蒙东粮食主产区不同谷子品种的适应性分析
Adaptability Analysis of Different Millet Varieties in the Main Grain-Producing Areas of Eastern Inner Mongolia
通讯作者:
收稿日期: 2023-03-27 修回日期: 2023-07-21 网络出版日期: 2023-07-27
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Received: 2023-03-27 Revised: 2023-07-21 Online: 2023-07-27
作者简介 About authors
包雪莲,主要从事谷子和糜子育种栽培与土壤学的研究工作,E-mail:
为了筛选出适合内蒙古东部通辽地区的优良谷子品种,通过2年区域试验鉴定,以九谷11作为对照,对10个谷子品种的丰产性、区域性、抗逆性及主要农艺性状进行比较分析。结果表明,与产量相关的性状中,株高和千粒重与其呈负相关,穗粗、穗粒重、单穗重与产量呈显著正相关。谷子穗粗和穗粒重的变异系数较大,株高、出谷率和千粒重的变异系数较小,有一定遗传性。九谷41、瑞香谷2号和20H819这3个品种农艺性状表现良好,抗逆性较好,产量较高,综合表现优良,更适合在通辽地区推广种植。
关键词:
In order to select the superior millet varieties suitable for Tongliao region in eastern Inner Mongolia, the yield, regional, stress resistance and main agronomic traits of ten millet varieties were compared and analyzed with Jiugu 11 as the control. The results showed that plant height and 1000-grain weight were no significant negatively correlated with yield, while panicle diameter, grain weight per panicle, single panicle weight were significantly positively correlated with yield. The variation coefficients of panicle diameter and single panicle weight were larger, and the variation coefficients of plant height, milled millet percentage and 1000-grain weight were smaller, which had certain heritability. With their superior comprehensive performance, high yield, good stress resistance, and good agronomic traits, Jiugu 41, Ruixianggu 2, and 20H819 were suitable for cultivation and popularization in Tongliao region.
Keywords:
本文引用格式
包雪莲, 文峰, 金晓光, 呼瑞梅, 黄前晶, 张桂华, 齐金全, 白颖哲, 乌月汗, 白乙拉图.
Bao Xuelian, Wen Feng, Jin Xiaoguang, Hu Ruimei, Huang Qianjing, Zhang Guihua, Qi Jinquan, Bai Yingzhe, Wuyuehan , Baiyilatu .
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。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
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。
1.2 供试材料
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。
1.3 试验设计
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。
1.3.1 栽培管理
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。
1.3.2 记载项目及方法
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。
1.4 数据处理
采用SPSS进行数据统计分析处理。
2 结果与分析
2.1 2021-2022年气候条件分析
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。
表1 2021-2022年生育期间平均气温和降水量
Table 1
