張艾英，刁現(xiàn)民，郭二虎，范惠萍，王麗霞，李瑜輝，程麗萍，吳引生，張莉

?

西北春谷早熟區(qū)谷子品種十五年變化趨勢(shì)及主要性狀分析

張艾英1，刁現(xiàn)民2，郭二虎1，范惠萍1，王麗霞1，李瑜輝1，程麗萍1，吳引生1，張莉3

（1山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所/特色雜糧種質(zhì)資源發(fā)掘與育種山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西長(zhǎng)治 046011；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所， 北京 100081；3山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷 030801）

通過(guò)對(duì)過(guò)去15年西北春谷早熟區(qū)區(qū)試谷子品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合分析，明晰了該區(qū)15年來(lái)谷子育種進(jìn)展，并提出今后的發(fā)展方向，為該區(qū)新品種選育及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論指導(dǎo)。基于2001—2015年國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)西北春谷早熟區(qū)的數(shù)據(jù)，對(duì)參試品種及通過(guò)鑒定品種的主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀進(jìn)行比較與分析，同時(shí)對(duì)通過(guò)鑒定的18個(gè)品種進(jìn)行了抗逆性分析。2001—2015年西北春播早熟區(qū)共有85個(gè)新品系參加國(guó)家區(qū)試，12個(gè)常規(guī)品種和6個(gè)雜交種達(dá)到新品種鑒定標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)鑒定，新育成品種比對(duì)照增產(chǎn)10%以上的品種有3個(gè)，其中，常規(guī)品種1個(gè)為大同32，雜交種2個(gè)分別為張雜谷1號(hào)和張雜谷15號(hào)。參試品種和通過(guò)鑒定品種的產(chǎn)量平均數(shù)在年度間表現(xiàn)了較大差異，但總體趨勢(shì)表現(xiàn)為產(chǎn)量潛力水平的提高。參試品種穗長(zhǎng)和千粒重年度間差異不顯著，穗長(zhǎng)基本穩(wěn)定在23—27 cm，千粒重穩(wěn)定在3—3.4 g，但參試品種的株高、單穗重、穗粒重年度間差異大，株高、單穗重、單穗粒重隨年份有增加的趨勢(shì)。通過(guò)鑒定的18個(gè)品種有13個(gè)生育期長(zhǎng)于對(duì)照，5個(gè)短于對(duì)照，同時(shí)伴隨著株高的增加，單穗重和穗粒重的提升，說(shuō)明新育成品種生育期的延長(zhǎng)和單株產(chǎn)量性狀的提升。多元回歸分析表明，生育期、株高、單穗重、穗粒重和出谷率決定了產(chǎn)量81.43%的變異，產(chǎn)量與穗粒重和單穗重呈顯著正相關(guān)，穗粒重與株高、單穗重呈顯著正相關(guān)。對(duì)通過(guò)鑒定品種的抗逆性分析表明，這15年該區(qū)主要病害有紅葉病和白發(fā)病，不同年份間不同品種都有一定發(fā)生，通過(guò)鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。2001—2015年春谷早熟區(qū)選育的品種產(chǎn)量有增加的趨勢(shì)。影響產(chǎn)量的主要因素為單穗重和穗粒重，其次為株高、生育期，育種中應(yīng)注意提高品種的綜合性和各性狀之間的協(xié)調(diào)性。生育期延長(zhǎng)、株高增加、抗倒性降低等因素直接影響到早熟區(qū)品種產(chǎn)量的突破，同時(shí)也不利于谷子機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展。早熟區(qū)品種選育應(yīng)以中矮稈、抗倒性強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高、品質(zhì)優(yōu)、適合機(jī)械化收獲為發(fā)展方向。

春谷；早熟區(qū)；區(qū)域試驗(yàn)；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；相關(guān)分析

