豫西丘陵地区谷子品种主要农艺性状与产量的相关性

周佳敏， 梁颖颖， 李思源， 张富厚， 赵俊杰， 孟超敏*

(1.河南科技大学 农学院，河南 洛阳 471000； 2.洛阳市作物遗传改良与种质创新重点实验室，河南 洛阳471000； 3.伊川伊河桥米业有限公司，河南 洛阳 471000； 4.洛阳市小米种植及深加工业企业研发中心，河南 洛阳471000)

谷子(SetariaItalica)属禾本科狗尾草属，脱壳后称为小米，广泛种植于欧亚大陆的温带和热带，在我国分布也极其广泛，其中种植面积较大的省(区)有山西、河北、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、山东、河南、陕西、甘肃及宁夏等[1]。谷子具有抗旱耐瘠、适应性强、生育期短、营养丰富等突出特征，是我国北方干旱半干旱地区重要的农作物。近年来，随着人们对健康饮食的重视，粗粮杂粮进入人们视野，而小米的营养成分齐全，消化吸收率较高，其丰富的氨基酸易被人体吸收，为优良的健康食品[2-4]。伊川县属于豫西地区，为特有的丘陵地带[5]，昼夜温差大，非常适合谷子的生长，该地区谷子种植历史悠久，生产的小米色泽金黄，口感好，谷子种植与加工增加了当地农民的收入，带动农民脱贫致富[6]。豫西丘陵地区谷子种植品种类型较杂，谷子品质、产量和原粮价格得不到保障，因此，筛选适宜本土种植的新优谷子品种种植推广具有重要意义。然而谷子品种繁多，不同品种适宜种植地区不同，相同品种在不同地区产量和品质有较大差异[7-8]。为提高豫西丘陵地区谷子产量和品质，通过引进不同类型的30个谷子品种，在现有生产条件下进行田间比较试验，统计其农艺性状及产量，筛选出适宜豫西丘陵地区种植的高产优良谷子品种，以期为该地区谷子优质高产品种应用与推广提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年6月进行，试验地位于洛阳市伊川县吕店镇赵庄村，地处豫西丘陵地区。年平均温度为14.5℃，降水量641.9 mm，降雨分布不均；无霜期217 d，日照时数2 311.7 h，属于季风暖温带；光热资源充足，干旱发生频繁[9]。土壤类型以褐土为主，土地平整，土层深厚。

1.2 试验材料

试验材料为30个谷子品种，中谷1、中谷2和中杂谷5号来源于中国农业科学院，长生07、长生13、晋谷21和长农35来源于山西省农科院，济谷17、济谷19、济谷20、济谷21、济白米1号和济糯米2号来源于山东省农科院，豫谷18、豫谷31、豫谷33、豫谷34、豫谷35、豫谷36和豫杂谷1号来源于安阳市农科院，冀谷39、冀谷37、冀谷38、冀谷41和冀谷42来源于河北省农林科学院，金谷5号、天粟1号、天粟2号和天粟4号来源于河北天粟农业科技有限公司，东昌金谷来源于河北东昌种业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 以30个谷子品种为试验对象，采用随机区组排列，共30个处理，每个处理3次重复，共90个小区。小区长10 m，宽3.4 m。每小区播种8行，行距40 cm。相邻小区间隔60 cm，走道宽1 m。整个试验区(不包括保护行)东西长102 m，南北宽34 m。保护行种植冀谷39。

1.3.2 测定指标 收获前测量株高，并于每小区随机选取生长正常的5株植株用于室内考种，考察其穗形、成熟期叶色和穗姿。另在每小区取20株植株测定谷子穗长、穗下节间长度、穗粗、穗形及单穗重等，计算其平均值。

1.4 数据分析

采用Excel进行原始数据处理，对试验结果进行统计分析。利用SPSS 25.0分析各品种之间的差异，筛选出田间表现较好的品种。

2 结果与分析

2.1 不同谷子品种的农艺性状

由表1看出，30个谷子品种的穗长为16.9～23.5 cm，以天粟4号最长，冀谷41最短；穗下节间长度为14.7～36.1 cm，其中天粟4号最短，豫谷35最长；穗粗为19.3～30.1 mm，最细的是晋谷21，最粗的是天粟4号；株高为80.0～120.5 cm，其中以长农35最高，豫杂谷1号最矮；单穗重为7.6～17.0 g，豫谷18单穗重最大，长生13最小。30个谷子品种的穗形以纺锤形为主，有少量圆筒形和鸡嘴形；穗松紧度以中等为主，有少量谷子品种穗子偏紧或较为松散。

