寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)谷子品種主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的相關(guān)分析

羅世武 李凱 來(lái)幸樑 程炳文

摘要 在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)（中部干旱帶移民搬遷點(diǎn)），引進(jìn)不同谷子品種開展生態(tài)適應(yīng)性研究。從不同谷子品種生育進(jìn)程、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成等方面進(jìn)行相關(guān)分析，篩選出該地區(qū)最適宜推廣種植的谷子優(yōu)良品種，為寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)谷子新品種推廣、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供理論指導(dǎo)。結(jié)果表明，適應(yīng)性最優(yōu)的谷子品種為晉谷21號(hào)、草谷2號(hào)（飼草型），適宜性較強(qiáng)品種為豫谷18號(hào)、張青谷2號(hào)（飼草型），張雜谷16號(hào)和張雜谷18號(hào)在該地區(qū)無(wú)法成熟，不適宜在該地區(qū)種植。

關(guān)鍵詞 谷子；品種；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S 515? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2023）07-0013-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.004

Correlation Analysis of Main Agronomic Traits and Yield of Millet Varieties in Yanghuang Irrigation Area of Ningxia

LUO Shi-wu， LI Kai， LAI Xing-liang et al

（Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences/Dry Farming Engineering Technology Research Center of Ningxia， Guyuan， Ningxia 756000）

Abstract In the Yanghuang Irrigation District of Ningxia （the migration point in the central arid zone）， different millet varieties were introduced to carry out the ecological adaptability research. The correlation analysis was carried out from the aspects of the growth process， agronomic traits and yield components of different millet varieties， and the best millet varieties suitable for promotion and cultivation in the region were screened out， which provided theoretical guidance for the promotion of new millet varieties， the development of aquaculture and the structural adjustment in the Yanghuang Irrigation District of Ningxia. The results showed that the most suitable millet varieties were Jingu 21 and Caogu 2 （forage type）， and the most suitable varieties were Yugu 18 and Zhangqinggu 2 （forage type ）. Zhangzagu 16 and Zhangzagu 18 were not mature in the region and were not suitable for planting in the region.

Key words Millet;Varieties;Agronomic traits;Yield

基金項(xiàng)目 寧夏回族自治區(qū)重大研發(fā)專項(xiàng)（2021BBF02021）；寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目（NGSB-2021-6-01）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-06-13.5-A18）。

