西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析

张艾英，刁现民，郭二虎，范惠萍，王丽霞，李瑜辉，程丽萍，吴引生，张莉



西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析

张艾英1，刁现民2，郭二虎1，范惠萍1，王丽霞1，李瑜辉1，程丽萍1，吴引生1，张莉3

（1山西省农业科学院谷子研究所/特色杂粮种质资源发掘与育种山西省重点实验室，山西长治 046011；2中国农业科学院作物科学研究所， 北京 100081；3山西农业大学农学院，山西太谷 030801）

通过对过去15年西北春谷早熟区区试谷子品种的产量及农艺性状进行综合分析，明晰了该区15年来谷子育种进展，并提出今后的发展方向，为该区新品种选育及产业发展提供理论指导。基于2001—2015年国家区域试验西北春谷早熟区的数据，对参试品种及通过鉴定品种的主要农艺性状、产量性状进行比较与分析，同时对通过鉴定的18个品种进行了抗逆性分析。2001—2015年西北春播早熟区共有85个新品系参加国家区试，12个常规品种和6个杂交种达到新品种鉴定标准通过鉴定，新育成品种比对照增产10%以上的品种有3个，其中，常规品种1个为大同32，杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号。参试品种和通过鉴定品种的产量平均数在年度间表现了较大差异，但总体趋势表现为产量潜力水平的提高。参试品种穗长和千粒重年度间差异不显著，穗长基本稳定在23—27 cm，千粒重稳定在3—3.4 g，但参试品种的株高、单穗重、穗粒重年度间差异大，株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势。通过鉴定的18个品种有13个生育期长于对照，5个短于对照，同时伴随着株高的增加，单穗重和穗粒重的提升，说明新育成品种生育期的延长和单株产量性状的提升。多元回归分析表明，生育期、株高、单穗重、穗粒重和出谷率决定了产量81.43%的变异，产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关，穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关。对通过鉴定品种的抗逆性分析表明，这15年该区主要病害有红叶病和白发病，不同年份间不同品种都有一定发生，通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势。2001—2015年春谷早熟区选育的品种产量有增加的趋势。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重，其次为株高、生育期，育种中应注意提高品种的综合性和各性状之间的协调性。生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破，同时也不利于谷子机械化生产的发展。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。

春谷；早熟区；区域试验；产量；农艺性状；相关分析

0 引言

【研究意义】谷子（(L.) Beauv.）起源于中国，具有抗旱、耐瘠薄，水分利用效率高的特点，并含有丰富的营养，是中国的传统作物和环境友好型作物[1-3]。中国谷子种植面积占世界的80%，主要分布在东北、西北和华北地区。西北春播早熟区谷子主要分布在内蒙古、山西北部、河北张家口、陕北、甘肃、宁夏等地区，种植面积占到全国谷子面积的1/3，是重要的谷子生产区。同小麦、水稻、玉米等大作物相比，谷子的研究水平和生产水平低，生产中应用的品种与产业发展需要有较大差距，培育适合产业发展需要的品种是提升谷子产业水平的重要支撑。同时，谷子属于光温敏反应较敏感的作物，培育适合本区域种植的优质高产新品种，对于提升谷子生产水平，促进谷子产业发展具有重要意义[4-8]。区域试验通过多年多点对新育成品种的单产潜力、品质表现、抗逆性、稳产性及其适应范围进行鉴定，为新品种评价提供主要经济技术指标、生态类型反应以及对气候差异的适应情况，是新品种评价、繁育、推广的重要依据[9-10]。【前人研究进展】水稻[11-13]、小麦[14-16]、玉米[17]、油菜[18]等多种作物根据多年区域试验和生产示范的数据确定阶段性的实际育种目标或育种方向。王军等[19]利用AMMI模型对2007年西北春谷区早熟及中晚熟区区域试验各品种基因型与环境互作效应进行探讨，并对参试品种的稳定性和试验地点的判别力进行了评价。任月梅[20]对春播早熟区谷子产量构成的主要农艺性状进行相关和通径分析，建议在育种中选择主茎高度略低、粗壮、穗不宜太长、生物学产量适中、株型紧凑的单株。【本研究切入点】前人对谷子品种评价都集中在少量品种少量性状或某一年某点某一种方法上[21-23]，未全面考虑年度间、区域间、品种间的差异。【拟解决的关键问题】本研究基于2001—2015年国家谷子品种区域试验西北春播早熟区数据，对参试和育成品种的主要农艺性状、产量性状及抗逆性进行了比较及系统分析，总结该区15年来谷子育种研究进展，并为今后的发展趋势及谷子育种研究提出一些建议。

1 材料与方法

1.1 试验材料

数据来源于2001—2015年春播早熟区谷子区域试验资料。85个品种参加了125年次试验（2001—2015），通过鉴定的品种18个（电子附表1），其中，包括2005年成为早熟对照品种的大同29号，杂交种6个，一级优质米3个，二级优质米3个。

1.2 测定方法与统计分析

1.2.1 数据汇总 对2001—2015年所有参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状、抗逆性等进行汇总，并与对照品种进行比较。增产率（%）=[（鉴定品种产量-对照产量）/对照产量]×100。

