宁夏扬黄灌区谷子品种主要农艺性状及产量的相关分析

2023-05-19罗世武李凯来幸樑程炳文

安徽农业科学 2023年7期

罗世武李凯来幸樑程炳文

摘要在宁夏扬黄灌区（中部干旱带移民搬迁点），引进不同谷子品种开展生态适应性研究。从不同谷子品种生育进程、农艺性状和产量构成等方面进行相关分析，筛选出该地区最适宜推广种植的谷子优良品种，为宁夏扬黄灌区谷子新品种推广、养殖业发展和农业结构调整提供理论指导。结果表明，适应性最优的谷子品种为晋谷21号、草谷2号（饲草型），适宜性较强品种为豫谷18号、张青谷2号（饲草型），张杂谷16号和张杂谷18号在该地区无法成熟，不适宜在該地区种植。

关键词谷子；品种；农艺性状；产量

中图分类号 S 515 文献标识码 A 文章编号 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

基金项目宁夏回族自治区重大研发专项（2021BBF02021）；宁夏回族自治区农业科技自主创新资金项目（NGSB-2021-6-01）；国家现代农业产业技术体系（CARS-06-13.5-A18）。

作者简介罗世武（1968—），男，宁夏固原人，高级工程师，从事小杂粮研究与推广工作。

通信作者，研究员，从事小杂粮研究与推广工作。

收稿日期 2022-06-20；修回日期 2022-08-01

谷子［Setaria italica（L.）Beauv.］起源于中国，在我国北方旱区是主要粮食作物之一，主要分布于我国东北、华北和西北地区［1］，同时谷子具有抗旱耐瘠、抗逆性强、适应性广的特点，根系发达，能从土壤深层吸收水分，被认为是在未来水资源短缺情况下良好的替代作物［2］。谷子又称为粟，脱壳后是人们常见的小米，营养丰富，且因其耐旱性强、耐瘠薄以及谷草品质优良等优点在农业生产中发挥着重要作用［3-5］。谷子是粮草兼用的高效作物，粮、草比为1∶1.3，由于农业生产发展和种植业结构的调整，谷子开始发挥较好的粮饲兼用作用［6］，然而在谷子实际生产中，存在种植品种繁杂、品种优势不明显等问题，又由于区域生态环境的差异性，形成了谷子形态发育各异、抗逆性多样的地区品种［1，7］。在提供食物多样化，缓解种植业与畜牧业争地的矛盾中，谷子有其他作物不可替代的重要地位。同时，谷子具有较强的健身和食疗作用［8］，是非常有价值的健康食品。随着人们生活水平的提高及对健康绿色食品认知度的提高，对谷子的要求也越来越高。因此，通过引进谷子不同品种，对谷子不同品种生育进程、地上干物质积累、叶片叶绿素相对含量（SPAD值）及相关农艺性状等指标进行研究，从中选出优质高产的适宜品种，可为谷子的大面积推广种植提供依据，同时也对农业结构的调整有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在宁夏扬黄灌区的红寺堡区新庄集乡白墩子村开展，红寺堡区属典型的温带大陆性气候，海拔1 240～1 450 m，常年干旱少雨，昼夜温差大。年平均降水量251 mm，年平均蒸发量2 387 mm，大陆性气候特征显著。日温差大，年平均气温8.4 ℃，全年>10 ℃积温3 200 ℃·d以上，平均无霜期为155 d，全年日照时数2 900～3 550 h。试验地地势平坦，属砂壤土，前茬为枸杞。试验前土壤基础含水量为6.94%，2021年谷子生长期总降雨量为148.5 mm，该区土壤保水保肥能力差，致使干旱影响非常严重，先后补充灌水300 m3，但干旱仍对谷子生长造成较大影响，致使谷子不同品种产量较低。土壤相关指标测定严格按照土壤农化分析方法［9］，测定结果如下：土壤有机质5.85 g/kg，土壤全氮0.34 g/kg，全磷0.39 g/kg，全钾18.8 g/kg，碱解氮140.0 mg/kg，速效磷107.6 mg/kg，速效钾347.5 mg/kg。从土壤养分化验结果来看，土壤有机质及全氮、全磷、全钾含量偏低，肥力严重不足。

1.2 供试材料

供试谷子品种共10个：张青谷2号（饲草型）、草谷2号（饲草型）、陇谷鉴2129、晋谷21号、金苗K1、长农47号、豫谷18号、张杂谷13号、张杂谷16号、张杂谷18号（表1）。

1.3 试验设计

试验设大区处理，每个品种种植大区面积为93 m2，不设重复，品种区间设宽1 m的走道，手推式穴播机播种，播量3.75～4.50 kg/hm2，播深5 cm，穴距20 cm，行间距40 cm，留苗45万株/hm2，单穴播种8～10粒，人工模拟覆土。结合整地施底肥30 000 kg/hm2，播种时施谷子专用缓释肥600 kg/hm2。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 株高、茎粗的测定。每大区“Z”字形5点取样，每个点选取3株长势一致的谷子植株挂牌标记，分别于苗期、拔节期、抽穗期和成熟期测定谷子株高和茎粗。