作者簡(jiǎn)介 羅世武（1968—），男，寧夏固原人，高級(jí)工程師，從事小雜糧研究與推廣工作。

通信作者，研究員，從事小雜糧研究與推廣工作。

收稿日期 2022-06-20；修回日期 2022-08-01

谷子［Setaria italica（L.）Beauv.］起源于中國(guó)，在我國(guó)北方旱區(qū)是主要糧食作物之一，主要分布于我國(guó)東北、華北和西北地區(qū)［1］，同時(shí)谷子具有抗旱耐瘠、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的特點(diǎn)，根系發(fā)達(dá)，能從土壤深層吸收水分，被認(rèn)為是在未來(lái)水資源短缺情況下良好的替代作物［2］。谷子又稱為粟，脫殼后是人們常見的小米，營(yíng)養(yǎng)豐富，且因其耐旱性強(qiáng)、耐瘠薄以及谷草品質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用［3-5］。谷子是糧草兼用的高效作物，糧、草比為1∶1.3，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，谷子開始發(fā)揮較好的糧飼兼用作用［6］，然而在谷子實(shí)際生產(chǎn)中，存在種植品種繁雜、品種優(yōu)勢(shì)不明顯等問(wèn)題，又由于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的差異性，形成了谷子形態(tài)發(fā)育各異、抗逆性多樣的地區(qū)品種［1，7］。在提供食物多樣化，緩解種植業(yè)與畜牧業(yè)爭(zhēng)地的矛盾中，谷子有其他作物不可替代的重要地位。同時(shí)，谷子具有較強(qiáng)的健身和食療作用［8］，是非常有價(jià)值的健康食品。隨著人們生活水平的提高及對(duì)健康綠色食品認(rèn)知度的提高，對(duì)谷子的要求也越來(lái)越高。因此，通過(guò)引進(jìn)谷子不同品種，對(duì)谷子不同品種生育進(jìn)程、地上干物質(zhì)積累、葉片葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）及相關(guān)農(nóng)藝性狀等指標(biāo)進(jìn)行研究，從中選出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的適宜品種，可為谷子的大面積推廣種植提供依據(jù)，同時(shí)也對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)的紅寺堡區(qū)新莊集鄉(xiāng)白墩子村開展，紅寺堡區(qū)屬典型的溫帶大陸性氣候，海拔1 240～1 450 m，常年干旱少雨，晝夜溫差大。年平均降水量251 mm，年平均蒸發(fā)量2 387 mm，大陸性氣候特征顯著。日溫差大，年平均氣溫8.4 ℃，全年>10 ℃積溫3 200 ℃·d以上，平均無(wú)霜期為155 d，全年日照時(shí)數(shù)2 900～3 550 h。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，屬砂壤土，前茬為枸杞。試驗(yàn)前土壤基礎(chǔ)含水量為6.94%，2021年谷子生長(zhǎng)期總降雨量為148.5 mm，該區(qū)土壤保水保肥能力差，致使干旱影響非常嚴(yán)重，先后補(bǔ)充灌水300 m3，但干旱仍對(duì)谷子生長(zhǎng)造成較大影響，致使谷子不同品種產(chǎn)量較低。土壤相關(guān)指標(biāo)測(cè)定嚴(yán)格按照土壤農(nóng)化分析方法［9］，測(cè)定結(jié)果如下：土壤有機(jī)質(zhì)5.85 g/kg，土壤全氮0.34 g/kg，全磷0.39 g/kg，全鉀18.8 g/kg，堿解氮140.0 mg/kg，速效磷107.6 mg/kg，速效鉀347.5 mg/kg。從土壤養(yǎng)分化驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，土壤有機(jī)質(zhì)及全氮、全磷、全鉀含量偏低，肥力嚴(yán)重不足。

1.2 供試材料

供試谷子品種共10個(gè)：張青谷2號(hào)（飼草型）、草谷2號(hào)（飼草型）、隴谷鑒2129、晉谷21號(hào)、金苗K1、長(zhǎng)農(nóng)47號(hào)、豫谷18號(hào)、張雜谷13號(hào)、張雜谷16號(hào)、張雜谷18號(hào)（表1）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)大區(qū)處理，每個(gè)品種種植大區(qū)面積為93 m2，不設(shè)重復(fù)，品種區(qū)間設(shè)寬1 m的走道，手推式穴播機(jī)播種，播量3.75～4.50 kg/hm2，播深5 cm，穴距20 cm，行間距40 cm，留苗45萬(wàn)株/hm2，單穴播種8～10粒，人工模擬覆土。結(jié)合整地施底肥30 000 kg/hm2，播種時(shí)施谷子專用緩釋肥600 kg/hm2。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 株高、莖粗的測(cè)定。每大區(qū)“Z”字形5點(diǎn)取樣，每個(gè)點(diǎn)選取3株長(zhǎng)勢(shì)一致的谷子植株掛牌標(biāo)記，分別于苗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期測(cè)定谷子株高和莖粗。

1.4.2

干物質(zhì)測(cè)定。隨機(jī)選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的谷子，分別在苗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期稱鮮重，烘箱中105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒重，取其平均值為干物質(zhì)量。

1.4.3

葉綠素測(cè)定。選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的谷子植株掛牌標(biāo)記，分別于苗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期用SPAD－502型便攜式葉綠素儀測(cè)定葉綠素。

