豫西丘陵地區谷子品種主要農藝性狀與產量的相關性

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 農學院，河南 洛陽 471000； 2.洛陽市作物遺傳改良與種質創新重點實驗室，河南 洛陽471000； 3.伊川伊河橋米業有限公司，河南 洛陽 471000； 4.洛陽市小米種植及深加工業企業研發中心，河南 洛陽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，在我國分布也極其廣泛，其中種植面積較大的省(區)有山西、河北、內蒙古、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、適應性強、生育期短、營養豐富等突出特征，是我國北方干旱半干旱地區重要的農作物。近年來，隨著人們對健康飲食的重視，粗糧雜糧進入人們視野，而小米的營養成分齊全，消化吸收率較高，其豐富的氨基酸易被人體吸收，為優良的健康食品[2-4]。伊川縣屬于豫西地區，為特有的丘陵地帶[5]，晝夜溫差大，非常適合谷子的生長，該地區谷子種植歷史悠久，生產的小米色澤金黃，口感好，谷子種植與加工增加了當地農民的收入，帶動農民脫貧致富[6]。豫西丘陵地區谷子種植品種類型較雜，谷子品質、產量和原糧價格得不到保障，因此，篩選適宜本土種植的新優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不同，相同品種在不同地區產量和品質有較大差異[7-8]。為提高豫西丘陵地區谷子產量和品質，通過引進不同類型的30個谷子品種，在現有生產條件下進行田間比較試驗，統計其農藝性狀及產量，篩選出適宜豫西丘陵地區種植的高產優良谷子品種，以期為該地區谷子優質高產品種應用與推廣提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年6月進行，試驗地位于洛陽市伊川縣呂店鎮趙莊村，地處豫西丘陵地區。年平均溫度為14.5℃，降水量641.9 mm，降雨分布不均；無霜期217 d，日照時數2 311.7 h，屬于季風暖溫帶；光熱資源充足，干旱發生頻繁[9]。土壤類型以褐土為主，土地平整，土層深厚。

1.2 試驗材料

試驗材料為30個谷子品種，中谷1、中谷2和中雜谷5號來源于中國農業科學院，長生07、長生13、晉谷21和長農35來源于山西省農科院，濟谷17、濟谷19、濟谷20、濟谷21、濟白米1號和濟糯米2號來源于山東省農科院，豫谷18、豫谷31、豫谷33、豫谷34、豫谷35、豫谷36和豫雜谷1號來源于安陽市農科院，冀谷39、冀谷37、冀谷38、冀谷41和冀谷42來源于河北省農林科學院，金谷5號、天粟1號、天粟2號和天粟4號來源于河北天粟農業科技有限公司，東昌金谷來源于河北東昌種業有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 以30個谷子品種為試驗對象，采用隨機區組排列，共30個處理，每個處理3次重復，共90個小區。小區長10 m，寬3.4 m。每小區播種8行，行距40 cm。相鄰小區間隔60 cm，走道寬1 m。整個試驗區(不包括保護行)東西長102 m，南北寬34 m。保護行種植冀谷39。

1.3.2 測定指標 收獲前測量株高，并于每小區隨機選取生長正常的5株植株用于室內考種，考察其穗形、成熟期葉色和穗姿。另在每小區取20株植株測定谷子穗長、穗下節間長度、穗粗、穗形及單穗重等，計算其平均值。

1.4 數據分析

采用Excel進行原始數據處理，對試驗結果進行統計分析。利用SPSS 25.0分析各品種之間的差異，篩選出田間表現較好的品種。

2 結果與分析

2.1 不同谷子品種的農藝性狀

由表1看出，30個谷子品種的穗長為16.9～23.5 cm，以天粟4號最長，冀谷41最短；穗下節間長度為14.7～36.1 cm，其中天粟4號最短，豫谷35最長；穗粗為19.3～30.1 mm，最細的是晉谷21，最粗的是天粟4號；株高為80.0～120.5 cm，其中以長農35最高，豫雜谷1號最矮；單穗重為7.6～17.0 g，豫谷18單穗重最大，長生13最小。30個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 不同谷子品種的農藝性狀指標

2.2 不同谷子品種的產量

從表2看出，30個谷子品種間產量具有明顯差異。冀谷41的平均產量最高，達628.0 kg/667m2，顯著高于其他品種；其次是豫谷18，產量為467.8 kg/667m2。長生13和天粟4號產量最低，分別為194.5 kg/667m2和191.2 kg/667m2，但與中雜谷5號、豫谷33、濟谷20、濟谷21、冀谷42、冀谷37、豫谷36、濟谷17、豫谷31、東昌金谷、天粟1號、中谷2、長農35、長生07、中谷1、晉谷21及豫雜谷1號差異不顯著。

表2 谷子各品種平均產量

2.3 谷子產量與主要性狀的相關性

由表3可知，谷子產量與穗下節間長度、穗粗、穗數和單穗重呈正相關，其中，與穗數、單穗重呈極顯著正相關；與穗長、株高呈負相關，但相關性不顯著。說明，隨著單位面積穗數和單穗重的增加，谷子產量呈增加趨勢，而隨著株高和穗長增加，產量有降低趨勢。產量主要是由單位面積株數和單株產量構成，當增加單位面積上谷子株數和單株穗重就能增加其產量，單位面積穗數形成主要取決于播種期，所以合理規劃種植密度可以提高谷子產量。產量與穗長和株高呈負相關，可能是由于當谷子的株高和穗長增加，每株谷子之間對光的利用效率就降低，影響植株體內光合產物的積累，使產量降低。可見，上述農藝性狀的變化會影響谷子的最終產量。

表3 谷子品種主要性狀相關系數

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

3 結論與討論

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

谷子農藝性狀與產量的相關性較為復雜，因品種和栽培措施等因素不同，所得結果存在差別[10-12]。劉鵬等[13]研究表明，谷子產量與單穗質量、單穗粒質量、單株生物量、生育期呈顯著正相關，而與株高及穗柄長呈負相關。張霞等[14]研究表明，谷子產量與株高、穗長、單穗重、千粒重呈極顯著正相關。陳家敬等[15]研究認為，谷子株高與單穗質量、穗長與出谷率之間呈顯著負相關，單穗質量與單穗粒質量之間存在極顯著的正相關關系。研究表明，谷子產量與穗數、單穗重之間呈極顯著正相關，與張艾英等[16]的研究結論相似。

谷子具體引種過程中應根據不同地區的生產種植條件篩選適宜品種。在豫西丘陵地區，谷子引種首要考慮相關因素為單位面積穗數和單穗重，其次為穗下節間長度和穗粗，選擇單穗比較重、穗粗較粗、穗下節間較長、株高較矮、穗長相對短的品種，并注意在種植時進行合理密植。在引種的30個谷子品種中，冀谷41、豫谷18、冀谷39和豫谷34的產量相對較高，可在豫西丘陵地區小面積試種。一個地區適宜谷子品種的推廣需要考慮多方面因素[17-20]，除產量之外還需要考慮品質、加工質量、消費者的需求等，該研究僅1年試驗結果，因此，上述品種在小面積試種的同時尚需進一步試驗考察其推廣種植的可行性。