25個(gè)谷子品種（系）主要農(nóng)藝性狀分析及評(píng)價(jià)

摘要：為篩選出適宜延安市種植的生育期適宜、產(chǎn)量高、田間表現(xiàn)較好的谷子品種（系），以25個(gè)引進(jìn)及自育谷子品種（系）為試驗(yàn)材料，進(jìn)行新品種（系）的比較篩選試驗(yàn)。通過綜合考量各參試品種（系）的生育期、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、抗倒伏性等，利用主成分分析，選取累積貢獻(xiàn)率前三的主成分評(píng)價(jià)參試谷子品種（系），計(jì)算綜合得分后篩選出6個(gè)得分較高的品種（系），即延2017-23、K281、中谷19、長農(nóng)47號(hào)、延谷14號(hào)和承谷20號(hào)，生育期在132～136d之間，株高適宜，抗倒伏性強(qiáng)、產(chǎn)量較高，適宜在延安市示范推廣種植。

關(guān)鍵詞：延安市；谷子；農(nóng)藝性狀；主成分分析

Analysis and Evaluation of Main Agronomic

Traits of 25 Millet Varieties（Lines）

谷子是起源于我國的重要糧食作物，具有抗旱耐瘠、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[1-2]。延安位于陜西北部，地處黃土高原中段腹地，是谷子的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)。谷子在延安種植歷史悠久，是延安的傳統(tǒng)作物，也曾在延安光榮的革命歷史中發(fā)揮了重要作用，以其獨(dú)特的紅色文化背景為優(yōu)勢(shì)[3]。陜西谷子的播種面積為7.07萬hm2（106萬畝）左右，主要集中在陜北區(qū)域，關(guān)中等地有零星種植[4]，延安谷子常年種植面積約2萬hm2（30萬畝），在延安雜糧作物中占有重要地位。隨著人們對(duì)健康飲食的注重，小米等雜糧作物逐漸受到消費(fèi)者的青睞，谷子的市場需求不斷增長。因此選育和引進(jìn)適合延安種植的優(yōu)質(zhì)谷子品種，豐富谷子品種類型，提升谷子產(chǎn)量和品質(zhì)，以滿足消費(fèi)者多樣化需要，對(duì)延安谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究以自育品種（系）及從生態(tài)區(qū)相近的山西、河北、遼寧等西北中晚熟區(qū)引進(jìn)的25個(gè)品種（系）為試驗(yàn)材料，通過對(duì)其生育期、株高、葉鞘色、苗色、葉姿、穗型等性狀的調(diào)查及產(chǎn)量測定，從豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗倒伏性等方面對(duì)品種（系）特征特性進(jìn)行綜合評(píng)估，利用主成分分析對(duì)各品種（系）綜合得分進(jìn)行計(jì)算，以期篩選出適宜延安市種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)谷子品種（系），為當(dāng)?shù)毓茸臃N植提供科學(xué)依據(jù)，助力谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2023年在陜西省延安市安塞區(qū)沿河灣鎮(zhèn)沙渠灣村延安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地（36°47′58.3″N，109°20′51.4″E）開展，前茬作物為蕎麥。試驗(yàn)地土壤為黃綿土，谷子生育期內(nèi)平均氣溫16.3℃，降水量3286.5mm。

1.2 參試材料 參試谷子品種（系）包括自育品種（系）4個(gè)、引進(jìn)品種（系）20個(gè)，對(duì)照品種為長生07，具體信息見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種（系）為1個(gè)小區(qū)，小區(qū)長11m，寬4m，面積44m2，行距40cm，種植密度2萬株/667m2，重復(fù)3次。每667m2施用羊糞1000kg、復(fù)合肥40kg作為基肥，播種前使用吡蟲啉防治地下害蟲。2023年5月12日采用人工開溝播種的方法進(jìn)行播種，7月初結(jié)合中耕培土追施尿素15kg/667m2。谷子生育期進(jìn)行2次人工鋤草，防治金龜子、象鼻蟲等各1次，10月6日收獲。

