寧夏糜子優(yōu)勢品種篩選及氣候適宜性研究

胡宏遠(yuǎn) 李劍萍 南學(xué)軍 李陽 馬力文 朱永寧

摘要：以寧糜14號(hào)、14-292、14-80、固15-5和14-278共 5個(gè)糜子品種為試驗(yàn)材料，選取同心縣南塬村、海原縣海城鎮(zhèn)武塬村、西吉縣吉強(qiáng)鎮(zhèn)蘆子溝村和固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)徐河村4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別在2017、2018、2019年進(jìn)行了品種比較試驗(yàn)。結(jié)果表明，同心試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選糜子品種為寧糜14號(hào)，海原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選糜子品種為固15-5，西吉試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選糜子品種14-278，固原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選糜子品種為固15-5。綜合考慮地點(diǎn)、品種和年份，推薦寧夏糜子優(yōu)選品種為固糜15-5?？偨Y(jié)了糜子氣候適宜性區(qū)劃結(jié)果，分為適宜區(qū)、次適宜區(qū)、可種植區(qū)及不適宜區(qū)。其中，適宜區(qū)主要包括鹽池縣、同心縣、海原縣、西吉縣、原州區(qū)、彭陽縣、隆德縣及涇源縣等地區(qū);次適宜區(qū)主要包括紅寺堡區(qū)、同心縣、賀蘭山沿山部分區(qū)域及海原縣北部等地區(qū);可種植區(qū)主要包括沙坡頭西南部至海原縣西北部區(qū)域及賀蘭山沿山區(qū)域;不適宜區(qū)主要包括靈武市、利通區(qū)、中寧縣、沙坡頭北部及隆德縣東部和西吉縣北部部分區(qū)域。該結(jié)果為寧夏糜子的生產(chǎn)種植提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：寧夏;糜子;品種篩選;氣候適宜性

中圖分類號(hào)： S516.03;S162.5+3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）15-0077-06

收稿日期：2020-11-05

基金項(xiàng)目：寧夏小雜糧一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展項(xiàng)目（編號(hào)：YES-16-08）。

作者簡介：胡宏遠(yuǎn)（1989―），男，甘肅天水人，碩士，助理工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象研究。E-mail：306685092@qq.com。

通信作者：李劍萍，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)氣象和氣候變化研究。E-mail：lijp-111@163.com。

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍?qū)?，喜溫，是短日照一年生草本植物，有抗旱、耐貧瘠、生育期短、水分利用效率高等特性，具有一定的營養(yǎng)價(jià)值和藥用特性[1]。近年來，我國栽培面積和產(chǎn)量居世界第2位，是我國干旱半干旱地區(qū)種植的主要小秋糧食作物[2]，在糧食穩(wěn)產(chǎn)和抗旱避災(zāi)中也起著重要的作用，主要集中在黑龍江、吉林、河北、山西、內(nèi)蒙古、甘肅、陜西、寧夏等地區(qū)種植。糜子作為我國主要的雜糧作物，被很多學(xué)者關(guān)注，近年來，在糜子新品種選育、種質(zhì)資源遺傳多樣性[3]、抗旱性[4-6]、養(yǎng)分需求[7-8]、光合特性[9-10]、干物質(zhì)積累[11-12]、營養(yǎng)保健[13]和適宜播期[14-15]等方面開展了大量研究。蒲金涌等對甘肅糜子生態(tài)氣候適宜性進(jìn)行了研究[15]。寧夏糜子研究主要集中在栽培技術(shù)、良種繁育及地方品種資源等方面，關(guān)于寧夏南部山區(qū)糜子優(yōu)勢品種篩選及區(qū)劃的系統(tǒng)研究報(bào)道較少。因此，為探究不同糜子品種在寧夏南部山區(qū)的品種氣候適宜性，篩選當(dāng)?shù)貎?yōu)勢品種，2017、2018、2019年在同心縣南塬村、海原縣海城鎮(zhèn)武塬村、西吉縣吉強(qiáng)鎮(zhèn)蘆子溝村、固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)徐河村共4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了品比試驗(yàn)，在探究不同糜子品種在寧夏南部山區(qū)生態(tài)適應(yīng)性的前提下，篩選適宜當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢品種，為當(dāng)?shù)孛幼臃N植生產(chǎn)及優(yōu)勢品種生態(tài)適宜性區(qū)劃提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)地概況