项目 Item | 旬别 Period | 5月May | 6月June | 7月July | 8月August | 9月September | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2021 | 2022 | 差值 D-value | 2021 | 2022 | 差值 D-value | 2021 | 2022 | 差值 D-value | 2021 | 2022 | 差值 D-value | 2021 | 2022 | 差值 D-value | ||||||
平均气温 Average temperature (℃) | 上旬 | 14.10 | 16.13 | 2.03 | 19.80 | 17.93 | -1.87 | 23.90 | 25.19 | 1.29 | 23.60 | 26.32 | 2.72 | 19.70 | 19.96 | 0.26 | ||||
中旬 | 20.90 | 16.61 | -4.29 | 23.50 | 21.83 | -1.67 | 27.00 | 24.31 | -2.69 | 21.50 | 22.27 | 0.77 | 17.40 | 18.94 | 1.54 | |||||
下旬 | 18.70 | 21.71 | 3.01 | 22.80 | 23.29 | 0.49 | 26.50 | 24.75 | -1.75 | 21.20 | 19.84 | -1.36 | 16.00 | 17.45 | 1.45 | |||||
平均 | 18.10 | 18.15 | 0.05 | 22.20 | 21.02 | -1.18 | 25.50 | 24.75 | -0.75 | 22.10 | 22.81 | 0.71 | 17.10 | 18.78 | 1.68 | |||||
降水量 Precipitation (mm) | 上旬 | 2.60 | 1.70 | -0.90 | 12.70 | 36.60 | 23.90 | 10.50 | 20.70 | 10.20 | 52.30 | 9.20 | -43.10 | 7.20 | 0.00 | -7.20 | ||||
中旬 | 0.00 | 2.30 | 2.30 | 19.20 | 40.50 | 21.30 | 4.90 | 80.20 | 75.30 | 30.90 | 44.60 | 13.70 | 37.00 | 0.00 | -37.00 | |||||
下旬 | 0.90 | 28.90 | 28.00 | 2.30 | 54.60 | 52.30 | 108.90 | 44.70 | -64.20 | 70.30 | 13.50 | -56.80 | 57.80 | 19.10 | -38.70 | |||||
总计 | 3.50 | 32.90 | 29.40 | 34.20 | 131.70 | 97.50 | 124.30 | 145.60 | 21.30 | 153.50 | 67.30 | -86.20 | 102.00 | 19.10 | -82.90 | |||||
日照时长 Sunlight hour (h) | 上旬 | 73.0 | 105.7 | 32.7 | 77.1 | 44.2 | -32.9 | 66.8 | 61.4 | -5.4 | 45.9 | 84.3 | 38.4 | 57.5 | 96.6 | 39.1 | ||||
中旬 | 93.6 | 105.4 | 11.8 | 85.5 | 73.0 | -12.5 | 58.6 | 68.7 | 10.1 | 34.4 | 71.6 | 37.2 | 71.1 | 82.8 | 11.7 | |||||
下旬 | 86.6 | 91.6 | 5.0 | 66.2 | 58.9 | -7.3 | 46.8 | 56.7 | 9.9 | 94.7 | 96.0 | 1.3 | 43.3 | 77.6 | 34.3 | |||||
总计 | 253.2 | 302.7 | 49.5 | 228.8 | 176.1 | -52.7 | 172.2 | 186.8 | 14.6 | 175.0 | 251.9 | 76.9 | 171.9 | 257.0 | 85.1 |
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。
2.2 不同谷子品种生育期比较
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。
表2 2021-2022年不同谷子品种生育期
Table 2
年份 Year | 品种 Variety | 出苗期 Emergence | 抽穗期 Heading | 成熟期 Maturation | 生育期 Growth period (d) |
---|---|---|---|---|---|
2021 | 瑞香谷2号 | 05-21 | 07-28 | 09-15 | 117 |
瑞香谷5号 | 05-21 | 07-30 | 09-12 | 114 | |
朝202026 | 05-21 | 07-19 | 09-12 | 114 | |
龙谷46 | 05-21 | 07-25 | 09-10 | 112 | |
九谷40 | 05-21 | 07-30 | 09-14 | 116 | |
九谷41 | 05-21 | 07-29 | 09-14 | 116 | |