0 引言

【研究意義】谷子（(L.) Beauv.）起源于中國(guó)，具有抗旱、耐瘠薄，水分利用效率高的特點(diǎn)，并含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，是中國(guó)的傳統(tǒng)作物和環(huán)境友好型作物[1-3]。中國(guó)谷子種植面積占世界的80%，主要分布在東北、西北和華北地區(qū)。西北春播早熟區(qū)谷子主要分布在內(nèi)蒙古、山西北部、河北張家口、陜北、甘肅、寧夏等地區(qū)，種植面積占到全國(guó)谷子面積的1/3，是重要的谷子生產(chǎn)區(qū)。同小麥、水稻、玉米等大作物相比，谷子的研究水平和生產(chǎn)水平低，生產(chǎn)中應(yīng)用的品種與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要有較大差距，培育適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的品種是提升谷子產(chǎn)業(yè)水平的重要支撐。同時(shí)，谷子屬于光溫敏反應(yīng)較敏感的作物，培育適合本區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，對(duì)于提升谷子生產(chǎn)水平，促進(jìn)谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[4-8]。區(qū)域試驗(yàn)通過(guò)多年多點(diǎn)對(duì)新育成品種的單產(chǎn)潛力、品質(zhì)表現(xiàn)、抗逆性、穩(wěn)產(chǎn)性及其適應(yīng)范圍進(jìn)行鑒定，為新品種評(píng)價(jià)提供主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、生態(tài)類(lèi)型反應(yīng)以及對(duì)氣候差異的適應(yīng)情況，是新品種評(píng)價(jià)、繁育、推廣的重要依據(jù)[9-10]。【前人研究進(jìn)展】水稻[11-13]、小麥[14-16]、玉米[17]、油菜[18]等多種作物根據(jù)多年區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)示范的數(shù)據(jù)確定階段性的實(shí)際育種目標(biāo)或育種方向。王軍等[19]利用AMMI模型對(duì)2007年西北春谷區(qū)早熟及中晚熟區(qū)區(qū)域試驗(yàn)各品種基因型與環(huán)境互作效應(yīng)進(jìn)行探討，并對(duì)參試品種的穩(wěn)定性和試驗(yàn)地點(diǎn)的判別力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。任月梅[20]對(duì)春播早熟區(qū)谷子產(chǎn)量構(gòu)成的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)和通徑分析，建議在育種中選擇主莖高度略低、粗壯、穗不宜太長(zhǎng)、生物學(xué)產(chǎn)量適中、株型緊湊的單株?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人對(duì)谷子品種評(píng)價(jià)都集中在少量品種少量性狀或某一年某點(diǎn)某一種方法上[21-23]，未全面考慮年度間、區(qū)域間、品種間的差異?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究基于2001—2015年國(guó)家谷子品種區(qū)域試驗(yàn)西北春播早熟區(qū)數(shù)據(jù)，對(duì)參試和育成品種的主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀及抗逆性進(jìn)行了比較及系統(tǒng)分析，總結(jié)該區(qū)15年來(lái)谷子育種研究進(jìn)展，并為今后的發(fā)展趨勢(shì)及谷子育種研究提出一些建議。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

數(shù)據(jù)來(lái)源于2001—2015年春播早熟區(qū)谷子區(qū)域試驗(yàn)資料。85個(gè)品種參加了125年次試驗(yàn)（2001—2015），通過(guò)鑒定的品種18個(gè)（電子附表1），其中，包括2005年成為早熟對(duì)照品種的大同29號(hào)，雜交種6個(gè)，一級(jí)優(yōu)質(zhì)米3個(gè)，二級(jí)優(yōu)質(zhì)米3個(gè)。

1.2 測(cè)定方法與統(tǒng)計(jì)分析

1.2.1 數(shù)據(jù)匯總 對(duì)2001—2015年所有參試品種及通過(guò)鑒定品種的產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀、抗逆性等進(jìn)行匯總，并與對(duì)照品種進(jìn)行比較。增產(chǎn)率（%）=[（鑒定品種產(chǎn)量-對(duì)照產(chǎn)量）/對(duì)照產(chǎn)量]×100。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)分析采用DPS[24]軟件進(jìn)行，顯著性檢驗(yàn)采用新復(fù)極差法，圖表采用Microsoft Excel 2003軟件繪制。

2 結(jié)果

2.1 區(qū)試承試點(diǎn)產(chǎn)量情況

2001—2015年共有11個(gè)試點(diǎn)承擔(dān)了試驗(yàn)，因2個(gè)試點(diǎn)承擔(dān)試驗(yàn)?zāi)甓容^少，只對(duì)其中9個(gè)試點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了匯總分析。發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量水平較高的參試點(diǎn)為河北承德、河北張家口，其次為山西大同、陜西榆林，這些試點(diǎn)的產(chǎn)量都比對(duì)照增產(chǎn)；產(chǎn)量較低的為甘肅會(huì)寧、寧夏固原、山西靈丘縣，干旱少雨是影響產(chǎn)量的主要因素。盡管谷子屬于抗旱性強(qiáng)的作物，但提高品種的抗旱性仍然是提高產(chǎn)量的重要措施（電子附表2）。

把參試品種15年產(chǎn)量的平均值與各年度對(duì)照的差值進(jìn)行分析（圖1），可以看出，各承試點(diǎn)參試品種增產(chǎn)幅度存在較大差異，增產(chǎn)幅度大的承試點(diǎn)為河北張家口（2005和2013年）和陜西榆林（2002和2007年），其次為山西大同。減產(chǎn)幅度較大的為寧夏固原，其次為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院和甘肅會(huì)寧。說(shuō)明早熟區(qū)谷子的區(qū)域性強(qiáng)，適合試點(diǎn)生態(tài)條件的參試品種增產(chǎn)幅度大，而不適合試點(diǎn)生態(tài)條件的參試品種增產(chǎn)幅度小。

