谷子脱壳为小米，是我国北方的特色杂粮，对于调节饮食结构和保障粮食安全具有重要意义。近年来，随着极端天气频发，洪涝、风雹、干旱等灾害给农业生产造成较大影响，也给国家粮食安全带来巨大挑战。河北省每年平均农作物受灾面积215.1万hm²，成灾面积140.9万hm²，每年需要灾后补种的粮食作物面积达到26.7万hm^2[1]。救灾备荒种子储备是抗灾救灾、保障粮食生产的有效措施，全国多地先后建立了救灾备荒种子储备制度，并投入了大量补助资金^[2-6]。2021年河北省“两级”种子储备总量681.5万kg，其中备荒种子占总量的77%以上^[7]。但是备荒作物种子储备偏重于产量和效益，而早熟品种种子不足，一旦灾害发生，会造成因补种作物已过农时而无法补种的局面，因此储备短生育期作物和超早熟品种是十分必要的。谷子耐旱、耐贫瘠，生育期较短，是重要的短日照备荒救灾作物。然而，目前用于备荒救灾的早熟谷子品种很少，尤其是超早熟、对光温条件不敏感的广生态适应性品种极度匮乏。超早熟、广生态适应性谷子品种不仅在正常年份可以满足高寒地带谷子生产，而且在灾害发生后有充足的种子用于灾区的补救生产。

由于消费习惯的差异，国外对谷子的研究主要集中在资源保存、基因发掘以及饲草谷子选育等方面，国内多集中在基因发掘以及高产品种选育方面^[8-12]，将谷子作为备荒救灾作物的研究报道较少。20世纪70年代国内开展了一些早熟谷子品种的选育工作，其中河北省农林科学院谷子研究所在21世纪初先后育成了超早熟2号、冀谷27和冀谷28。超早熟2号对积温敏感，生育期所需有效积温1650 ℃左右，在石家庄夏播生育期63 d，在张家口坝上海拔1400 m的地区生育期103 d左右，在海拔1600 m的地区不能成熟^[13]。冀谷27生育期所需有效积温1550 ℃，适合在我国张北高寒地区种植，生育期95 d^[14]；冀谷28正常成熟所需有效积温1600 ℃左右，其生育期受环境积温影响明显，在75~115 d变化，在冀鲁豫夏谷区最晚播期在7月22日，在海拔1600 m的河北省坝上最北端勉强成熟，适合在无霜期110 d高寒地区推广，在海拔1400~1600 m的坝上高寒地带平均生育期102 d左右^[15]。由于我国谷子分布的纬度、海拔等地理条件差异较大，对光、温敏感的早熟品种生育期随纬度或海拔变化较大，难以满足不同的纬度备荒救灾生产以及高寒区发展谷子生产的需求。因此，针对极早熟备荒谷子品种缺乏的现状，兼顾高寒区谷子生产及种源供应保障的问题，开展生育期短且稳定的超早熟谷子品种选育尤为重要。

试验于河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站进行，试验地0~20 cm土壤基础养分含量为有机质1.287%、全氮0.081%、全磷0.097%、全钾2.343%、碱解氮80.233 mg/kg、速效磷17.847 mg/kg、速效钾171.233 mg/kg、pH 7.8。

2005年7月22日在衡谷9号原种田（生育期90 d左右，此时正值拨节期）发现3株抽穗异常且植株低矮的单株，抽穗较衡谷9号早15~20 d，分别标记单株。2006-2008年采用单株选择法，每年在河北衡水和海南三亚两地交替进行超早熟定向选育，调查生育期及生物性状。至2008年选育出早熟稳定系，暂定名衡谷9早。2009-2010年对衡谷9早进行新品系产量比较试验，2011-2012年进行河北省区域试验及生产试验。2013年12月通过专家鉴定委员会鉴定，该品系定名为“衡谷12号”，2018年5月通过国家非主要农作物品种登记，登记证号为GPD谷子（2018）130100，2018年11月获得植物新品种权，品种权号为CNA20150056.2。

2014年对衡谷12号早熟性和丰产性进行鉴定，早熟性以冀谷27、冀谷28及农家种60天还仓为对照，丰产性以衡谷9号、冀谷19（当年全国谷子区域试验对照品种）为对照。设计裂区试验，3次重复，小区面积18 m²。从5月15日至8月30日，每15 d播种一期。所有播期均露地直播，行距40 cm，留苗密度60万株/hm²。其他田间管理措施同常规大田。