赤金谷17 | 05-21 | 07-21 | 09-14 | 116 | |
公谷96 | 05-21 | 07-26 | 09-11 | 113 | |
20H819 | 05-21 | 07-28 | 09-20 | 122 | |
九谷11(CK) | 05-21 | 07-21 | 09-13 | 115 | |
2022 | 瑞香谷2号 | 05-23 | 08-01 | 09-20 | 120 |
瑞香谷5号 | 05-23 | 07-30 | 09-14 | 114 | |
朝202026 | 05-23 | 07-20 | 09-15 | 115 | |
龙谷46 | 05-23 | 07-25 | 09-10 | 110 | |
九谷40 | 05-23 | 07-27 | 09-15 | 115 | |
九谷41 | 05-23 | 07-30 | 09-19 | 119 | |
赤金谷17 | 05-23 | 07-28 | 09-19 | 119 | |
公谷96 | 05-23 | 07-28 | 09-19 | 119 | |
20H819 | 05-23 | 07-28 | 09-19 | 119 | |
九谷11(CK) | 05-23 | 07-22 | 09-10 | 110 |
2.3 不同谷子品种农艺性状和经济性状比较
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。
表3 2021年不同谷子品种不同农艺性状比较
Table 3
品种 Variety | 株高 Plant height (cm) | 穗长 Panicle length (cm) | 穗粗 Panicle diameter (cm) | 单穗重 Single panicle weight (g) | 穗粒重 Grain weight per panicle (g) | 出谷率 Milled millet percentage (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
瑞香谷2号Ruixianggu 2 | 96.47±2.44f | 24.49±3.11bcd | 2.28±0.53a | 26.97±2.44a | 14.30±3.06c | 53.01±2.40ab | 3.18±0.23ab |
瑞香谷5号Ruixianggu 5 | 122.73±12.23bc | 25.27±4.05abc | 2.21±0.38a | 23.13±3.11b | 15.76±2.47b | 68.11±3.60a | 3.02±0.14ab |
朝202026 Chao 202026 | 119.70±5.91c | 22.94±2.40def | 2.24±0.50a | 20.00±1.80c | 11.45±2.98de | 57.23±3.50ab | 3.07±0.23ab |
龙谷46 Longgu 46 | 131.20±4.19b | 21.72±2.19f | 2.09±0.36ab | 24.73±2.34ab | 16.30±3.12a | 65.89±3.70a | 2.99±0.31ab |
九谷40 Jiugu 40 | 105.63±2.37de | 23.67±2.38cde | 2.06±0.21b | 22.13±2.65bc | 13.70±2.34cd | 61.91±2.10ab | 2.89±0.21b |
九谷41 Jiugu 41 | 121.17±7.77bc | 22.54±2.67ef | 2.27±0.45a | 26.42±3.23a | 15.25±3.56b | 57.72±1.30ab | 3.49±0.32a |
赤金谷17 Chijingu 17 | 108.97±5.45d | 26.87±3.84a | 2.19±0.25a | 26.87±2.56a | 14.68±2.32bc | 54.61±2.60ab | 3.10±0.04ab |
公谷96 Gonggu 96 | 101.63±5.85de | 25.93±4.04ab | 2.06±0.31b | 25.05±2.34ab | 12.42±3.89d | 49.58±5.60b | 2.90±0.32ab |
20H819 | 108.83±2.65d | 25.55±3.22ab | 2.11±0.43ab | 27.57±2.01a | 15.62±3.12b | 56.63±4.80ab | 2.96±0.12ab |
九谷11 Jiugu 11 (CK) | 151.40±3.82a | 22.36±4.10ef | 2.03±0.45b | 23.98±1.98b | 13.36±3.65cd | 55.69±3.70ab | 2.98±0.28ab |
变异系数Coefficient of variation (%) | 2.25~9.96 | 10.05~18.34 | 10.19~23.35 | 7.29~13.46 | 15.67~32.32 | 2.25~11.29 | 1.09~11.03 |
不同小写字母表示差异显著(P < 0.05),下同。
Different lowercase letters indicate significant difference at P < 0.05 level, the same below.