1.2.2 统计分析 数据分析采用DPS[24]软件进行，显著性检验采用新复极差法，图表采用Microsoft Excel 2003软件绘制。

2 结果

2.1 区试承试点产量情况

2001—2015年共有11个试点承担了试验，因2个试点承担试验年度较少，只对其中9个试点的试验结果进行了汇总分析。发现产量水平较高的参试点为河北承德、河北张家口，其次为山西大同、陕西榆林，这些试点的产量都比对照增产；产量较低的为甘肃会宁、宁夏固原、山西灵丘县，干旱少雨是影响产量的主要因素。尽管谷子属于抗旱性强的作物，但提高品种的抗旱性仍然是提高产量的重要措施（电子附表2）。

把参试品种15年产量的平均值与各年度对照的差值进行分析（图1），可以看出，各承试点参试品种增产幅度存在较大差异，增产幅度大的承试点为河北张家口（2005和2013年）和陕西榆林（2002和2007年），其次为山西大同。减产幅度较大的为宁夏固原，其次为内蒙古农业科学院和甘肃会宁。说明早熟区谷子的区域性强，适合试点生态条件的参试品种增产幅度大，而不适合试点生态条件的参试品种增产幅度小。

图1 2001—2015年西北春谷早熟区各试点参试品种产量变化情况

2.2 品种产量表现

区域试验中参试品种实行滚动制，根据品种表现参试1—2年，参试品种逐年产量结果能够反映参试品种产量水平的变化情况和当时的育种水平。图2为2001—2015年各参试品种与对照（2001—2006年对照品种为大同14号，2007—2015年对照品种为大同29号）产量的变化情况。可以看出，参试品种产量有逐年增加的趋势，受气候因素及栽培管理的影响，对照品种也呈现相似的变化趋势，2007年后参试品种的产量明显提高；但年度间产量存在一定的差异，2013年产量最高，2009年产量最低，且变异幅度较大，最高产量和最低产量间存在显著差异；2001—2006年参试品种（2005年除外）整体较对照大同14号增产，但2007—2015年所有参试品种的平均产量没有超过对照大同29号。从整体上看，早熟区谷子品种在产量上没有大的突破，虽然新品种在产量潜力上有提高，但在稳产性、适应性等方面提高不大。参试品种的数量呈增加趋势，但品种的通过率明显降低（电子附图2）。

对通过鉴定的18个品种的产量汇总列于图3。通过鉴定的18个品种的增产潜力呈现增高的趋势。18个品种中，2个品种较对照略减产，其中，赤谷18号为抗除草剂品种，豫谷18是15年中唯一在西北早熟区能基本适应的夏谷类型，是广适型育种的一个突破。15年来通过鉴定的杂交种有6个，占到鉴定品种总数的1/3，增产率均在7%以上，最高达19.79%。常规种中增幅较高的品种分别为大同32号和大同34号，分别增产11.51%和8.71%。

不同字母表示P=0.05水平差异显著。下同 Different small letters on a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

图3 2001—2015年西北春谷早熟区通过区试品种平均产量变化情况

2.3 品种农艺性状变化

从参试品种农艺性状变化情况看（表1），参试品种的穗长和千粒重年度间差异不显著，穗长基本稳定在23—27 cm，千粒重稳定在3—3.4 g；生育期、株高、单穗重、穗粒重、出谷率、公顷穗数存在一定的差异，其中株高、单穗重、穗粒重变异最大，生育期、公顷穗数变异最小；株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势；公顷穗数2001—2002年最低，2003年以后呈增加的趋势，2006年后（除2011年外）基本稳定在37.5万/hm2；2014品种生育期最长，与生育期较短的2005年、2009年和2010年比较存在显著差异，该年的单穗重、穗粒重也最大；出谷率变化趋势不显著。从总体上看，早熟区选育的品种在类型上没有大的变化，品种的生育期延长，株高、单穗重、穗粒重增加，公顷穗数增加与参加该区区试的品种有多个杂交种，而杂交种具有较强的分蘖性有关。缩短生育期、降低株高、提高结实率、提高品种品质应成为早熟区新品种选育的主要方向（电子附表3）。

表1 2001—2015年西北春谷早熟区参试品种主要农艺性状及产量情况

不同字母表示=0.05水平差异显著。下同

Different small letters within a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

对通过鉴定的18个品种农艺性状汇总（表2、电子附图1），18个品种生育期在120—135 d，高于130 d的品种有2个（豫谷18号和张杂谷10号），其中13个品种的生育期都高于对照，5个低于对照；株高在108—130 cm的有11个，130—150 cm的有7个，比对照高的有7个，低于对照的有11个；18个品种穗长分布在21—28 cm，22—25 cm有11个，比对照高的有13个；单穗重分布在19—33 g，19—25 g有14个，对照品种和通过鉴定品种的单穗重有逐年升高的趋势；穗粒重分布在14—26 g，15—23 g有16个，对照和通过鉴定品种穗粒重有逐年增加趋势；出谷率分布在72%—85%，74%—80%有12个；千粒重分布在2.6—4.0 g，3.0—3.6 g有13个，大同29号、大同39号、陇谷11号、蒙谷13号千粒重超过了3.6 g，豫谷18的千粒重低于3.0 g；公顷穗数分布在30万—45万，公顷穗数最大的为张杂谷10号、张杂谷9号，这两个品种比对照的穗数多，其他品种公顷穗数低于39万，且和对照持平。总体上看，通过鉴定的品种在株高上呈现增高趋势，常规品种和杂交种的株高均有所增加；品种生育期呈延长趋势；单穗重、穗粒重呈升高趋势；出谷率和千粒重呈降低趋势。早熟区品种生育期延长、株高增加与增产潜力提高幅度不大有较大的关系，如常规品种大同32号与大同34号相比，大同32号生育期较大同34号略长，但株高明显低，增产幅度较大。同样张杂谷1号较张杂谷15号、张杂谷17号株高降低，增产幅度也相对较高，因此，早熟区品种降低株高、提高抗倒性、适当缩短生育期、提高品种结实率是育种的重要目标。