圖1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)各試點(diǎn)參試品種產(chǎn)量變化情況

2.2 品種產(chǎn)量表現(xiàn)

區(qū)域試驗(yàn)中參試品種實(shí)行滾動(dòng)制，根據(jù)品種表現(xiàn)參試1—2年，參試品種逐年產(chǎn)量結(jié)果能夠反映參試品種產(chǎn)量水平的變化情況和當(dāng)時(shí)的育種水平。圖2為2001—2015年各參試品種與對(duì)照（2001—2006年對(duì)照品種為大同14號(hào)，2007—2015年對(duì)照品種為大同29號(hào)）產(chǎn)量的變化情況?？梢钥闯觯瑓⒃嚻贩N產(chǎn)量有逐年增加的趨勢(shì)，受氣候因素及栽培管理的影響，對(duì)照品種也呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)，2007年后參試品種的產(chǎn)量明顯提高；但年度間產(chǎn)量存在一定的差異，2013年產(chǎn)量最高，2009年產(chǎn)量最低，且變異幅度較大，最高產(chǎn)量和最低產(chǎn)量間存在顯著差異；2001—2006年參試品種（2005年除外）整體較對(duì)照大同14號(hào)增產(chǎn)，但2007—2015年所有參試品種的平均產(chǎn)量沒(méi)有超過(guò)對(duì)照大同29號(hào)。從整體上看，早熟區(qū)谷子品種在產(chǎn)量上沒(méi)有大的突破，雖然新品種在產(chǎn)量潛力上有提高，但在穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性等方面提高不大。參試品種的數(shù)量呈增加趨勢(shì)，但品種的通過(guò)率明顯降低（電子附圖2）。

對(duì)通過(guò)鑒定的18個(gè)品種的產(chǎn)量匯總列于圖3。通過(guò)鑒定的18個(gè)品種的增產(chǎn)潛力呈現(xiàn)增高的趨勢(shì)。18個(gè)品種中，2個(gè)品種較對(duì)照略減產(chǎn)，其中，赤谷18號(hào)為抗除草劑品種，豫谷18是15年中唯一在西北早熟區(qū)能基本適應(yīng)的夏谷類(lèi)型，是廣適型育種的一個(gè)突破。15年來(lái)通過(guò)鑒定的雜交種有6個(gè)，占到鑒定品種總數(shù)的1/3，增產(chǎn)率均在7%以上，最高達(dá)19.79%。常規(guī)種中增幅較高的品種分別為大同32號(hào)和大同34號(hào)，分別增產(chǎn)11.51%和8.71%。

不同字母表示P=0.05水平差異顯著。下同 Different small letters on a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

圖3 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過(guò)區(qū)試品種平均產(chǎn)量變化情況

2.3 品種農(nóng)藝性狀變化

從參試品種農(nóng)藝性狀變化情況看（表1），參試品種的穗長(zhǎng)和千粒重年度間差異不顯著，穗長(zhǎng)基本穩(wěn)定在23—27 cm，千粒重穩(wěn)定在3—3.4 g；生育期、株高、單穗重、穗粒重、出谷率、公頃穗數(shù)存在一定的差異，其中株高、單穗重、穗粒重變異最大，生育期、公頃穗數(shù)變異最?。恢旮?、單穗重、單穗粒重隨年份有增加的趨勢(shì)；公頃穗數(shù)2001—2002年最低，2003年以后呈增加的趨勢(shì)，2006年后（除2011年外）基本穩(wěn)定在37.5萬(wàn)/hm2；2014品種生育期最長(zhǎng)，與生育期較短的2005年、2009年和2010年比較存在顯著差異，該年的單穗重、穗粒重也最大；出谷率變化趨勢(shì)不顯著。從總體上看，早熟區(qū)選育的品種在類(lèi)型上沒(méi)有大的變化，品種的生育期延長(zhǎng)，株高、單穗重、穗粒重增加，公頃穗數(shù)增加與參加該區(qū)區(qū)試的品種有多個(gè)雜交種，而雜交種具有較強(qiáng)的分蘗性有關(guān)?？s短生育期、降低株高、提高結(jié)實(shí)率、提高品種品質(zhì)應(yīng)成為早熟區(qū)新品種選育的主要方向（電子附表3）。

表1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)參試品種主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況

不同字母表示=0.05水平差異顯著。下同

Different small letters within a column indicate significantly different at the 0.05 level. The same as below