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。
表4 2022年不同谷子品种不同农艺性状比较
Table 4
品种 Variety | 株高 Plant height (cm) | 穗长 Panicle length (cm) | 穗粗 Panicle diameter (cm) | 单穗重 Single panicle weight (g) | 穗粒重 Grain weight per panicle (g) | 出谷率 Milled millet percentage (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
瑞香谷2号Ruixianggu 2 | 98.37±2.56h | 24.45±2.67bcd | 2.71±0.67b | 24.91±3.67b | 17.32±3.13c | 69.54±3.40ab | 3.21±0.45a |
瑞香谷5号Ruixianggu 5 | 142.39±8.98b | 25.00±3.12bc | 2.64±0.80bc | 26.20±3.45ab | 18.82±2.83b | 71.81±3.60a | 3.00±0.23ab |
朝202026 Chao 202026 | 133.66±7.34e | 23.79±2.08cd | 2.58±0.56bc | 25.81±2.54b | 17.11±3.12cd | 66.29±2.50b | 3.20±0.45a |
龙谷46 Longgu 46 | 135.51±3.60d | 25.78±3.20ab | 2.87±0.60a | 27.04±3.55a | 20.89±3.43a | 77.26±3.40a | 3.16±0.34ab |
九谷40 Jiugu 40 | 135.35±2.10d | 24.00±2.34bcd | 2.63±0.50bc | 25.76±2.45b | 17.26±2.73cd | 67.01±1.20b | 3.02±0.23ab |
九谷41 Jiugu 41 | 124.86±8.14f | 24.67±2.76bc | 2.72±0.40b | 28.25±3.23a | 19.12±4.12a | 67.68±1.30b | 3.27±0.20a |
赤金谷17 Chijingu 17 | 134.71±4.89de | 27.00±4.10a | 2.46±0.57c | 24.82±4.12b | 16.56±2.34d | 66.71±1.80b | 3.15±0.23ab |
公谷96 Gonggu 96 | 121.77±5.10g | 25.26±2.88abc | 2.87±0.37a | 24.85±3.21b | 17.44±4.23c | 70.16±2.30ab | 3.21±0.24a |
20H819 | 138.35±3.40c | 24.66±2.45bc | 2.85±0.24a | 25.71±3.52b | 17.94±2.98c | 69.75±0.80ab | 2.93±0.19b |
九谷11 Jiugu 11 (CK) | 171.32±4.80a | 22.73±2.08d | 2.31±0.53d | 22.82±3.12c | 16.86±3.89d | 73.85±2.40a | 3.25±0.32a |
变异系数Coefficient of variation (%) | 0.89~9.03 | 8.74~15.19 | 8.42~30.30 | 9.51~16.60 | 14.13~24.25 | 1.15~5.01 | 6.12~14.06 |
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。
2.4 不同谷子品种抗逆性比较
表5 不同谷子品种抗逆性比较
Table 5
年份 Year | 品种 Variety | 谷瘟病 Cereal blast | 纹枯病 Banded sclerotial blight | 白发病 White hair disease (%) |
---|---|---|---|---|
2021 | 瑞香谷2号 | 1 | 0 | 0.22 |
瑞香谷5号 | 1 | 0 | 0.21 | |
朝202026 | 1 | 2 | 0.22 | |
龙谷46 | 1 | 0 | 0.30 | |
九谷40 | 1 | 1 | 0.13 | |
九谷41 | 1 | 1 | 0.30 | |
赤金谷17 | 2 | 0 | 0.38 | |
公谷96 | 2 | 2 | 0.43 | |
20H819 | 1 | 0 | 0.40 | |
九谷11(CK) | 1 | 1 | 0.30 | |
2022 | 瑞香谷2号 | 1 | 1 | 1.67 |
瑞香谷5号 | 1 | 1 | 1.67 | |
朝202026 | 1 | 1 | 0.33 | |
龙谷46 | 1 | 1 | 2.00 | |
九谷40 | 1 | 1 | 2.00 | |
九谷41 | 1 | 1 | 1.67 | |
赤金谷17 | 2 | 1 | 3.33 | |
公谷96 | 2 | 1 | 5.00 | |
20H819 | 1 | 1 | 2.33 | |
九谷11(CK) | 1 | 1 | 4.67 |
2.5 不同谷子品种产量比较
表6 2021年不同谷子品种产量比较
Table 6
品种 Variety | 小区产量Pot yield (kg) | 产量 Yield (kg/hm2) | 差异显著性Difference significance | 排名 Ranking | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均Average | 0.05 | 0.01 | |||
瑞香谷2号Ruixianggu 2 | 6.65 | 6.8 | 6.85 | 6.77 | 5073.00 | a | A | 2 |