1.4.4

考種和測(cè)產(chǎn)。在谷子成熟期每小區(qū)選取10株植株測(cè)定谷子株高、穗長(zhǎng)、穗莖長(zhǎng)、穗碼數(shù)、主穗粒重、主穗重和千粒重；各處理小區(qū)單獨(dú)收獲、脫粒、測(cè)產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 谷子不同品種生育進(jìn)程

谷子不同品種從播種到出苗的時(shí)間表現(xiàn)出一定差異，由表2可看出，金苗K1生育期最短（105 d），隴谷鑒2129和晉谷21號(hào)生育期最長(zhǎng)（120 d）。張青谷2號(hào)、草谷2號(hào)出苗時(shí)間較其他谷子品種提早4～6 d；張青谷2號(hào)、草谷2號(hào)、隴谷鑒2129、金苗K1、張雜谷13號(hào)較其他谷子品種拔節(jié)期提早8 d。抽穗期：張雜谷13號(hào)抽穗期最早，比其他品種提早16～25 d；張青谷2號(hào)、草谷2號(hào)和金苗K1次之，較除張雜谷13號(hào)以外的其他谷子品種提早6～9 d。成熟期：金苗K1、張雜谷13號(hào)成熟期較其他谷子品種提早5～13 d。谷子不同品種生育期在105～120 d之間，生育期平均為114 d；谷子各品種生育期最長(zhǎng)和最短之間相差15 d，張雜谷16號(hào)和張雜谷18號(hào)不能成熟。

2.2 谷子不同品種地上干物質(zhì)積累

由圖1可見，谷子不同品種干物質(zhì)積累量的特點(diǎn)基本相同，都是隨著生長(zhǎng)時(shí)間的積累而增加；從拔節(jié)期開始干物質(zhì)積累速率逐漸增大，在谷子拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，草谷2號(hào)地上干物質(zhì)積累最高，分別為159.9、199.4 和263.8 g。各生育期谷子地上干物質(zhì)積累平均值由高到低的順序?yàn)椋翰莨?號(hào)>隴谷鑒2129>張青谷2號(hào)>晉谷21號(hào)>張雜谷13號(hào)>長(zhǎng)農(nóng)47號(hào)>豫谷18號(hào)>張雜谷18號(hào)>金苗K1>張雜谷16號(hào)。

2.3 谷子不同品種植株株高

株高是品種的固有特性，同時(shí)也是反映作物生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。王丹丹等［10］認(rèn)為株高與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。由圖2可看出，谷子不同品種各生育期植株株高有一定程度的差異，在谷子拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，草谷2號(hào)株高最高，分別為105.30、151.00和184.30 cm。谷子不同品種植株株高在各生育期差異顯著，在谷子各生育期，草谷2號(hào)、張青谷2號(hào)2個(gè)飼草型谷子品種平均株高明顯高于其他谷子品種，草谷2號(hào)平均株高最高（146.87 cm），其次是張青谷2號(hào)（128.53 cm），張雜谷16號(hào)平均株高最低（79.72 cm）。谷子各品種株高在79.72～146.87 cm。在谷子各生育期，各品種株高平均值由高到低的順序?yàn)椋翰莨?號(hào)>張青谷2號(hào)>隴谷鑒2129>晉谷21號(hào)>長(zhǎng)農(nóng)47號(hào)>金苗K1>張雜谷13號(hào)>豫谷18號(hào)>張雜谷18號(hào)>張雜谷16號(hào)。谷子各生育期平均株高為104.66 cm，其中高于平均株高品種占40.0%，低于平均株高品種占60.0%。