對(duì)通過(guò)鑒定的18個(gè)品種農(nóng)藝性狀匯總（表2、電子附圖1），18個(gè)品種生育期在120—135 d，高于130 d的品種有2個(gè)（豫谷18號(hào)和張雜谷10號(hào)），其中13個(gè)品種的生育期都高于對(duì)照，5個(gè)低于對(duì)照；株高在108—130 cm的有11個(gè)，130—150 cm的有7個(gè)，比對(duì)照高的有7個(gè)，低于對(duì)照的有11個(gè)；18個(gè)品種穗長(zhǎng)分布在21—28 cm，22—25 cm有11個(gè)，比對(duì)照高的有13個(gè)；單穗重分布在19—33 g，19—25 g有14個(gè)，對(duì)照品種和通過(guò)鑒定品種的單穗重有逐年升高的趨勢(shì)；穗粒重分布在14—26 g，15—23 g有16個(gè)，對(duì)照和通過(guò)鑒定品種穗粒重有逐年增加趨勢(shì)；出谷率分布在72%—85%，74%—80%有12個(gè)；千粒重分布在2.6—4.0 g，3.0—3.6 g有13個(gè)，大同29號(hào)、大同39號(hào)、隴谷11號(hào)、蒙谷13號(hào)千粒重超過(guò)了3.6 g，豫谷18的千粒重低于3.0 g；公頃穗數(shù)分布在30萬(wàn)—45萬(wàn)，公頃穗數(shù)最大的為張雜谷10號(hào)、張雜谷9號(hào)，這兩個(gè)品種比對(duì)照的穗數(shù)多，其他品種公頃穗數(shù)低于39萬(wàn)，且和對(duì)照持平?？傮w上看，通過(guò)鑒定的品種在株高上呈現(xiàn)增高趨勢(shì)，常規(guī)品種和雜交種的株高均有所增加；品種生育期呈延長(zhǎng)趨勢(shì)；單穗重、穗粒重呈升高趨勢(shì)；出谷率和千粒重呈降低趨勢(shì)。早熟區(qū)品種生育期延長(zhǎng)、株高增加與增產(chǎn)潛力提高幅度不大有較大的關(guān)系，如常規(guī)品種大同32號(hào)與大同34號(hào)相比，大同32號(hào)生育期較大同34號(hào)略長(zhǎng)，但株高明顯低，增產(chǎn)幅度較大。同樣張雜谷1號(hào)較張雜谷15號(hào)、張雜谷17號(hào)株高降低，增產(chǎn)幅度也相對(duì)較高，因此，早熟區(qū)品種降低株高、提高抗倒性、適當(dāng)縮短生育期、提高品種結(jié)實(shí)率是育種的重要目標(biāo)。

2.4 產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

利用通過(guò)鑒定品種的數(shù)據(jù)，以8個(gè)農(nóng)藝性狀為自變量（i），單位面積產(chǎn)量為因變量（）進(jìn)行多元逐步回歸分析，篩選出影響產(chǎn)量的主要性狀，建立了最優(yōu)回歸模型：=870.727237-30.4120789071- 8.5368807642+285.152619484-215.834085165+85.275544096（=0.9024，=10.5217，=0.0005）。多元回歸分析表明，生育期（1）、株高（2）、單穗重（4）、穗粒重（5）、出谷率（6）決定了產(chǎn)量81.43%的變異。對(duì)鑒定品種主要農(nóng)藝性狀平均值與產(chǎn)量相關(guān)分析表明（表3），產(chǎn)量與穗粒重和單穗重呈顯著正相關(guān)；穗粒重與株高、單穗重呈顯著正相關(guān)，這也是多年來(lái)選育的品種株高未能降低的重要原因，株高太高不利于機(jī)械化收獲；產(chǎn)量與出谷率、千粒重、公頃穗數(shù)相關(guān)性不強(qiáng)。

2.5 抗逆性

春谷早熟區(qū)地處冷涼地區(qū)，病蟲(chóng)害較輕，相對(duì)而言紅葉病偏多，白發(fā)病次之，不同年份，不同品種都有發(fā)生；蛀莖率不高，谷銹病、紋枯病、谷瘟病零星發(fā)生，無(wú)線(xiàn)蟲(chóng)病發(fā)生。根據(jù)田間自然鑒定結(jié)果2001—2015年通過(guò)鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，抗倒性降低成為影響早熟區(qū)產(chǎn)量水平提高的重要因素，這與品種株高的提高有較大關(guān)系，同時(shí)也影響到品種的抗旱性（電子附表4）。

3 討論

3.1 提高產(chǎn)量同時(shí)兼顧其他各性狀的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