瑞香谷5号Ruixianggu 5 | 6.54 | 6.95 | 6.26 | 6.58 | 4935.00 | ab | A | 4 |
朝202026 Chao 202026 | 4.85 | 6.05 | 5.84 | 5.58 | 4183.50 | b | A | 10 |
龙谷46 Longgu 46 | 5.87 | 6.73 | 5.58 | 6.06 | 4539.00 | ab | A | 7 |
九谷40 Jiugu 40 | 5.65 | 5.67 | 7.03 | 6.12 | 4585.50 | ab | A | 6 |
九谷41 Jiugu 41 | 6.60 | 6.45 | 7.03 | 6.69 | 5017.50 | a | A | 3 |
赤金谷17 Chijingu 17 | 5.46 | 6.14 | 6.57 | 6.06 | 4540.50 | ab | A | 7 |
公谷96 Gonggu 96 | 5.85 | 6.45 | 7.20 | 6.50 | 4872.00 | ab | A | 5 |
20H819 | 6.58 | 6.50 | 7.80 | 6.96 | 5217.00 | a | A | 1 |
九谷11 Jiugu 11 (CK) | 5.75 | 6.16 | 6.25 | 6.05 | 4537.50 | ab | A | 9 |
相同大写字母表示0.01水平差异不显著。
The same capital letters indicate no significant difference at 0.01 level.
表7 2022年不同谷子品种产量比较
Table 7
品种 Variety | 小区产量Pot yield (kg) | 产量 Yield (kg/hm2) | 差异显著性Difference significance | 排名 Ranking | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均Average | 0.05 | 0.01 | |||
瑞香谷2号Ruixianggu 2 | 7.24 | 7.55 | 7.32 | 7.37 | 5524.50 | ab | AB | 4 |
瑞香谷5号Ruixianggu 5 | 7.04 | 7.30 | 6.71 | 7.02 | 5260.50 | bc | ABC | 7 |
朝202026 Chao 202026 | 7.15 | 6.25 | 6.15 | 6.52 | 4885.50 | cd | BC | 8 |
龙谷46 Longgu 46 | 8.32 | 7.16 | 8.13 | 7.87 | 5899.50 | a | A | 1 |
九谷40 Jiugu 40 | 7.43 | 7.14 | 7.42 | 7.33 | 5494.50 | ab | AB | 5 |
九谷41 Jiugu 41 | 8.07 | 7.80 | 7.65 | 7.84 | 5877.00 | b | A | 2 |
赤金谷17 Chijingu 17 | 5.75 | 6.20 | 6.75 | 6.23 | 4672.50 | d | C | 9 |
公谷96 Gonggu 96 | 7.25 | 6.85 | 7.19 | 7.10 | 5320.50 | bc | ABC | 6 |
20H819 | 7.83 | 7.39 | 7.28 | 7.50 | 5622.00 | ab | A | 3 |
九谷11 Jiugu 11 (CK) | 6.23 | 6.55 | 5.95 | 6.24 | 4680.00 | d | C | 10 |
不同大写字母表示0.01水平差异显著。
Different capital letters indicate significant difference at 0.01 level.
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。
表8 不同谷子品种农艺性状间相关性
Table 8
性状 Trait | 产量 Yield | 株高 Plant height | 穗长 Panicle length | 穗粗 Panicle diameter | 单穗重 Single panicle weight | 穗粒重 Grain weight per panicle | 出谷率 Milled millet percentage | 千粒重 1000-grain weight |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
产量Yield | 1.000 | |||||||
株高Plant height | -0.469 | 1.000 | ||||||
穗长Panicle length | 0.134 | -0.364 | 1.000 | |||||
穗粗Panicle diameter | 0.754* | -0.545 | 0.403 | 1.000 | ||||
单穗重Single panicle weight | 0.748* | -0.369 | 0.318 | 0.527 | 1.000 | |||
穗粒重Grain weight per panicle | 0.741* | -0.047 | 0.255 | 0.530 | 0.713* | 1.000 | ||
出谷率Milled millet percentage | 0.238 | 0.350 | -0.032 | 0.172 | -0.094 | 0.629 | 1.000 | |
千粒重1000-grain weight | -0.219 | -0.029 | -0.067 | -0.316 | -0.107 | -0.016 | -0.110 | 1.000 |
“*”代表相关性显著(P < 0.05)。
“*”indicates significant correlation at P < 0.05 level.