以寧糜14號(hào)、14-292、14-80、14-278、固 15-5 為供試品種。試驗(yàn)于2017、2018、2019年在寧夏南部山區(qū)同心縣南塬村（同心試驗(yàn)點(diǎn)）、海原縣海城鎮(zhèn)武塬村（海原試驗(yàn)點(diǎn)）、固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)徐河村（固原試驗(yàn)點(diǎn)）和西吉縣吉強(qiáng)鎮(zhèn)蘆子溝村（西吉試驗(yàn)點(diǎn)）進(jìn)行。其中，南塬村，地處106.364 548° E、36.800 209° N，海拔1 543 m，年降雨270 mm，年平均氣溫8.6? ℃，年日照時(shí)數(shù)3 024 h，土質(zhì)沙壤土，前茬小麥，肥力中等;武塬村，地處105.578 88° E、36.620 911° N，年降雨525.4 mm，≥ 10 ℃積溫 3 029.2 ℃，年平均氣溫7.7 ℃，年日照時(shí)數(shù) 2 702.6 h，土質(zhì)為黃土，前茬歇地，肥力中等;徐河村，地處106.236 641° E、36.166 34° N，海拔 1 550 m，年降雨397.4 mm，年平均氣溫7.4 ℃，生育期日照時(shí)數(shù)1 348.2 h，土質(zhì)壤土，前茬燕麥，肥力中等;蘆子溝村，地處105.668 137° E、36.035 358° N，海拔2 060 m，年降雨419.7 mm，≥ 10 ℃積溫2 079 ℃，年平均氣溫5.4 ℃，年日照時(shí)數(shù)2 342.8 h，土質(zhì)緗黃土，前茬玉米、小麥，肥力中等，播前翻地深 25 cm，基施史丹利復(fù)合肥（15%N、15%P2O5、15%K2O）600 kg/hm2，農(nóng)家肥 22 500 kg/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積10 m2（2 m×5 m），行距25 cm，每行100株，9行區(qū)，共900株，密度90萬株/hm2，重復(fù)3次，間距100 cm，區(qū)組間距80 cm。

1.3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目

1.3.1 物候期調(diào)查 調(diào)查記錄各試驗(yàn)點(diǎn)糜子出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期和成熟期等物候期。

1.3.2 氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 結(jié)合氣象站，統(tǒng)計(jì)當(dāng)年及物候期內(nèi) ≥ 10 ℃積溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、平均氣溫、平均最高氣溫、平均最高氣溫（≥ 32 ℃日數(shù)、≥ 33 ℃日數(shù)及≥ 35 ℃日數(shù)）、日均降水量、有效降水量、有效降水日數(shù)、平均最低氣溫、平均最低氣溫（<2 ℃日數(shù)及<0 ℃日數(shù)）、日均日照時(shí)數(shù)、平均相對濕度、平均相對濕度<30%日數(shù)、最小相對濕度<30%日數(shù)和風(fēng)速等氣象指標(biāo)。

1.3.3 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 產(chǎn)量為收獲期小區(qū)實(shí)測產(chǎn)量。

1.4 區(qū)劃方法

基于前人研究現(xiàn)狀，將優(yōu)勢糜子品種實(shí)測產(chǎn)量與當(dāng)年主要?dú)庀笠蜃咏⑾嚓P(guān)關(guān)系并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，篩選出關(guān)鍵氣象指標(biāo)和主效應(yīng)指標(biāo)，并結(jié)合調(diào)查法，最終確定優(yōu)勢品種氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)體系，借助ArcGIS軟件實(shí)現(xiàn)糜子區(qū)劃分類。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析及Duncans新復(fù)極差檢驗(yàn)（α = 0.05），圖表數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地點(diǎn)糜子品種產(chǎn)量比較