2.4 产量及主要农艺性状的相关性分析

利用通过鉴定品种的数据，以8个农艺性状为自变量（i），单位面积产量为因变量（）进行多元逐步回归分析，筛选出影响产量的主要性状，建立了最优回归模型：=870.727237-30.4120789071- 8.5368807642+285.152619484-215.834085165+85.275544096（=0.9024，=10.5217，=0.0005）。多元回归分析表明，生育期（1）、株高（2）、单穗重（4）、穗粒重（5）、出谷率（6）决定了产量81.43%的变异。对鉴定品种主要农艺性状平均值与产量相关分析表明（表3），产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关；穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关，这也是多年来选育的品种株高未能降低的重要原因，株高太高不利于机械化收获；产量与出谷率、千粒重、公顷穗数相关性不强。

2.5 抗逆性

春谷早熟区地处冷凉地区，病虫害较轻，相对而言红叶病偏多，白发病次之，不同年份，不同品种都有发生；蛀茎率不高，谷锈病、纹枯病、谷瘟病零星发生，无线虫病发生。根据田间自然鉴定结果2001—2015年通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势，抗倒性降低成为影响早熟区产量水平提高的重要因素，这与品种株高的提高有较大关系，同时也影响到品种的抗旱性（电子附表4）。

3 讨论

3.1 提高产量同时兼顾其他各性状的协调统一

2001—2015年参试品种的产量范围在4 231.83— 5 999.10 kg·hm-2（图2），通过鉴定品种的产量在 4 847.74—6 510.87 kg·hm-2（表2），参试品种、鉴定品种的年度产量变幅都在1 500 kg·hm-2以上，变动范围比小麦大得多[16]，说明年度生态气候因素和栽培条件对谷子生长发育的影响很大，也说明品种多样性及培育适合区域种植的优质高产谷子新品种的重要性。通过鉴定的谷子品种产量都有较高的表现（图3），15年中通过鉴定的18个谷子新品种比对照增产10%以上的品种有3个，其中常规种1个为大同32，杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号，超过杂交种最低增幅的常规品种只有大同32和大同34，它们都没超过杂交种的最高增幅。从对育成品种及对照品种产量及农艺性状变化情况看，生育期、株高、单穗重、穗粒重呈增加的趋势（电子附表3、表2、表3、图3），产量呈现提高的趋势，这也与气候变化、栽培水平的提高等有关[14,17, 25-27]。

通过对春谷早熟区十五年通过鉴定品种农艺性状与产量的相关分析（表3），说明产量组成因素与产量的关系较复杂，因试验材料、环境条件、产量水平等因素不同，所得结果出入很大[28-33]，本研究对通过鉴定品种的农艺性状与产量的相关分析，产量与穗粒重和单穗重显著正相关；穗粒重与株高、单穗重显著正相关，这也是多年来选育的品种株高未能降低的重要原因，不利于机械化收获；产量与出谷率、千粒重、公顷穗数相关性不强，究其原因，一是育种中为了提高产量延长生育期进而导致了结实率的降低，相应的出谷率、千粒重的下降；二是该区在参试品种有多个杂交种，由于杂交种具有分蘖性，增加了公顷穗数，在出谷率不高的情况下也获得了较高的产量，同样由于常规种与杂交种的分蘖性不同，整体分析上影响到产量与公顷穗数的相关性。本研究中出谷率与千粒重和穗粒重呈负相关，这与王淑君等[34]研究的出谷率与千粒重和穗粒重呈正相关矛盾。分析原因，可能是因为本研究中有多个杂交种，这些杂交种结实率低，依靠大穗和多穗争取产量，这种结果也可能和春夏谷类型不同有关，有待进一步探明。所以在育种中，应强调对主要性状进行选择，同时各性状之间是相互关联的，还应兼顾其他次要因素，使品种的综合性状优良，注意各性状之间的相互协调[26]。

*＜0.05；**＜0.01

3.2 加强品质育种同时提高抗逆性育种

春谷早熟区主要存在的病害为红叶病和白发病，不同年份、不同品种都有发生，仅以田间鉴定作为对品种的抗逆性评价有一定的局限性，生产中存在通过鉴定的品种病害大发生的现象发生，因此对品种的主要病害做专业接菌鉴定很有必要。春谷早熟区2001—2015年通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈下降趋势，直接影响到品种产量的提高，同时也不利于机械化收获。通过鉴定的品种以穗码松紧度中等、纺锤型、黄谷、黄米、熟相中等偏好为主，这些性状的选择与育种者的兴趣爱好有很大关系，也与市场需求有关。品种抗逆性、特征特性与产量、品质的协同性也应该是育种者考虑的问题。

