于淑婷++杨延兵++陈二影++秦岭+李国瑜++管延安

摘要：为给谷子品种选育提供理论依据，对华北夏谷区近30年来育成的20个代表性谷子品种的农艺和品质性状演变情况进行分析。结果表明：该时段内这些谷子品种的产量呈上升趋势，平均每年提高29 kg/hm2，穗长、穗重、穗粒重、茎粗呈上升趋势，穗粗、株高呈下降趋势，株高降低、茎粗增粗提高了谷子品种的抗倒伏能力。相关分析表明，各性状与产量的相关系数由大到小依次是穗长﹥穗粗﹥单穗粒重﹥单穗重﹥株高﹥茎粗﹥抽穗日数﹥千粒重，其中抽穗日数、千粒重对产量影响不大。华北地区近年来育成品种的营养品质改善较小，应当加以关注。

关键词：华北地区；谷子品种；农艺性状；品质性状；演变

中图分类号：S515.01文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）02-0015-05

谷子又名“粟”，起源于中国，距今已有8 000多年的栽培历史，是我国种植最早的粮食作物之一[1]。小米营养丰富，含有多种维生素、铁等人体必需的矿质元素，不仅能为人体提供能量物质，还可以满足人体机能的需要。小米还具有一定的药用价值，能够清热、消渴、利尿，对脾胃气弱、食不消化等症状具有良好的疗效[2，3]。

谷子在我国农业生产史上曾发挥着至关重要的作用，被誉为中华民族的哺育作物[4]。但长期以来因其产量较低、品种改良缓慢，难以形成规模种植，生产发展也较为落后[5]。20世纪60年代，随着我国第一个通过杂交手段育成的谷子品种新农冬2号的推广，杂交育成品种开始在生产中应用，并逐渐在生产中占据主导地位，也使华北夏谷区谷子品种走出了农家品种当家的局面，谷子单产大幅度提高 [6]。20世纪80年代后期始，科研单位开始重视优质品种选育，并育成多个既优质又高产的品种[7]，据不完全统计，30多年来全国育成审（鉴）定谷子品种230多个，夏谷区审（鉴）定60多个[8]。随着育种工作的不断发展，谷子生产经历了多次品种更替，每次更替都使产量得到提高，其农艺和品质性状也发生了变化。因此，研究谷子品种更替过程中农艺和品质性状的演变具有重要意义。本研究拟通过对华北地区20世纪80年代以来审定的20个主栽谷子品种的农艺和品质性状的演变情况进行分析，为谷子品种合理布局和遗传改良提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为20世纪80年代至今华北夏谷区审（鉴）定大面积推广的20个主栽品种，其审定年份及育成单位见表1。

1.2试验设计

试验于2015年在山东省农业科学院作物研究所济南试验基地进行。土壤质地为壤土，0～20 cm耕层土壤含有机质16.9 g/kg、速效氮72.4 mg/kg、速效磷18.8 mg/kg、速效钾168 mg/kg，pH值为7.8。每公顷基施氮磷钾（15-15-15）三元素复合肥375 kg，腐熟有机肥750 kg。试验地前茬为冬小麦，栽培管理措施同丰产田。试验采用随机区组设计，重复3次。行长5 m，行距0.5 m，4行区，小区面积10 m2。6月26日播种，4叶期间苗，5～6叶期按60万株/hm2密度定苗，9月30日收获。

表1谷子品种审定年份与选育单位

年份品种选育单位1984鲁谷5号山东省农业科学院作物研究所1987鲁谷6号山东省农业科学院作物研究所1988豫谷1号安阳市农业科学研究所1988冀谷11河北省农林科学院谷子研究所1989豫谷2号安阳市农业科学研究所1992豫谷5号安阳市农业科学研究所1993青丰谷沧州市农业科学研究所1994冀谷14河北省农林科学院谷子研究所1995鲁谷10号山东省农业科学院作物研究所1998谷丰1号河北省农林科学院谷子研究所2002济谷12山东省农业科学院作物研究所2004冀谷19河北省农林科学院谷子研究所2006冀谷25河北省农林科学院谷子研究所2008保谷18保定市农业科学研究所2009沧谷4号沧州市农业科学研究所2009豫谷15安阳市农业科学研究所2011衡谷10号河北省衡水旱作农业研究所2012豫谷18安阳市农业科学研究所2013济谷16山东省农业科学院作物研究所2015济谷18山东省农业科学院作物研究所