调查出苗期、抽穗期和成熟期，结合气象资料逐日计算参试品种相应生育阶段的活动积温和日照时数。

2014年分别在河北省深州市（115°43′ E，37°53′ N）、山西省长治市（113°08′ E，36°11′ N）、黑龙江省齐齐哈尔市（123°46′ E，47°18′ N）和黑龙江省黑河市（127°30′ E，50°15′ N）4个不同纬度地区种植衡谷12号，进行早熟性鉴定试验。在当地适播期内分期进行夏播（除衡水外，其余3个地区均为一年一熟制），调查生育期，并结合当地气象资料计算各生育时期内逐日活动积温与日照时数。

利用Excel 2019进行数据统计分析，利用SPSS 24.0进行显著性和相关性分析，运用Origin 9.1绘图。

2009-2010年该品种参加品种比较试验，2年平均亩产194.6 kg。2009年平均亩产171.9 kg，较对照冀谷19（180.9 kg/亩）减产4.99%；2010年平均亩产217.2 kg，较对照冀谷19（278.50 kg/亩）减产22.02%。

2011-2012年该品种进行河北省夏谷区域适应性试验，主要表现为幼苗绿色，生育期57~60 d，株高46~50 cm，分蘖性强，中下部节间可产生多个分枝，主茎节数6节，主茎叶数6片，一级分枝数2~3个，多数分枝可成穗；纺锤穗偏紧，短刺毛绿色；平均穗长7.32 cm，单穗重3.78 g，穗粒重3.36 g；千粒重3.13g；出谷率88.37%；黄谷黄米。抗倒性为1级，谷瘟病抗性1级，谷锈病抗性1级，白发病发病率为0.09%。

该品种2011-2012年生产试验亩产分别为181.15、199.60 kg，2年平均190.38 kg/亩，较对照冀谷19减产且差异明显，但表现为极早熟，分蘖分枝成穗好，植株较矮，适应性较强。

播期试验（表1）表明，7月15日前播种参试品种均可正常成熟，7月31日以后播种，仅衡谷12号能正常成熟；8月31日播种参试品种均无法成熟，表明衡谷12号在衡水夏谷区8月15日仍可正常生产。

在不同播期试验中，衡谷12号平均生育期58 d，在6个参试品种中生育期最短，较早熟对照60天还仓、冀谷27和冀谷28分别短15、15和14 d。衡谷12号出苗―抽穗仅25 d，较早熟对照60天还仓、冀谷27和冀谷28（三者均为47 d）缩短22 d。衡谷12号抽穗―成熟平均为33 d，与中熟品种衡谷9号（32 d）、冀谷19（33 d）基本相同，但比60天还仓（26 d）、冀谷27（26 d）和冀谷28（25 d）长7~8 d。生育进程分析表明，衡谷12号出苗―抽穗期占其全生育期的42.9%，营养生长和营养与生殖生长并进期缩短，但纯生殖生长阶段（抽穗―成熟）并未缩短，穗分化提前，抽穗早是导致其超早熟的主要原因。

从图1可以看出，衡谷12号全生育期平均活动积温为1559 ℃，在参试品种中最低，其中营养生长阶段（出苗―抽穗）的平均活动积温为665 ℃，分别较衡谷9号、冀谷19、60天还仓、冀谷27和冀谷28减少35.5%、38.4%、22.8%、20.9%和21.9%，且差异显著。

从图2可以看出，衡谷12号全生育期的平均日照时数为478 h，营养生长阶段的平均日照时数为222 h，分别较衡谷9号、冀谷19、60天还仓、冀谷27和冀谷28少253、260、161、144和165 h，呈极显著性差异。

图3表明，衡谷12号、衡谷9号、冀谷28、60天还仓和冀谷19的生育期与营养生长阶段活动积温呈正相关，相关系数分别为0.51、0.49、0.65、0.05和0.39，其中仅冀谷28的相关性显著；而冀谷27生育期与营养生长阶段活动积温呈负相关，相关系数为-0.20，但相关性不显著。衡谷12号、衡谷9号生育期与生殖生长阶段活动积温呈负相关，相关系数分别为-0.21和-0.10，但相关性均不显著，60天还仓、冀谷27、冀谷28和冀谷19生育期与生殖生长阶段活动积温呈正相关，相关系数分别为0.58、0.29、0.15和0.59，其中仅冀谷19的相关性显著。

衡谷12号、60天还仓、冀谷27、冀谷28、衡谷9号和冀谷19生育期与营养生长日照时数均呈正相关，相关系数分别为0.61、0.79、0.65、0.75、0.78和0.78，其中只有衡谷12号的相关性不显著。60天还仓、冀谷28和衡谷9号生育期与生殖生长阶段日照时数呈负相关，相关系数分别为-0.16、-0.55和-0.35，相关性均不显著；冀谷19生育期与生殖生长阶段日照时数呈正相关，相关系数为0.10，相关性不显著；而冀谷27生育期与生殖生长阶段的日照时数不相关。