3.3 协调各性状，做好多类型品种的选育

从15年来春谷早熟区育成的谷子品种表现看，多以常规育种方法为主（电子附表1），育种周期长、效率低，选育的品种在产量、品质、抗逆性等方面，缺少突破性的品种，品种的突破取决于新技术应用与材料的创新，这正是谷子育种应该加强的。今后的育种应该重点解决降低株高与提高单穗重、穗粒重及产量提升的矛盾，培育中矮秆大穗型的品种，同时在熟期上应适当缩短生育期，提高品种的适应性，满足谷子机械化生产的需要。该区域通过鉴定的杂交谷子在产量和数量上都有较大的优势，逐步替代常规品种成为生产主栽品种将可能成为一种趋势[34-37]。旱熟区品种类型单一，应加强优质、抗除草剂等多用途、多类型品种的选育，进一步满足谷子产业发展的需求。

4 结论

2001—2015年春谷早熟区选育的品种在产量上有增加的趋势，但产量潜力提升不显著，其中杂交种在产量上有较大的优势，可作为该区实现产量突破的重要途径。新选育的品种生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破，同时也不利于谷子机械化生产的发展。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重，其次为株高、生育期，育种中应注意各性状之间关联性，强调主要因素的同时也要兼顾次要因素，提高谷子品种的综合性和各性状之间的协调性。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、有分蘖自身调节能力强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。

[1] 刁现民. 中国谷子产业与未来发展//刁现民. 中国谷子产业与产业技术体系. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2011: 20-30.

DIAO X M. Industry and developmental perspectives of Chinese foxtail millet//Diao X M.. Beijing: China Agricultural Sciences and Technology Press, 2011: 20-30. (in Chinese)

[2] 李顺国, 刘斐, 刘猛, 赵宇, 王慧军. 我国谷子产业现状、发展趋势及对策建议. 农业现代化研究, 2014, 35(5): 531-535.

LI S G, LIU F, LIU M, ZHAO Y, WANG H J. The current industry situation, development trend, and suggestions for the future of foxtail millet in China., 2014, 35(5): 531-535. (in Chinese)

[3] 张雪峰. 中国谷子产业发展问题研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2013.

ZHANG X F. Study on the issues of millet industry development in china[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2013. (in Chinese)

[4] 杜国平. 浅析我国谷子育种与生产现状及发展方向. 吉林农业, 2012(11): 100-101.

DU G P. The present situation of foxtail millet breeding and production as well as the further research directions in china., 2012(11): 100-101. (in Chinese)

[5] 程汝宏. 产业化生产背景下的谷子育种目标. 河北农业科学, 2010, 14(11): 92-95.

CHENG R H. Breeding objectives of foxtail millet under the background of industrial production., 2010, 14(11): 92-95. (in Chinese)

[6] 梁双波, 程汝宏. 小杂粮在我国种植结构调整中的地位与发展策略. 河北农业科学, 2005, 9(2): 93-95.

LIANG S B, CHENG R H. Position of foxtail millet and small grain the cropping pattern adjustment and it’s development strategy in china., 2005, 9(2): 93-95. (in Chinese)

[7] 柴岩, 冯佰利. 中国小杂粮产业发展现状及对策. 干旱地区农业研究, 2003, 21(3): 145-151.

CHAI Y, FENG B L. Present situation and developing strategies of minor grain crops in china., 2003, 21(3): 145-151. (in Chinese)

[8] 宋慧, 刘金荣, 王素英, 闫宏山, 谢明杰, 宋中强, 张扬, 冯佰利. 中国谷子优势布局和发展研究. 安徽农业科学, 2015, 43(20): 330-332.

SONG H, LIU J R, WANG S Y, YAN H S, XIE M J, SONG Z Q, ZHANG Y, FEGN B L. Regional distribution and development of millet in china., 2015, 43(20): 330-332. (in Chinese)

[9] 韦善富, 宋智萍, 韦仕邦, 石瑜敏, 王威豪, 周行. 2005年广西杂交稻区域试验分析及思考. 西南农业学报, 2007, 20(4): 835-838.

WEI S F, SONG Z P, WEI S B, SHI Y M, WANG W H, ZHOU H. Analysis and reflection of hybrid rice regional trial in Guangxi., 2007, 20(4): 835-838. (in Chinese)

[10] 陈志谊, 刘永锋, 吉健安,刘邮洲, 苏东平. 2001~2005年江苏省水稻区试品种(系)抗病性鉴定和评价. 江苏农业学报, 2006, 22(4): 384-387.

CHEN Z Y, LIU Y F, JI J A, LIU Y Z, SU D P. Assessment and evaluation of diseases resistance of main rice cultivars in Jiangsu., 2006, 22(4): 384-387. (in Chinese)

[11] 杨仕华, 熊振民, 陈志谦, 蔡国海, 谢芙贤, 张国华. “七五”南方稻区水稻区域试验品种分析及育种展望. 中国农业科学, 1995, 28(增刊): 49-55.

YANG S H, XIONG Z M, CHEN Z Q, CAI G H, XIE F X, Zhang G H. Analysis of the cultivars from south china rice regional rest during “7thfive-year plan” period and the future breeding prospect., 1995, 28(Suppl.): 49-55. (in Chinese)

[12] 张红林, 张正国, 刘海平, 刘跃清, 彭从胜, 王凤虎, 张瑞祥. 2002-2005年水稻品种江西省区试总结及杂交水稻育种对策. 江西农业学报, 2006, 18(2): 62-66.

