糜子栽培研究進(jìn)展

曹曉寧 王君杰 王海崗等

摘要糜子是干旱半干旱地區(qū)的主要栽培作物，具有獨(dú)特的營養(yǎng)價值和藥用價值，隨著農(nóng)業(yè)用水的短缺和人們對健康食品的日益重視，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必將發(fā)揮愈加重要的作用。旱區(qū)糜子高產(chǎn)高效生產(chǎn)體系的構(gòu)建和栽培技術(shù)的研究，成為未來糜子研究的重要方向。在此重點(diǎn)介紹了糜子播期、密度、施肥技術(shù)、節(jié)水種植等栽培技術(shù)，闡述了糜子逆境生理、光合生理等方面的研究進(jìn)展，提出了糜子產(chǎn)業(yè)今后的研究方向和思路。

關(guān)鍵詞糜子；栽培技術(shù)；栽培生理；研究進(jìn)展

中圖分類號S567文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2015）31-079-03

Research Progress on Cultivation of Panicum miliaceum L.

CAO Xiaoning1，2，3， WANG Junjie1，2，3， WANG Haigang1，2，3， QIAO Zhijun1，2，3* et al

（1. Institute of Crop Germplasm Resources of Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan， Shanxi 030031； 2. Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau， Ministry of Agriculture， Taiyuan， Shanxi 030031； 3. Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops， Taiyuan， Shanxi 030031）

Abstract Panicum miliaceum L. is the main cultivated crops in arid and semiarid regions， which has a unique nutritional and medicinal value. With the shortage of agricultural water and more attentions are paid on healthy diet， it will play an increasingly important role in agricultural production. Study on the construction of high yield and efficiency production system and cultivation technology， has become an important direction of the future of millet. This paper focuses on the cultivation techniques in sowing date， density， fertilization， watersaving planting. It also describes the progress in stress physiology and photosynthetic physiology of millet. The emphasis and orientation of future research are also put forward in this paper.

Key words Panicum miliaceum L.；Cultivation technology； Cultivation physiology； Research progress

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍?qū)伲≒anicum miliaceum），又名黍、稷和糜，不僅有較高的營養(yǎng)價值，也具有較高的藥用價值，其味甘、性平，能補(bǔ)中益氣、健脾益肺、除熱愈瘡，主治脾胃虛弱、肺虛咳嗽、泄瀉、胃痛等癥，在《本草綱目》中有明確記載。

糜子生育期短、耐旱、耐瘠薄，在干旱半干旱地區(qū)糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位[1]。在西部種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有不可替代的作用[2]。我國糜子的種植面積位居世界第二，其主產(chǎn)區(qū)主要集中在長城沿線地區(qū)和黑龍江、吉林[3]。由于我國糜子主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)相對落后，研究力量薄弱，很少進(jìn)行深層次的研究，而針對糜子栽培技術(shù)的研究也相對滯后，制約著糜子產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與發(fā)展。故了解糜子的栽培現(xiàn)狀，對完善糜子栽培理論，促進(jìn)糜子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者在此重點(diǎn)介紹了糜子播期、密度、施肥技術(shù)、節(jié)水種植等栽培技術(shù)，闡述了糜子逆境生理、光合生理等方面的研究進(jìn)展，提出了糜子產(chǎn)業(yè)今后的研究方向和思路。

1栽培技術(shù)研究進(jìn)展

1.1播期與密度傅永斌等[4]分析認(rèn)為適期播種是保證糜黍高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要措施之一。播期推遲，糜子生育期縮短，籽粒產(chǎn)量明顯減少；提早播種，可有效地延長生殖生長階段，促進(jìn)開花結(jié)實(shí)，提高籽粒產(chǎn)量[5]。隨著播期的推遲，糜子株高、莖粗、單株葉面積、主莖有效分蘗數(shù)、穗長、穗重等均呈現(xiàn)出降低趨勢[6]，籽粒蛋白質(zhì)含量有所提高[7]。