2.4 谷子不同品種植株莖粗

由圖3可以看出，谷子不同品種各生育期莖粗有一定程度的差異，在谷子拔節(jié)期和抽穗期，草谷2號(hào)莖粗最粗，分別為7.15、9.80 mm，張雜谷13號(hào)莖粗最細(xì)，分別為2.29和4.04 mm；在谷子成熟期，張青谷2號(hào)莖粗最粗（19.20 mm），張雜谷13號(hào)最細(xì)（8.25 mm）。在谷子各生育期，草谷2號(hào)、張青谷2號(hào)平均莖粗明顯高于其他谷子品種，分別為11.42、10.22 mm；張雜谷13號(hào)平均莖粗最低，為4.86 mm。谷子各品種莖粗在4.86～11.42 mm。各生育期各品種莖粗平均值由高到低的順序?yàn)椋簭埱喙?號(hào)>草谷2號(hào)>隴谷鑒2129>晉谷21號(hào)>金苗K1>長(zhǎng)農(nóng)47>豫谷18號(hào)>張雜谷16號(hào)>張雜谷18號(hào)>張雜谷13號(hào)。

2.5 谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值

葉綠素是影響光合作用的重要因素，是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的主要物質(zhì)［11］，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值在各生育期表現(xiàn)存在差異（圖4）。谷子同一品種在不同生育時(shí)期，葉片葉綠素SPAD值也表現(xiàn)出一定差異，隨著谷子生育進(jìn)程的推進(jìn)，葉片葉綠素SPAD值呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì)。在拔節(jié)期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值以晉谷21號(hào)最高（44.8），其次是草谷2號(hào)和張青谷2號(hào)，分別為44.7和44.4；在抽穗期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值以張雜谷18號(hào)最高（55.3），其次是張青谷2號(hào)和晉谷21號(hào)，分別為53.9和51.5。在成熟期，谷子不同品種葉片葉綠素SPAD值均達(dá)到最大值，張青谷2號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)47號(hào)、豫谷18號(hào)、金苗K1、草谷2號(hào)和隴谷鑒2129高于其他品種。綜上所述，寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)谷子不同品種在整個(gè)生育期內(nèi)，張青谷2號(hào)葉片葉綠素SPAD值最高，其次是晉谷21號(hào)。

2.6 谷子不同品種農(nóng)藝性狀

由表3可知，各品種中草谷2號(hào)株高、穗頸長(zhǎng)和單株草重最大，分別為152.4 cm、26.9 cm和42.63 g；隴谷鑒2129的穗長(zhǎng)、穗碼數(shù)和千粒重最大，分別

為31.6 cm、133.0個(gè)和3.40 g；張青谷2號(hào)的主穗粒重最大，為30.72 g；晉谷21號(hào)的主穗重最大，為30.03 g。各品種平均株高為125.3 cm，高于平均值的有草谷2號(hào)、張青谷2號(hào)和晉谷21號(hào)3個(gè)品種；各品種平均穗長(zhǎng)為22.6 cm，高于平均值的有隴谷鑒2129、金苗K1、草谷2號(hào)和張雜谷13號(hào)4個(gè)品種；各品種穗頸長(zhǎng)平均為21.9 cm，高于平均值的有草谷2號(hào)和金苗K12個(gè)品種；各品種平均穗碼數(shù)為103.8個(gè)，高于平均值有隴谷鑒2129、張雜谷13號(hào)和豫谷18號(hào)3個(gè)品種；各品種主穗粒重平均值為17.70 g，主穗粒重高于平均值的有張青谷2號(hào)、晉谷21號(hào)和草谷2號(hào)3個(gè)品種；各品種主穗重平均為23.29 g，主穗重高于平均值的有晉谷21號(hào)、草谷2號(hào)和張雜谷13號(hào)3個(gè)品種；各品種單株草重平均值為26.08 g，高于平均值的有草谷2號(hào)、晉谷21號(hào)、豫谷18號(hào)和張青谷2號(hào)4個(gè)品種。谷子各品種千粒重在2.90～3.40 g之間，平均值為3.09 g，高于平均值的有張青谷2號(hào)、草谷2號(hào)、隴谷鑒2129 3個(gè)品種。綜上所述，谷子各品種農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好的有草谷2號(hào)、晉谷21號(hào)、張青谷2號(hào)、金苗K1和豫谷18號(hào)5個(gè)品種。