ZHANG H L, ZHANG Z G, LIU H P, LIU Y Q, PENG C S, WANG F H, ZHANG R X. Counter measures for hybrid rice breeding and summary of jiangxi regional test of rice cultivars during 2002-2005., 2006, 18(2): 62-66. (in Chinese)

[13] 吕建群, 曾宪平. 四川省中籼中熟杂交水稻10年区试分析. 四川农业大学学报, 2006, 24(4): 390-393.

LÜ J Q, ZENG X P. Analysis sichuan mid-maturity hybrid rice trial last decade., 2006, 24(4): 390-393. (in Chinese)

[14] 高辉明, 张正斌, 徐萍, 杨引福, 卫云宗, 刘新月. 2001—2009年中国北部冬小麦生育期和产量变化. 中国农业科学, 2013, 46(11): 2201-2210.

GAO H M, ZHANG Z B, XU P, YANG Y F, WEI Y Z, LIU X Y. Changes of winter wheat growth period and yield in northern china from 2001-2009., 2013, 46(11): 2201-2210. (in Chinese)

[15] 吕晓欢, 冯晶, 蔺瑞明, 林凤, 徐世昌. 2009-2010年河南、河北、山东三省小麦区试品种(系)的亲缘系数分析. 麦类作物学报, 2013, 33(3): 455-460.

LÜ X H, FENG J, LIN R M, LIN F, XU S C. Analysis on coefficient of parentage of wheat cultivars in the reginal trials of henna, hebei and Shandong in 2009-2010., 2013, 33(3): 455-460. (in Chinese)

[16] 伍玲, 朱华忠, 邓丽, 胡嘉. 1997—2007年通过四川省区试审定的小麦品种述评. 西南农业学报, 2008, 21(3): 562-569.

WU L, ZHU H Z, DENG L, HU J. Review of release wheat cultivars through Sichuan provincial trial during 1997 to 2007., 2008, 21(3): 562-569. (in Chinese)

[17] 王玉莹, 张正斌, 杨引福, 王敏, 赵久然, 杨国航. 2002—2009年东北早熟春玉米生育期及产量变化. 中国农业科学, 2012, 45(24): 4959-4966.

WANG Y Y, ZHANG Z B, YANG Y F, WANG M, ZHAO J R, YANG G H. Growth period and yield of early-maturing spring maize in northeast china from 2002-2009., 2012, 45(24): 4959-4966. (in Chinese)

[18] 李丹, 刘凤兰, 伍晓明, 陈碧云, 闫贵欣, 曾长立, 付桂萍, 吕培军. 2001-2009年国家冬油菜区域试验参试材料分析. 中国油料作物学报, 2011, 33(1): 33-38, 47.

LI D, LIU F L, WU X M, CHEN B Y, YAN G X, ZENG C L, FU G P, LÜ P J. Analysis of the materials in regional trials of winter - type oilseed rape (L.) in China during 2001-2009., 2011, 33(1): 33-38, 47. (in Chinese)

[19] 王军, 郭二虎, 袁峰, 杨慧卿, 王青水. 基于AMMI模型分析谷子基因型与环境互作效应. 河北农业科学, 2010, 14(11): 107-111.

WANG J, GUO E H, YUAN F, YANG H Q, WANG Q S. Analysis on genotype environment interaction effect of millet based on AMM model., 2010, 14(11): 107-111. (in Chinese)

[20] 任月梅. 春播早熟区谷子主要农艺性状相关和通径分析. 内蒙古农业科技, 2004(1): 13-22.

REN Y M. Theagronomic characters correlation and path analysis of early-maturing spring millet., 2004(1): 13-22. (in Chinese)

[21] 郭二虎, 王军, 杨慧卿, 袁峰, 范慧萍. 同异分析及模糊概率分析方法在谷子品种区域试验中的应用. 河北农业科学, 2010, 14(11): 161-163,172.

GUO E H, WANG J, YANG H Q, YUAN F, FAN H P. Application of similarity-difference analysis and fuzzy probability analysis on regional test of millet cultivars., 2010, 14(11): 161-163,172. (in Chinese)

[22] 范惠萍, 郭二虎, 李瑜辉, 王丽霞, 王秀清, 程丽萍. 秩次分析法对谷子品种区试产量性能评价的有效性分析. 安徽农业科学, 2011, 39(2): 711-713.

FAN H P, GUO E H, LI Y H, WANG L X, WANG X Q, CHENG L P. Validity of appreciation of(L.) Beauv yield capability with the rank analysis method by variety regional trials., 2011, 39(2): 711-713. (in Chinese)

[23] 郭红亮, 郭二虎, 栗建枝, 常海霞, 郑向阳, 王国平, 王高宏. 中国西北春谷区区试品种(系)的非参数统计分析与评价. 中国农学通报, 2008, 24(9): 150-155.

GUO H L, GUO E H, LI J Z, CHANG H X, ZHENG X Y, WANG G P, WANG G H. The analysis and evaluation of spring millet cultivars in Northwest of China regional trial with nonparametric statistics., 2008, 24(9): 150-155. (in Chinese)

[24] 唐启义, 冯明光. 实用统计分析及其DPS处理系统(D). 北京: 科学出版社, 2002: 280-311.

TANG Q Y, FENG M G.(D). Beijing: Science Press, 2002: 280-311. (in Chinese)

[25] 陈群, 耿婷, 侯雯嘉, 陈长青. 近20年东北气候变暖对春玉米生长发育及产量的影响. 中国农业科学, 2014, 47(10): 1904-1916.