3 讨论
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。
4 结论
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。
参考文献
晋北谷子农艺和营养品质性状的相关性分析
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1037
[本文引用: 3]
为了探明引进谷子品种在晋北春谷区广灵县种植的适应性,以‘晋谷21号’、‘晋谷59号’、‘大同45号’、‘鑫谷4号’、‘8311’为试验谷子品种,‘大白谷’为对照,在广灵县作疃乡百疃西堡村进行2年的种植试验,检测和分析主要农艺和营养品质性状的差异和相关性。结果显示,‘晋谷59号’和‘晋谷21号’的生育期分别为146天和139天,属于春播晚熟品种,‘8311’的生育期最短为120天。‘晋谷59号’的产量在2019年和2020年均为最高,分别为6483.11 kg/hm<sup>2</sup>和6707.80 kg/hm<sup>2</sup>,较对照‘大白谷’增幅分别为13.44%和15.15%,‘晋谷21号’的产量小幅高于对照。‘晋谷21号’和‘晋谷59号’的株高和穗宽值较大,‘大同45号’、‘晋谷21号’和‘晋谷59号’的穗较长;‘晋谷59号’、‘晋谷21号’和‘大同45号’的单穗重和单穗粒重值较大,较其他品种差异显著。‘大同45号’和‘鑫谷4号’千粒重值最大,与其他品种有显著性差异。‘晋谷21号’的蛋白质含量在2个年份均为最高,分别为13.03%和11.23%,其次为‘晋谷59号’,与其他品种有显著性差异。‘晋谷59号’的脂肪含量最高,分别为3.47%和5.13%。‘8311’的碳水化合物和淀粉含量最高。研究表明,谷子的产量、穗宽、旗叶宽、单穗重、单穗粒重、千粒重以及蛋白质、脂肪和膳食纤维含量的变异系数较大。产量与株高、穗宽、单穗重、单穗粒重和千粒重极显著正相关,与旗叶宽和脂肪含量显著正相关,与碳水化合物和淀粉含量显著负相关,这些性状对谷子产量有很大的影响,而且性状之间也存在着显著或极显著的相关性。综合分析引进谷子品种的农艺及营养品质性状,‘晋谷21号’和‘晋谷59号’在广灵县作疃乡的农艺性状表现正常且产量高于对照品种大白谷,主要营养成分含量较高,适应当地的生态环境,具有在当地推广种植的可行性。
不同产地谷子籽粒营养品质与食味品质的比较研究
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18090054
[本文引用: 1]
为了在现有谷子品种的基础上,明确有利于提高谷子籽粒营养品质和食味品质的生长环境,本文对‘长农38号’、‘长农39号’、‘长农41号’谷子在长治和沁县两个生态点谷子籽粒的营养品质与食味品质进行比较分析。结果表明:种植地区对‘长农38号’谷子籽粒的维生素B1、直链淀粉、粗蛋白和‘长农41号’的维生素B1、粗脂肪的影响较大,变异系数均在10%以上;对‘长农39号’谷子籽粒的营养品质影响较小,变异系数均在10%以下。通过食味品质的比较可以看出种植在沁县的‘长农38号’谷子籽粒的一致性高于长治,种植在长治的‘长农39号’、‘长农41号’谷子籽粒的一致性低于沁县;种植于长治的‘长农38号’、‘长农39号’谷子籽粒的色泽高于沁县,种植于长治的‘长农41号’谷子籽粒色泽与沁县的评分结果一样;种植于沁县的3个基因型谷子籽粒食味品质的分数合计结果均高于长治。因此通过优化谷子栽培管理措施对提高谷子籽粒品质具有重要意义。
Unraveling the roles of genotype and environment in the expression of plant defense phenotypes
DOI:10.1002/ece3.7639
PMID:34257915
[本文引用: 2]
Phenotypic variability results from interactions between genotype and environment and is a major driver of ecological and evolutionary interactions. Measuring the relative contributions of genetic variation, the environment, and their interaction to phenotypic variation remains a fundamental goal of evolutionary ecology.In this study, we assess the question: How do genetic variation and local environmental conditions interact to influence phenotype within a single population? We explored this question using seed from a single population of common milkweed,, in northern Michigan. We first measured resistance and resistance traits of 14 maternal lines in two common garden experiments (field and greenhouse) to detect genetic variation within the population. We carried out a reciprocal transplant experiment with three of these maternal lines to assess effects of local environment