1.3产量及农艺、品质性状测定

收獲期每小区取1 m行长的整株进行考种，测定株高、茎粗、穗长、穗粗、穗重、穗粒重等性状。小区中其余谷子全部剪穗收获，脱粒晒干后称重测产。

每小区取收获后种子500 g，用小型碾米机脱壳、碾米，再用近红外分析仪（瑞典波通公司 DA7200型），根据Chen等[9]建立的标准曲线，测定小米蛋白质、粗脂肪、总碳水化合物含量。

1.4数据处理

利用Microsoft Excel 2007和SAS软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1谷子品种农艺及产量相关性状演变分析

从表2中可以看出，华北地区近30年来审定谷子品种产量和农艺性状的变异幅度较大，多数性状的变异在7%以上，表明华北地区谷子育种水平和生产条件有了较大改善，遗传改良成效显著。株高变异系数最高为15.81%，产量的变异系数只有4.40%，说明在当前育种和生产水平下，谷子产量的遗传改良是一个缓慢过程。经济系数最为稳定，表明不同年代育成品种间的差异很小。

2.1.1不同年代谷子品种株高、茎粗的变化由图1线性拟合的结果可以看出，谷子株高的总体变化趋势是降低的，但降幅不大，随着品种育成年份的递进平均每年降低0.0313 cm，衡谷10号株高最高为133.3 cm，豫谷18最低为116.6 cm。谷子茎粗变化不大，起伏范围在5.23～6.87 mm之间，但总体趋势是增粗的。株高降低与茎粗增粗有利于增强品种的抗倒伏性，而倒伏不仅严重影响产量和品质，对机械化收获也有严重不利的影响。

2.1.2不同年代谷子品种产量相关性状的变化从图1中可以看出，产量相关性状穗长、单穗重、单穗粒重的变化趋势是上升的，平均每年的增长值分别为0.0678 cm、0.0172 g、0.0245 g，其中单穗粒重的增长趋势大于单穗重的增长趋势，表明随着年代的递进谷子出谷率呈上升趋势。穗粗和千粒重的总体变化趋势是下降的，穗粗下降可能与穗码的紧实度有关，提高穗码紧实度一定程度上可以减轻麻雀啄食危害。千粒重稍有下降，但变化不大，其中鲁谷10号千粒重最重，为3.43 g，济谷18千粒重最轻，为2.48 g。

2.1.3不同年代谷子品种经济系数、抽穗日数的变化经济系数是植物干物质产量转化为籽粒产量的量度，农作物干物质生产是产量形成的基础，但经济系数也是决定产量高低的重要因素 [10]。从图1中可以看出，经济系数呈略微增长的趋势，

图1不同年代谷子品种农艺和产量相关性状的变化趋势

说明随着年代的递进籽粒产量的提高大于植株其它部位干物质的提高。抽穗日数有延缓趋势，平均每年延缓0.0645 d，说明随着年代递进谷子的营养生长期增长。

2.2不同年代谷子品种产量的演变分析

对近30年育成谷子品种的产量进行方差分析看出，品种间的差异达极显著水平，区组间的差异不显著，说明谷子产量差异主要受品种影响，而同一品种不同重复对产量影响不大。从不同年代谷子品种产量的变化趋势中可以看出，随着年代的递进谷子产量呈增长趋势，线性拟合结果表明平均每年增长29 kg/hm2。其中产量最高的豫谷18单产达到7 650.0 kg/hm2，而产量低的豫谷2号单产仅有5 505.0 kg/hm2。

2.4不同年代谷子品种品质性状的演变分析

由表5可以看出，供试品种品质性状的变异幅度较小，变异系数都小于3%，其中总碳水化合物的变异系数只有0.61%，说明华北地区近年来育成谷子品种的营养品质性状改善不大，下一步育种中应有针对性地进行营养品质性状的改良。