合理的種植密度，可以提高光能利用率，對干物質(zhì)積累和產(chǎn)量增加有重要作用。隨著種植密度的增加，穗長、穗粒數(shù)、千粒重、莖粗、單產(chǎn)、分蘗數(shù)均表現(xiàn)出降低趨勢，而葉面積指數(shù)也隨之增加[8-9]。張磊等[10]研究發(fā)現(xiàn)甘肅省內(nèi)不同的生態(tài)區(qū)域春播糜子對保苗密度的要求有顯著的差異，中部干旱區(qū)適宜的保苗密度為67.5萬～112.5萬株/hm2，平均單產(chǎn)4 207.1～4 780.9 kg/hm2；高寒陰濕區(qū)保苗密度為45.0萬株/hm2，單產(chǎn)3 516.1 kg/hm2；隴東半濕潤干旱區(qū)保苗密度為67.5 萬株/hm2，單產(chǎn)3 129.0 kg/hm2；隴東半濕潤偏旱區(qū)適宜保苗密度為112.5萬～135.0萬株/hm2，單產(chǎn)2 254.0 kg/hm2；河西灌區(qū)保苗密度為135.0萬株/hm2，單產(chǎn)2 636.1 kg/hm2。

1.2施肥技術(shù)

封山海等[11]對旱地糜子的吸肥規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，旱地糜子對氮、磷、鉀的吸收生長前期速度緩慢，吸肥量較少；生長中期速度逐漸加快并達(dá)高峰，且氮與鉀的吸收高峰在拔節(jié)至抽穗期，磷的吸收高峰在抽穗至灌漿期；生長后期速度逐漸減弱，吸肥量明顯減少。張美俊等[12]采用“3414”肥料效應(yīng)田間設(shè)計方案，對糜子氮、磷、鉀肥合理配比施肥效應(yīng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，適宜的氮肥施用量是影響糜子產(chǎn)量的關(guān)鍵因子；氮、磷、鉀肥間存在明顯的交互作用，配合施用能提高肥效，三因素對糜子產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)榈? 磷> 鉀，任一因素過量施用均會導(dǎo)致產(chǎn)量顯著降低；根據(jù)一元二次肥效模型得出糜子氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最優(yōu)推薦施肥量分別為121.61、78.09、24.23 kg/hm2，適宜的氮、磷、鉀施肥比例為1.00∶0.64∶0.20。張永清等[13] 研究發(fā)現(xiàn)氮與磷之間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用，在施用氮、磷的基礎(chǔ)上施鉀，具有明顯的加合效應(yīng)，如根重、總根長、總根數(shù)、根系總吸收面積與活性吸收面積均增加，且抽穗期的增加幅度更大；抽穗期含有氮的處理組合植株葉綠素及可溶性糖含量均比較高，光合速率比較大，且能延緩黍子衰老。張權(quán)中等[14]研究發(fā)現(xiàn)高肥條件下糜子的光合速率和水分利用效率均較高。孫黛珍等[15]研究發(fā)現(xiàn)施肥量在0～80 kg/hm2，蛋白質(zhì)、脂肪含量隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加而增加。

1.3節(jié)水種植技術(shù)