由表1可見，同一試驗(yàn)點(diǎn)不同品種間產(chǎn)量存在差異。同心試驗(yàn)點(diǎn)，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，其次為 14-292、14-80和14-278，固15-5產(chǎn)量最低，其他品種比寧糜14號(hào)產(chǎn)量分別減少了20.13%、24.16%、30.20%和33.56%，各品種間差異均不顯著;海原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為寧糜14號(hào)、14-80和14-292，14-278產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了23.79%、31.16%、34.32%和38.32%，各品種產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）;西吉試驗(yàn)點(diǎn)，14-278產(chǎn)量最高，固15-5與14-292產(chǎn)量相當(dāng)，其次為 14-80，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最低，各品種間差異均不顯著，其他品種比14-278產(chǎn)量分別減少了2.07%、2.07%、7.50%、16.11%;固原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為14-80、寧糜14號(hào)和14-292，14-278 產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了1.77%、2.30%、12.77%和16.13%，固 15-5 與 14-278 差異顯著（P<0.05），其他品種間差異均不顯著（P<0.05）。

地點(diǎn)、品種間雙因素主體間效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果（表2）表明，2017年，品種、地點(diǎn)均存在差異，其中，地點(diǎn)間差異達(dá)到極顯著水平（P<0.01），品種與地點(diǎn)間存在顯著的交互作用（P<0.05）。

由表3可見，同一試驗(yàn)點(diǎn)不同品種間產(chǎn)量存在差異。同心試驗(yàn)點(diǎn)，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，其次為固15-5、14-80和14-278，14-292產(chǎn)量最低，其他品種比寧糜14號(hào)產(chǎn)量分別減少了0.77%、24.87%、27.44%和28.97%，固15-5與寧糜14號(hào)差異不顯著，二者與其他3個(gè)品種產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）;海原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為14-80、寧糜14號(hào)和14-292，14-278產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了2.65%、4.91%、14.18%和17.77%，各品種間產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著（P<0.05）水平;西吉試驗(yàn)點(diǎn)，14-278產(chǎn)量最高，其次為14-292、固15-5和14-80，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最低，其他品種比14-278產(chǎn)量分別減少了0.48%、3.38%、13.53%和15.94%，各品種間產(chǎn)量差異均不顯著;固原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為寧糜14號(hào)、14-80和14-292，14-278產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了4.44%、4.67%、8.44%和10.44%，各品種間產(chǎn)量差異均不顯著。

由表4地點(diǎn)、品種間雙因素主體間效應(yīng)檢驗(yàn)表明，2018年，品種、地點(diǎn)均存在極顯著差異（P<0.01），且品種與地點(diǎn)間存在極顯著互作關(guān)系（P<0.01），因此，在比較地點(diǎn)、品種2個(gè)因素分析中，除了品種本身差異外，不同地點(diǎn)土壤狀況及局地小氣候環(huán)境差異，或者二者共同互作效應(yīng)均導(dǎo)致試驗(yàn)存在不確定因素，有待于進(jìn)一步研究。

由表5可見，同一試驗(yàn)點(diǎn)不同品種間產(chǎn)量存在差異。同心試驗(yàn)點(diǎn)，14-278產(chǎn)量最高，其次為寧糜14號(hào)、14-80和14-292，固15-5產(chǎn)量最低，其他品種比14-278產(chǎn)量分別減少了1.95%、6.69%、19.50%和24.23%，14-278產(chǎn)量與固15-5差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），其他品種間產(chǎn)量差異均不顯著;海原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為寧糜14號(hào)、14-80和14-278，14-292產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了5.72%、17.78%、19.53%和29.35%，固15-5與其他品種產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05），而14-278與14-80差異不顯著;西吉試驗(yàn)點(diǎn)，14-278產(chǎn)量最高，其次為14-292、固15-5和14-80，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最低，其他品種比14-278產(chǎn)量分別減少了0.95%、4.04%、8.08%和14.25%，14-278與固 15-5、14-292產(chǎn)量差異不顯著，與14-80、寧糜14號(hào)產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），其他品種間差異不顯著;固原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量最高，其次為14-278、寧糜14號(hào)和14-80，14-292產(chǎn)量最低，其他品種比固15-5產(chǎn)量分別減少了4.53%、12.08%、14.91%和26.60%，固15-5與14-292產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），其他品種間差異不顯著。