on phenotype. Finally, we compared the phenotypic traits measured in our experiments with the phenotypic traits of the naturally growing maternal genets to be able to compare relative effect of genetic and environmental variation on naturally occurring phenotypic variation. We measured defoliation levels, arthropod abundances, foliar cardenolide concentrations, foliar latex exudation, foliar carbon and nitrogen concentrations, and plant growth.We found a striking lack of correlation in trait expression of the maternal lines between the common gardens, or between the common gardens and the naturally growing maternal genets, suggesting that environment plays a larger role in phenotypic trait variation of this population. We found evidence of significant genotype-by-environment interactions for all traits except foliar concentrations of nitrogen and cardenolide. Milkweed resistance to chewing herbivores was associated more strongly with the growing environment. We observed no variation in foliar cardenolide concentrations among maternal lines but did observe variation among maternal lines in foliar latex exudation.Overall, our data reveal powerful genotype-by-environment interactions on the expression of most resistance traits in milkweed.© 2021 The Authors. Ecology and Evolution published by John Wiley & Sons Ltd.
西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.23.004
[本文引用: 2]
【目的】通过对过去15年西北春谷早熟区区试谷子品种的产量及农艺性状进行综合分析,明晰了该区15年来谷子育种进展,并提出今后的发展方向,为该区新品种选育及产业发展提供理论指导。【方法】基于2001—2015年国家区域试验西北春谷早熟区的数据,对参试品种及通过鉴定品种的主要农艺性状、产量性状进行比较与分析,同时对通过鉴定的18个品种进行了抗逆性分析。【结果】2001—2015年西北春播早熟区共有85个新品系参加国家区试,12个常规品种和6个杂交种达到新品种鉴定标准通过鉴定,新育成品种比对照增产10%以上的品种有3个,其中,常规品种1个为大同32,杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号。参试品种和通过鉴定品种的产量平均数在年度间表现了较大差异,但总体趋势表现为产量潜力水平的提高。参试品种穗长和千粒重年度间差异不显著,穗长基本稳定在23—27 cm,千粒重稳定在3—3.4 g,但参试品种的株高、单穗重、穗粒重年度间差异大,株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势。通过鉴定的18个品种有13个生育期长于对照,5个短于对照,同时伴随着株高的增加,单穗重和穗粒重的提升,说明新育成品种生育期的延长和单株产量性状的提升。多元回归分析表明,生育期、株高、单穗重、穗粒重和出谷率决定了产量81.43%的变异,产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关,穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关。对通过鉴定品种的抗逆性分析表明,这15年该区主要病害有红叶病和白发病,不同年份间不同品种都有一定发生,通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势。【结论】2001—2015年春谷早熟区选育的品种产量有增加的趋势。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重,其次为株高、生育期,育种中应注意提高品种的综合性和各性状之间的协调性。生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破,同时也不利于谷子机械化生产的发展。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。
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