摘要鑒定了23份河南省優(yōu)質(zhì)谷子品種抗旱性，為河南省谷子種質(zhì)創(chuàng)新和抗旱谷子品種選育提供依據(jù)。基于全自動干旱棚內(nèi)谷子全生育期水分脅迫以及露地非水分脅迫試驗，對谷子的農(nóng)藝性狀進行分析，收獲后小區(qū)脫粒稱重。根據(jù)谷子產(chǎn)量抗旱指數(shù)和性狀的抗旱系數(shù)，綜合評價谷子品種的抗旱性。結(jié)果顯示，DI值0.612～1.305，其中抗旱極強（HR，抗旱指數(shù)1.305）品種1個，為豫谷47；抗旱強（R，抗旱指數(shù)1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優(yōu)6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號；抗旱中等（MR，抗旱指數(shù)0.803～0.884）的品種有6個；抗旱弱（S，抗旱指數(shù)0.612～0.787）的品種有5個。

關鍵詞谷子；抗旱性；抗旱系數(shù)；抗旱指數(shù)

中圖分類號S515"文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2025）02-0033-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

DroughtResistanceIdentificationandScreeningofHigh-qualityMilletVarietiesinHenanProvince

QINJia-fan，LIURui-fang，LIXiao-yanetal

（LuoyangAcademyofAgricultureandForestrySciences，Luoyang，Henan471022）

AbstractThedroughtresistanceof23high-qualitymilletvarietiesinHenanProvincewasidentified，providingabasisfortheinnovationofmilletgermplasmandthebreedingofdroughtresistantmilletvarietiesinHenanProvince.Byconductingwaterstressandnon-waterstresstestsonfoxtailmilletthroughoutitsentiregrowthperiodinafullyautomateddroughtgreenhouse，agronomictraitswereanalyzed.Afterharvesting，thefoxtailmilletwasthreshedandtheyieldoftheplotwasweighed.Wecalculatedthedroughtresistancecoefficientandyielddroughtresistanceindexforeachtrait，andcomprehensivelyevaluatedthedroughtresistanceofdifferentmilletvarieties.ResultsshowedthattheDIvaluerangedfrom0.612to1.305.Amongthem，onevarietyhadextremelystrongdroughtresistance（HR，droughtresistanceindex1.305），whichwasYugu47.Atotalof11varietieshadstrongdroughtresistance（R，droughtresistanceindex1.000-1.179），whichwereZheng22C1-3，An20N-3024，Luogu8，Jingshan20T-1129，Luoyou6158，Luogu7，An22-GW8389，T2016，Zheng21Z3976，Zheng22C17andYugu18.6varietieshadmoderatedroughtresistance（MR，droughtresistanceindex0.803-0.884）.Thereare5varietieswithweakdroughtresistance（S，droughtresistanceindex0.612-0.787）.

KeywordsMillet;Droughtresistance;Droughtresistancecoefficient;Droughtresistanceindex

谷子［Setaria italica（L.）Beauv］原產(chǎn)地我國，我國種植面積占全世界種植面積的90%，栽培歷史悠久^［1］，曾經(jīng)長期是我國北方的主要糧食作物，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮著獨特作用。我國谷子種植區(qū)域主要分為華北夏谷區(qū)、西北春谷區(qū)、東北春谷區(qū)等生態(tài)區(qū)^［2］。谷子具有基因組小、自花授粉和種子產(chǎn)量多等模式植物的優(yōu)點，而且谷子在抗旱性、C4高光效等多方面值得深入研究^［3］。幾百年的長期馴化使谷子具有發(fā)達的根系和細窄的葉片，同時谷子生長期有蒸騰系數(shù)小和水分利用率高等生理特征^［4］，已經(jīng)適應了干旱、半干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，因此谷子作為模式作物，在谷子抗旱性品種培育、谷子抗旱種質(zhì)資源創(chuàng)新中具有很高的研究價值^［5］。