着年代的递进，平均每年提高29 kg/hm2，但产量的变异系数较小，表明产量改良进展较缓慢。相关性分析结果表明，各性状与产量的相关系数从大到小依次为穗长﹥穗粗﹥单穗粒重﹥单穗重﹥株高﹥茎粗﹥抽穗日数﹥千粒重，其中穗长、穗粗对产量的影响较大。育种中应加强大穗型品种选育，以有效提高产量。

谷子品种的穗长、单穗重、单穗粒重和抽穗日数随年代递进呈逐步上升趋势，经济系数变化不大，有略微上升趋势。穗粗、千粒重呈下降趋势，穗粗的变化可能与穗码的紧实度有关，千粒重变化不大，相关性分析也表明其对产量影响不大。田伯红等[12]对谷子品种的农艺性状演变分析表明，随着年代的递进植株由高秆变为中秆，穗长、单穗重、单穗粒重、千粒重稳步增大。其研究结果与本试验结果基本一致。

倒伏会对产量造成直接损失，抗倒伏性是育种工作者选育谷子新品种的重要指标，国内外育种工作者在早代选择和后期品鉴阶段都把抗倒伏作为关键性农艺性状之一[13]。本研究表明，随着育成年份推后，谷子株高逐渐降低，茎粗逐渐增粗，说明谷子的抗倒伏能力提升。综上所述说明谷子产量的提高是各性状综合协调的结果。

谷子品质是一个综合性状，包括营养品质、商品外观品质、加工品质与烹煮食味品质等，不仅受遗传因素的影响，同时还受到生态环境和栽培管理措施的影响。本研究仅就小米中碳水化合物、脂肪、蛋白质含量等营养品质进行了分析，结果表明，随着年代递进小米中脂肪、碳水化合物含量略微增长，蛋白质含量略微下降，但三个指标的变异系数都较小，表明营养品质性状有一定改善，但幅度较小，有必要针对特定需求进行针对性的改良。

参考文献：

[1]Lu H，Zhang J，Liu K B，et al. Earliest domestication of common millet （Panicum miliaceum） in East Asia extended to 10000 years ago[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2009，106（18）：7367-7372.

[2]张超，张晖，李冀新. 小米的营养以及应用研究进展[J]. 中国粮油学报，2007，22（1）：51-55，78.

[3]林金剑，朱克瑞. 浅谈杂粮的营养保健作用[J]. 粮食与食品工业，2011（6）：34-38.

[4]刁现民. 中国谷子产业与产业技术体系[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2011.

[5]李晓宇，王昆鹏，刘迎春，等. 谷子主要农艺性状分析[J]. 内蒙古农业大学学报，2015， 36（2）：26-30.

[6]刘正理，程汝宏，张凤莲，等. 华北夏谷区主要谷子品种遗传基础分析及改良途径的探讨[J]. 云南农业大学学报，2006，21（增）：84-90，99.

[7]李顺国，刘斐，刘猛，等. 我国谷子产业现状、发展趋势及对策建议[J]. 农业现代化研究，2014，35（5）：531-535.

[8]陆平，刘敏轩. 中国谷子品种志（1986-2010）[M]. 北京：中国农业出版社，2016.

[9]Chen J，Ren X，Zhang Q，et al. Determination of protein，total carbohydrates and crude fat contents of foxtail millet using effective wavelengths in NIR spectroscopy[J]. Journal of Cereal Science，2013，58：241-247.

[10]佟屏亞，程延年. 玉米高产栽培经济系数的研究[J]. 北京农业科学，1996，14（4）：1-3，20.

[11]董力. 不同储藏方式对小米品质影响的研究[D]. 郑州：河南工业大学，2016.

[12]田伯红，徐玉鹏，李桂荣，等. 谷子品种的农艺性状演变分析[J]. 河南农业科学，2004（3）：50-52.

[13]乔春贵. 作物抗倒伏性的综合指标——倒伏指数[J]. 吉林农业大学学报，1988，10（1）：7-10.山 东 农 业 科 学2017，49（2）：20～25Shandong Agricultural Sciences山 东 农 业 科 学第49卷第2期燕丽梅，等：山东真藓科Bryaceae植物资源多样性研究DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2017.02.004

收稿日期：2016-08-26