不同谷子品種地上干物質(zhì)量積累及分配規(guī)律比較

劉鑫 曹晉軍 李會(huì)霞

摘要 為了解谷子地上干物質(zhì)量的分配情況，以4個(gè)品種為研究對(duì)象，調(diào)查每個(gè)品種各器官干物質(zhì)量的分配情況。結(jié)果表明，4個(gè)谷子品種中，長(zhǎng)生13植株最矮;長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)植株最高并且地上干物質(zhì)量最大。4個(gè)品種的地上干物質(zhì)量葉鞘比例均是由大變小;莖比例的變化均是先變大后又減小;3個(gè)品種的葉比例變化一致。完熟期長(zhǎng)生13的穗比例最大，表明雖然長(zhǎng)生13植株最矮，但較適合機(jī)械化收獲并且其經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化率較高。

關(guān)鍵詞 谷子;干物質(zhì)量;分配規(guī)律;生育期

中圖分類(lèi)號(hào) S515 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ?文章編號(hào) 0517-6611（2020）10-0027-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.008

Abstract In order to understand the distribution of dry matter quantity on the millet， we used four varieties as research objects to investigate the distribution of dry matter quantity of each organ. The results showed that the Changsheng 13 plants were the shortest among the 4 millet varieties; and Changnong 35 has the highest plant and the highest dry matter on the ground. The ratio of the leaf sheath of the aboveground dry matter of all varieties changed from large to small. The change in stem ratio firstly increased and then decreased. The change of stem ratio firstly increased and then decreased for all varieties. And the change in leaf ratio was consistent with three varieties. In the mature period， the ratio of the ear of Changsheng 13 was the largest， which indicated that although Changsheng 13 plant was the shortest， it was more suitable for mechanized harvesting and its economic conversion rate was higher.

Key words Foxtail millet;Dry matter quantity;Distribution rule;Growth period

谷子（Setaria italica（L.）Beauv.）起源于中國(guó)，在中國(guó)北方旱區(qū)是主要糧食作物之一，主要分布于我國(guó)東北、華北和西北地區(qū)[1]，具有抗旱、耐瘠薄，水分利用效率高等特點(diǎn)，并含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，是我國(guó)傳統(tǒng)的環(huán)境友好型旱地作物[2]。谷子也是山西省改革農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)、調(diào)整種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展優(yōu)勢(shì)雜糧的重點(diǎn)作物之一[3]，因此研究谷子對(duì)山西有重要的意義。農(nóng)作物產(chǎn)量的形成實(shí)際上是光合產(chǎn)物的積累過(guò)程，作物產(chǎn)量的高低取決于干物質(zhì)的積累及其向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)分配的比例，干物質(zhì)是作物光合作用的最終產(chǎn)物，與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，因此干物質(zhì)積累對(duì)作物產(chǎn)量有著重要作用[4-6]。鑒于此，該研究以山西省谷子中晚熟區(qū)4個(gè)有代表性的品種為研究對(duì)象，調(diào)查每個(gè)品種各器官干物質(zhì)量的分配情況，旨在明確這些谷子品種各個(gè)生育時(shí)期地上各器官干物質(zhì)量分配的差異，為谷子高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

該研究以4個(gè)在山西省春谷中晚熟區(qū)種植面積較大的品種為試驗(yàn)材料，分別是長(zhǎng)生13、長(zhǎng)生07、晉谷21號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)于2018年5—10月在山西省長(zhǎng)治市的山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所試驗(yàn)田內(nèi)進(jìn)行。4個(gè)谷子品種均在5月中旬播種，每個(gè)品種播種小區(qū)面積30 m2;3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組;留苗密度為45萬(wàn)株/hm2，施肥量按豐產(chǎn)田施肥。各品種根據(jù)發(fā)育情況分別于幼苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和完熟期取樣。每小區(qū)取10株有代表性的植株，在取樣前測(cè)量樣株農(nóng)藝性狀，取樣株的地上部分，烘箱殺青后再烘干至恒重稱重，然后分別稱葉、葉鞘、莖稈和穗的干物質(zhì)重量并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同谷子品種形態(tài)發(fā)育比較

由表1可知，長(zhǎng)生07生育期最長(zhǎng)，隨后是長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)、長(zhǎng)生13、晉谷21號(hào);4個(gè)谷子品種生育期為113～121 d。長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)株高最高，而長(zhǎng)生13最低，表明長(zhǎng)生13可能有較好的抗倒性。單穗重和千粒重均是影響產(chǎn)量的重要因素，在4個(gè)谷子品種中，長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)單穗重最重;而晉谷21號(hào)千粒重最重，表明其籽粒最大，隨后是長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)和長(zhǎng)生07，而長(zhǎng)生13最小;晉谷21號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)和長(zhǎng)生07都是植株較高的谷子品種，長(zhǎng)生13植株較低，推斷千粒重可能與植株大小有關(guān)。