综上所述，相同地点的参试品种中只有衡谷12号生育期与营养生长阶段、生殖生长阶段活动积温、日照时数的反应不敏感。

图4和图5为衡谷12号在河北衡水、山西长治、黑龙江齐齐哈尔、黑龙江黑河4个地区生育期的特征数据，其中衡谷12号营养生长阶段为25~28 d，生殖生长阶段为33~35 d，全生育期为58~61 d。不同纬度条件衡谷12号的生育期差异不显著。

通过气象资料分析，衡谷12号在4个不同纬度地区种植，整个生育期活动积温在1215~1559 ℃，日照时数362~452 h，表明衡谷12号满足活动积温1215 ℃，日照时数362 h即可成熟，极早熟特性在高寒地带表现稳定（图4、5）。

对衡谷12号不同纬度生育期与不同生育阶段积温和日照时数进行了相关性分析，如图6所示，在衡水，衡谷12号的生育期与营养生长阶段活动积温不相关；而在其他三地呈正相关性，但均不显著，相关系数分别为0.55、0.33、0.33。衡谷12号在齐齐哈尔生育期与生殖生长阶段活动积温不相关；在其他三地呈正相关，相关系数分别为0.82、0.55、1.00。衡谷12号生育期与营养生长阶段日照时数在衡水、齐齐哈尔呈负相关，但不显著，相关系数分别为-0.82、-0.67；在长治、黑河呈正相关，相关系数分别为0.55、0.33，也均不显著。生育期与生殖生长阶段日照时数在黑河呈负相关，相关系数为-0.33，但相关性不显著；在其他三地呈正相关，相关系数分别为0.82、0.55、0.67，相关性不显著。

以上结果表明不同纬度生长条件下，衡谷12号的生育期与营养生长阶段、生殖生长阶段的活动积温及日照时数的相关性均不显著，表明衡谷12号在不同纬度对活动积温及光周期的反应不敏感，早熟性特征表现稳定。

谷子在我国主要分布在北纬32°~48°，性喜温，由于谷子整个生育期及各时期生物学下限温度不同，故研究衡谷12号生长发育所需的积温以≥10 ℃活动积温来衡量^[16]。光、温反应敏感是谷子生态适应性狭窄的一个重要原因^[17]。无论是大田生产还是备荒救灾品种，广生态适应性都是一个重要优良性状。衡谷12号夏播平均生育期58 d，在河北低平原区所需活动积温（≥10 ℃）仅1559 ℃，日照时数452 h，从4月15日到8月25日播种均可正常成熟。从华北到黑龙江（37°53′ N~50°15′ N），衡谷12号平均生育期60 d，满足活动积温≥1215 ℃，平均日照时数≥362 h即可正常成熟，超早熟性状表现稳定。目前已报道的早熟谷子品种冀谷27和冀谷28在华北夏谷区最晚播期在7月25日，衡谷12号最晚播期在8月28日。抽穗期是反映植物光周期敏感性一个重要性状。贾小平等^[17]研究发现，抽穗期也是评价谷子光温反应敏感性的一个可靠指标。衡谷12号出苗―抽穗仅25 d，较已知的超早熟品种冀谷27、冀谷28还要早22 d，而且不同纬度地域间均表现抽穗提前，超早熟特性稳定，属光温条件不敏感超早熟品种，这对于一个备荒救灾品种来说具有重要的意义，即正常年份可在高海拔高纬度地区发展生产，保证一定量的种子储备，灾害年份可迅速应用于不同生态条件的救灾生产，可解决备荒救灾作物种子储备的难题。

衡谷12号出苗后25 d抽穗，营养生长期、营养与生殖生长并进期缩短，导致其穗分化和抽穗较早，茎节数变少，株高变矮。对衡谷12号光周期响应分子机理解析研究^[18]发现，其光周期响应关键调节因子SiPHYC（光敏色素C基因）C端部分编码序列缺失，导致呈现出了早熟、矮秆、多分蘖以及光周期敏感度下降的特征，从而明确了Phyc基因的突变是导致衡谷12号早熟的分子机制。

超早熟品种衡谷12号由于生长期较短，营养生长不足，造成干物质积累少，从而导致单产降低。虽然可以靠增加群体密度来稳定一定的产量，但从种植效益出发，至少在正常年份不可作为大田作物来进行生产。在适应不利气候变化时，衡谷12号作为灾后补种的救灾作物是切实可行的。