2001—2015年參試品種的產(chǎn)量范圍在4 231.83— 5 999.10 kg·hm-2（圖2），通過(guò)鑒定品種的產(chǎn)量在 4 847.74—6 510.87 kg·hm-2（表2），參試品種、鑒定品種的年度產(chǎn)量變幅都在1 500 kg·hm-2以上，變動(dòng)范圍比小麥大得多[16]，說(shuō)明年度生態(tài)氣候因素和栽培條件對(duì)谷子生長(zhǎng)發(fā)育的影響很大，也說(shuō)明品種多樣性及培育適合區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)谷子新品種的重要性。通過(guò)鑒定的谷子品種產(chǎn)量都有較高的表現(xiàn)（圖3），15年中通過(guò)鑒定的18個(gè)谷子新品種比對(duì)照增產(chǎn)10%以上的品種有3個(gè)，其中常規(guī)種1個(gè)為大同32，雜交種2個(gè)分別為張雜谷1號(hào)和張雜谷15號(hào)，超過(guò)雜交種最低增幅的常規(guī)品種只有大同32和大同34，它們都沒(méi)超過(guò)雜交種的最高增幅。從對(duì)育成品種及對(duì)照品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀變化情況看，生育期、株高、單穗重、穗粒重呈增加的趨勢(shì)（電子附表3、表2、表3、圖3），產(chǎn)量呈現(xiàn)提高的趨勢(shì)，這也與氣候變化、栽培水平的提高等有關(guān)[14,17, 25-27]。

通過(guò)對(duì)春谷早熟區(qū)十五年通過(guò)鑒定品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析（表3），說(shuō)明產(chǎn)量組成因素與產(chǎn)量的關(guān)系較復(fù)雜，因試驗(yàn)材料、環(huán)境條件、產(chǎn)量水平等因素不同，所得結(jié)果出入很大[28-33]，本研究對(duì)通過(guò)鑒定品種的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析，產(chǎn)量與穗粒重和單穗重顯著正相關(guān)；穗粒重與株高、單穗重顯著正相關(guān)，這也是多年來(lái)選育的品種株高未能降低的重要原因，不利于機(jī)械化收獲；產(chǎn)量與出谷率、千粒重、公頃穗數(shù)相關(guān)性不強(qiáng)，究其原因，一是育種中為了提高產(chǎn)量延長(zhǎng)生育期進(jìn)而導(dǎo)致了結(jié)實(shí)率的降低，相應(yīng)的出谷率、千粒重的下降；二是該區(qū)在參試品種有多個(gè)雜交種，由于雜交種具有分蘗性，增加了公頃穗數(shù)，在出谷率不高的情況下也獲得了較高的產(chǎn)量，同樣由于常規(guī)種與雜交種的分蘗性不同，整體分析上影響到產(chǎn)量與公頃穗數(shù)的相關(guān)性。本研究中出谷率與千粒重和穗粒重呈負(fù)相關(guān)，這與王淑君等[34]研究的出谷率與千粒重和穗粒重呈正相關(guān)矛盾。分析原因，可能是因?yàn)楸狙芯恐杏卸鄠€(gè)雜交種，這些雜交種結(jié)實(shí)率低，依靠大穗和多穗爭(zhēng)取產(chǎn)量，這種結(jié)果也可能和春夏谷類(lèi)型不同有關(guān)，有待進(jìn)一步探明。所以在育種中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)主要性狀進(jìn)行選擇，同時(shí)各性狀之間是相互關(guān)聯(lián)的，還應(yīng)兼顧其他次要因素，使品種的綜合性狀優(yōu)良，注意各性狀之間的相互協(xié)調(diào)[26]。

*＜0.05；**＜0.01

3.2 加強(qiáng)品質(zhì)育種同時(shí)提高抗逆性育種

春谷早熟區(qū)主要存在的病害為紅葉病和白發(fā)病，不同年份、不同品種都有發(fā)生，僅以田間鑒定作為對(duì)品種的抗逆性評(píng)價(jià)有一定的局限性，生產(chǎn)中存在通過(guò)鑒定的品種病害大發(fā)生的現(xiàn)象發(fā)生，因此對(duì)品種的主要病害做專(zhuān)業(yè)接菌鑒定很有必要。春谷早熟區(qū)2001—2015年通過(guò)鑒定品種的抗倒性、抗旱性呈下降趨勢(shì)，直接影響到品種產(chǎn)量的提高，同時(shí)也不利于機(jī)械化收獲。通過(guò)鑒定的品種以穗碼松緊度中等、紡錘型、黃谷、黃米、熟相中等偏好為主，這些性狀的選擇與育種者的興趣愛(ài)好有很大關(guān)系，也與市場(chǎng)需求有關(guān)。品種抗逆性、特征特性與產(chǎn)量、品質(zhì)的協(xié)同性也應(yīng)該是育種者考慮的問(wèn)題。

