河南省優質谷子品種抗旱鑒定與篩選

摘要鑒定了23份河南省優質谷子品種抗旱性，為河南省谷子種質創新和抗旱谷子品種選育提供依據。基于全自動干旱棚內谷子全生育期水分脅迫以及露地非水分脅迫試驗，對谷子的農藝性狀進行分析，收獲后小區脫粒稱重。根據谷子產量抗旱指數和性狀的抗旱系數，綜合評價谷子品種的抗旱性。結果顯示，DI值0.612～1.305，其中抗旱極強（HR，抗旱指數1.305）品種1個，為豫谷47；抗旱強（R，抗旱指數1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號；抗旱中等（MR，抗旱指數0.803～0.884）的品種有6個；抗旱弱（S，抗旱指數0.612～0.787）的品種有5個。

關鍵詞谷子；抗旱性；抗旱系數；抗旱指數

中圖分類號S515"文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2025）02-0033-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

DroughtResistanceIdentificationandScreeningofHigh-qualityMilletVarietiesinHenanProvince

QINJia-fan，LIURui-fang，LIXiao-yanetal

（LuoyangAcademyofAgricultureandForestrySciences，Luoyang，Henan471022）

AbstractThedroughtresistanceof23high-qualitymilletvarietiesinHenanProvincewasidentified，providingabasisfortheinnovationofmilletgermplasmandthebreedingofdroughtresistantmilletvarietiesinHenanProvince.Byconductingwaterstressandnon-waterstresstestsonfoxtailmilletthroughoutitsentiregrowthperiodinafullyautomateddroughtgreenhouse，agronomictraitswereanalyzed.Afterharvesting，thefoxtailmilletwasthreshedandtheyieldoftheplotwasweighed.Wecalculatedthedroughtresistancecoefficientandyielddroughtresistanceindexforeachtrait，andcomprehensivelyevaluatedthedroughtresistanceofdifferentmilletvarieties.ResultsshowedthattheDIvaluerangedfrom0.612to1.305.Amongthem，onevarietyhadextremelystrongdroughtresistance（HR，droughtresistanceindex1.305），whichwasYugu47.Atotalof11varietieshadstrongdroughtresistance（R，droughtresistanceindex1.000-1.179），whichwereZheng22C1-3，An20N-3024，Luogu8，Jingshan20T-1129，Luoyou6158，Luogu7，An22-GW8389，T2016，Zheng21Z3976，Zheng22C17andYugu18.6varietieshadmoderatedroughtresistance（MR，droughtresistanceindex0.803-0.884）.Thereare5varietieswithweakdroughtresistance（S，droughtresistanceindex0.612-0.787）.

KeywordsMillet;Droughtresistance;Droughtresistancecoefficient;Droughtresistanceindex

谷子［Setaria italica（L.）Beauv］原產地我國，我國種植面積占全世界種植面積的90%，栽培歷史悠久^［1］，曾經長期是我國北方的主要糧食作物，在我國農業生產和人民生活中發揮著獨特作用。我國谷子種植區域主要分為華北夏谷區、西北春谷區、東北春谷區等生態區^［2］。谷子具有基因組小、自花授粉和種子產量多等模式植物的優點，而且谷子在抗旱性、C4高光效等多方面值得深入研究^［3］。幾百年的長期馴化使谷子具有發達的根系和細窄的葉片，同時谷子生長期有蒸騰系數小和水分利用率高等生理特征^［4］，已經適應了干旱、半干旱地區的生態環境，因此谷子作為模式作物，在谷子抗旱性品種培育、谷子抗旱種質資源創新中具有很高的研究價值^［5］。

谷子籽粒很小，苗期需水量也很小，但是在生產中，干旱仍然是影響谷子產量的主要因素^［6］。針對谷子抗旱性的遺傳改良以及高產抗旱品種的培育，是當前應對干旱脅迫最為有效的技術手段。而在此之前，對抗旱種質資源的鑒定和篩選是抗旱育種工作中不可或缺的重要基礎^［7］。通過調查谷子生理活動的變化，了解谷子對干旱的適應能力和耐受程度，調查谷子的生長曲線，了解谷子對干旱環境的適應性和抗旱能力，從而建立完善的鑒定指標體系，是準確判斷抗旱性的關鍵^［8］。谷子是一種抗旱性較強的作物，但是不同品種之間的抗旱性差異較大^［9］。在生產中，對谷子種質資源進行抗旱性鑒定和篩選，加強谷子抗旱品種的選育和推廣，以適應氣候變化和農業生產的需求^［10］。