2.7 谷子不同品種產(chǎn)量特性

谷子產(chǎn)量是多個(gè)農(nóng)藝性狀和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果，與產(chǎn)量組成相關(guān)因素關(guān)系復(fù)雜，不同地區(qū)不同試驗(yàn)點(diǎn)次等因素都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，結(jié)果不盡相同［12-15］。由表4可知，谷子不同品種籽粒產(chǎn)量在1 133.40～3 626.85 kg/hm2，不同谷子品種籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為：豫谷18號(hào)＞張青谷2號(hào)＞晉谷21號(hào)＞草谷2號(hào)＞金苗K1＞張雜谷13號(hào)＞隴谷鑒2129＞長(zhǎng)農(nóng)47號(hào)，張雜谷16號(hào)和張雜谷18號(hào)未成熟，因此無(wú)產(chǎn)量。8個(gè)谷子品種平均產(chǎn)量為2 344.73 kg/hm2。谷子產(chǎn)量高于平均值的有豫谷18號(hào)、張青谷2號(hào)、晉谷21號(hào)和草谷2號(hào)4個(gè)品種。其中產(chǎn)量高于平均值的品種占50.0%，低于平均值的占50.0%。實(shí)際測(cè)算，飼草型谷子品種鮮草量為：張青谷2號(hào)21 598.39 kg/hm2，飼草型籽粒和谷草比例為1∶6.15，草谷2號(hào)產(chǎn)草量為29 431.65 kg/hm2，飼草型籽粒和谷草比例為1∶11.8；其他谷子品種的鮮草量按照1∶1.3折算，谷子產(chǎn)草量為1 473.42～4 714.91 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

谷子為短日照作物，是比較耐旱的作物，蒸騰系數(shù)低于玉米、高粱和小麥。谷子對(duì)氮、磷、鉀的吸收因地域、品種及產(chǎn)量水平的不同而異，光照、水分和養(yǎng)分等環(huán)境因素會(huì)對(duì)谷子的資源需求進(jìn)行重新調(diào)配，致使不同谷子品種器官生物量的積累、分配與轉(zhuǎn)移發(fā)生適應(yīng)性變化，最終影響谷子的籽粒產(chǎn)量［16］。在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)（中部干旱帶移民搬遷點(diǎn)）的紅寺堡區(qū)，筆者通過(guò)引進(jìn)鑒定谷子不同品種的適應(yīng)性，從中選出適宜的優(yōu)良品種，豐富當(dāng)?shù)刭Y源，以期為大面積推廣種植提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隴谷鑒2129和晉谷21生育期最長(zhǎng)（120 d），金苗K1生育期最短（105 d），谷子各品種生育期相差15 d。

對(duì)谷子生育時(shí)期的觀測(cè)是判斷谷子環(huán)境適應(yīng)性的重要途徑。在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)（中部干旱帶移民搬遷點(diǎn)）引進(jìn)的10個(gè)谷子品種中，張雜谷16號(hào)和張雜谷18號(hào)不能成熟，其余成熟的8個(gè)谷子品種均可在該區(qū)種植，但谷子不同品種在農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量上表現(xiàn)出差異。谷子品種的環(huán)境適應(yīng)性充分體現(xiàn)在器官生物量的分配規(guī)律上，尤其是在谷子發(fā)育的關(guān)鍵生育期如抽穗期、灌漿期或收獲期，葉片、莖稈生物量分配的生育期差異是籽粒產(chǎn)量形成的生物學(xué)差異的根本來(lái)源［17］。豫谷18號(hào)、張青谷2號(hào)籽粒產(chǎn)量較高，分別為3 626.85和3 513.45 kg/hm2。以養(yǎng)殖業(yè)飼草為主要目標(biāo)，可選擇草谷2號(hào)（飼草型）、張青谷2號(hào)（飼草型）。綜合表現(xiàn)以晉谷21號(hào)、草谷2號(hào)（飼草型）較優(yōu)，更適合在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)（中部干旱帶移民搬遷點(diǎn)）種植。

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