3.3 協(xié)調(diào)各性狀，做好多類(lèi)型品種的選育

從15年來(lái)春谷早熟區(qū)育成的谷子品種表現(xiàn)看，多以常規(guī)育種方法為主（電子附表1），育種周期長(zhǎng)、效率低，選育的品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等方面，缺少突破性的品種，品種的突破取決于新技術(shù)應(yīng)用與材料的創(chuàng)新，這正是谷子育種應(yīng)該加強(qiáng)的。今后的育種應(yīng)該重點(diǎn)解決降低株高與提高單穗重、穗粒重及產(chǎn)量提升的矛盾，培育中矮稈大穗型的品種，同時(shí)在熟期上應(yīng)適當(dāng)縮短生育期，提高品種的適應(yīng)性，滿(mǎn)足谷子機(jī)械化生產(chǎn)的需要。該區(qū)域通過(guò)鑒定的雜交谷子在產(chǎn)量和數(shù)量上都有較大的優(yōu)勢(shì)，逐步替代常規(guī)品種成為生產(chǎn)主栽品種將可能成為一種趨勢(shì)[34-37]。旱熟區(qū)品種類(lèi)型單一，應(yīng)加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)、抗除草劑等多用途、多類(lèi)型品種的選育，進(jìn)一步滿(mǎn)足谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

4 結(jié)論

2001—2015年春谷早熟區(qū)選育的品種在產(chǎn)量上有增加的趨勢(shì)，但產(chǎn)量潛力提升不顯著，其中雜交種在產(chǎn)量上有較大的優(yōu)勢(shì)，可作為該區(qū)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量突破的重要途徑。新選育的品種生育期延長(zhǎng)、株高增加、抗倒性降低等因素直接影響到早熟區(qū)品種產(chǎn)量的突破，同時(shí)也不利于谷子機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展。影響產(chǎn)量的主要因素為單穗重和穗粒重，其次為株高、生育期，育種中應(yīng)注意各性狀之間關(guān)聯(lián)性，強(qiáng)調(diào)主要因素的同時(shí)也要兼顧次要因素，提高谷子品種的綜合性和各性狀之間的協(xié)調(diào)性。早熟區(qū)品種選育應(yīng)以中矮稈、抗倒性強(qiáng)、有分蘗自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高、品質(zhì)優(yōu)、適合機(jī)械化收獲為發(fā)展方向。

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（責(zé)任編輯 李莉）

A：生育期；B：株高；C：穗長(zhǎng)；D：?jiǎn)嗡胫兀籈：穗粒重；F：出谷率；G：千粒重；H：公頃穗數(shù)。1：張雜谷1號(hào)；2：大同27號(hào)；3：隴谷10號(hào)；4：大同29號(hào)；5：張雜谷3號(hào)；6：張雜谷9號(hào)；7：大同32號(hào)；8：張雜谷10號(hào)；9：隴谷11號(hào)；10：赤谷16；11：大同34號(hào)；12：蒙谷13號(hào)；13：榆谷6號(hào)；14：赤谷18；15：大同39號(hào)；16：豫谷18；17：張雜谷17號(hào)；18：張雜谷15號(hào)

A: Growth duration; B: Plant height; C: Panicle length; D: Weight per panicle; E: Grain weight per panicle; F: Percentage of grain weight per panicle; G:1000-grain weight; H: Number of panicles per hectare. 1: Zhangzagu 1; 2: Datong 27; 3: Longgu 10; 4: Datong 29; 5: Zhangzagu 3; 6: Zhangzagu 9; 7: Datong 32; 8: Zhangzagu 10; 9: Longgu 11; 10: Chigu 16; 11: Datong 34; 12: Menggu 13; 13: Yugu 6; 14: Chigu 18; 15: Datong 39; 16: Yugu 18; 17: Zhangzagu 17; 18: Zhangzagu 15

附圖1 2001—2005年西北春谷早熟區(qū)通過(guò)鑒定品種與對(duì)照品種農(nóng)藝性狀平均值的比較

Fig. S1 The agronomic traits of cultivars released from the regional adaptation test compared with CK

附表1 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過(guò)區(qū)試鑒定的品種

Table S1 List of foxtail millet cultivars that were authorized to release during 2001-2015 in the early mature region in Northwest China

