宁夏南部山区农田优质糜子品种筛选

杜 璨， 杨 刚，李红飘，何新全

(1. 杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100；2.山西路桥建设集团园林绿化工程有限公司，山西 太原 030000；3.陕西省勉县勉阳街道办事处，陕西 勉县 724200)

0 引言

宁夏南部山区(通称“宁南山区”)属于黄河中游黄土丘陵沟壑区，自然条件较差，大部分地区年降雨量在350～400 mm，属于半干旱地区[1]。在宁南山区天然降水是农业生产区唯一的水分来源，该地区是典型的半干旱雨养农业区，干旱已经成为限制作物产量提高的重要因素，严重制约着当地农业经济的发展。但该区光热资源丰富，农业生产增产潜力很大[2]，为此栽培耐干旱、贫瘠的小杂粮，已经成为该区域旱作农业结构调整的重要措施。

糜子(PanicummiliaceumL.)由于其生育期短、适应能力强、抗旱、耐瘠、抗病虫害能力强等优点[3]，成为宁南山区主要粮食作物之一[4]，对调整当地农业产业结构，稳定粮食产量、确保粮食安全等具有非常重要的意义。近年来，随着糜子产品市场需求的增长，宁夏糜子种植面积呈明显上升趋势[5]，但在糜子的生产过程中，存在着栽培品种繁杂、良种少、品种优势不明显等问题[6～7]。不同糜子品种在同一生态区的适应性不同，有不同的农学表现，如何甄别出适合干旱、贫瘠山区的高产品种，是目前需要解决的问题。虽然前人对糜子做了较多研究，但都集中在产量构成、农艺性状、耕作措施等方面[8～12]，而对不同糜子品种耗水特征、水分利用效率与产量关系的研究较少。

试验在前人研究结果的基础上，选取10个糜子品种，对其主要的农艺性状、产量构成要素及水分利用效率进行研究分析，以期为宁南山区筛选出抗旱、耐瘠、抗病虫害的优质糜子品种，同时为宁南山区糜子优良品种的引入和选育提供理论依据，为本地区优势小杂粮产业化发展发挥推动力量。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于黄土高原中部偏西宁夏回族自治区固原市原州区河川乡上黄村(106°45′E，36°02′N)，属于黄土高原宽谷梁状丘陵区。海拔高度1 590 m，气温属温凉半干旱地带，冬春麦过渡区。年平均气温为6.2℃，每年7月平均温度最高， 1月平均气温最低[13]。该提取土壤以黄土母质上发育的淡黑垆土和黄绵土为主，其中土壤全N值为0.60 g·kg-1，碱解N值为50 mg·kg-1，速效P值为 8.2 mg·kg-1，速效K值为123 mg·kg-1，有机质值为8.6 g·kg-1，pH值为8.1，容重值为1.15 g·cm-3[13]。

1.2 试验材料

供试品种包括固糜21号、固糜22号、内糜5号、宁糜11号、宁糜12号、宁糜13号、宁糜14号、宁糜15号、宁糜16号、宁糜17号、共10个，育种单位详见表1。

表1 糜子品种及来源

1.3 试验设计

试验于2018年进行，选取10个糜子品种进行品种筛选田间试验，采用随机区组设计，共设10个处理，重复3次，试验小区面积20 m2(5 m×4 m)，共30 个小区。采用常规播种，糜子播种量22.5 kg·hm-2(1.5 kg·667 m-2)。行距25 cm，株距4.5 cm，每小区16行，每行90株，留苗密度为90万株·hm-2。采用常规施肥(N 150 kg·hm-2、P2O5120 kg·hm-2、K2O 30 kg·hm-2)；试验所用氮肥为尿素，含氮46.4%；磷肥为重过磷酸钙含P2O543%；钾肥为硫酸钾，含K2O为50%。在糜子的全生育期内依靠自然降水，整个生育期的降水量为420 mm。

1.4 测试项目与方法

1.4.1 考种与测产 主要农艺性状考种：在糜子成熟收获前，随机取10株进行室内考种，同时调查糜子的株高、穗长、穗茎长、主穗粒重、主穗重、千粒重、干草重。

种子产量测定：试验成熟后按小区全部收获脱粒，称其实际产量(kg)、折合产量(kg·hm-2)。

1.4.2 作物水分利用率 于播种前测定耕层土壤养分、土壤容重和土壤含水率(0～100 cm)；收获后按小区分别测定土壤含水率(0～100 cm)、土壤容重指标。并记录糜子在全生育期内的降雨量。

土壤蓄水量：土壤蓄水量(mm)=D×H×w×10生育期耗水量：生育期耗水量=(Wb-Wa)+P作物水分利用效率：WUE(kg·mm-1·hm-2=Ya/Eta

式中，D 为土壤容重 (g·cm-3)；H 为土层厚度(cm)；w 为土壤含水量(%)；Wb 为作物播种前土壤蓄水量(mm)；Wa 为作物收获时土壤蓄水量(mm)；P 为作物整个生育期降雨量(mm)；Ya 为单位面积的经济产量(kg·hm-2)；ETa 为作物整个生育期的耗水量(mm)。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2010 和SPSS 19.0软件进行数据处理；采用Origin 9.0 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同糜子品种的籽粒产量比较