通過旱棚試驗，模擬干旱環境，可以有效地篩選出具有較強抗旱性的谷子品種，為河南省旱地農業生產提供優良的種質資源。抗旱性強的谷子品種在干旱條件下能夠保持較高的產量和品質，有助于提高農業生產效益，增加農民收入。通過對新育成的谷子品種進行抗旱性評價，可以促進品種的更新換代，提高谷子生產的科技含量和生產水平。鑒于此，筆者鑒定河南省谷子新品種的抗旱性，通過人工干旱脅迫條件下的旱棚試驗，對新育成的谷子品種進行抗旱性評價。

鑒于此，筆者鑒定了23份河南省優質谷子品種抗旱性，為河南省谷子種質創新和抗旱谷子品種選育提供依據；基于全自動干旱棚內谷子全生育期水分脅迫以及露地非水分脅迫試驗，對谷子的農藝性狀進行分析，收獲后小區脫粒稱重；根據谷子產量抗旱指數和性狀的抗旱系數，綜合評價谷子品種的抗旱性，該研究為谷子抗旱性研究和育種提供重要的理論和實踐依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2022—2023年在洛陽市農林科學院抗旱鑒定基地大棚進行。土壤為壤土，有機質13.25g/kg，磷含量15.24mg/kg，堿解氮75.31mg/kg，鉀138.3mg/kg。

1.2試驗材料

供試品種為參加河南省聯合鑒定試驗的23個谷子新品種，對照品種豫谷18。谷子品種名稱和育種單位見表1。

1.3試驗設計采用全自動折疊式干旱棚內全生育期水分脅迫試驗，水分非脅迫試驗設在相鄰地塊。試驗3次重復，小區設置如下：棚內小區長4.0m，寬2.0m，行距0.5m，4行區；棚外小區同棚內。比較棚內與棚外脅迫與非脅迫處理之間的差異，檢驗區組間、品種間的產量差異。土壤為壤土，肥料播前作為底肥一次性施入施腐熟有機肥7500kg/hm2、磷酸二氨225kg/hm2。

1.3.1干旱脅迫處理。播種前，0～50cm深的土層是作物的根系主要分布區域，該土層中的土壤含水量需要達到田間持水量的80%左右，在苗期視墑情補水（三葉一心前），保持土壤含水量為田間持水量的70%左右，其他生育階段不再補水。

1.3.2非干旱脅迫處理。在設置非干旱脅迫試驗地時，需要確保其土壤條件與干旱棚相一致，確保試驗結果的準確性和可靠性，播種前土壤造墑，土壤0～50m土層土壤含水量在80%左右；出苗后至成熟的谷子全生育期，當土壤含水量低于田間持水量的75%左右時應進行適量灌溉，保證土壤水分適宜（土壤0～50m土層土壤含水量在75%左右）。

1.4田間管理干旱脅迫和非干旱脅迫試驗要求1d內種完，田間管理按試驗規范管理。

1.5調查測定項目指標

谷子收獲前，進行室內考種，每品種選擇5株，谷子測量項目主要有穗重、穗長、穗粗、每穗粒重、千粒重、出谷率、出米率等指標的測定。小區收獲晾曬后脫粒，統計小區產量。

1.5.1鑒定指標。抗旱系數（DC）=各品種某指標干旱脅迫測定值/各品種某指標非干旱脅迫測定值。

抗旱指數（DI）=DI=GYS.T2·GYS.W^-1·GYCK.W·（GYCK.T2）^-1

式中：DI是參試品種（系）的抗旱指數；GYS.T是參試品種（系）的旱處理產量；GYS.W是參試品種（系）的水處理產量；GYCK.W是對照品種（系）的水處理產量；GYCK.T是對照品種（系）的旱處理產量。

1.5.2全生育期抗旱性評價標準。谷子全生育期抗旱性評價標準見表2。

1.6數據處理

采用Excel進行數據處理；采用DPS進行統計分析。

2結果與分析

2.1干旱脅迫對谷子性狀的影響

谷子的生長和發育過程中，干旱脅迫影響非常大。干旱脅迫處理對谷子的性狀指標產生了不同程度的影響，導致這些指標降低，不同谷子品種的抗旱系數不同，對干旱脅迫的適應能力也存在差異，降低的幅度也不同。在實際生產中，可以根據不同谷子品種的抗旱系數，選擇適合當地氣候和土壤條件的抗旱品種，并采取適當的農業措施，如合理灌溉、調整播種日期等，來提高谷子的抗旱能力，從而獲得更好的產量和品質。