節(jié)水種植技術(shù)可以有效地提高農(nóng)田集水與保墑效果，明顯提高土壤水分含量，降低糜子全生育期耗水量與耗水強(qiáng)度。通過覆蓋方式的選擇來調(diào)控糜子的發(fā)育進(jìn)程和耗水過程，對提高糜子產(chǎn)量和水分利用效率有重要意義。張小紅等[16]分析發(fā)現(xiàn)地膜覆蓋后糜子營養(yǎng)生長期縮短，生殖生長期延長，全生育期縮短，同時促進(jìn)糜子前期發(fā)育、提高糜子拔節(jié)前0～200 cm土層的土壤含水量。胡希遠(yuǎn)等[17]研究表明在半干旱偏旱區(qū)溝壟徑流栽培可聚積水分，促使水分下滲，改善作物根際水分狀況，顯著促進(jìn)作物生長。屈洋等[18]研究發(fā)現(xiàn)壟上覆膜帶型150、壟上覆膜帶型120、壟上覆膜帶型80、雙溝覆膜、平膜覆蓋處理產(chǎn)量分別比對照露地平作高14.30%、16.49%、23.16% 、40.00%、27.89%，雙溝覆膜模式的產(chǎn)量增加明顯；水分利用效率分別比對照提高17.58%、19.53%、 28.09%、60.19%、35.91%，雙溝覆膜模式的水分利用效率增加明顯，且不同的節(jié)水種植模式可以明顯地改善糜子的主要經(jīng)濟(jì)性狀，表現(xiàn)為株高、分枝、主莖節(jié)數(shù)、千粒重、穗長的增加。羅世武等[19]比較了全膜覆蓋平作穴播（1.2 m膜）、全膜覆蓋壟溝種植、膜側(cè)溝播（0.4 m膜）、膜側(cè)溝播（0.6 m膜）、起壟不覆膜、露地條播等節(jié)水種植模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)全膜覆蓋壟溝處理相對其他處理集雨效果較好，水分利用效率高，且全膜覆蓋壟溝種植產(chǎn)量最高。蘇旺等[20]研究發(fā)現(xiàn)溝壟覆膜集水模式可以提高糜子功能葉片的光合能力，促進(jìn)產(chǎn)量形成。張緒成等[21]研究認(rèn)為地膜糜子的最佳補(bǔ)灌時期為抽穗期，在此期補(bǔ)灌主要通過提高千粒重以增加產(chǎn)量，促進(jìn)糜子對水分的吸收利用；劉天鵬等[22]通過對糜子不同生育階段灌水處理對糜子農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量影響的試驗(yàn)也得到相似結(jié)論。張艷平等[23]研究發(fā)現(xiàn)全膜覆蓋栽培糜子較露地栽培糜子籽粒淀粉積累速率較快，籽粒支鏈淀粉積累量的增加率達(dá)16.62%，直鏈淀粉增加率為9.08%，千粒質(zhì)量增加率為6.16%。

1.4其他措施在作物布局和輪作倒茬中，糜子也發(fā)揮著重要的作用[24]。Zhang等[25]研究發(fā)現(xiàn)7800年前黃河流域中游地區(qū)就有黍子和水稻的混作農(nóng)業(yè)。通過輪作可以提高水分利用率、改良土壤理化性質(zhì)[26]。

2栽培生理研究進(jìn)展

2.1逆境生理

徐學(xué)選等[27]研究認(rèn)為糜子在灌漿期對干旱的敏感性最強(qiáng)，拔節(jié)+揚(yáng)花期產(chǎn)量與干旱間的反應(yīng)最弱；糜子生育期耗水以分蘗期最多，占總量的28.6%。張美俊等[28]利用PEG6000溶液模擬干旱脅迫來研究不同糜子品種的萌發(fā)期抗旱性發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫抑制糜子種子萌發(fā)活力，降低了萌發(fā)速度和發(fā)芽率，且干旱脅迫對糜子胚根的抑制強(qiáng)于胚芽。賈根良等[29]研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫條件下糜子幼苗細(xì)胞電解質(zhì)外滲率、MDA含量、游離脯氨酸含量和可溶性糖含量均在脅迫2 d后逐漸上升，而保護(hù)酶SOD和POD的活性均呈先升高后降低的變化趨勢。張盼盼等[30]研究發(fā)現(xiàn)干旱條件下葉綠素含量、過氧化氫酶CAT、超氧化物歧化酶SOD與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)；葉綠素含量、葉片相對含水量和光合速率隨著脅迫程度的增加均呈下降趨勢[31]。閆江艷等[32]研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫引起黍稷根系活力明顯下降，根系保護(hù)酶（SOD、POD）活性以及丙二醛MDA、脯氨酸含量明顯升高。郭禮坤[33]研究表明中等水分虧缺條件下氯化鈣（Ca）和赤霉素（GA）浸種促進(jìn)了幼根、幼芽的伸長，提高了出苗率和幼苗的抗旱力。劉天鵬等[34]通過對國內(nèi)不同地區(qū)育成的 56 個糜子品種的芽期抗旱性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明相對發(fā)芽率、相對芽干重、相對根干重、貯藏物質(zhì)相對轉(zhuǎn)運(yùn)率 4 項(xiàng)指標(biāo)可作為糜子芽期抗旱性鑒定評價指標(biāo)。王海茹等[35]分析認(rèn)為干旱脅迫條件下適當(dāng)?shù)脑鍪┑士梢蕴岣呙缙谑蝠⒌娜~綠素含量和根系活力，增加根系總表面積、總體積與總根長，降低根系丙二醛含量，在一定程度上緩解干旱脅迫的影響。