編號(hào)Number品種名稱(chēng)Cultivar來(lái)源Sources選育單位Breeding institution特異性狀Specific traits優(yōu)質(zhì)米等級(jí)Quality level鑒定編號(hào)GIA number 1張雜谷1號(hào)Zhangzagu 1A2×冀張谷1號(hào)A2×Jizhanggu1河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級(jí)The second quality level2004008 2大同27號(hào)Datong 27（7350×早1）×伊17(7350×Zao1)×Yi 17山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2003004 3隴谷10號(hào)Longgu 108601×隴谷9號(hào)8601×Longgu 9甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院Gansu Academy of Agricultural Sciences2003005 4大同29號(hào)Datong 29輪回選擇Recurrent selection山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2005008 5張雜谷3號(hào)Zhangzagu 3A2×1484-5河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars2005007 6張雜谷9號(hào)Zhangzagu 9A2×2053河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級(jí)The second quality level2008005 7大同32號(hào)Datong 32(黃軟谷×張純一)F2×?xí)x谷29號(hào)(Huangruangu×Zhangchunyi)F2×Jingu 29山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2009001 8張雜谷10號(hào)Zhangzagu 10A2×2038河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars2009002 9隴谷11號(hào)Longgu 118519-3-2×DSB98-6甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院Gansu Academy of Agricultural Sciences2010003 10赤谷16Chigu 16赤谷10×承谷8號(hào)Chigu 10×Chenggu 8內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia一級(jí)The first quality level2010002 11大同34號(hào)Datong 3473-50×早173-50×Zao 1山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2012003 12蒙谷13號(hào)Menggu 13Crossing breeding內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia201307 13榆谷6號(hào)Yugu 6農(nóng)家種系選Selection from traditional varieties陜西省榆林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所Yulin Institute of Agricultural Sciences in Shaanxi Province 2016011 14赤谷18Chigu 18赤8/k87-2Chi 8/k87-2內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院Chifeng Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences in Inner Mongolia2015008 15大同39號(hào)Datong 39壩257/張純一Ba 257/Zhangchunyi山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所High latitude Crops Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences 2016009 16豫谷18Yugu 18豫谷1號(hào)/保282Yugu 1/Bao 282河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Anyang Academy of Agricultural Sciences in Henan Province一級(jí)The first quality level2016008 17張雜谷17號(hào)Zhangzagu 17A2×(2039-95-3)河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars二級(jí)The second quality level2016010 18張雜谷15號(hào)Zhangzagu 15A2×陽(yáng)高3號(hào)父變異A2×Yanggao 3 parents’mutation河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences in Hebei Province雜交種hybrid cultivars一級(jí)The first quality level2015006

附表2 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)各承試點(diǎn)產(chǎn)量結(jié)果

Table S2 Bi-plot result of early-maturing-spring foxtail millet cultivars in Northwest china from 2001-2015

編號(hào)Number承試點(diǎn)Bi-plot承試年度The time of regional test平均產(chǎn)量Average grain yield (kg·hm-2)編號(hào)Number承試點(diǎn)Bi-plot承試年度The time of regional test平均產(chǎn)量Average grain yield (kg·hm-2) 參試品種Tested line對(duì)照CK參試品種Tested line對(duì)照CK B01河北張家口Zhangjiakou, Hebei2001—20156154.205951.40B06河北承德Chengde, Hebei2001—20036577.506387.50 B02甘肅會(huì)寧Huining, Gansu2001—20152750.502859.00B07寧夏固原Guyuan, Ninxia 2004—20154254.384526.00 B03山西大同Datong, Shanxi2001—20155986.505927.90B08內(nèi)蒙古呼和浩特Hohhot, Inner Mongolia2004—20156226.386365.38 B04山西靈丘Lingqiu, Shanxi2001—20153976.304020.40B09內(nèi)蒙赤峰Chifeng, Inner Mongolia 2005—20155207.055262.68 B05陜西榆林Yulin, Shanxi2001—20155052.704794.40

附表3 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)參試品種與對(duì)照品種農(nóng)藝性狀平均值的比較

Table S3 The average of yield and agronomic traits of tested lines in regional adaptation test compared with CK

農(nóng)業(yè)性狀A(yù)gronomic trait2001—20062007—2015 參試品種Tested line大同14號(hào)（對(duì)照）Datong 14 (CK)參試品種Tested line大同29號(hào)（對(duì)照）Datong 29 (CK) 生育期Growth duration (d)1867.35±28.351860.00±40.201891.35±43.201860.00±27.00 株高Plant height (cm)1820.85±134.851842.30±180.901992.90±134.251966.50±123.90 穗長(zhǎng)Panicle length (cm)371.40±22.50360.30±12.45374.25±21.15358.50±21.15 單穗重Weight per panicle (g)316.05±31.95313.65±30.15374.40±51.15385.65±42.60 穗粒重Grain weight per panicle (g)253.50±39.00253.80±33.00288.45±41.70310.05±32.55 出谷率Percentage of grain weight per panicle (%)1180.95±59.551189.65±46.051153.50±51.751198.05±58.05 千粒重1000-grain weight (g)50.25±1.2054.90±1.8048.45±1.5057.30±3.45 公頃穗數(shù)Number of panicles per hectare (×104)34.50±2.8534.35±3.0037.35±1.6536.60±1.80

附表4 2001—2015年西北春谷早熟區(qū)通過(guò)鑒定品種抗逆性

Table S4 The resistance of foxtail millet cultivars released in regional adaptation test in 2001-2015

