山西省黍稷高抗倒种质资源的丰产性和适应性鉴定

王 纶，王星玉，王海岗，曹晓宁，刘思晨，陈 凌，王君杰

（山西农业大学农业基因资源研究中心（山西省农业科学院农作物品种资源研究所），农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室，山西太原030031）

黍稷种质资源的倒伏性，长期以来一直是困扰黍稷生产的一大难题[1]。为了尽快改变黍稷生产抗倒性种质短缺的现状，山西省农业科学院品种资源研究所黍稷课题组于2011年对山西省的1 192份黍稷种质进行了抗倒性鉴定，筛选出71份高抗倒种质[2]。但高抗倒种质材料间的丰产性和适应性有较大差异，而生产上需要的黍稷品种不仅具有高抗倒性，更需要具有优良的丰产性和适应性。因此，鉴定筛选同时具备高抗倒、丰产性和适应性广的黍稷种质，是满足黍稷生产需求的有效途径[3]。

山西省农业科学院品种资源研究所黍稷课题组科研人员在2011年鉴定筛选出71份高抗倒种质材料的基础上，于2012、2013年分别对其进行了丰产性和适应性鉴定，以期筛选出高抗倒、丰产性好且适宜性广的种质供生产利用。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为2011年对山西省1 192份黍稷种质资源抗倒性鉴定筛选出的71份高抗倒种质，分别来自晋北高寒干旱生态区（以下简称晋北生态区），晋中干湿交替生态区（以下简称晋中生态区），晋南湿热温润生态区（以下简称晋南生态区）[4]。各 生态区参试种质名称及数量如表1所示。

表1不同生态区参试种质份数和名称

1.2 试验方法

由于黍稷种质资源的高抗倒性和丰产性、适应性受不同生态环境的影响，而山西省地形狭长，从北到南生态环境差异较大，本研究根据不同的气候特点，把山西省从北到南分为3个不同的生态区，对来自不同生态区的71份高抗倒种质，于2012年按其所在生态区进行了丰产性鉴定，对不同生态区鉴定筛选出的高抗倒、丰产性最好（1级）和丰产性良好（2级）的种质，在2013年又分别在其他2个生态区进行了适应性鉴定。

1.2.1 高抗倒种质的丰产性鉴定2012年各高抗倒种质在各生态区设点鉴定。每份种质材料用地33.3 m2，2次重复，产量取平均值。晋北生态区共37份种质，共用土地2 464.2 m2，试点设在山西省最北端的天镇县东沙河村；晋中生态区共13份种质，总用土地865.8 m2，试点设在山西省农业科学院榆次区东阳试验基地；晋南生态区共21份种质，总用地1 398.6 m2，试点设在山西省最南端的永济市虞乡镇虞乡村。各试点的播种时间、播种量均按当地习惯进行，晋北和晋中生态区正茬播种，晋南生态区麦茬复播。播种前均以每公顷土地施以60 t有机肥拌入750 kg过磷酸钙、600 kg尿素作底肥。生育期间浇水2次，适时中耕除草，80% 成熟时收获。收获时分别计产，折合产量≥6 000 kg/hm2的种质为高抗倒且丰产性最好的种质（1级）；4 500 kg/hm2≤折合产量＜6 000 kg/hm2的种质为高抗倒且丰产性良好的种质（2级）；3 000 kg/hm2≤折合产量＜4 500 kg/hm2的种质为高抗倒但丰产性一般的种质；折合产量＜3 000 kg/hm2的种质为高抗倒丰产性差的种质（4级）。