李鵬等[36]研究發(fā)現(xiàn)低磷脅迫下，耐低磷品種、磷中間型品種植株相對吸磷量均顯著高于磷敏感型品種。張美俊等[37]研究發(fā)現(xiàn)低氮脅迫下，糜子根系干重、總根長、總吸收面積與總氮累積量呈顯著線性相關(guān)。李占成等[38]研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫條件下，糜子種子的相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽指數(shù)均顯著低于對照，各種鹽對糜子種子發(fā)芽抑制作用由大到小為NaCl、Na2SO4、MgCl2。劉敏軒等[39]等研究指出隨著混合鹽濃度的增加，黍稷的發(fā)芽率、復(fù)萌率、苗期的存活率均呈現(xiàn)下降趨勢，苗高、根長、苗鮮重和根鮮重隨著鹽濃度的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢；耐鹽材料的游離脯氨酸含量以及根中 Na+含量和 Na+/K+隨著鹽脅迫濃度的增加而增加，增加幅度顯著大于耐鹽性較差的材料；莖葉 Na+含量和 Na+/K+增加幅度小于耐鹽性較差的材料。

2.2光合生理

水分脅迫條件下，馮曉敏等[40]研究發(fā)現(xiàn)不同糜子品種的可變熒光（Fv）、最大熒光（Fm）、最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm）、PSII 的潛在活性（Fv/Fo）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）值均因水分脅迫而降低；凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及胞間CO2 濃度均因水分脅迫而下降，強(qiáng)抗旱品種各值的變化幅度均小于中等抗旱品種和旱敏感品種。在低磷脅迫下，不同黍稷品種的葉綠素含量、光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）下降，且品種間差異顯著，而胞間CO2濃度在低磷時沒有發(fā)現(xiàn)明顯的變化；初始熒光（Fo）在低磷時升高，可變熒光（Fv）、最大熒光（Fm）、最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）表現(xiàn)為顯著下降，非光化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）在低磷時表現(xiàn)出上升趨勢[41]。

2.3其他研究

代惠萍等[42]研究發(fā)現(xiàn)隨著植株衰老，不同葉位超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等保護(hù)性酶活性呈由高到低的變化趨勢，旗葉活性氧保護(hù)酶含量高且下降緩慢，丙二醛含量低且增長緩慢。糜子生育后期根系衰老先于葉片，并引發(fā)和加劇植株衰老，根系和葉片衰老密切相關(guān)[43]。張永清等[44]采用根管土柱栽培的方法，研究了拔節(jié)期和抽穗期切斷不同深度（20和40 cm）根系對黍子根系整體及地上部營養(yǎng)生長的影響，結(jié)果表明，深層根系（40 cm以下根系）對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)更大。因此，在生產(chǎn)中改善根際營養(yǎng)、提高根系活力是有助于延緩糜子葉片衰老、提高籽粒產(chǎn)量的有效途徑。此外，陳心想等[45]研究表明施用生物炭可促進(jìn)糜子植株對氮素的吸收利用。

3展望

3.1加強(qiáng)糜子基礎(chǔ)研究和應(yīng)用

3.1.1加強(qiáng)糜子水分生理及養(yǎng)分吸收利用規(guī)律的研究。

開展糜子水分吸收利用規(guī)律的研究，明確糜子的需水規(guī)律和特點(diǎn)，是正確制定糜子栽培技術(shù)方案的基礎(chǔ)。糜子雖有耐瘠薄的特點(diǎn)，但要獲得高產(chǎn)，合理施肥是提高糜子產(chǎn)量的關(guān)鍵。研究糜子各生育期養(yǎng)分吸收、累積規(guī)律，明確糜子的養(yǎng)分需求狀況，是糜子合理施肥的基礎(chǔ)。同時探討糜子水分與養(yǎng)分、養(yǎng)分與密度互作對產(chǎn)量影響的機(jī)理，才能針對不同生態(tài)區(qū)的施肥有的放矢，提高肥料的利用效率。