从图1可知，不同糜子品种的籽粒产量存在显著差异。10个糜子品种的籽粒产量从高到底为：固糜21号>宁糜17号>内糜5号>宁糜12号>宁糜11号>宁糜16号>宁糜14号>固糜22号>宁糜13号>宁糜15号，固糜21号产量可高达4 585 kg·hm-2，而宁糜15号产量只有3 313 kg·hm-2。综合分析，固糜21号、宁糜17号、内糜5号产量优异，比低产糜子品种宁糜15号分别高出了38%、30%、25%。

图1 不同谷子品种籽粒产量

2.2 不同糜子品种的产量构成要素

如表2所示，糜子品种主穗粒重、主穗重的差异虽然不显著，但糜子千粒重差异达到显著水平。宁糜17号、宁糜13号、宁糜11号的主穗粒重高于其他处理，分别为7.2 g、7.1 g、6.9 g；宁糜12号、宁糜14号、宁糜13号主穗重高于其它处理，分别为9.5 g、9.4 g 、9.3 g；宁糜12号、内糜5号、宁糜11号的千粒重较高，分别达到9.4 g、9.1 g、8.9 g。

表2 不同糜子品种间产量构成要素比较

2.3 不同糜子品种的农艺性状比较

由表3可知，不同品种糜子的株高、穗长、草重有着显著差异，穗茎长差异不显著。宁糜15号、宁糜11号、内糜5号株高较大，分别达到181.4 cm、181.3 cm、179 cm。宁糜13号、固糜22号、宁糜16号的穗长与其它品种相比差异显著；宁糜12号和固糜22号的草重较大，分别达到15.7 g、14.3 g，说明固糜22号与宁糜12号饲草价值很大。

表3 不同糜子品种的农艺性状

2.4 不同糜子品种的水分利用效率

如表4所示，在2018年度作物生育期内降水量达到420 mm，各品种糜子的耗水量在379～417 mm，其中宁糜12号、宁糜11号、宁糜17号耗水量较大，全生育期可达到417，405，402 mm；糜子品种固糜21号、宁糜17号、内糜5号的水分利用效率较其它品种的表现较优，水分利用效率分别为11.6、10.7、10.6 kg·mm-1·hm-2。

表4 不同糜子品种间水分利用效率比较

2.5 不同糜子品种主要性状的相关分析

由表5可知，产量与主穗粒重、主穗重、千粒重呈正相关，其中，千粒重、主穗粒重达到显著正相关水平；产量与株高、穗长、穗茎长、草重存在负相关，但不显著。这说明随着主穗粒重、主穗重、千粒重的增加，产量有增加趋势，而随着糜子株高、穗长、穗茎长的增加，产量有减小的趋势。

表5 不同品种谷子主要性状相关系数

3 讨论

刘鹏等[13]研究表明在宁南山区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，但是与谷子的株高和穗柄长有着负相关关系。张立媛等[14]对10 个糜子品种产量与农艺性状的灰色相关度分析中说明，其中单穗重、穗粒重、出糜率和千粒重性状对糜子产量具有较大影响大，但是株高、穗长的影响相对较小。本研究结果表明，糜子产量与主穗粒重、主穗重、千粒重存在显著相关关系，这与杨清华等[15]在对糜子的研究结果一致；糜子产量与株高、穗柄长存在负相关，与刘鹏研究结果一致，但与杨如达等[16]研究结果不一致，其研究表明糜子产量与株高有一定关系，可能是是为试验条件和供试材料不同。依据本试验结果，可以推测出糜子株高过高时可能会导致植株倒伏，或者由于糜子的营养生长大于生殖生长从而使产量降低[17]，在糜子栽培中，根据糜子品种进行合理的密植，充分发挥土、肥、水、光、气、热的综合效能，不仅糜子个体发育健壮，群体之间还能生长一致，从而达到高产稳产的目的。

在干旱半干旱地区，土壤水分是限制作物产量的一个主要因素[18]，在作物的生长过程中，水分利用效率是其中的一个重要指标，提高作物的水分利用效率有利于在有限的水资源条件下获得最高的产量和经济效益[19]。刘鹏等[13]的研究结果表明，在宁南山区旱地谷子的耗水量与水分利用效率有着线性关系，即随着谷子耗水量增加，其产量、水分利用效率也会增大。黄桂荣等[20]对10个冬小麦品种间水分利用效率差异及其关键影响因素分析表明，水分利用效率主要受到小麦基因型的影响，因此，产量高的小麦品种其水分利用效率也高。邵立威等[21]对华北夏玉米产量及水分利用效率的研究表明，产量高的玉米品种水分利用效率也较高，玉米产量和水分利用效率有着正相关关系，因此要提高玉米水分利用效率，选择高产玉米的一个重要途径。本研究中，产量高的糜子品种水分利用效率较其它品种的表现较优，这与王龙昌等[3]的研究结果一致，说明选择高产品种是提高作物水分利用率的有效途径之一。

4 结论

通过对10 个糜子品种在宁南地区的比较试验，结果表明在糜子品种引种和选育中首要考虑因素是主穗粒重、千粒重，其次是水分利用效率。应选择主穗粒质量大、千粒重较大，水分利用效率高的品种，但不同品种间生物学特性、农艺性状、产量等各指标差异较大，综合比较10个糜子品种的各项指标得出固糜21号、宁糜17号、内糜5号产量优于其他品种糜子，其产量构成要素都明显高于其他处理，并且水分利用效率较高，综合性状优良，适合在宁南山区种植。