1.2.2 高抗倒、丰产性1级和2级种质的适应性鉴定2013年对3个生态区丰产性鉴定筛选出的1级和2级的高抗倒、丰产性最好和良好的种质，分别在其他2个生态区鉴定，仍以折合单位面积产量的高低作为衡量适应性的标准。试点不变，为防止重茬，试验地块要变更。每份种质用地66.6 m2，2次重复，产量取平均值。晋北生态区的16份种质，分别在晋中、晋南生态区种植，各用地2 131.2 m2；晋中生态区的7份种质，分别在晋北、晋南生态区种植，各用地932.4 m2；晋南生态区的10份种质，分别在晋北、晋中生态区种植，各自用地1 332.0 m2。种植时间、方法、施肥和田间管理水平同丰产性鉴定，收获后分别计产。在2个生态区折合产量均在6 000 kg/hm2以上的种质为1级高抗倒、丰产性最好、适应性较广的种质；在2个生态区折合产量均在4 500～6 000 kg/hm2的种质为2级高抗倒、丰产性良好、适应性广的种质；在2个生态区其中1个达到折合产量在4 500 kg/hm2以上的种质为3级高抗倒、丰产性良好、适应性较广的种质；在2个生态区折合产量均在4 500 kg/hm2以下的种质，为4级高抗倒、丰产性一般、适应性差的种质[5]。

2 结果与分析

2.1 山西省不同生态区黍稷高抗倒种质的丰产性鉴定

山西省不同生态区高抗倒黍稷种质资源的数量各不相同，其中以晋北生态区的最多，晋南生态区居中，晋中生态区最少。丰产性鉴定的结果也各有差异。从表2可以看出，晋北生态区达到1级的种质为5份，占13.51% ；达到2级的种质11份，占29.73% ；达到3级的种质13份，占35.14% ；达到4级的种质8份，占21.62% 。由此可见，达到1级的种质数量和比例最少，只有5份丰产性最好的高抗倒种质在当地生态条件下能发挥最明显的作用。其次，达到2级的11份种质，也有较高的利用价值，仍然具有良好的抗倒性和丰产性，在水肥充足和精耕细作的条件下也能达到令人满意的效果。因此，晋北生态区此次鉴定筛选出1级和2级的种质，共计16份，占43.24% ，在当地的黍稷生产上可以大面积推广利用。至于3级和4级的21份种质，由于丰产性不达标，在生产上利用价值不大，但其优良的高抗倒性仍然在黍稷育种中可以发挥重要作用[6]。

晋中生态区达到1级的种质有3份，占23.08% ；达到2级的种质4份，占30.77% ；达到3级的种质3份，占23.08% ；达到4级的种质3份，占23.08% 。以2级种质的数量最多（表2）。在当地黍稷生产上可利用的1级和2级种质共计7份，占53.85% 。说明晋中生态区的高抗倒种质中，丰产性不同等级的种质数量差异不大，但生产上可利用种质的数量和比例大于利用价值不大的种质。

晋南生态区达到1级的种质有4份，占19.05% ；达到2级的种质有6份，占28.57% ；达到3级的种质有6份，占28.57% ；达到4级的种质有5份，占23.81% 。达到1级种质的数量最少，但不同等级的种质数量差距也不大。其中，在当地黍稷生产上可利用的种质（1级和2级）10份，占47.62% 。

从3个生态区达到1级种质的比例来看，以晋中生态区比例最大，晋北生态区比例最小；达到2级的种质比例以晋中生态区最大，晋南生态区的比例最小，但相差不大，说明晋中生态区在1级和2级种质中均占优势。从3个生态区在当地黍稷生产上可利用的1级和2级种质的比例来看，以晋中生态区比例最大，晋北生态区最小。说明晋中生态区的生态环境更有利于黍稷作物的生长发育[7]。

2.2 黍稷高抗倒、丰产种质的适应性鉴定

对3个生态区高抗倒、丰产性鉴定筛选出的高抗倒、丰产性最好的12份1级种质和高抗倒、丰产性良好的21份2级种质，共计33份种质再进行异地适应性鉴定。

2.2.1 晋北生态区16份黍稷高抗倒、丰产种质异地适应性鉴定结果 晋北生态区鉴定筛选出的16份高抗倒、丰产种质（1、2级），虽然在当地生态环境下丰产性凸显，但在不同的生态环境下却各有差异。由表3可知，在晋中和晋南2个生态区适应性达1级的种质只有3份，占18.75% ；达2级的种质4份，占25.00% ；达3级的种质共计6份，占37.5% ；达4级的种质3份，占18.75% 。在异地2个生态区适应性达1级和2级的种质共计7份，占43.75% 。