序號(hào)Number品種名稱(chēng)Cultivar抗倒性L(fǎng)odging (0-4 level)耐旱性Drought tolerance (0-4 level)谷銹病Rust-resistance (0-4 level)谷瘟病Blast-resistance (0-4 level)紋枯病Sheath blight- resistance (0-4 level)紅葉病 The rate of red leaf disease (%)白發(fā)病The rate of downy-mildew (%)黑穗病The rate of grain smut (%)線(xiàn)蟲(chóng)病The rate of worm disease (%)蛀莖率The rate of bethyloid (%) 1張雜谷1號(hào)Zhangzagu 1111111.900.100.000.000.40 2大同27號(hào)Datong 27110002.340.250.000.000.50 3隴谷10號(hào)Longgu 10220011.600.500.750.001.00 4大同29號(hào)Datong 29110000.423.300.000.001.00 5張雜谷3號(hào)Zhangzagu 3120102.003.000.000.000.20 6張雜谷9號(hào)Zhangzagu 9111113.001.500.000.000.10 7大同32號(hào)Datong 32010001.500.670.000.000.20 8張雜谷10號(hào)Zhangzagu 10210001.400.500.060.000.50 9隴谷11號(hào)Longgu 11320102.003.000.000.000.10 10赤谷16Chigu 16010101.300.500.000.000.00 11大同34號(hào)Datong 34010000.700.000.000.000.20 12蒙谷13號(hào)Menggu 13210112.003.000.000.000.10 13榆谷6號(hào)Yugu 6020112.173.000.000.000.50 14赤谷18Chigu 18112111.100.000.300.000.30 15大同39號(hào)Datong 39310003.490.250.000.000.70 16豫谷18Yugu 18220016.400.000.740.001.00 17張雜谷17號(hào)Zhangzagu 17120003.160.000.230.001.00 18張雜谷15號(hào)Zhangzagu 15320212.003.000.000.000.58 CK1張雜谷1號(hào)Zhangzagu 1321112.552.201.000.001.91 CK2大同27號(hào)Datong 27320112.705.401.560.001.00

Research Progress and Major Traits of Foxtail Millet Cultivars Developed in the Early-Mature Spring-Sowing Region in the Past 15 Years

ZHANG AiYing1, DIAO XianMin2, GUO ErHu1, FAN HuiPing1, WANG LiXia1, LI YuHui1, CHENG LiPing1, Wu YinSheng1, ZHANG Li3

(1Millet Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences/Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Breeding in Minor Crops, Changzhi 046011, Shanxi;2Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;3College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi)

The objective of this study is to analyze the changes of agronomic traits, yield and resistance characters of foxtail millet cultivars released in the early-mature spring-sowing region in China in the past 15 years, the progress and breeding direction of foxtail millet was discussed, which provided scientific evidence for new cultivars development in the future.Based on the data obtained from early-mature spring-sowing foxtail millet cultivars that participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015 in northwest China, agronomic traits and grain yield traits were analyzed and compared.There were 85 newly developed foxtail millet lines participated in the regional adaptation test from 2001 to 2015, among which 18 lines that meet the national standard of new cultivar were authorized to release. Among the 12 conventional cultivars and 6 hybrid cultivars that released, only three of them have the grain yield potential that is over 10% higher than the control. Great difference was identified among the average grain yield of lines that participated in the test between different years, but it shows a potential of increase of grain yield with the time schedule. There is no significant difference among the annual means of panicle length and 1000-grain weight of the tested and released foxtail millet lines and the range of panicle length and 1000-grain weight were 23-27 cm and 3-3.4 g respectively, while significant differences were identified between the annual means of plant height, panicle weight and panicle grain weight, which showed a gradual increase trend with the time schedule. Among the 18 cultivars released, the growth duration of 13 of them is longer than the control cultivars, and all those cultivars were characterized with taller plant height, heavier panicle weight and panicle grain weight, which imply that much more attention was paid on the selection of single plant characters in the breeding efforts. Co-relation coefficient analyses indicated that 81.43% of the grain yield variation was decided by growth duration, plant height, panicle weight, panicle grain weight and the rate of grain per panicle, and grain yield was significantly related with panicle weight and panicle grain weight. Diseases and drought resistance related characters of those lines participated in the test were also recorded which indicated that the resistant ability of stresses of released lines among the past 15 years in the early mature foxtail millet breeding became stronger.There is a growth tendency of grain yield in the newly developed early mature foxtail millet cultivars in 2001-2015, the main characters that contributing to grain yield include panicle weight, panicle grain weight, plant height and growth duration. Considering the quick development of machinery cultivation, efforts of developing short plant height, strong logging resistance, big panicle with higher net grain rate should be paid much more attention.

spring foxtail millet; early-mature; regional trial; grain yield; agronomic characters; correlation analysis

2017-05-12；

2017-06-15

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（CARS-07-12.5-A10）、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物育種工程（17yzgc024）、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新研究課題（YYS1703）

聯(lián)系方式：張艾英，E-mail：zay1012@126.com。通信作者刁現(xiàn)民，E-mail：diaoxianmin@caas.cn。通信作者郭二虎，E-mail：guoerhu2003@163.com