1.4.2

干物质测定。随机选取5株长势一致的谷子，分别在苗期、拔节期、抽穗期和成熟期称鲜重，烘箱中105 ℃杀青30 min后，80 ℃烘干至恒重，取其平均值为干物质量。

1.4.3

叶绿素测定。选取5株长势一致的谷子植株挂牌标记，分别于苗期、拔节期、抽穗期和成熟期用SPAD－502型便携式叶绿素仪测定叶绿素。

1.4.4

考种和测产。在谷子成熟期每小区选取10株植株测定谷子株高、穗长、穗茎长、穗码数、主穗粒重、主穗重和千粒重；各处理小区单独收获、脱粒、测产。

1.5 数据处理及统计分析

采用Excel 2010对所测数据进行处理和制图。

2 结果与分析

2.1 谷子不同品种生育进程

谷子不同品种从播种到出苗的时间表现出一定差异，由表2可看出，金苗K1生育期最短（105 d），陇谷鉴2129和晋谷21号生育期最长（120 d）。张青谷2号、草谷2号出苗时间较其他谷子品种提早4～6 d；张青谷2号、草谷2号、陇谷鉴2129、金苗K1、张杂谷13号较其他谷子品种拔节期提早8 d。抽穗期：张杂谷13号抽穗期最早，比其他品种提早16～25 d；张青谷2号、草谷2号和金苗K1次之，较除张杂谷13号以外的其他谷子品种提早6～9 d。成熟期：金苗K1、张杂谷13号成熟期较其他谷子品种提早5～13 d。谷子不同品种生育期在105～120 d之间，生育期平均为114 d；谷子各品种生育期最长和最短之间相差15 d，张杂谷16号和张杂谷18号不能成熟。

2.2 谷子不同品种地上干物质积累

由圖1可见，谷子不同品种干物质积累量的特点基本相同，都是随着生长时间的积累而增加；从拔节期开始干物质积累速率逐渐增大，在谷子拔节期、抽穗期和成熟期，草谷2号地上干物质积累最高，分别为159.9、199.4 和263.8 g。各生育期谷子地上干物质积累平均值由高到低的顺序为：草谷2号>陇谷鉴2129>张青谷2号>晋谷21号>张杂谷13号>长农47号>豫谷18号>张杂谷18号>金苗K1>张杂谷16号。

2.3 谷子不同品种植株株高

株高是品种的固有特性，同时也是反映作物生长状况的重要指标。王丹丹等［10］认为株高与产量呈显著正相关。由图2可看出，谷子不同品种各生育期植株株高有一定程度的差异，在谷子拔节期、抽穗期和成熟期，草谷2号株高最高，分别为105.30、151.00和184.30 cm。谷子不同品种植株株高在各生育期差异显著，在谷子各生育期，草谷2号、张青谷2号2个饲草型谷子品种平均株高明显高于其他谷子品种，草谷2号平均株高最高（146.87 cm），其次是张青谷2号（128.53 cm），张杂谷16号平均株高最低（79.72 cm）。谷子各品种株高在79.72～146.87 cm。在谷子各生育期，各品种株高平均值由高到低的顺序为：草谷2号>张青谷2号>陇谷鉴2129>晋谷21号>长农47号>金苗K1>张杂谷13号>豫谷18号>张杂谷18号>张杂谷16号。谷子各生育期平均株高为104.66 cm，其中高于平均株高品种占40.0%，低于平均株高品种占60.0%。

2.4 谷子不同品种植株茎粗

由图3可以看出，谷子不同品种各生育期茎粗有一定程度的差异，在谷子拔节期和抽穗期，草谷2号茎粗最粗，分别为7.15、9.80 mm，张杂谷13号茎粗最细，分别为2.29和4.04 mm；在谷子成熟期，张青谷2号茎粗最粗（19.20 mm），张杂谷13号最细（8.25 mm）。在谷子各生育期，草谷2号、张青谷2号平均茎粗明显高于其他谷子品种，分别为11.42、10.22 mm；张杂谷13号平均茎粗最低，为4.86 mm。谷子各品种茎粗在4.86～11.42 mm。各生育期各品种茎粗平均值由高到低的顺序为：张青谷2号>草谷2号>陇谷鉴2129>晋谷21号>金苗K1>长农47>豫谷18号>张杂谷16号>张杂谷18号>张杂谷13号。

2.5 谷子不同品种叶片叶绿素SPAD值

叶绿素是影响光合作用的重要因素，是吸收、传递、转化光能的主要物质［11］，谷子不同品种叶片叶绿素SPAD值在各生育期表现存在差异（图4）。谷子同一品种在不同生育时期，叶片叶绿素SPAD值也表现出一定差异，随着谷子生育进程的推进，叶片叶绿素SPAD值呈现整体上升趋势。在拔节期，谷子不同品种叶片叶绿素SPAD值以晋谷21号最高（44.8），其次是草谷2号和张青谷2号，分别为44.7和44.4；在抽穗期，谷子不同品种叶片叶绿素SPAD值以张杂谷18号最高（55.3），其次是张青谷2号和晋谷21号，分别为53.9和51.5。在成熟期，谷子不同品种叶片叶绿素SPAD值均达到最大值，张青谷2号、长农47号、豫谷18号、金苗K1、草谷2号和陇谷鉴2129高于其他品种。综上所述，宁夏扬黄灌区谷子不同品种在整个生育期内，张青谷2号叶片叶绿素SPAD值最高，其次是晋谷21号。