表3晋北生态区16份黍稷高抗倒、丰产种质适应性鉴定结果

2.2.2 晋中生态区7份黍稷高抗倒、丰产种质异地适应性鉴定结果 从表4可以看出，晋中生态区鉴定筛选出的7份高抗倒、丰产种质，在晋北和晋南2个生态区适应性均达到1级的种质只有1份，占14.29% ；达2级的种质只有2份，占28.57% ；达3级的2份，占28.57% ；达4级的2份，占28.57% 。在异地2个生态区适应性达1级和2级的种质共计3份，占42.86% 。

表4晋中生态区7份黍稷高抗倒、丰产种质异地适应性鉴定结果

2.2.3 晋南生态区10份黍稷高抗倒、丰产种质异地适应性鉴定结果 从表5可以看出，晋南生态区鉴定筛选出的10份高抗倒、丰产种质，在晋北和晋中2个生态区适应性达1级的种质只有2份，占20.00% ；达到2级的种质也只有2份，占20.00% ；达3级的种质4份，占40.00% ；达4级的种质2份，占20.00% 。在异地2个生态区适应性达1级和2级的种质共计4份，占40.00% 。

表5晋南生态区10份黍稷高抗倒、丰产种质异地适应性鉴定结果

从3个生态区的高抗倒、丰产种质在异地2个生态区适应性达1级的种质比例来看，以晋南生态区比例最大，晋中生态区比例最小。说明晋南生态区适应性达1级的种质优势最大，这与晋南生态区温热湿润的生态环境有很大关系。从适应性达2级的种质比例来看，以晋中生态区的比例最大，晋南生态区的比例最小。说明晋中生态区适应性达2级的种质优势最大。这与晋中生态区干湿交替的生态环境密切相关。从异地2个生态区适应性达1级和2级的比例来看，以晋北生态区的比例最大，晋南生态区比例最低。说明晋北生态区的种质在适应性达1级和2级的种质比例中占有优势，但优势极其微小。晋北生态区虽然气候寒冷，不如晋南和晋中的生态环境优越，但黍稷是一种生育期短、抗旱耐瘠的作物，因此生态环境对黍稷的生长发育影响不大，更何况晋北生态区是山西黍稷的主产区，拥有的黍稷种质资源数量最多，鉴定筛选出的高抗倒种质数量和高抗倒丰产种质（1级、2级）数量在3个生态区也居首位。这就给晋北生态区在适应性达1级和2级的种质比例占有优势奠定了良好的基础。尽管如此，晋北生态区生态环境的劣势，使得适应性达1级和2级种质的比例比其他2个生态区高的优势微乎其微，比晋中生态区只高出0.89百分点，比晋南生态高出3.75百分点[8]。

3 结论与讨论

对山西省1 192份黍稷种质资源的抗倒性鉴定，目的是筛选高抗倒的种质供育种和生产利用，以解决黍稷抗倒用种短缺的现状，从而进一步提高黍稷单位面积产量。但黍稷高抗倒种质资源的抗倒性只是一个抗逆性状，种质之间的丰产性和适应性也存在一定差异[9]。因此，对鉴定筛选出的71份高抗倒种质还有必要进行进一步的丰产性和适应性鉴定，对最终筛选出的高抗倒、丰产、适应性广的种质，可以在山西和周边省（区）大面积推广利用[10]。

