華北地區(qū)谷子農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的綜合分析

宋中強 陳亞光 劉金榮

（安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/河南省谷子育種工程技術(shù)研究中心 河南 安陽 455000）

谷子原產(chǎn)于中國， 古稱稷， 擁有悠久的栽培歷史[1-2]。 谷子生育期短、耐瘠薄、適應(yīng)性廣，是北方地區(qū)的主栽作物之一[3]。 谷子去殼后俗稱小米，含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，營養(yǎng)價值較高，隨著人民生活品質(zhì)的提升，對谷子的需求也逐年增加[4]。 我國谷子種質(zhì)資源豐富， 如何利用這些資源來提高谷子整體產(chǎn)量是一項重要的工作。

谷子產(chǎn)量受農(nóng)藝性狀和環(huán)境的綜合影響， 前人對此進行了大量研究，由于品種和地區(qū)的不同，結(jié)果也有很大差異。 魏萌涵等[5]對華北地區(qū)18 個谷子品種進行研究發(fā)現(xiàn)，穗粗、單穗重和穗粒重對產(chǎn)量的影響最大；陳茜午等[6]對56 份谷子資源的7 個表型性狀進行分析表明， 農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳變異，將56 份谷子資源分為4 類；李濤等[7]的研究表明，小區(qū)產(chǎn)量與株高、主穗長、穗粒重、單穗重、千粒重呈極顯著正相關(guān)，將37 份谷子分為4 類，其中第3 類群適用于優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種的雜交親本選配。

本研究通過對22 份谷子品種的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進行變異性分析、相關(guān)性分析和聚類分析，旨在發(fā)現(xiàn)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量之間的關(guān)系， 為華北地區(qū)谷子育種及生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品種來自2021 年全國谷子品種區(qū)域適應(yīng)性聯(lián)合鑒定試驗，參試品種共22 份，對照品種為豫谷18（CK）（表1）。

表1 參試品種信息

1.2 試驗方法

試驗在安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院柏莊基地進行， 試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計。 3 次重復(fù)， 小區(qū)長8.33 m、寬2.4 m，小區(qū)面積19.99 m2，每小區(qū)6 行，試驗田面積2.22 畝。 農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量數(shù)據(jù)按照國家谷子區(qū)域試驗標準記載。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用WPS 軟件進行數(shù)據(jù)整理、SPSS 25 軟件進行描述統(tǒng)計、相關(guān)性分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試谷子品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的變異性分析

22 個參試谷子品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的變異性分析結(jié)果 （表2） 表明， 畝穗數(shù)的變異系數(shù)最大，為23.38%； 變異系數(shù)大于10%的還有畝產(chǎn)量、 單穗粒重、 單穗重。 變異系數(shù)小于10%的農(nóng)藝性狀有千粒重、穗長、生育期、株高、穗粗。 總體來說，產(chǎn)量性狀變異系數(shù)較大，遺傳多樣性豐富；生育期、穗粗和株高變異系數(shù)較小，遺傳較狹窄。

表2 22 個谷子品種的主要性狀

2.2 參試谷子品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

22 個谷子品種農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析結(jié)果（表3）表明，生育期和株高、穗長顯著正相關(guān)；畝穗數(shù)和單穗重、單穗粒重極顯著負相關(guān)，與畝產(chǎn)量極顯著正相關(guān)；單穗重和單穗粒重極顯著正相關(guān)。

2.3 參試谷子品種的聚類分析

根據(jù)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量對22 個谷子品種進行聚類分析，結(jié)果（表4、圖1）表明，在歐氏距離為10 時可以分為4 個類群，第一類群包括19HQ312、豫谷18等15 個谷子品種，第一類群各農(nóng)藝性狀的均值在4 個類群中都處于中間水平，平均畝產(chǎn)量262.83 kg，排名第三；第二類群包括中雜谷36、張雜谷26 號、中雜谷55 和K32 4 個谷子品種，該類群生育期最短，畝穗數(shù)最多，單穗重、單穗粒重最低，產(chǎn)量最高；第三類群包括中雜谷34、泰谷004 2 個谷子品種，該類群生育期最長，株高最高，穗長穗粗最大，平均畝產(chǎn)排名第二。第四類群包括滄1057 1 個谷子品種， 該類群畝穗數(shù)最少、株高最低，單穗重、單穗粒重、千粒重最高，畝產(chǎn)量最低。

圖1 22 個谷子品種的聚類分析

表4 4 個類群的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

3 討論與結(jié)論

農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)反映了谷子的遺傳多樣性。 任芹勇等[8]對65 份谷子材料的10 個農(nóng)藝性狀進行變異分析表明，節(jié)數(shù)（11.66%）和株高（12.30%）變異系數(shù)最小，單穗重（25.61%）和單穗粒重（29.28%）變異系數(shù)較大。 趙芳等[9]對224 個谷子品種的27 個農(nóng)藝性狀進行變異分析，有效穗數(shù)、籽粒顏色、穗重、穗粒重變異系數(shù)較大，株高、伸長節(jié)節(jié)數(shù)、葉姿、倒二葉長變異系數(shù)較小。本研究對22 個谷子品種的9 個農(nóng)藝性狀變異分析結(jié)果表明，畝穗數(shù)（23.38%）和畝產(chǎn)量（18.13%）變異系數(shù)較大，千粒重、穗長、生育期、株高、穗粗變異系數(shù)較小，都小于10%，結(jié)果與前人研究相近。 變異系數(shù)最大的2 個農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量直接相關(guān)，可為高產(chǎn)育種提供豐富的種質(zhì)資源；與生育相關(guān)的農(nóng)藝性狀變異系數(shù)都較小， 說明育種家對生育期的要求比較嚴格，對這些農(nóng)藝性狀的選擇趨于一致。

谷子產(chǎn)量是多個農(nóng)藝性狀和環(huán)境共同影響的結(jié)果， 人們對比進行了大量的研究， 由于品種和地區(qū)的差異，結(jié)果不盡相同。 周佳敏等[10]對豫西丘陵地區(qū)30 個谷子品種的研究表明， 谷子產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)、單穗重之間呈極顯著正相關(guān)；韓燕麗等[11]采用相關(guān)分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析相結(jié)合的方法對15 個谷子品種進行綜合評價， 農(nóng)藝性狀對谷子產(chǎn)量影響的大小順序為千粒重＞出谷率＞單穗重＞生育期＞穗粒重＞穗長＞株高＞穗粗。 本研究相關(guān)性分析結(jié)果表明，畝產(chǎn)量與畝穗數(shù)極顯著正相關(guān)，而畝穗數(shù)和單穗重、單穗粒重極顯著負相關(guān)。 該結(jié)果表明安陽地區(qū)適宜種植一些小穗型的谷子品種。

本研究將22 個谷子品種分為4 個類群，各類群在畝產(chǎn)量、生育期、株高、穗數(shù)等農(nóng)藝性狀上有明顯的差異，其中第一類群各性狀比較均一，差異較小；第二類群的4 個品種平均畝產(chǎn)最高、生育期最短，該類群畝穗數(shù)最多，綜合表現(xiàn)優(yōu)異，適宜作為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種推廣；第三類群生育期最長，株高、穗長、穗粗最大， 屬于晚熟大穗種質(zhì)資源； 第四類群只有滄1057 1 個品種，該類群株高最低，單穗重、單穗粒重、千粒重最高，可作為抗倒伏大粒親本進行利用。