品種、產(chǎn)地雙因素主體間效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果（表6）表明，2019年品種、地點(diǎn)均存在極顯著差異（P<0.01），且品種與地點(diǎn)二者存在極顯著互作關(guān)系（P<0.01），因此，2019年不同品種間試驗(yàn)效果除了地點(diǎn)間氣候條件、土壤質(zhì)地差異外，可能與二者間互作效應(yīng)有關(guān)，具體差異還需深入研究。

對年份、品種及地點(diǎn)三因素主體間效應(yīng)綜合檢驗(yàn)，結(jié)果（表7）表明，地點(diǎn)、品種及年份間產(chǎn)量差異均達(dá)到極顯著差異（P<0.01），地點(diǎn)與品種、地點(diǎn)與年份間產(chǎn)量差異均達(dá)到極顯著差異（P<0.01），品種與年份間產(chǎn)量差異不顯著，地點(diǎn)、品種與年份三因素間差異不顯著。

2.2 優(yōu)勢品種氣候適宜性研究

將區(qū)劃品種產(chǎn)量和氣候數(shù)據(jù)之間進(jìn)行相關(guān)性分析，剔除不相關(guān)和同類型氣候因子，得到固15-5糜子氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)為5月上旬至9月下旬 ≥10 ℃ 積溫、5月中旬至8月上旬降水量和7月上旬至8月中旬日照時(shí)數(shù)。結(jié)合區(qū)域產(chǎn)量高低和氣候區(qū)劃指標(biāo)年際波動(dòng)狀況，將糜子氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)近30年氣候均值數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)，最終得到區(qū)劃指標(biāo)的適宜性范圍（表8），并利用ArcGIS軟件將區(qū)劃指標(biāo)進(jìn)行疊加，最終得到固15-5糜子氣候適宜性分布圖，分為適宜區(qū)、次適宜區(qū)、可種植區(qū)及不適宜區(qū)（圖1）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

糜子產(chǎn)量高低與群體干物質(zhì)積累多少有關(guān)，其形成過程是植株干物質(zhì)積累與分配過程，一定時(shí)期內(nèi)，分配到生殖器官的干物質(zhì)越多，產(chǎn)量越高[16-17]。群體間密度是影響糜子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，密度過低會(huì)導(dǎo)致穗數(shù)不足，產(chǎn)量降低，密度過高，致使個(gè)體變?nèi)酰菀椎狗?，?dǎo)致籽粒產(chǎn)量降低[18]。本試驗(yàn)中從不同年份間品種表現(xiàn)可知，同心試驗(yàn)點(diǎn)，2017年寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，各品種間產(chǎn)量差異不顯著;2018年寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，與固15-5產(chǎn)量有差異但不顯著，與其他品種產(chǎn)量差異不顯著;2019年，14-278產(chǎn)量最高，其次是寧糜14號(hào)，二者差異不顯著;在2017、 2018、 2019年不同年際間，寧糜14號(hào)產(chǎn)量均具有最好的表現(xiàn)，說明近3年當(dāng)?shù)貤l件有利于寧糜14號(hào)產(chǎn)量提高，因此，同心試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢糜子品種為寧糜14號(hào)。海原試驗(yàn)點(diǎn)，2017、2018、2019年3年中，固15-5產(chǎn)量均最高，且與其他品種均達(dá)到顯著水平，說明近3年當(dāng)?shù)貤l件有利于固15-5產(chǎn)量提高，因此，海原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢糜子品種為固15-5。西吉試驗(yàn)點(diǎn)，2017、2018、2019年3年重復(fù)試驗(yàn)中，14-278產(chǎn)量均最高，其中，14-278產(chǎn)量2017、2018年與其他品種差異不顯著，2019年與14-80和寧糜14號(hào)產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，說明近3年當(dāng)?shù)貤l件有利于14-278產(chǎn)量提高，因此，西吉試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢糜子品種為14-278。固原試驗(yàn)點(diǎn)，2017、2018、2019年3年試驗(yàn)中，固15-5產(chǎn)量均最高，其中，與14-278產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，2019年與14-292產(chǎn)量達(dá)到顯著水平，其他年份間存在差異但不顯著，說明近3年當(dāng)?shù)貤l件有利于固15-5產(chǎn)量提高，因此，固原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢糜子品種為固15-5。