1.4 調(diào)查項(xiàng)目 于谷子生長期間記載各參試品種（系）的出苗期、抽穗期、成熟期，計(jì)算生育期（出苗至成熟）。乳熟后期觀測倒伏性，以0～4級(jí)表示，0級(jí)為抗倒伏性很強(qiáng)（植株基本直立不倒伏，稍微傾斜，但能很快恢復(fù)直立），1級(jí)為抗倒伏性強(qiáng)（傾斜角度≤30°、倒伏面積15%，對(duì)產(chǎn)量有輕微影響），2級(jí)為抗倒伏性中等（30°lt;傾角≤45°、倒伏面積在30%以上，對(duì)產(chǎn)量有影響），3級(jí)為抗倒伏性弱（45°lt;傾角≤60°、倒伏面積在50%以上，對(duì)產(chǎn)量有較大影響），4級(jí)為抗倒伏性很弱（傾角在60°以上，倒伏面積在50%以上，并嚴(yán)重減產(chǎn)）。收獲前在每個(gè)小區(qū)選擇10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗重、穗粒重、千粒重，全區(qū)實(shí)收測產(chǎn)后計(jì)算折合每667m2產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理 使用WPS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 26.0對(duì)各項(xiàng)測定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期 由表2可知，參試谷子品種出苗期一致，抽穗期以張雜谷10和張雜谷13較早，其余品種（系）在8月6日左右；成熟期在9月28日至10月15日之間，陜?cè)ス?號(hào)最早成熟，張雜谷16最晚成熟，對(duì)照長生07成熟期在10月7日。各品種（系）的生育期在129～146d之間，對(duì)照長生07的生育期為138d；張雜谷16（146d）、張雜谷18（144d）、中谷25（143d）和10-69（139d）比對(duì)照生育期長，但生育期太長可能導(dǎo)致籽粒成熟度稍差；生育期較短的有陜?cè)ス?號(hào)（129d）、中谷19（132d）、承谷20號(hào)（132d）、張雜谷10（133d）。倒伏級(jí)別1級(jí)、抗倒伏性強(qiáng)的品種（系）有長農(nóng)39號(hào)、長雜谷466、長雜谷333、陜?cè)ス?號(hào)、張雜谷10、張雜谷13、張雜谷18；張雜谷16倒伏級(jí)別2級(jí)，抗倒伏性中等；其余品種倒伏級(jí)別0級(jí)，抗倒伏性很強(qiáng)。

2.2 農(nóng)藝性狀 由表3可知，參試谷子品種（系）葉鞘色大多數(shù)是綠色，10-69、陜?cè)ス?號(hào)、延谷12號(hào)、延谷13號(hào)為淺紫色；苗色均為綠色。植株葉姿有16個(gè)品種（系）為上沖，其余均為半上沖。穗型以紡錘居多，占48%，其次是圓筒，占36%，長農(nóng)47號(hào)、張雜谷13、張雜谷18均為棍棒，延谷14號(hào)為圓錐。籽粒顏色以白色居多，有16個(gè)品種（系），其余均為黃色。除張雜谷16、張雜谷18熟相一般外，其余品種（系）熟相均為好。

株高變幅為107.8～171.1cm，延谷13號(hào)最高，張雜谷16最低；9個(gè)品種（系）株高較對(duì)照高0.4～38.5cm，15個(gè)品種（系）株高較對(duì)照低2.0～24.8cm。

莖粗變幅為3.99～8.29mm，K281莖最粗，張雜谷16莖最細(xì)；K281、13-169-9-2、張雜谷10、陜?cè)ス?號(hào)莖粗為7.86～8.29mm，高于對(duì)照0.04～0.47mm，其余品種較對(duì)照低0.05～3.83mm。穗長變幅為15.2～24.0cm，張雜谷10穗長最長，張雜谷16最短；12個(gè)品種（系）穗長較對(duì)照高0.1～4.5cm，12個(gè)品種（系）穗長較對(duì)照低0.2～4.3cm。穗粗變幅為17.50～32.14mm，長農(nóng)47號(hào)穗最粗，延谷13號(hào)穗最細(xì)；12個(gè)品種（系）穗粗較對(duì)照高0.57～10.47mm，12個(gè)品種（系）穗粗較對(duì)照低0.12～4.17mm。

