谷子（Setaria italica），亦为粟，为禾本科狗尾草属的一年生单子叶作物，是古老的抗旱作物^[1-2]。谷子具有抗旱节水、耐贫瘠、生育期短、适应性广等优势^[2]，这些优势在农业生产中发挥着重要作用^[3]。我国谷子主要的种植地区分布于东北、西北以及华北地区，平均年种植面积约200万hm²，平均年产量维持在350万t左右^[2]。内蒙古是中国谷子的主要种植区，年种植面积约142.4万hm²。通辽市属温带大陆性气候区，春季干旱多风，夏季高温多雨，每年杂粮种植面积13万hm²左右，而谷子种植面积占4万hm²左右，在库伦旗、奈曼旗等干旱半干旱地区农业生产中谷子占有非常重要的地位。但由于当地农民长期采用传统种植方式，缺少种子提纯复壮和标准生产栽培的技术，使得传统谷子品种逐渐退化，而新品种推广示范力度不够，新技术接受能力较差，自留种伴发病虫害问题使产量降低和小米品质下降，在一定程度上制约着谷子种植产业的发展^[4]。因此，选育稳产、抗逆、品质优良、适应性强的谷子新品种迫在眉睫。

一个优良的品种由环境、基因型以及环境和基因互相作用等多重因素决定^[5⇓-7]，评价其丰产性、稳定性和适应性时，区域和时间性上差异很大，所以在其有利的区域上进行推广有重要意义^[6-7]。作物品种的区域试验确定了参试品种推广的适宜性、种植区域和品质，为下一步的推广示范和品种审定登记提供了有效依据^[8-9]。为了更高地评价品种的特性，在区域试验中选择具有代表性的试验点，能够解决人力物力的浪费，也更具有时效性^[10]。本试验通过2年（2021-2022年）区域试验，引进全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验―东华春谷区组不同地区的谷子品种，对10份参试品种的表型性状进行综合分析，探索内蒙古东部通辽地区适宜种植的优质高产抗病谷子品种，为其应用和推广提供科学依据。

试验于内蒙古通辽市农牧科学研究所试验田（122°37′ E，43°43′ N，海拔165 m）进行，土壤类型为壤土。

10个试验材料为参加全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验―东华春谷区组的试验品种，分别为瑞香谷2号、瑞香谷5号、朝202026、龙谷46、九谷40、九谷41、赤金谷17、公谷96、20H819和九谷11（对照品种）。瑞香谷2号和瑞香谷5号为蛟河市瑞兴种业有限公司选育品种；朝202026为辽宁省旱地农林研究所选育品种；龙谷46为黑龙江省农业科学院作物资源研究所和河北省农林科学研究院谷子研究所联合选育品种；九谷40和九谷41为吉林市农业科学院与河北省农林科学院谷子研究所联合选育品种；赤金谷17为赤峰市农牧科学研究所选育品种；20H819为河北省农林科学院谷子研究所选育品种；对照品种九谷11为吉林市农业科学院选育品种。

区域试验采用随机区组设计，小区面积24 m²，6行区，3次重复，密度为5.25×10⁵苗/hm²（3.5万苗/亩），试验为2年区域试验。

每年5月15日结合旋耕机旋耕，施磷酸二铵和尿素各150 kg/hm²，5月20日采用人工开沟溜籽的方法进行播种，随后进行覆土踩实。7月初进行追肥和培土，施尿素150 kg/hm²，7月中旬喷灌浇水一次，9月末进入收获期。2021年与2022年采取同一方案进行栽培管理。

于谷子生育期观察记载谷子形态特征、生长发育动态、抗病性等，收获期每个重复取10株测定平均株高、穗长、穗粗、单穗重、穗粒重和产量等农艺性状。

采用SPSS进行数据统计分析处理。

由表1可知，2021-2022年平均气温总体相差不明显，2021年6月和7月较2022年同月温度偏高，而8月和9月较之温度偏低。

2021年5-9月总降水量为417.50 mm，2022年5-9月总降水量为396.60 mm，2021年总体降水量比2022年多17.90 mm。2021年5月上旬至7月中旬降水量减少，水分严重缺失，不利于种子萌发出苗，影响苗期生长。2021年7月下旬至8月下旬（抽穗期―灌浆期）降水量大，阴雨寡照，结实率下降，8月26日发生纹枯病病害，对产量形成有一定影响。2022年6月上旬至7月下旬，降水量较多，连续阴雨天数增加，病虫害较常年重。