CHEN Q, GENG T, Hou W J, CHEN C Q. Impacts of climate warming on growth and yield of spring maize in recent 20 years in northeast China., 2014, 47(10): 1904-1916. (in Chinese)

[26] 陆伟婷, 于欢, 曹胜男, 陈长青. 近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响. 中国农业科学, 2015, 48(16): 3132-3145.

LU W T, YU H, CAO S N, CHEN C Q. Effects of climate warming on growth process and yield of summer maize in Huang-Huai-Hai plain in last 20 years., 2015, 48(16): 3132-3145. (in Chinese)

[27] 刘新月, 裴磊, 卫云宗, 张正斌, 高辉明, 徐萍. 气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征——以山西临汾为例. 中国农业科学, 2015, 48(10): 1942-1954.

LIU X Y, PEI L, WEI Y Z, ZHANG Z B, GAO H M, XU P. Agronomic traits variation analysis of Huanghuai dryland winter wheat under temperature change background in China - taking Linfen, Shanxi as an example., 2015, 48(10): 1942-1954. (in Chinese)

[28] 刘正理, 程汝宏, 张凤莲, 夏雪岩, 师志刚, 张耀华. 不同密度条件下3种类型谷子品种产量及其构成要素变化特征研究. 中国生态农业学报, 2007, 15(5): 135-138.

LIU Z L, CHENG R H, ZHANG F L, XIA X Y, SHI Z G, ZHANG Y H. Yield and yield component characteristics of three foxtail millet cultivars at different planting densities., 2007, 15(5): 135-138. (in Chinese)

[29] 杨成元. 春谷产量与其相关性状的关联度分析. 杂粮作物, 2002, 22(5): 259-261.

YANG C Y. Grey connected-degree analysis of yield and correlated traits in spring millet., 2002, 22(5): 259-261. (in Chinese)

[30] 栾素荣, 王占廷, 李青松. 谷子产量与主要农艺性状的灰色关联度分析. 河北农业科学, 2010, 14(11): 115-116, 118.

LUAN S R, WANG Z T, LI Q S. Grey relational grade analysis on yield and main agronomic characters of foxtail millet., 2010, 14(11): 115-116, 118. (in Chinese)

[31] 赵禹凯, 王显瑞, 张立媛, 李书田. 谷子产量与主要农艺性状的灰色关联度分析. 吉林农业科学, 2014, 39(2): 9-12.

ZHAO Y K, WANG X R, ZHANG L Y, LI S T. Grey relational analysis on yield and main agronomic characters of foxtail millet., 2014, 39(2): 9-12. (in Chinese)

[32] 黄英杰, 张岩. 谷子品种产量及主要产量构成因素稳定性的分析. 作物杂志, 2002(5): 43-44.

HUANG Y J, ZHANG Y. The stability analysis to yield and yield components of foxtail millet., 2002(5): 43-44. (in Chinese)

[33] 赵禹凯, 王显瑞, 陈高勋, 赵敏, 李书田. 谷子主要农艺性状的相关和通径分析. 内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2014, 35(2): 35-38.

ZHAO Y K, WANG X R, Chen G X, Zhao M, Li S T. Correlation analysis and path analysis on major agronomic traits of millet., 2014, 35(2): 35-38. (in Chinese)

[34] 王淑君, 刘金荣, 宋中强, 王素英, 刘海萍. 谷子出米率和出谷率影响因素分析. 农业科技通讯, 2014(6): 61-64.

WANG S J, LIU J R, SONG Z Q, WANG S Y, LIU H P. The analysis to influencing factors of the output rate of grain and millet., 2014(6): 61-64. (in Chinese)

[35] 李顺. 我国杂交谷子生产现状与高产栽培技术. 农业科技通讯, 2011(7): 137-140.

LI S. Present situation and high yield cultivation techniques of hybrid millet in china., 2011(7): 137-140. (in Chinese)

[36] 程汝宏. 我国谷子育种与生产现状及发展方向. 河北农业科学, 2005, 9(4): 86-90.

CHENG R h. The present situation of foxtail millet (Beauv) breeding and production as well as the further research directions in china., 2005, 9(4): 86-90. (in Chinese)

[37] 程汝宏, 刘正理. 我国谷子育种目标的演变与发展趋势 . 河北农业科学, 2003, 7(增刊): 95-98.

CHENG R H, LIU Z L. Evolution of breeding objectives of foxtail millet and its developing tendency in china., 2003, 7(Suppl.): 95-98. (in Chinese)

（责任编辑 李莉）

A：生育期；B：株高；C：穗长；D：单穗重；E：穗粒重；F：出谷率；G：千粒重；H：公顷穗数。1：张杂谷1号；2：大同27号；3：陇谷10号；4：大同29号；5：张杂谷3号；6：张杂谷9号；7：大同32号；8：张杂谷10号；9：陇谷11号；10：赤谷16；11：大同34号；12：蒙谷13号；13：榆谷6号；14：赤谷18；15：大同39号；16：豫谷18；17：张杂谷17号；18：张杂谷15号

A: Growth duration; B: Plant height; C: Panicle length; D: Weight per panicle; E: Grain weight per panicle; F: Percentage of grain weight per panicle; G:1000-grain weight; H: Number of panicles per hectare. 1: Zhangzagu 1; 2: Datong 27; 3: Longgu 10; 4: Datong 29; 5: Zhangzagu 3; 6: Zhangzagu 9; 7: Datong 32; 8: Zhangzagu 10; 9: Longgu 11; 10: Chigu 16; 11: Datong 34; 12: Menggu 13; 13: Yugu 6; 14: Chigu 18; 15: Datong 39; 16: Yugu 18; 17: Zhangzagu 17; 18: Zhangzagu 15