2.2 不同谷子品種干物質(zhì)量的比較

2.2.1 干物質(zhì)量的積累情況。

各品種單個(gè)植株地上干物質(zhì)量變化規(guī)律如圖1所示。由圖1可知，4個(gè)谷子品種在幼苗期和拔節(jié)期的干物質(zhì)量差別不大;而從抽穗期開(kāi)始變化量逐漸加大。幼苗期、拔節(jié)期和拔節(jié)期長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)的干物質(zhì)量最大;灌漿期晉谷21號(hào)最大;到完熟期時(shí)，各品種單株地上干物質(zhì)量大小順序?yàn)殚L(zhǎng)農(nóng)35號(hào)>晉谷21號(hào)>長(zhǎng)生07>長(zhǎng)生13，長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)與長(zhǎng)生13地上植株干物質(zhì)量相差（11.61±0.45）g。

2.2.2 干物質(zhì)量的分配規(guī)律。

由表2可知，除長(zhǎng)生13外，其他品種葉干重比例變化規(guī)律均是由大變小，長(zhǎng)生13雖然在拔節(jié)期最大，但隨后也逐漸變小，與其他品種基本一致。4個(gè)品種的葉鞘比例均由大變小，完熟期長(zhǎng)生07的葉鞘比例最小，晉谷21號(hào)最大;推斷長(zhǎng)生07葉鞘的干物質(zhì)轉(zhuǎn)化率最大，晉谷21號(hào)最小。各品種莖比例的變化基本一致，均是先變大后又減小。長(zhǎng)生13穗比例在完熟期最大，而晉谷21號(hào)最小。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)是干物質(zhì)量的累積，它們的生長(zhǎng)過(guò)程實(shí)際上就是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷累積并在根、莖、葉等各器官中分配的過(guò)程[7-8]，而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在經(jīng)濟(jì)器官分配量直接決定了農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[9]。莖、葉及葉鞘均是谷子重要的營(yíng)養(yǎng)器官，對(duì)谷穗干物質(zhì)量的積累起到至關(guān)重要的作用;葉是吸收光能合成碳水化合物的重要器官，莖和葉鞘是植物運(yùn)輸水分、養(yǎng)分的重要通道[10]，因此谷子地上部分各器官干物質(zhì)量對(duì)于籽粒產(chǎn)量有重要的影響。

谷子公頃穗數(shù)相同時(shí)，單穗重和千粒重均是影響產(chǎn)量的重要因素，在4個(gè)谷子品種中長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)單穗重最大;而千粒重晉谷21號(hào)最大，推斷這2個(gè)品種在正常生長(zhǎng)情況下產(chǎn)量較高;而從株高來(lái)看，晉谷21號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)和長(zhǎng)生07都是植株較高的谷子品種，而長(zhǎng)生13 植株較低且千粒重也最小，因此推斷千粒重可能和植株大小有關(guān)。4個(gè)品種中，長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)谷子幼苗期、拔節(jié)期和拔節(jié)期干物質(zhì)量均最大;到完熟期時(shí)，各品種單株地上干物質(zhì)量大小順序?yàn)殚L(zhǎng)農(nóng)35號(hào)>晉谷21號(hào)>長(zhǎng)生07>長(zhǎng)生13，表明在幾個(gè)谷子成熟后，長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)植株最高并且地上干物質(zhì)量最大。

從地上干物質(zhì)量在各器官的分配規(guī)律來(lái)看，除長(zhǎng)生13外，其他各品種葉干重比例變化規(guī)律均是由大變小，長(zhǎng)生13雖然在拔節(jié)期最大，但隨后也逐漸變小，表明長(zhǎng)生13在拔節(jié)期莖和葉鞘的發(fā)育比其他品種晚一些，這也許是由于其植株較矮造成的，具體原因仍需進(jìn)一步研究。4個(gè)品種的葉鞘比例均由大變小，推斷葉鞘在幼苗時(shí)期起的作用更重要。各品種莖比例的變化基本一致，均先變大后又減小，這可能是由于莖在抽穗期和灌漿期儲(chǔ)存大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使其所占比例升高，而在完熟期將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移給谷穗使其所占比例減小，才會(huì)造成莖比例先升后降。完熟期長(zhǎng)生13穗比例最大，表明長(zhǎng)生13雖然植株較矮，但較適合機(jī)械化收獲并且其經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化率較高，因此具有高產(chǎn)潛質(zhì)。

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