对高抗倒种质的丰产性鉴定，只在当地生态环境下完成，因此，筛选出的高抗倒、丰产性最好和良好的种质，在当地生产上具有推广利用的价值[11]，如在晋北生态区的37份高抗倒种质中只鉴定筛选出5份高抗倒、丰产性最好的种质（1级），分别是轮金糜、紫罗带、红罗黍、马乌黍、紫盖头；11份高抗倒、丰产性良好的种质（2级），分别是笊篱白、瓜皮绿、十样精、青牛蛋、黑黍子、葡萄黍、小红糜、紫秸秆、黄罗伞、竹黍、紫秆白。其中，5份高抗倒丰产性最好的种质（1级）可作为晋北生态区黍稷生产的主推种质利用；11份高抗倒、丰产性良好的种质（2级），可作为该生态区黍稷生产的辅助种质利用。在晋中生态区的13份高抗倒种质中，只鉴定筛选出3份高抗倒、丰产性最好的种质（1级），分别是金软黍、笊篱黍、千斤黍；4份高抗倒、丰产性良好的种质，分别是黑骷髅、黑葡萄、黄穗散、黑硬黍。3份高抗倒丰产性最好的种质（1级）可作为晋中生态区黍稷生产的主推种质利用；4份高抗倒、丰产性良好的种质可作为该生态区黍稷生产的辅助种质利用。在晋南生态区的21份高抗倒种质中，只鉴定筛选出4份高抗倒、丰产性最好的种质（1级），分别是千斤黍、六松天、黄硬黍、犊牛蛋；6份高抗倒、丰产性良好的种质（2级），分别是红胶泥、软黍、柿黄硬黍、黑粘黍、大节黍子、黄胶泥。4份高抗倒、丰产性最好的种质（1级）可作为晋南生态区黍稷生产的主推种质利用；6份高抗倒、丰产性良好的种质（2级）可作为该生态区黍稷生产的辅助种质利用。

通过对各生态区鉴定筛选出的高抗倒、丰产性最好和良好种质的适应性鉴定，筛选出在全省3个生态区黍稷生产均能推广利用的高抗倒、丰产性最好且适应性广的种质只有6份（1级），分别是晋北生态区的紫罗带、竹黍、马乌黍，晋中生态区的金软黍，晋南生态区的黄硬黍、犊牛蛋；高抗倒、丰产性良好且适应性广的种质8份（2级），分别是晋北生态区的轮金糜、红罗黍、笊篱白、青牛蛋，晋中生态区的笊篱黍、黑骷髅，晋南生态区的红胶泥、黑粘黍。鉴定筛选出高抗倒、丰产性最好或良好、适应性较广，只适宜在全省3个生态区中的2个生态区推广利用的种质12份（3级）。其中，晋北生态区6份：黑黍子、黄罗伞、葡萄黍只适宜晋北和晋中生态区推广利用，十样精、瓜皮绿、紫盖头只适宜晋南、晋北生态区推广利用；晋中生态区2份（3级）：千斤黍只适宜晋中、晋南生态区推广利用，黑硬黍只适应晋中、晋北生态区推广利用；晋南生态区4份（3级）：软黍只适宜晋南、晋北生态区推广利用，柿黄硬黍、六松天、千斤黍只适宜晋南、晋中生态区推广利用[12]。

历时3 a完成了对山西省的1 192份黍稷种质资源的抗倒性鉴定、丰产性鉴定和适应性鉴定。第1年完成了1 192份黍稷种质资源的抗倒性鉴定，筛选出71份高抗倒种质；第2年完成了对71份高抗倒种质的丰产性鉴定，筛选出33份高抗倒、丰产性最好和良好的种质；第3年完成了对33份高抗倒、丰产性最好和良好种质的适应性鉴定。最后鉴定筛选出6份高抗倒、丰产性最好、适应性广的种质，可作为山西各地黍稷生产推广利用的主推种质；鉴定筛选出8份高抗倒、丰产性良好、适应性广的种质，可以作为山西各地黍稷生产推广利用的辅助种质[13]。这些种质在周边各省区（内蒙古、河北、陕西、河南、山东等）黍稷主产区也有重要的利用价值[14]。特别是黍稷高产示范田中，这些种质一定能发挥其特有的高产优势。在这些抗倒、丰产、适应性广的种质中，黍（糯性）和稷（粳性）并存。各地在推广应用中可根据各自的需求选择利用[15]。