附图1 2001—2005年西北春谷早熟区通过鉴定品种与对照品种农艺性状平均值的比较

Fig. S1 The agronomic traits of cultivars released from the regional adaptation test compared with CK

附表1 2001—2015年西北春谷早熟区通过区试鉴定的品种

Table S1 List of foxtail millet cultivars that were authorized to release during 2001-2015 in the early mature region in Northwest China

编号Number品种名称Cultivar来源Sources选育单位Breeding institution特异性状Specific traits优质米等级Quality level鉴定编号GIA number 1张杂谷1号Zhangzagu 1A2×冀张谷1号A2×Jizhanggu1河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars二级The second quality level2004008 2大同27号Datong 27（7350×早1）×伊17(7350×Zao1)×Yi 17山西省农业科学院高寒区作物研究所High latitude Crops Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2003004 3陇谷10号Longgu 108601×陇谷9号8601×Longgu 9甘肃省农业科学院Gansu Academy of Agricultural Sciences2003005 4大同29号Datong 29轮回选择Recurrent selection山西省农业科学院高寒区作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2005008 5张杂谷3号Zhangzagu 3A2×1484-5河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars2005007 6张杂谷9号Zhangzagu 9A2×2053河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars二级The second quality level2008005 7大同32号Datong 32(黄软谷×张纯一)F2×晋谷29号(Huangruangu×Zhangchunyi)F2×Jingu 29山西省农业科学院高寒区作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2009001 8张杂谷10号Zhangzagu 10A2×2038河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars2009002 9陇谷11号Longgu 118519-3-2×DSB98-6甘肃省农业科学院Gansu Academy of Agricultural Sciences2010003 10赤谷16Chigu 16赤谷10×承谷8号Chigu 10×Chenggu 8内蒙古赤峰市农牧科学研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia一级The first quality level2010002 11大同34号Datong 3473-50×早173-50×Zao 1山西省农业科学院高寒区作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2012003 12蒙谷13号Menggu 13Crossing breeding内蒙古赤峰市农牧科学研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia201307 13榆谷6号Yugu 6农家种系选Selection from traditional varieties陕西省榆林市农业科学研究所Yulin Institute of Agricultural Sciences in Shaanxi Province 2016011 14赤谷18Chigu 18赤8/k87-2Chi 8/k87-2内蒙古赤峰市农牧科学研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia2015008 15大同39号Datong 39坝257/张纯一Ba 257/Zhangchunyi山西省农业科学院高寒区作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2016009 16豫谷18Yugu 18豫谷1号/保282Yugu 1/Bao 282河南省安阳市农业科学院Anyang Academy of Agricultural Sciences in Henan Province一级The first quality level2016008 17张杂谷17号Zhangzagu 17A2×(2039-95-3)河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars二级The second quality level2016010 18张杂谷15号Zhangzagu 15A2×阳高3号父变异A2×Yanggao 3 parents’mutation河北省张家口市农业科学院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province杂交种hybrid cultivars一级The first quality level2015006

附表2 2001—2015年西北春谷早熟区各承试点产量结果

Table S2 Bi-plot result of early-maturing-spring foxtail millet cultivars in Northwest china from 2001-2015

编号Number承试点Bi-plot承试年度The time of regional test平均产量Average grain yield (kg·hm-2)编号Number承试点Bi-plot承试年度The time of regional test平均产量Average grain yield (kg·hm-2) 参试品种Tested line对照CK参试品种Tested line对照CK B01河北张家口Zhangjiakou, Hebei2001—20156154.205951.40B06河北承德Chengde, Hebei2001—20036577.506387.50 B02甘肃会宁Huining, Gansu2001—20152750.502859.00B07宁夏固原Guyuan, Ninxia 2004—20154254.384526.00 B03山西大同Datong, Shanxi2001—20155986.505927.90B08内蒙古呼和浩特Hohhot, Inner Mongolia2004—20156226.386365.38 B04山西灵丘Lingqiu, Shanxi2001—20153976.304020.40B09内蒙赤峰Chifeng, Inner Mongolia 2005—20155207.055262.68 B05陕西榆林Yulin, Shanxi2001—20155052.704794.40

附表3 2001—2015年西北春谷早熟区参试品种与对照品种农艺性状平均值的比较

Table S3 The average of yield and agronomic traits of tested lines in regional adaptation test compared with CK

农业性状Agronomic trait2001—20062007—2015 参试品种Tested line大同14号（对照）Datong 14 (CK)参试品种Tested line大同29号（对照）Datong 29 (CK) 生育期Growth duration (d)1867.35±28.351860.00±40.201891.35±43.201860.00±27.00 株高Plant height (cm)1820.85±134.851842.30±180.901992.90±134.251966.50±123.90 穗长Panicle length (cm)371.40±22.50360.30±12.45374.25±21.15358.50±21.15 单穗重Weight per panicle (g)316.05±31.95313.65±30.15374.40±51.15385.65±42.60 穗粒重Grain weight per panicle (g)253.50±39.00253.80±33.00288.45±41.70310.05±32.55 出谷率Percentage of grain weight per panicle (%)1180.95±59.551189.65±46.051153.50±51.751198.05±58.05 千粒重1000-grain weight (g)50.25±1.2054.90±1.8048.45±1.5057.30±3.45 公顷穗数Number of panicles per hectare (×104)34.50±2.8534.35±3.0037.35±1.6536.60±1.80