谷子籽粒很小，苗期需水量也很小，但是在生產(chǎn)中，干旱仍然是影響谷子產(chǎn)量的主要因素^［6］。針對谷子抗旱性的遺傳改良以及高產(chǎn)抗旱品種的培育，是當前應對干旱脅迫最為有效的技術手段。而在此之前，對抗旱種質(zhì)資源的鑒定和篩選是抗旱育種工作中不可或缺的重要基礎^［7］。通過調(diào)查谷子生理活動的變化，了解谷子對干旱的適應能力和耐受程度，調(diào)查谷子的生長曲線，了解谷子對干旱環(huán)境的適應性和抗旱能力，從而建立完善的鑒定指標體系，是準確判斷抗旱性的關鍵^［8］。谷子是一種抗旱性較強的作物，但是不同品種之間的抗旱性差異較大^［9］。在生產(chǎn)中，對谷子種質(zhì)資源進行抗旱性鑒定和篩選，加強谷子抗旱品種的選育和推廣，以適應氣候變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求^［10］。

通過旱棚試驗，模擬干旱環(huán)境，可以有效地篩選出具有較強抗旱性的谷子品種，為河南省旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)良的種質(zhì)資源?？购敌詮姷墓茸悠贩N在干旱條件下能夠保持較高的產(chǎn)量和品質(zhì)，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，增加農(nóng)民收入。通過對新育成的谷子品種進行抗旱性評價，可以促進品種的更新?lián)Q代，提高谷子生產(chǎn)的科技含量和生產(chǎn)水平。鑒于此，筆者鑒定河南省谷子新品種的抗旱性，通過人工干旱脅迫條件下的旱棚試驗，對新育成的谷子品種進行抗旱性評價。

鑒于此，筆者鑒定了23份河南省優(yōu)質(zhì)谷子品種抗旱性，為河南省谷子種質(zhì)創(chuàng)新和抗旱谷子品種選育提供依據(jù)；基于全自動干旱棚內(nèi)谷子全生育期水分脅迫以及露地非水分脅迫試驗，對谷子的農(nóng)藝性狀進行分析，收獲后小區(qū)脫粒稱重；根據(jù)谷子產(chǎn)量抗旱指數(shù)和性狀的抗旱系數(shù)，綜合評價谷子品種的抗旱性，該研究為谷子抗旱性研究和育種提供重要的理論和實踐依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2022—2023年在洛陽市農(nóng)林科學院抗旱鑒定基地大棚進行。土壤為壤土，有機質(zhì)13.25g/kg，磷含量15.24mg/kg，堿解氮75.31mg/kg，鉀138.3mg/kg。

1.2試驗材料

供試品種為參加河南省聯(lián)合鑒定試驗的23個谷子新品種，對照品種豫谷18。谷子品種名稱和育種單位見表1。

1.3試驗設計采用全自動折疊式干旱棚內(nèi)全生育期水分脅迫試驗，水分非脅迫試驗設在相鄰地塊。試驗3次重復，小區(qū)設置如下：棚內(nèi)小區(qū)長4.0m，寬2.0m，行距0.5m，4行區(qū)；棚外小區(qū)同棚內(nèi)。比較棚內(nèi)與棚外脅迫與非脅迫處理之間的差異，檢驗區(qū)組間、品種間的產(chǎn)量差異。土壤為壤土，肥料播前作為底肥一次性施入施腐熟有機肥7500kg/hm2、磷酸二氨225kg/hm2。

1.3.1干旱脅迫處理。播種前，0～50cm深的土層是作物的根系主要分布區(qū)域，該土層中的土壤含水量需要達到田間持水量的80%左右，在苗期視墑情補水（三葉一心前），保持土壤含水量為田間持水量的70%左右，其他生育階段不再補水。

1.3.2非干旱脅迫處理。在設置非干旱脅迫試驗地時，需要確保其土壤條件與干旱棚相一致，確保試驗結(jié)果的準確性和可靠性，播種前土壤造墑，土壤0～50m土層土壤含水量在80%左右；出苗后至成熟的谷子全生育期，當土壤含水量低于田間持水量的75%左右時應進行適量灌溉，保證土壤水分適宜（土壤0～50m土層土壤含水量在75%左右）。