3.1.2開展抗逆栽培技術(shù)研究。

糜子作為干旱、半干旱地區(qū)的主要栽培作物，具有耐旱、耐瘠薄的特性，開展糜子抗旱機(jī)理和節(jié)水栽培技術(shù)的研究，對充分發(fā)揮糜子的抗旱性、提高糜子生產(chǎn)、提高旱作農(nóng)業(yè)的效率和應(yīng)對農(nóng)業(yè)用水的缺乏具有重要意義。充分發(fā)揮糜子的耐瘠薄特性對提高肥料利用效率、降低糜子生產(chǎn)對肥料的依賴程度具有重要意義，符合我國農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。

3.1.3積極推進(jìn)糜子輪作，探索糜子種植新模式，擴(kuò)大糜子種植面積。

糜子生育期短，是理想的復(fù)種作物。但糜子也是耗地作物，忌連作，糜茬土壤肥力下降、水分虧缺，不利后茬作物生長，因而合理輪作倒茬、選擇適宜的前作是糜子獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的條件。同時應(yīng)根據(jù)不同生態(tài)區(qū)選擇合適的輪作制度，如在我國西北、華北北部及東北地區(qū)高緯度高海拔地區(qū)糜子多與豆類、馬鈴薯、春小麥、玉米等作物輪作[24]。故應(yīng)該加強(qiáng)對糜子各種輪作種植模式的研究，探索新的種植模式，對糜子面積擴(kuò)大及產(chǎn)量的提高有重要意義。

3.1.4提高不同生態(tài)區(qū)糜子品質(zhì)。

糜子是藥食同源的保健食品，籽粒中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)元素[1]，因而研究不同生態(tài)區(qū)糜子品質(zhì)的特點(diǎn)及影響因素，對建立不同生態(tài)區(qū)提高糜子品質(zhì)的栽培技術(shù)體系有重要意義。

3.1.5糜子化學(xué)調(diào)控技術(shù)研究。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化學(xué)調(diào)控扮演著重要的角色，是提高作物產(chǎn)量，改善其品質(zhì)的重要技術(shù)措施，而目前關(guān)于糜子化學(xué)調(diào)控的研究很少。積極開展化學(xué)調(diào)控技術(shù)的研究和應(yīng)用，建立完善的化學(xué)調(diào)控體系對于糜子產(chǎn)量提高、品質(zhì)改良有重要意義。

3.1.6化學(xué)防護(hù)技術(shù)研究。

雜草及病蟲害是制約糜子產(chǎn)量的重要因素。人工除草不僅費(fèi)時費(fèi)力且工作強(qiáng)度大，造成勞動力成本的上升，降低了糜子收益。因而對糜子主產(chǎn)區(qū)糜子的病蟲草害進(jìn)行全面普查，摸清為害糜子的病蟲草害種類及分布，對化學(xué)防護(hù)技術(shù)的研究、完善及體系的建立有指導(dǎo)意義。

3.2開展適合糜子生產(chǎn)的小型機(jī)械研究

與玉米、水稻、小麥等大宗作物相比，我國糜子的主產(chǎn)區(qū)多是丘陵旱薄地，大型機(jī)械無法開展工作。因而要借鑒其他作物的經(jīng)驗(yàn)，研制與改進(jìn)適合丘陵旱薄地應(yīng)用的小型播種、耕作、收獲等機(jī)械，以及進(jìn)行機(jī)械化配套農(nóng)藝農(nóng)機(jī)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)輕簡化栽培，提高機(jī)械化程度，減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，降低成本，滿足規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化需求。

3.3有效利用糜子種質(zhì)資源，培育出適合輕簡化栽培的糜子品種

我國糜子資源豐富，有效地利用現(xiàn)有資源結(jié)合常規(guī)育種方法，輔以分子育種技術(shù)，加快糜子育種的速度和進(jìn)程，培育出不同生態(tài)區(qū)適合機(jī)械化生產(chǎn)、抗除草劑、食用、飼用等專用型品種，對推動糜子的產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化有重要意義。

43卷31期曹曉寧等糜子栽培研究進(jìn)展

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