附表4 2001—2015年西北春谷早熟区通过鉴定品种抗逆性

Table S4 The resistance of foxtail millet cultivars released in regional adaptation test in 2001-2015

序号Number品种名称Cultivar抗倒性Lodging (0-4 level)耐旱性Drought tolerance (0-4 level)谷锈病Rust-resistance (0-4 level)谷瘟病Blast-resistance (0-4 level)纹枯病Sheath blight- resistance (0-4 level)红叶病 The rate of red leaf disease (%)白发病The rate of downy-mildew (%)黑穗病The rate of grain smut (%)线虫病The rate of worm disease (%)蛀茎率The rate of bethyloid (%) 1张杂谷1号Zhangzagu 1111111.900.100.000.000.40 2大同27号Datong 27110002.340.250.000.000.50 3陇谷10号Longgu 10220011.600.500.750.001.00 4大同29号Datong 29110000.423.300.000.001.00 5张杂谷3号Zhangzagu 3120102.003.000.000.000.20 6张杂谷9号Zhangzagu 9111113.001.500.000.000.10 7大同32号Datong 32010001.500.670.000.000.20 8张杂谷10号Zhangzagu 10210001.400.500.060.000.50 9陇谷11号Longgu 11320102.003.000.000.000.10 10赤谷16Chigu 16010101.300.500.000.000.00 11大同34号Datong 34010000.700.000.000.000.20 12蒙谷13号Menggu 13210112.003.000.000.000.10 13榆谷6号Yugu 6020112.173.000.000.000.50 14赤谷18Chigu 18112111.100.000.300.000.30 15大同39号Datong 39310003.490.250.000.000.70 16豫谷18Yugu 18220016.400.000.740.001.00 17张杂谷17号Zhangzagu 17120003.160.000.230.001.00 18张杂谷15号Zhangzagu 15320212.003.000.000.000.58 CK1张杂谷1号Zhangzagu 1321112.552.201.000.001.91 CK2大同27号Datong 27320112.705.401.560.001.00

Research Progress and Major Traits of Foxtail Millet Cultivars Developed in the Early-Mature Spring-Sowing Region in the Past 15 Years

ZHANG AiYing1, DIAO XianMin2, GUO ErHu1, FAN HuiPing1, WANG LiXia1, LI YuHui1, CHENG LiPing1, Wu YinSheng1, ZHANG Li3

(1Millet Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences/Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Breeding in Minor Crops, Changzhi 046011, Shanxi;2Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;3College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi)

The objective of this study is to analyze the changes of agronomic traits, yield and resistance characters of foxtail millet cultivars released in the early-mature spring-sowing region in China in the past 15 years, the progress and breeding direction of foxtail millet was discussed, which provided scientific evidence for new cultivars development in the future.Based on the data obtained from early-mature spring-sowing foxtail millet cultivars that participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015 in northwest China, agronomic traits and grain yield traits were analyzed and compared.There were 85 newly developed foxtail millet lines participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015, among which 18 lines that meet the national standard of new cultivar were authorized to release. Among the 12 conventional cultivars and 6 hybrid cultivars that released, only three of them have the grain yield potential that is over 10% higher than the control. Great difference was identified among the average grain yield of lines that participated in the test between different years, but it shows a potential of increase of grain yield with the time schedule. There is no significant difference among the annual means of panicle length and 1000-grain weight of the tested and released foxtail millet lines and the range of panicle length and 1000-grain weight were 23-27 cm and 3-3.4 g respectively, while significant differences were identified between the annual means of plant height, panicle weight and panicle grain weight, which showed a gradual increase trend with the time schedule. Among the 18 cultivars released, the growth duration of 13 of them is longer than the control cultivars, and all those cultivars were characterized with taller plant height, heavier panicle weight and panicle grain weight, which imply that much more attention was paid on the selection of single plant characters in the breeding efforts. Co-relation coefficient analyses indicated that 81.43% of the grain yield variation was decided by growth duration, plant height, panicle weight, panicle grain weight and the rate of grain per panicle, and grain yield was significantly related with panicle weight and panicle grain weight. Diseases and drought resistance related characters of those lines participated in the test were also recorded which indicated that the resistant ability of stresses of released lines among the past 15 years in the early mature foxtail millet breeding became stronger.There is a growth tendency of grain yield in the newly developed early mature foxtail millet cultivars in 2001-2015, the main characters that contributing to grain yield include panicle weight, panicle grain weight, plant height and growth duration. Considering the quick development of machinery cultivation, efforts of developing short plant height, strong logging resistance, big panicle with higher net grain rate should be paid much more attention.

spring foxtail millet; early-mature; regional trial; grain yield; agronomic characters; correlation analysis

2017-05-12；

2017-06-15

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-07-12.5-A10）、山西省农业科学院生物育种工程（17yzgc024）、山西省农业科学院农业科技创新研究课题（YYS1703）

联系方式：张艾英，E-mail：zay1012@126.com。通信作者刁现民，E-mail：diaoxianmin@caas.cn。通信作者郭二虎，E-mail：guoerhu2003@163.com