2.3 產(chǎn)量相關(guān)性狀 由表4可知，參試谷子品種（系）中延谷14號(hào)的單穗重和穗粒重均最大，分別為23.50g、20.98g；張雜谷16的單穗重和穗粒重最小，分別為10.01g、8.20g；有17個(gè)品種（系）的單穗重高于對(duì)照0.03～8.14g，其余7個(gè)品種（系）均低于對(duì)照；有14個(gè)品種（系）的穗粒重高于對(duì)照0.03～8.34g，其余較對(duì)照低0.24～4.44g。延2017-23的千粒重最大，為3.43g，長生13的千粒重最小，為2.69g；張雜谷16、中谷25、隴谷23、長生13的千粒重均低于對(duì)照，其余20個(gè)品種（系）均高于對(duì)照。

參試谷子品種（系）每667m2產(chǎn)量在165.99～452.50kg之間，14個(gè)品種較對(duì)照增產(chǎn)1.52%～50.76%；產(chǎn)量最高的是張雜谷10，較對(duì)照增產(chǎn)50.76%，居參試品種第1位，其次是延谷14號(hào)，產(chǎn)量為428.24kg，較對(duì)照增產(chǎn)42.68%，居參試品種第2位；除此之外，晉汾113、延2017-23、長生13、中谷19、中谷25、陜?cè)ス?號(hào)、長農(nóng)47號(hào)、長雜谷333的增產(chǎn)幅度也在10.00%以上，產(chǎn)量較高。

2.4 主成分分析 對(duì)參試谷子品種（系）的生育期、株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗重、穗粒重、千粒重、產(chǎn)量進(jìn)行主成分分析（表5）。結(jié)果表明，前3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)71.679%，可反映所測指標(biāo)的絕大部分信息。其中，第1主成分的貢獻(xiàn)率為39.505%，單穗重、穗粒重載荷值較大。第2主成分的貢獻(xiàn)率為20.428%，株高載荷值較大。第3主成分的貢獻(xiàn)率為11.746%，千粒重和莖粗載荷值較大。

對(duì)25個(gè)參試谷子品種（系）的9個(gè)性狀數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用表5的各主成分得分系數(shù)得到如下方程式：第1主成分：y1=-0.256x1-0.133x2+0.216x3+0.354x4+0.302x5+0.477x6+0.463x7+0.237x8+0.395x9，第2主成分：y2=-0.420x1+0.526x2+0.361x3+0.368x4-0.117x5-0.198x6-0.178x7+0.337x8-0.289x9，第3主成分：y3=0.232x1+0.068x2-0.581x3+0.122x4+0.272x5-0.151x6-0.118x7+0.688x8+0.081x9。

式中x1～x9為9個(gè)性狀值。利用公式Y(jié)=0.39505y1+0.20428y2+0.11746y3可計(jì)算出25個(gè)谷子品種（系）主要性狀的主成分得分，即各材料主要性狀的綜合得分，從中可以篩選出性狀表現(xiàn)較好的材料。由表6可知，綜合得分較高的品種（系）有張雜谷10、長雜谷466、長雜谷333、延2017-23、K281、陜?cè)ス?號(hào)、中谷19、長農(nóng)47號(hào)、延谷14號(hào)和承谷20號(hào)。

3 討論與結(jié)論

不同谷子品種在生育期、產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀上存在著諸多差異，科學(xué)地評(píng)價(jià)不同品種（系）的優(yōu)劣是篩選適宜品種的關(guān)鍵。主成分分析將多個(gè)相關(guān)性狀，通過降維轉(zhuǎn)換為數(shù)目較少且獨(dú)立的指標(biāo)[5-6]，目前已在谷子[7]、大麥[8]、水稻[9]、小麥[10]、玉米[11]等多種作物品種篩選中被廣泛應(yīng)用。本試驗(yàn)對(duì)25個(gè)不同谷子品種（系）各項(xiàng)性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取了3個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)71.679%，篩選出了10個(gè)綜合性狀優(yōu)良的品種，再根據(jù)品種的抗倒伏性最終篩選出了延2017-23、K281、中谷19、長農(nóng)47號(hào)、延谷14號(hào)和承谷20號(hào)，這6個(gè)品種（系）綜合表現(xiàn)好、產(chǎn)量較高、抗逆性強(qiáng)。本文研究結(jié)果可為后續(xù)在延安或同等生態(tài)條件地區(qū)示范推廣種植提供理論依據(jù)，為進(jìn)一步促進(jìn)谷子產(chǎn)業(yè)增產(chǎn)增效奠定基礎(chǔ)。

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