谷子高光效栽培模式研究

袁峰+王軍+楊慧卿+王智蘭+杜曉芬+張林義+彭書忠

摘 要：谷子是山西省重要的雜糧作物，其較低的光合效率是限制谷子產(chǎn)量和推廣面積的重要因素之一，提高谷子的光能利用率對(duì)于提高谷子產(chǎn)量具有關(guān)鍵的作用。本文通過分析長農(nóng)35在不同行距、行向下對(duì)谷子成穗數(shù)和產(chǎn)量的影響，得出了谷子南偏西23.5°寬窄行種植的優(yōu)勢(shì)行向和行距，為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：谷子；高光效；寬窄行；行向

中圖分類號(hào)：S643.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333141

谷子起源于我國，在我國已有7000多年的栽培歷史，種植面積約占世界的80%，是我國的特色作物[1]。谷子具有營養(yǎng)豐富、耐旱耐瘠、糧草兼用等特點(diǎn)，因此，被稱為“中華民族的哺育作物”和“旱地農(nóng)業(yè)的綠洲”。 谷子是山西省優(yōu)勢(shì)雜糧作物，在全省干旱山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，谷子具有耐旱、耐瘠、喜光溫等特性，環(huán)境條件對(duì)其生長發(fā)育及產(chǎn)量具有直接的影響。多年來，谷子主產(chǎn)區(qū)一直采取等行距種植方式，群體通風(fēng)透光效果不佳，種植密度一般在每667m2種植25000株左右，谷子產(chǎn)量難以提高。在農(nóng)作物的生物產(chǎn)量中（包括根、莖、葉、果實(shí)與種子）只有5%～10%的物質(zhì)來自根系從土壤中吸收的各種營養(yǎng)物質(zhì)，而90%～95%的物質(zhì)來自葉片光合作用所形成的各種產(chǎn)物[2]。通過人為改變作物的田間布局，調(diào)整群體受光情況，提高作物光能利用率，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量，應(yīng)用潛力巨大。

研究表明，寬窄行種植可以改善谷子的群體結(jié)構(gòu)，充分利用不同層次的光資源，提高作物群體的光能利用潛力，最終提高谷子的產(chǎn)量。而在谷子種植過程中通過改變種植行向來改善谷子生長條件的報(bào)道還很少見。本研究通過比較不同行距、行向?qū)茸庸夂蠀?shù)和產(chǎn)量的影響，探明谷子高產(chǎn)適宜的種植方式，為谷子高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)選擇谷子品種長農(nóng)35，該品種為山西省農(nóng)科院谷子研究所培育，產(chǎn)量高、抗性好，是西北中晚熟區(qū)代表性品種。供試地點(diǎn)為山西省農(nóng)科院谷子研究所試驗(yàn)地。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。主區(qū)為種植方式：A1寬窄行（寬行49.5cm，窄行16.5cm）種植；A2等行距（33cm）種植。裂區(qū)為行向：B1正南北；B2南偏西23.5°；B3南偏西45°；B4南偏東23.5°。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積15m2，留苗30萬株/hm2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用DPS6.50版進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法多重比較進(jìn)行顯著檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)成穗數(shù)的影響（見表1）

表1為不同處理的小區(qū)成穗數(shù)，其中病穗已經(jīng)剔除。

由表2可知，主處理間LSD法多重比較下A1（寬窄行）比A2（等行距）在5%水平上差異顯著，說明寬窄行有利于成穗。由表3可知，主處理1中各副處理在5%水平上差異顯著，說明在在A1（寬窄行種植條件下），B1和B2有利于成穗。

2.2 不同處理對(duì)產(chǎn)量的影響（見表4）

表4為不同處理間小區(qū)產(chǎn)量，其中病穗不計(jì)入產(chǎn)量。

由表5可知，主處理間LSD法多重比較下處理1（寬窄行）比處理2（等行距）在5%水平上差異顯著，說明寬窄行有利提高谷子產(chǎn)量。由表6可知，主處理1中各副處理在5%水平上差異顯著，說明在在寬窄行種植條件下，處理1（正南北）和2（南偏西23.5°）可以提高谷子產(chǎn)量，處理2效果更明顯。

在成穗數(shù)和產(chǎn)量的分析中，副處理間多重比較和主處理2中各個(gè)副處理間多重比較都無顯著差異，說明不同行向間和在等行距下的不同行向均對(duì)谷子成穗和產(chǎn)量影響不大。只有在寬窄行種植條件下正南北和南偏西23.5°才有利于谷子成穗和產(chǎn)量形成，而在南偏西23.5°這個(gè)行向上效果更明顯。

3 結(jié)論與討論

通過本試驗(yàn)研究表明谷子在寬窄行南偏西23.5°種植條件下產(chǎn)量最高。光能利用率是指太陽光中的能量被農(nóng)作物進(jìn)行光合作用時(shí)轉(zhuǎn)化成化學(xué)能而貯存于光合產(chǎn)物中的百分率。據(jù)理論上推算，太陽光能中真正被轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物各類物質(zhì)的能量，C3 作物為光能的5%～6%， C4 作物為光能的8%左右。但實(shí) 際上C4 作物只能轉(zhuǎn)化所接受太陽光能的2%左右，C3作物則只能轉(zhuǎn)化所接受太陽光能的1%左右。如此低的光能轉(zhuǎn)化率如果在高光效栽培和其它各項(xiàng)綜合高產(chǎn)技術(shù)措施下能提高2%～3%，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐起到不可估量的作用。

在長治地區(qū)夏季光照充足，西南向更充足，盛行西南風(fēng)，光照時(shí)間長有利于作物的產(chǎn)量提高。如果將生產(chǎn)實(shí)際中的栽培方向隨機(jī)性、等行距改為寬窄行南偏西23.5°種植，可以擴(kuò)大谷子生長空間，增加直射光，增加葉片受光面積，延長受光時(shí)間，減少相互遮蔭，擴(kuò)大通風(fēng)空間。這種定方向、定行距種植模式在玉米小麥等大作物上也有大量研究報(bào)道，而且在生產(chǎn)實(shí)踐中也得到大面積推廣，效果顯著。葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所，谷子籽粒灌漿的物質(zhì)積累主要來源于開花后上部葉片的光合作用，因此葉片的質(zhì)量是谷子高光效株型的重點(diǎn)。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉片的有效面積和厚度與光合速率成正相關(guān)，同時(shí)較厚的葉片可以提高葉片的直立性，有利于谷子的密植，而葉片的直立又可以促進(jìn)谷子的通風(fēng)透光。谷子的穗型是重要農(nóng)藝性狀，直接決定谷子的產(chǎn)量。谷子灌漿后期，彎曲的穗子會(huì)遮光進(jìn)而影響光合效率，導(dǎo)致成穗率降低。株高也是影響產(chǎn)量的1個(gè)重要因素，目前大量研究報(bào)道認(rèn)為作物的株高與生物產(chǎn)量呈正相關(guān)。適宜的谷子株高，可以降低葉面積密度，有利于CO2的擴(kuò)散并提高整體植株的受光，進(jìn)而促進(jìn)生物產(chǎn)量的增加。所以理想株型的品種選育也是高光能利用必不可少的，甚至是至關(guān)重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]刁現(xiàn)民.中國谷子產(chǎn)業(yè)與技術(shù)體系[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[2]李培夫.農(nóng)作物高光效育種技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].種子科技，

2006（6）：41.

作者簡(jiǎn)介：袁峰（1980-），男，山西神池人，助理研究員，從事谷子栽培育種研究。