1.4田間管理干旱脅迫和非干旱脅迫試驗要求1d內(nèi)種完，田間管理按試驗規(guī)范管理。

1.5調(diào)查測定項目指標

谷子收獲前，進行室內(nèi)考種，每品種選擇5株，谷子測量項目主要有穗重、穗長、穗粗、每穗粒重、千粒重、出谷率、出米率等指標的測定。小區(qū)收獲晾曬后脫粒，統(tǒng)計小區(qū)產(chǎn)量。

1.5.1鑒定指標。抗旱系數(shù)（DC）=各品種某指標干旱脅迫測定值/各品種某指標非干旱脅迫測定值。

抗旱指數(shù)（DI）=DI=GYS.T2·GYS.W^-1·GYCK.W·（GYCK.T2）^-1

式中：DI是參試品種（系）的抗旱指數(shù)；GYS.T是參試品種（系）的旱處理產(chǎn)量；GYS.W是參試品種（系）的水處理產(chǎn)量；GYCK.W是對照品種（系）的水處理產(chǎn)量；GYCK.T是對照品種（系）的旱處理產(chǎn)量。

1.5.2全生育期抗旱性評價標準。谷子全生育期抗旱性評價標準見表2。

1.6數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)處理；采用DPS進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫對谷子性狀的影響

谷子的生長和發(fā)育過程中，干旱脅迫影響非常大。干旱脅迫處理對谷子的性狀指標產(chǎn)生了不同程度的影響，導致這些指標降低，不同谷子品種的抗旱系數(shù)不同，對干旱脅迫的適應能力也存在差異，降低的幅度也不同。在實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)不同谷子品種的抗旱系數(shù)，選擇適合當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的抗旱品種，并采取適當?shù)霓r(nóng)業(yè)措施，如合理灌溉、調(diào)整播種日期等，來提高谷子的抗旱能力，從而獲得更好的產(chǎn)量和品質(zhì)。

由表3可知，谷子穗長抗旱系數(shù)為0.88～0.98，其中抗旱系數(shù)大于等于0.95的品種有6個，為洛谷8號、精善20T-1129、洛優(yōu)6158、洛谷7號、豫谷18號和洛優(yōu)5168，這6個谷子品種在穗長抗旱方面表現(xiàn)突出。單穗粒重抗旱系數(shù)谷子品種間差異較小，為0.80～0.99，其中洛谷8號、T2016、鄭22C17、洛優(yōu)5168、鄭22C5抗旱系數(shù)大于等于0.98，這些品種單穗粒重抗旱方面突出。千粒重抗旱系數(shù)為0.83～0.99，其中洛谷8號、鄭21Z3976、鄭22C17、安22-261、濮谷一號抗旱系數(shù)大于等于0.97，這些品種千粒重抗旱方面突出。出谷率抗旱系數(shù)各谷子品種間差別較大，為0.66～0.80，其中洛谷8號、安20N-3024、洛優(yōu)5168、安20h-v7072、鄭22C5抗旱系數(shù)大于等于0.76，出谷率抗旱方面突出。株高抗旱系數(shù)為0.84～0.96，其中鄭22C5抗旱系數(shù)0.96，株高抗旱方面突出。

2.2谷子產(chǎn)量及抗旱性評價

谷子產(chǎn)量抗旱指數(shù)和產(chǎn)量抗旱系數(shù)有很大的不同，產(chǎn)量抗旱系數(shù)反映谷子品種穩(wěn)產(chǎn)性方面，抗旱指數(shù)兼顧了穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性。由表4可知，23個谷子新品種中，有10個谷子品種抗旱系數(shù)較高，大于等于0.70，分別是豫谷47、鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優(yōu)6158、洛谷7號、安22-GW8389、鄭22C17、豫谷18號。

利用產(chǎn)量抗旱指數(shù)（DI）對河南省谷子新品種進行抗旱性分類，抗旱極強（HR，抗旱指數(shù)1.305）品種1個，為豫谷47?？购祻姡≧，抗旱指數(shù)1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優(yōu)6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號?？购抵械龋∕R，抗旱指數(shù)0.803～0.884）的品種有6個?？购等酰⊿，抗旱指數(shù)0.612～0.787）的品種有5個。