2.6 谷子不同品种农艺性状

由表3可知，各品种中草谷2号株高、穗颈长和单株草重最大，分别为152.4 cm、26.9 cm和42.63 g；陇谷鉴2129的穗长、穗码数和千粒重最大，分别

为31.6 cm、133.0个和3.40 g；张青谷2号的主穗粒重最大，为30.72 g；晋谷21号的主穗重最大，为30.03 g。各品种平均株高为125.3 cm，高于平均值的有草谷2号、张青谷2号和晋谷21号3个品种；各品种平均穗长为22.6 cm，高于平均值的有陇谷鉴2129、金苗K1、草谷2号和张杂谷13号4个品种；各品种穗颈长平均为21.9 cm，高于平均值的有草谷2号和金苗K12个品种；各品种平均穗码数为103.8个，高于平均值有陇谷鉴2129、张杂谷13号和豫谷18号3个品种；各品种主穗粒重平均值为17.70 g，主穗粒重高于平均值的有张青谷2号、晋谷21号和草谷2号3个品种；各品种主穗重平均为23.29 g，主穗重高于平均值的有晋谷21号、草谷2号和张杂谷13号3个品种；各品种单株草重平均值为26.08 g，高于平均值的有草谷2号、晋谷21号、豫谷18号和张青谷2号4个品种。谷子各品种千粒重在2.90～3.40 g之间，平均值为3.09 g，高于平均值的有张青谷2号、草谷2号、陇谷鉴2129 3个品种。综上所述，谷子各品种农艺性状表现较好的有草谷2号、晋谷21号、张青谷2号、金苗K1和豫谷18号5个品种。

2.7 谷子不同品种产量特性

谷子产量是多个农艺性状和环境条件共同作用的结果，与产量组成相关因素关系复杂，不同地区不同试验点次等因素都会对结果产生影响，结果不尽相同［12-15］。由表4可知，谷子不同品种籽粒产量在1 133.40～3 626.85 kg/hm2，不同谷子品种籽粒产量表现为：豫谷18号＞张青谷2号＞晋谷21号＞草谷2号＞金苗K1＞张杂谷13号＞陇谷鉴2129＞长农47号，张杂谷16号和张杂谷18号未成熟，因此无产量。8个谷子品种平均产量为2 344.73 kg/hm2。谷子产量高于平均值的有豫谷18号、张青谷2号、晋谷21号和草谷2号4个品种。其中产量高于平均值的品种占50.0%，低于平均值的占50.0%。实际测算，饲草型谷子品种鲜草量为：张青谷2号21 598.39 kg/hm2，饲草型籽粒和谷草比例为1∶6.15，草谷2号产草量为29 431.65 kg/hm2，饲草型籽粒和谷草比例为1∶11.8；其他谷子品种的鲜草量按照1∶1.3折算，谷子产草量为1 473.42～4 714.91 kg/hm2。

3 讨论与结论

谷子为短日照作物，是比较耐旱的作物，蒸腾系数低于玉米、高粱和小麦。谷子对氮、磷、钾的吸收因地域、品种及产量水平的不同而异，光照、水分和养分等环境因素会对谷子的资源需求进行重新调配，致使不同谷子品种器官生物量的积累、分配与转移发生适应性变化，最终影响谷子的籽粒产量［16］。在宁夏扬黄灌区（中部干旱带移民搬迁点）的红寺堡区，笔者通过引进鉴定谷子不同品种的适应性，从中选出适宜的优良品种，丰富当地资源，以期为大面积推广种植提供依据。试验结果表明，陇谷鉴2129和晋谷21生育期最长（120 d），金苗K1生育期最短（105 d），谷子各品种生育期相差15 d。

对谷子生育时期的观测是判断谷子环境适应性的重要途径。在宁夏扬黄灌区（中部干旱带移民搬迁点）引进的10个谷子品种中，张杂谷16号和张杂谷18号不能成熟，其余成熟的8个谷子品种均可在该区种植，但谷子不同品种在农艺性状、产量上表现出差异。谷子品种的环境适应性充分体现在器官生物量的分配规律上，尤其是在谷子发育的关键生育期如抽穗期、灌浆期或收获期，叶片、茎秆生物量分配的生育期差异是籽粒产量形成的生物学差异的根本来源［17］。豫谷18号、张青谷2号籽粒产量较高，分别为3 626.85和3 513.45 kg/hm2。以养殖业饲草为主要目标，可选择草谷2号（饲草型）、张青谷2号（饲草型）。综合表现以晋谷21号、草谷2号（饲草型）较优，更适合在宁夏扬黄灌区（中部干旱带移民搬迁点）种植。

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