2017年不同地點(diǎn)、品種產(chǎn)量方差分析多重比較表明，海源、固原試驗(yàn)點(diǎn)固15-5產(chǎn)量均顯著高于其他品種，同心試驗(yàn)點(diǎn)寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，西吉試驗(yàn)點(diǎn)14-278產(chǎn)量最高，但二者與固15-5產(chǎn)量差異不顯著，因此，可認(rèn)為2017年寧夏南部山區(qū)同心、海原、西吉和固原4個(gè)試驗(yàn)地，固15-5產(chǎn)量整體上具有最佳產(chǎn)量表現(xiàn)。但品種、地點(diǎn)均存在顯著差異，品種與地點(diǎn)存在顯著的互作關(guān)系，對試驗(yàn)結(jié)果有一定影響，除品種因素外，地點(diǎn)間也可能造成試驗(yàn)差異。2018年不同地點(diǎn)、品種產(chǎn)量方差分析多重比較表明，固15-5品種在海原試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量最高，且與其他品種均達(dá)到顯著水平，在固原試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量也最高，但與其他品種間差異不顯著;同心試驗(yàn)點(diǎn)寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，但與固15-5差異不顯著，與其他品種差異顯著;西吉試驗(yàn)點(diǎn)，14-278品種產(chǎn)品最高，但與其他品種產(chǎn)量差異均不顯著;由此可得出，2018年在同心、海原、西吉及固原試驗(yàn)點(diǎn)品比試驗(yàn)中，固15-5品種產(chǎn)量在該區(qū)域均具有較好的表現(xiàn)，但品種與地點(diǎn)間均存在顯著的互作關(guān)系，對試驗(yàn)結(jié)果存在一定差異。2019年不同地點(diǎn)、品種產(chǎn)量方差分析多重比較表明，海原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量顯著高于其他品種;固原試驗(yàn)點(diǎn)，固15-5產(chǎn)量均高于其他品種且與14-292差異達(dá)到顯著水平;西吉試驗(yàn)點(diǎn)，14-278產(chǎn)量最高，但與固15-5產(chǎn)量無顯著，與14-80、寧糜14號(hào)差異顯著;同心試驗(yàn)點(diǎn)，寧糜14號(hào)產(chǎn)量最高，且與14-278、固15-5差異顯著，與14-292、14-80差異不顯著。但從不同年份、品種和地點(diǎn)間整體看，固15-5在5個(gè)品種、4個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)和3個(gè)年份中具有較穩(wěn)定的產(chǎn)量差異，因此，可認(rèn)為固 15-5 為寧夏南部山區(qū)糜子優(yōu)勢品種，但不同年份、地點(diǎn)間存在顯著或極顯著互作關(guān)系，對試驗(yàn)結(jié)果存在一定影響，為闡明二者互作因素，還需進(jìn)一步深入研究。

3.2 結(jié)論

結(jié)合3年的試驗(yàn)結(jié)果，針對不同試驗(yàn)點(diǎn)篩選出了適合當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢品種，其中，同心試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選品種為寧糜14號(hào)，海原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選品種為固15-5，西吉試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選品種14-278，固原試驗(yàn)區(qū)優(yōu)選品種為固15-5。綜合考慮，不同地點(diǎn)、品種和年份試驗(yàn)結(jié)果，推薦寧夏南部山區(qū)優(yōu)選糜子品種為固糜 15-5，給出了氣候適宜性區(qū)劃結(jié)果：分為適宜區(qū)、次適宜區(qū)、可種植區(qū)及不適宜區(qū)，其中，適宜區(qū)主要集中在鹽池縣、同心縣、海原縣、西吉縣、原州區(qū)、彭陽縣、隆德縣及涇源縣等地區(qū);次適宜區(qū)主要集中在紅寺堡區(qū)、同心縣、賀蘭山沿山部分區(qū)域及海原縣北部地區(qū);可種植區(qū)主要集中在沙坡頭西南部至海原縣西北部區(qū)域及賀蘭山沿山區(qū)域;不適宜區(qū)主要集中在靈武市、利通區(qū)、中寧縣、沙坡頭北部、隆德縣東部、西吉縣北部部分區(qū)域。

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