谷18性狀優良，更適合機械化生產。

關鍵詞：谷子;品種;篩選;機械化

中圖分類號：S515.037文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）07-0017-04

谷子[Setaria italica （L.） P. Beauv.]是抗旱、耐瘠薄、抗逆性強的短日照作物，是我國旱作農業的重要組成部分，距今已有8 000多年的栽培歷史[1-3]。小米營養豐富而且各種成分均衡，含有豐富的維生素、礦物質、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，谷子生產逐漸從散戶種植向專業合作社和種植大戶集中，谷子機械化生產趨勢越來越明顯[6，7]，而培育適宜機械化生產的谷子新品種是推動谷子機械化生產的關鍵環節。

目前，春谷區已開展適宜當地機械化操作的谷子品種篩選[8-11]，而華北夏谷區適宜機械化生產的谷子品種以及特性研究還未見報道。為了提高生產效率、增加農民收入，近年來華北夏谷區各谷子育種單位選育出數十個優良谷子新品種，其中包括山東省農業科學院作物研究所培育的各具特色的濟谷系列品種。為鑒定其對機械化生產的適應程度，選取15個優良夏谷品種為材料，開展華北夏谷區適宜機械化生產谷子品種篩選試驗，以期為谷子機械化生產提供品種支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2018年在山東省農業科學院作物研究所試驗基地進行，前茬作物為小麥。土壤為壤土，0～20 cm土層有機質含量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 試驗材料

山東省農業科學院作物研究所選育的濟谷系列品種以及引進的豫谷18、中谷1號、中谷2號、冀谷36、冀谷37共15個品種，編號為01～15（表1）。

1.3 試驗設計

試驗設置15個處理，每品種為一處理。隨機區組排列，重復3次。小區行長5 m，6行區，行距50 cm，小區面積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 指標測定

收獲期，每小區取10株考種，測定株高（X1）、主莖粗（X2）、穗下節間長（X3）、莖稈強度（X4）、單穗重（X5）、單穗粒重（X6），其中莖稈強度是在谷子灌漿期采用YYD數顯植物莖稈強度檢測儀（浙江托普儀器有限公司生產）進行測量。全小區收獲，脫粒風干后稱重計算小區產量，根據小區面積折算為666.7m2產量（Y）。

1.5 品種綜合評價方法

1.6 數據處理

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數據整理，用DPS 7.05軟件進行數據分析，采用Tukey方法進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 供試品種產量表現

由表2看出，15個參試品種666.7m2產量在291.99～478.42 kg之間，最低的是濟谷16，最高的為濟谷20。單產高于400 kg的品種有濟谷20、濟谷22、濟谷21、濟谷12、濟谷18、冀谷36、中谷2號、冀谷37和豫谷18。

2.2 主要農藝性狀表現

由表3可知，所有15個供試品種株高在105.63～118.93 cm之間，株高適宜。莖稈強度在112.33～256.33 kPa之間，最大的是濟谷14，最小的為中谷2號，該性狀的變異系數最大，為24.27%。單穗粒重最大的是豫谷18，為14.89 g。穗下節間最長的是冀谷37，為31.44 cm，最短的是濟谷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分析

參試谷子品種7個性狀的隸屬函數值見表4。其中濟谷21各性狀隸屬函數平均值最高，為0.68，在所有品種中表現最優;其次，豫谷18、濟谷12、中谷2號、濟谷20和濟谷22的各性狀隸屬函數平均值分別為0.66、0.61、0.58、0.56、0.56，綜合農藝性狀較好。再根據國家提出的適合機械化生產的谷子品種性狀參考標準[10]進行綜合分析，表明適合機械化收獲的品種有濟谷21、豫谷18、濟谷12、中谷2號、濟谷20和濟谷22。

3 討論與結論

隨著谷子產業化的進一步發展，在突出品質的前提下，兼顧高產抗逆、適合機械化生產也成為重要的谷子育種目標[16]。谷子和水稻、小麥均是以群體優勢爭取產量的禾本科作物，水稻和小麥已通過矮稈基因的利用實現了綠色革命，產量大幅度提高[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、結實性差等問題[18]。2017—2018年華北夏谷區國家聯合鑒定試驗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”仍未實現[19]。刁現民等[20]指出，谷子株高中矮稈、穗頸較短，適宜田間機械作業和機械化收獲。本研究中所有15個供試品種的株高在105.63～118.93 cm之間，以國家谷子糜子產業技術體系提出的適合機械化生產的谷子株高指標（100～120 cm）衡量，15個品種的株高均適宜。黃瑞等[10]研究發現，穗下節間長度在20～30 cm之間的谷子品種最適宜機械化收割，本試驗15個品種中只有冀谷37的穗下節間長度大于30 cm。供試品種666.7m2產量在291.99～478.42 kg之間，高于400 kg的品種有濟谷20、濟谷22、濟谷21、濟谷12、濟谷18、冀谷36、中谷2號、豫谷18和冀谷37。

隸屬函數評估法是對研究對象進行綜合評估的方法，目前已廣泛應用到農作物、經濟作物的單項性狀或綜合性狀的評價中[21-25]。利用隸屬函數法對適宜機械化生產的谷子性狀進行綜合評價，結果篩選出綜合性狀優良的濟谷21、豫谷18、濟谷12、中谷2號、濟谷20和濟谷22。綜合評價最優的濟谷21是山東省農業科學院最新培育的優質、高產谷子新品種，2017年12月在全國第十二屆優質米評選中榮獲“一級優質米”，2018年3月經農業部登記。該品種大穗、產量高、抗倒伏，適宜華北夏谷區機械化生產。本試驗對適宜機械化生產谷子品種的自身特性進行了研究，其結果可為谷子機械化生產新品種選用提供參考依據。

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