2022年日照时长较2021年普遍增加，5、7、8和9月分别增加49.5、14.6、76.9和85.1 h，只有6月减少52.7 h。日照会影响谷子的结实率，尤其是7-8月份正值授粉时期，从而影响产量等相关性状。2022年9月19日下霜，较常年提前10 d，对产量有一定影响，尤其对生育期长的品种影响较大。

由表2可以看出，在播种日期一致的情况下，参试谷子品种的生育期范围在110~125 d。各品种的出苗期基本相同，而抽穗期和成熟期则有差别，瑞香谷5号、朝202026、九谷46和九谷40的抽穗期及成熟期与对照品种九谷9的生育期基本相似，在110~115 d，公谷96 2年的生育期差别较大，其他品种生育期在120 d左右，所有参试品种成熟度适宜。

在每年的收获考种后进行测定分析，2021年结果（表3）表明，各品种株高介于96.47~151.4 cm，对照品种九谷11最高，达151.4 cm，与其他品种差异显著，瑞香谷2号株高最低，也与其他品种差异显著，龙谷46与九谷41、瑞香谷5号差异不显著，赤金谷17、20H819与九谷40、公谷96差异不显著；穗长以赤金谷17最长，与公谷96、20H819、瑞香谷5号差异不显著，与龙谷46差异显著，龙谷46穗长最短，仅龙谷46穗长短于对照九谷11；穗粗相差不大，瑞谷香2号、瑞谷香5号、朝202026、九谷41、赤金谷17与公谷96差异显著，与其他品种差异不显著；以瑞香谷2号、九谷41、赤金谷17、20H819单穗最重，与对照九谷11呈显著性差异，与其他品种差异不显著；穗粒重以龙谷46最重，为16.3 g，与其他品种呈显著性差异；出谷率以瑞香谷5号和龙谷46最高，分别为68.11%和65.89%，与其他品种差异不显著；千粒重以九谷41最重，为3.49 g，与九谷40差异显著，与其他品种差异不显著。

2022年结果（表4）表明，各品种株高介于98.37~171.32 cm，依然是对照品种九谷11最高，达171.32 cm，与其他品种呈显著性差异，瑞香谷2号株高最低，也与其他品种差异显著；穗长以赤金谷17最长，与对照品种呈显著性差异，其他品种均长于对照品种九谷11；穗粗依然差异性不明显，范围在2.87~2.31 cm，所有品种均粗于对照品种九谷11；以九谷41、龙谷46单穗重最重，与对照九谷11呈显著性差异，其他品种均重于对照品种；穗粒重同样以九谷41、龙谷46最重，分别为19.12和20.89 g，与其他品种呈显著性差异，其他品种均高于对照品种九谷11；出谷率以龙谷46最高，为77.26%，其他品种均低于对照品种九谷11；千粒重以对照品种九谷11最重，为3.25 g，与20H819呈显著性差异，而与其他品种差异不显著。

通过2年的试验比较发现，2022年的不同谷子农艺性状略高于2021年的农艺性状，这可能与气候和种植环境息息相关。在2个年份中，谷子农艺性状的变异系数分别为1.09%~23.35%和0.89%~ 30.3%。其中，穗粗和单穗粒重变异系数较大，说明在不同谷子品种中表现出较大的差异性，株高、出谷率和千粒重变异系数较小，说明这3种性状有一定的遗传性。

由表5可知，参试品种中瑞香谷2号、瑞香谷5号、龙谷46、赤金谷17和20H819 2021年的纹枯病抗病性都为0，公谷96的谷瘟病和纹枯病抗病性都为2级，相对较差。2021年整体白发病的发病率较低，范围是0.13%~0.43%，以九谷40最低。由表5可知，所有品种2022年纹枯病都为1级；谷瘟病中赤金谷17和公谷96为2级，其他品种为1级；白发病较2021年有所增加，可能与阴雨天较多有关系，朝202026发病率最低，为0.33%，公谷96发病率最高，为4.67%。综合2年的抗病性比较，朝202026、瑞香谷2号、瑞香谷5号和龙谷46抗病性较好。

