華北地區谷子農藝性狀和產量的綜合分析

宋中強 陳亞光 劉金榮

（安陽市農業科學院/河南省谷子育種工程技術研究中心 河南 安陽 455000）

谷子原產于中國， 古稱稷， 擁有悠久的栽培歷史[1-2]。 谷子生育期短、耐瘠薄、適應性廣，是北方地區的主栽作物之一[3]。 谷子去殼后俗稱小米，含有豐富的蛋白質和維生素，營養價值較高，隨著人民生活品質的提升，對谷子的需求也逐年增加[4]。 我國谷子種質資源豐富， 如何利用這些資源來提高谷子整體產量是一項重要的工作。

谷子產量受農藝性狀和環境的綜合影響， 前人對此進行了大量研究，由于品種和地區的不同，結果也有很大差異。 魏萌涵等[5]對華北地區18 個谷子品種進行研究發現，穗粗、單穗重和穗粒重對產量的影響最大；陳茜午等[6]對56 份谷子資源的7 個表型性狀進行分析表明， 農藝性狀存在豐富的遺傳變異，將56 份谷子資源分為4 類；李濤等[7]的研究表明，小區產量與株高、主穗長、穗粒重、單穗重、千粒重呈極顯著正相關，將37 份谷子分為4 類，其中第3 類群適用于優質、高產品種的雜交親本選配。

本研究通過對22 份谷子品種的農藝性狀與產量進行變異性分析、相關性分析和聚類分析，旨在發現農藝性狀和產量之間的關系， 為華北地區谷子育種及生產提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品種來自2021 年全國谷子品種區域適應性聯合鑒定試驗，參試品種共22 份，對照品種為豫谷18（CK）（表1）。

表1 參試品種信息

1.2 試驗方法

試驗在安陽市農業科學院柏莊基地進行， 試驗采用隨機區組設計。 3 次重復， 小區長8.33 m、寬2.4 m，小區面積19.99 m2，每小區6 行，試驗田面積2.22 畝。 農藝性狀和產量數據按照國家谷子區域試驗標準記載。

1.3 數據分析

采用WPS 軟件進行數據整理、SPSS 25 軟件進行描述統計、相關性分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 參試谷子品種農藝性狀與產量的變異性分析

22 個參試谷子品種農藝性狀和產量的變異性分析結果 （表2） 表明， 畝穗數的變異系數最大，為23.38%； 變異系數大于10%的還有畝產量、 單穗粒重、 單穗重。 變異系數小于10%的農藝性狀有千粒重、穗長、生育期、株高、穗粗。 總體來說，產量性狀變異系數較大，遺傳多樣性豐富；生育期、穗粗和株高變異系數較小，遺傳較狹窄。

表2 22 個谷子品種的主要性狀

2.2 參試谷子品種農藝性狀與產量的相關性分析

22 個谷子品種農藝性狀相關性分析結果（表3）表明，生育期和株高、穗長顯著正相關；畝穗數和單穗重、單穗粒重極顯著負相關，與畝產量極顯著正相關；單穗重和單穗粒重極顯著正相關。

2.3 參試谷子品種的聚類分析

根據農藝性狀和產量對22 個谷子品種進行聚類分析，結果（表4、圖1）表明，在歐氏距離為10 時可以分為4 個類群，第一類群包括19HQ312、豫谷18等15 個谷子品種，第一類群各農藝性狀的均值在4 個類群中都處于中間水平，平均畝產量262.83 kg，排名第三；第二類群包括中雜谷36、張雜谷26 號、中雜谷55 和K32 4 個谷子品種，該類群生育期最短，畝穗數最多，單穗重、單穗粒重最低，產量最高；第三類群包括中雜谷34、泰谷004 2 個谷子品種，該類群生育期最長，株高最高，穗長穗粗最大，平均畝產排名第二。第四類群包括滄1057 1 個谷子品種， 該類群畝穗數最少、株高最低，單穗重、單穗粒重、千粒重最高，畝產量最低。

圖1 22 個谷子品種的聚類分析

表4 4 個類群的農藝性狀與產量

3 討論與結論

農藝性狀的變異系數反映了谷子的遺傳多樣性。 任芹勇等[8]對65 份谷子材料的10 個農藝性狀進行變異分析表明，節數（11.66%）和株高（12.30%）變異系數最小，單穗重（25.61%）和單穗粒重（29.28%）變異系數較大。 趙芳等[9]對224 個谷子品種的27 個農藝性狀進行變異分析，有效穗數、籽粒顏色、穗重、穗粒重變異系數較大，株高、伸長節節數、葉姿、倒二葉長變異系數較小。本研究對22 個谷子品種的9 個農藝性狀變異分析結果表明，畝穗數（23.38%）和畝產量（18.13%）變異系數較大，千粒重、穗長、生育期、株高、穗粗變異系數較小，都小于10%，結果與前人研究相近。 變異系數最大的2 個農藝性狀和產量直接相關，可為高產育種提供豐富的種質資源；與生育相關的農藝性狀變異系數都較小， 說明育種家對生育期的要求比較嚴格，對這些農藝性狀的選擇趨于一致。

谷子產量是多個農藝性狀和環境共同影響的結果， 人們對比進行了大量的研究， 由于品種和地區的差異，結果不盡相同。 周佳敏等[10]對豫西丘陵地區30 個谷子品種的研究表明， 谷子產量與單位面積穗數、單穗重之間呈極顯著正相關；韓燕麗等[11]采用相關分析和灰色關聯度分析相結合的方法對15 個谷子品種進行綜合評價， 農藝性狀對谷子產量影響的大小順序為千粒重＞出谷率＞單穗重＞生育期＞穗粒重＞穗長＞株高＞穗粗。 本研究相關性分析結果表明，畝產量與畝穗數極顯著正相關，而畝穗數和單穗重、單穗粒重極顯著負相關。 該結果表明安陽地區適宜種植一些小穗型的谷子品種。

本研究將22 個谷子品種分為4 個類群，各類群在畝產量、生育期、株高、穗數等農藝性狀上有明顯的差異，其中第一類群各性狀比較均一，差異較小；第二類群的4 個品種平均畝產最高、生育期最短，該類群畝穗數最多，綜合表現優異，適宜作為優質高產品種推廣；第三類群生育期最長，株高、穗長、穗粗最大， 屬于晚熟大穗種質資源； 第四類群只有滄1057 1 個品種，該類群株高最低，單穗重、單穗粒重、千粒重最高，可作為抗倒伏大粒親本進行利用。