2.3性狀抗旱系數(shù)和產(chǎn)量抗旱指數(shù)相關性分析

由表5可知，谷子農(nóng)藝性狀中，穗長、單穗粒重、千粒重、出谷率與谷子產(chǎn)量抗旱指數(shù)存在顯著或極顯著相關，因此這些性狀在抗旱條件下對谷子產(chǎn)量具有重要影響，這些性狀與產(chǎn)量的相關性由大到小排序為千粒重＞單穗粒重＞穗長＞出谷率，表明在抗旱條件下，千粒重對抗旱性的貢獻最大，其次是單穗粒重、穗長和出谷率。株高與產(chǎn)量抗旱指數(shù)之間的相關性未達顯著水平，表明株高對抗旱性的貢獻較小。各性狀的抗旱系數(shù)之間也存在不同程度的相關性。谷子的抗旱性是一個多性狀相互作用、相互影響的結(jié)果。在實際應用中，可以通過選擇具有較高抗旱系數(shù)的性狀和采取有效的抗旱措施來提高谷子的抗旱性和產(chǎn)量。同時，還應繼續(xù)深入研究各性狀之間的相互作用機制，以便更準確地評估谷子的抗旱性能。

3討論

抗旱系數(shù)主要關注的是谷子在干旱條件下的穩(wěn)產(chǎn)性，即谷子在干旱條件下能否保持相對穩(wěn)定的產(chǎn)量，其數(shù)值越接近 說明谷子的穩(wěn)產(chǎn)性越好。而抗旱指數(shù)則是一個更為綜合的指標，同時兼顧了谷子的穩(wěn)產(chǎn)性能和豐產(chǎn)性能，因此抗旱指數(shù)可以更好地反映谷子的整體抗旱性能^［11］?？购敌圆粌H與谷子品種有關，還受品種生理生化、環(huán)境因素等多種因子的制約，谷子抗旱性受多個農(nóng)藝性狀相互綜合影響^［12-13］。該研究主要闡明了抗旱性的復雜性和鑒定方法，強調(diào)了穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性在抗旱指數(shù)中的重要性以及多性狀相互作用對抗旱性的影響。

谷子的抗旱性是多基因控制的，不能僅憑單個指標來判斷，需要綜合多個指標進行評估^［14］。谷子抗旱綜合評價并非指標越多越好，而是需要合理選擇與目標直接相關的指標，以提高評價效率和準確性，過多的指標會降低評價效率，同時不同類型的指標可能會對評價結(jié)果產(chǎn)生偏差^［15］。為了更快速、準確地評估谷子的抗旱性能，可以選擇測定相對簡單的谷子性狀，如穗長、穗粗、穗粒重、株高、出谷率和千粒重等，這些谷子表型性狀室內(nèi)考種簡單易測，能夠快速提供有效的抗旱育種依據(jù)。同時，通過研究各性狀指標與產(chǎn)量和抗旱性的關系，可以進一步了解谷子的生長和發(fā)育機制，為抗旱育種提供更深入的理論依據(jù)和實踐指導。

4結(jié)論

干旱脅迫可導致谷子產(chǎn)量降低，穗長、穗粒重、株高、出谷率和千粒重等均有不同程度減小。谷子的產(chǎn)量抗旱指數(shù)與谷子穗長、穗粒重、出谷率和千粒重有顯著正相關。利用產(chǎn)量抗旱指數(shù)（DI）對河南省谷子新品種進行抗旱性分類，抗旱極強（HR，抗旱指數(shù)1.305）品種1個，為豫谷47?？购祻姡≧，抗旱指數(shù)1.000～1.179）的品種有11個，分別是鄭22C1-3、安20N-3024、洛谷8號、精善20T-1129、洛優(yōu)6158、洛谷7號、安22-GW8389、T2016、鄭21Z3976、鄭22C17、豫谷18號?？购抵械龋∕R，抗旱指數(shù)0.803～0.884）的品種有6個?？购等酰⊿，抗旱指數(shù)0.612～0.787）的品種有5個。

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