由表6和表7可以看出，2022年产量明显高于2021年，可能与2021年高湿多雨寡照，造成纹枯病的发生有关。2021年，在10个品种中，除朝202026相较于对照明显减产外，其他品种相较于对照都增产，但差异不显著。2021年产量（表6）排前四的是20H819、瑞香谷2号、九谷41、瑞香谷5号；2022年产量（表7）排前四的有龙谷46、九谷41、20H819和瑞香谷2号；2年区域试验九谷41、20H819和瑞香谷2号产量高，变化幅度小，且较稳定。

表8为不同谷子品种农艺性状间相关性系数，从中可以看出，与产量相关性状中，株高和千粒重与其呈不显著负相关，株高影响大于千粒重，穗长、穗粗、穗粒重、单穗重与产量呈正相关，其中穗粗、穗粒重、单穗重与产量间呈显著正相关；株高除与出谷率呈正相关外，与其他农艺性状均呈负相关；穗长与出谷率和千粒重呈不显著负相关，与其他性状呈不显著正相关；穗粗与千粒重呈不显著负相关，与其他性状呈不显著正相关；单穗重与穗粒重呈显著正相关，与出谷率和千粒重呈不显著负相关；出谷率与千粒重呈不显著负相关。

不同谷子品种之间农艺性状的差异性是基因型与环境相互作用的结果，是生态和进化相互作用的主要驱动力^[5]。不同谷子品种的基因型决定遗传性状，另一方面，与谷子种植地区的环境和气候条件密切相关，比如气候、水文、土壤和肥力等^[11⇓-13]。2年试验中，2021年整体的产量和农艺性状要比2022年差，这可能与当年的气候有关，2021年阴雨寡照，影响结实率，纹枯病发生影响产量。比较不同谷子品种的产量，与对照九谷11对比，九谷41、20H819和瑞香谷2号的增产效应明显，产量增加10%以上，朝202026和赤金谷17的产量略低于对照。研究^[1]表明，谷子的单株产量与单个植株重量有极显著的正相关性，与植株秆重也有极显著的正相关性，所以，较高的生物学产量是谷子高产的前提。这是本试验中九谷41、瑞香谷2号和20H819产量较高的原因之一，3个品种的株高明显高于其他品种。另外，谷子穗部性状也是决定谷子产量的重要因素，九谷41、瑞香谷2号和20H819的穗粗、单穗重和穗粒重明显高于其他品种，是3个品种高产的另外一个原因。但是从株高上观察，与产量不呈正相关关系，对照品种在2年试验中最高，而产量并不占优势，龙谷46在2021年与对照品种产量相近，而在2022年产量最高，可能与品种性状不稳定有关系，不同的谷子品种所适宜的最佳种植区域不同，同一谷子品种在不同种植区域种植，受到不同的气候、水文、土壤类型和肥力的影响，产量和品质会表现出很大的差异^[13]。

本试验中谷子穗粗和穗粒重的变异系数较大，证实谷子产量相关的农艺性状在不同谷子品种中有很大的差异，这与李涛等^[14]研究结果比较接近，而株高、出谷率和千粒重变异系数较小，具有一定遗传性。根据谷子遗传性状的大小，我们在选择谷子品种进行研究时，应该多关注这些变异系数较高的性状，通过一定方式的土壤改良、栽培模式的改进或者杂交利用等优化这些性状的表现，使性状趋于稳定，促进谷子产量和品质的进一步提升。

本研究中，穗粗、穗粒重、单穗重对产量有显著的正向影响效应，而且这些性状互相之间也呈显著或极显著的正相关性，是决定谷子能否高产最关键的遗传性状。在综合考虑谷子的适宜种植性时，应优先考虑与产量和品质具有显著相关性性状的品种进行推广种植。本研究表明，九谷41、瑞香2号和20H819这3个品种的抗病性较好、农艺性状表现良好、产量较高，适合在通辽地区推广种植。