华北地区谷子农艺性状和产量的综合分析

宋中强 陈亚光 刘金荣

（安阳市农业科学院/河南省谷子育种工程技术研究中心 河南 安阳 455000）

谷子原产于中国， 古称稷， 拥有悠久的栽培历史[1-2]。 谷子生育期短、耐瘠薄、适应性广，是北方地区的主栽作物之一[3]。 谷子去壳后俗称小米，含有丰富的蛋白质和维生素，营养价值较高，随着人民生活品质的提升，对谷子的需求也逐年增加[4]。 我国谷子种质资源丰富， 如何利用这些资源来提高谷子整体产量是一项重要的工作。

谷子产量受农艺性状和环境的综合影响， 前人对此进行了大量研究，由于品种和地区的不同，结果也有很大差异。 魏萌涵等[5]对华北地区18 个谷子品种进行研究发现，穗粗、单穗重和穗粒重对产量的影响最大；陈茜午等[6]对56 份谷子资源的7 个表型性状进行分析表明， 农艺性状存在丰富的遗传变异，将56 份谷子资源分为4 类；李涛等[7]的研究表明，小区产量与株高、主穗长、穗粒重、单穗重、千粒重呈极显著正相关，将37 份谷子分为4 类，其中第3 类群适用于优质、高产品种的杂交亲本选配。

本研究通过对22 份谷子品种的农艺性状与产量进行变异性分析、相关性分析和聚类分析，旨在发现农艺性状和产量之间的关系， 为华北地区谷子育种及生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试品种来自2021 年全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验，参试品种共22 份，对照品种为豫谷18（CK）（表1）。

表1 参试品种信息

1.2 试验方法

试验在安阳市农业科学院柏庄基地进行， 试验采用随机区组设计。 3 次重复， 小区长8.33 m、宽2.4 m，小区面积19.99 m2，每小区6 行，试验田面积2.22 亩。 农艺性状和产量数据按照国家谷子区域试验标准记载。

1.3 数据分析

采用WPS 软件进行数据整理、SPSS 25 软件进行描述统计、相关性分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 参试谷子品种农艺性状与产量的变异性分析

22 个参试谷子品种农艺性状和产量的变异性分析结果 （表2） 表明， 亩穗数的变异系数最大，为23.38%； 变异系数大于10%的还有亩产量、 单穗粒重、 单穗重。 变异系数小于10%的农艺性状有千粒重、穗长、生育期、株高、穗粗。 总体来说，产量性状变异系数较大，遗传多样性丰富；生育期、穗粗和株高变异系数较小，遗传较狭窄。

表2 22 个谷子品种的主要性状

2.2 参试谷子品种农艺性状与产量的相关性分析

22 个谷子品种农艺性状相关性分析结果（表3）表明，生育期和株高、穗长显著正相关；亩穗数和单穗重、单穗粒重极显著负相关，与亩产量极显著正相关；单穗重和单穗粒重极显著正相关。

2.3 参试谷子品种的聚类分析

根据农艺性状和产量对22 个谷子品种进行聚类分析，结果（表4、图1）表明，在欧氏距离为10 时可以分为4 个类群，第一类群包括19HQ312、豫谷18等15 个谷子品种，第一类群各农艺性状的均值在4 个类群中都处于中间水平，平均亩产量262.83 kg，排名第三；第二类群包括中杂谷36、张杂谷26 号、中杂谷55 和K32 4 个谷子品种，该类群生育期最短，亩穗数最多，单穗重、单穗粒重最低，产量最高；第三类群包括中杂谷34、泰谷004 2 个谷子品种，该类群生育期最长，株高最高，穗长穗粗最大，平均亩产排名第二。第四类群包括沧1057 1 个谷子品种， 该类群亩穗数最少、株高最低，单穗重、单穗粒重、千粒重最高，亩产量最低。

图1 22 个谷子品种的聚类分析

表4 4 个类群的农艺性状与产量

3 讨论与结论

农艺性状的变异系数反映了谷子的遗传多样性。 任芹勇等[8]对65 份谷子材料的10 个农艺性状进行变异分析表明，节数（11.66%）和株高（12.30%）变异系数最小，单穗重（25.61%）和单穗粒重（29.28%）变异系数较大。 赵芳等[9]对224 个谷子品种的27 个农艺性状进行变异分析，有效穗数、籽粒颜色、穗重、穗粒重变异系数较大，株高、伸长节节数、叶姿、倒二叶长变异系数较小。本研究对22 个谷子品种的9 个农艺性状变异分析结果表明，亩穗数（23.38%）和亩产量（18.13%）变异系数较大，千粒重、穗长、生育期、株高、穗粗变异系数较小，都小于10%，结果与前人研究相近。 变异系数最大的2 个农艺性状和产量直接相关，可为高产育种提供丰富的种质资源；与生育相关的农艺性状变异系数都较小， 说明育种家对生育期的要求比较严格，对这些农艺性状的选择趋于一致。

谷子产量是多个农艺性状和环境共同影响的结果， 人们对比进行了大量的研究， 由于品种和地区的差异，结果不尽相同。 周佳敏等[10]对豫西丘陵地区30 个谷子品种的研究表明， 谷子产量与单位面积穗数、单穗重之间呈极显著正相关；韩燕丽等[11]采用相关分析和灰色关联度分析相结合的方法对15 个谷子品种进行综合评价， 农艺性状对谷子产量影响的大小顺序为千粒重＞出谷率＞单穗重＞生育期＞穗粒重＞穗长＞株高＞穗粗。 本研究相关性分析结果表明，亩产量与亩穗数极显著正相关，而亩穗数和单穗重、单穗粒重极显著负相关。 该结果表明安阳地区适宜种植一些小穗型的谷子品种。

本研究将22 个谷子品种分为4 个类群，各类群在亩产量、生育期、株高、穗数等农艺性状上有明显的差异，其中第一类群各性状比较均一，差异较小；第二类群的4 个品种平均亩产最高、生育期最短，该类群亩穗数最多，综合表现优异，适宜作为优质高产品种推广；第三类群生育期最长，株高、穗长、穗粗最大， 属于晚熟大穗种质资源； 第四类群只有沧1057 1 个品种，该类群株高最低，单穗重、单穗粒重、千粒重最高，可作为抗倒伏大粒亲本进行利用。