表1 不同谷子品种的农艺性状指标

2.2 不同谷子品种的产量

从表2看出，30个谷子品种间产量具有明显差异。冀谷41的平均产量最高，达628.0 kg/667m2，显著高于其他品种；其次是豫谷18，产量为467.8 kg/667m2。长生13和天粟4号产量最低，分别为194.5 kg/667m2和191.2 kg/667m2，但与中杂谷5号、豫谷33、济谷20、济谷21、冀谷42、冀谷37、豫谷36、济谷17、豫谷31、东昌金谷、天粟1号、中谷2、长农35、长生07、中谷1、晋谷21及豫杂谷1号差异不显著。

表2 谷子各品种平均产量

2.3 谷子产量与主要性状的相关性

由表3可知，谷子产量与穗下节间长度、穗粗、穗数和单穗重呈正相关，其中，与穗数、单穗重呈极显著正相关；与穗长、株高呈负相关，但相关性不显著。说明，随着单位面积穗数和单穗重的增加，谷子产量呈增加趋势，而随着株高和穗长增加，产量有降低趋势。产量主要是由单位面积株数和单株产量构成，当增加单位面积上谷子株数和单株穗重就能增加其产量，单位面积穗数形成主要取决于播种期，所以合理规划种植密度可以提高谷子产量。产量与穗长和株高呈负相关，可能是由于当谷子的株高和穗长增加，每株谷子之间对光的利用效率就降低，影响植株体内光合产物的积累，使产量降低。可见，上述农艺性状的变化会影响谷子的最终产量。

表3 谷子品种主要性状相关系数

单位面积穗数与穗长呈显著负相关，表明随单位面积穗数增加，穗长呈下降趋势；株高与穗粗呈极显著负相关，表明随谷子株高增长，穗粗呈下降趋势；单穗重与穗粗呈极显著正相关，随谷子穗粗增长，单穗重呈增加趋势。作物中所积累的有机物质，主要是植株利用太阳光能，吸收二氧化碳和水，通过光合作用合成。当单位面积上的谷子穗数增加，谷子叶面的光利用率降低，影响有机物的生成，进而影响穗长。当谷子的株高增长，其抗倒伏的能力变弱，茎秆不足以支撑较重的穗子，因而谷子穗粗有所降低。当谷子穗粗增加，谷子的每穗粒数增加，进而使单穗重增加。

3 结论与讨论

不同品种的谷子在农艺性状和产量等方面存在较大差异，通过分析不同品种谷子的农艺性状的差异性和相关性，筛选出适宜豫西区陵地区栽培品种，可有效提高谷子的产量和品质。供试的 30个谷子品种在相同种植条件下产量存在显著差异，平均产量为342 kg/667m2，其中冀谷41产量最高，达627.96 kg/667m2；天粟4号产量最低，为191.23 kg/667m2。

谷子农艺性状与产量的相关性较为复杂，因品种和栽培措施等因素不同，所得结果存在差别[10-12]。刘鹏等[13]研究表明，谷子产量与单穗质量、单穗粒质量、单株生物量、生育期呈显著正相关，而与株高及穗柄长呈负相关。张霞等[14]研究表明，谷子产量与株高、穗长、单穗重、千粒重呈极显著正相关。陈家敬等[15]研究认为，谷子株高与单穗质量、穗长与出谷率之间呈显著负相关，单穗质量与单穗粒质量之间存在极显著的正相关关系。研究表明，谷子产量与穗数、单穗重之间呈极显著正相关，与张艾英等[16]的研究结论相似。

谷子具体引种过程中应根据不同地区的生产种植条件筛选适宜品种。在豫西丘陵地区，谷子引种首要考虑相关因素为单位面积穗数和单穗重，其次为穗下节间长度和穗粗，选择单穗比较重、穗粗较粗、穗下节间较长、株高较矮、穗长相对短的品种，并注意在种植时进行合理密植。在引种的30个谷子品种中，冀谷41、豫谷18、冀谷39和豫谷34的产量相对较高，可在豫西丘陵地区小面积试种。一个地区适宜谷子品种的推广需要考虑多方面因素[17-20]，除产量之外还需要考虑品质、加工质量、消费者的需求等，该研究仅1年试验结果，因此，上述品种在小面积试种的同时尚需进一步试验考察其推广种植的可行性。