由表3可知，谷子穗長抗旱系數為0.88～0.98，其中抗旱系數大于等于0.95的品種有6個，為洛谷8號、精善20T-1129、洛優6158、洛谷7號、豫谷18號和洛優5168，這6個谷子品種在穗長抗旱方面表現突出。單穗粒重抗旱系數谷子品種間差異較小，為0.80～0.99，其中洛谷8號、T2016、鄭22C17、洛優5168、鄭22C5抗旱系數大于等于0.98，這些品種單穗粒重抗旱方面突出。千粒重抗旱系數為0.83～0.99，其中洛谷8號、鄭21Z3976、鄭22C17、安22-261、濮谷一號抗旱系數大于等于0.97，這些品種千粒重抗旱方面突出。出谷率抗旱系數各谷子品種間差別較大，為0.66～0.80，其中洛谷8號、安20N-3024、洛優5168、安20h-v7072、鄭22C5抗旱系數大于等于0.76，出谷率抗旱方面突出。株高抗旱系數為0.84～0.96，其中鄭22C5抗旱系數0.96，株高抗旱方面突出。

2.2谷子產量及抗旱性評價

谷子產量抗旱指數和產量抗旱系數有很大的不同，產量抗旱系數反映谷子品種穩產性方面，抗旱指數兼顧了穩產性和豐產性。由表4可知，23個谷子新品種中，有10個谷子品種抗旱系數較高，大于等于0.70，分別是豫谷47、鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優6158、洛谷7號、安22-GW8389、鄭22C17、豫谷18號。

利用產量抗旱指數（DI）對河南省谷子新品種進行抗旱性分類，抗旱極強（HR，抗旱指數1.305）品種1個，為豫谷47。抗旱強（R，抗旱指數1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號。抗旱中等（MR，抗旱指數0.803～0.884）的品種有6個。抗旱弱（S，抗旱指數0.612～0.787）的品種有5個。

2.3性狀抗旱系數和產量抗旱指數相關性分析

由表5可知，谷子農藝性狀中，穗長、單穗粒重、千粒重、出谷率與谷子產量抗旱指數存在顯著或極顯著相關，因此這些性狀在抗旱條件下對谷子產量具有重要影響，這些性狀與產量的相關性由大到小排序為千粒重＞單穗粒重＞穗長＞出谷率，表明在抗旱條件下，千粒重對抗旱性的貢獻最大，其次是單穗粒重、穗長和出谷率。株高與產量抗旱指數之間的相關性未達顯著水平，表明株高對抗旱性的貢獻較小。各性狀的抗旱系數之間也存在不同程度的相關性。谷子的抗旱性是一個多性狀相互作用、相互影響的結果。在實際應用中，可以通過選擇具有較高抗旱系數的性狀和采取有效的抗旱措施來提高谷子的抗旱性和產量。同時，還應繼續深入研究各性狀之間的相互作用機制，以便更準確地評估谷子的抗旱性能。

3討論

抗旱系數主要關注的是谷子在干旱條件下的穩產性，即谷子在干旱條件下能否保持相對穩定的產量，其數值越接近 說明谷子的穩產性越好。而抗旱指數則是一個更為綜合的指標，同時兼顧了谷子的穩產性能和豐產性能，因此抗旱指數可以更好地反映谷子的整體抗旱性能^［11］。抗旱性不僅與谷子品種有關，還受品種生理生化、環境因素等多種因子的制約，谷子抗旱性受多個農藝性狀相互綜合影響^［12-13］。該研究主要闡明了抗旱性的復雜性和鑒定方法，強調了穩產性和豐產性在抗旱指數中的重要性以及多性狀相互作用對抗旱性的影響。

谷子的抗旱性是多基因控制的，不能僅憑單個指標來判斷，需要綜合多個指標進行評估^［14］。谷子抗旱綜合評價并非指標越多越好，而是需要合理選擇與目標直接相關的指標，以提高評價效率和準確性，過多的指標會降低評價效率，同時不同類型的指標可能會對評價結果產生偏差^［15］。為了更快速、準確地評估谷子的抗旱性能，可以選擇測定相對簡單的谷子性狀，如穗長、穗粗、穗粒重、株高、出谷率和千粒重等，這些谷子表型性狀室內考種簡單易測，能夠快速提供有效的抗旱育種依據。同時，通過研究各性狀指標與產量和抗旱性的關系，可以進一步了解谷子的生長和發育機制，為抗旱育種提供更深入的理論依據和實踐指導。

4結論

干旱脅迫可導致谷子產量降低，穗長、穗粒重、株高、出谷率和千粒重等均有不同程度減小。谷子的產量抗旱指數與谷子穗長、穗粒重、出谷率和千粒重有顯著正相關。利用產量抗旱指數（DI）對河南省谷子新品種進行抗旱性分類，抗旱極強（HR，抗旱指數1.305）品種1個，為豫谷47。抗旱強（R，抗旱指數1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號。抗旱中等（MR，抗旱指數0.803～0.884）的品種有6個。抗旱弱（S，抗旱指數0.612～0.787）的品種有5個。

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