不同夏谷品種中后期籽粒灌漿特點的研究

陳桂玲　秦嶺　陳二影　楊延兵　管延安　王海蓮　張華文　劉賓

摘要：以豫谷18、濟(jì)谷18、濟(jì)谷15為試材，在灌漿中后期分期取樣，研究不同夏谷品種的灌漿特性。結(jié)果表明，供試各品種的灌漿特點不同，其灌漿速率可分為：單峰曲線型、平緩型和下降型；籽粒干重占鮮重的百分比達(dá)60%以上。

谷子起源于中國，栽培歷史悠久，可稱之為“百谷之長”[1]，具有營養(yǎng)豐富、抗旱、耐貧瘠、適應(yīng)性強(qiáng)、生育期短、籽粒耐貯藏等優(yōu)點[2，3]。豐產(chǎn)一直是谷子育種的主要目標(biāo)之一[4]，而灌漿期是決定谷子產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期，其持續(xù)時間長短和速率高低對籽粒大小和穗粒重有決定性的影響。不同谷子品種粒重有一定差異，推廣品種千粒重大多在2.5～3.0 g之間，分為大粒類型（≥3.0 g）、中粒類型（2.5～3.0 g）和小粒類型（≤2.0 g），其差異很大程度上受灌漿速率影響，而灌漿速率主要受遺傳因素控制，是高產(chǎn)育種的重要選擇指標(biāo)。古世祿在谷子產(chǎn)量形成研究中提到兩個關(guān)鍵時期，其中一個關(guān)鍵時期就是抽穗后20～34天，即灌漿中后期，若此時養(yǎng)分虧缺，穗粒數(shù)和穗粒重受到的損失分別能達(dá)到28.3%～36.42%、22.62%～29.18%，秕谷率增高21.9%～42.1%[5]。因此，在谷子產(chǎn)量形成中，灌漿特性決定了最終產(chǎn)量，灌漿中后期是決定產(chǎn)量和質(zhì)量的重要時期。

本試驗對不同類型夏谷品種灌漿中后期的籽粒灌漿特點進(jìn)行研究，以明確該時期不同夏谷品種的灌漿特性，為谷子育種和生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗選用安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)夏谷新品種豫谷18、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育的糯米品種濟(jì)谷18和抗除草劑谷子品種濟(jì)谷15。2013年6月下旬種植在本所試驗基地。試驗地前茬為冬小麥，土壤為壤土。

1.2試驗設(shè)計

小區(qū)行長10 m，行距50 cm，種植20行，順序排列。各品種留苗密度60萬株/hm2。生長期間進(jìn)行常規(guī)田間管理。開花期盡量選取發(fā)育一致、穗子大小均勻的植株掛牌標(biāo)記，每品種標(biāo)記200穗。9月2日開始取樣至收獲，每2天取樣1次（上午8∶30左右）。每次取樣10穗，稱穗鮮重，自然風(fēng)干后，稱穗干重，脫粒后稱籽粒干重，并調(diào)查千粒重。

1.3數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1灌漿中后期不同夏谷品種穗重的變化

2.1.1穗鮮重和穗干重的變化灌漿中后期，隨灌漿進(jìn)行內(nèi)容物逐漸向穗部積累和轉(zhuǎn)運，穗鮮重及穗干重均呈現(xiàn)一個逐漸增加的動態(tài)變化過程。由圖1穗鮮重的變化來看，濟(jì)谷18穗鮮重的上升趨勢明顯，特別在灌漿后期，其單穗鮮重明顯高于豫谷18和濟(jì)谷15。由圖2穗干重的變化來看，濟(jì)谷18的穗干重稍高于豫谷18，明顯高于濟(jì)谷15。

2.1.2鮮穗含水量的變化由圖3可以看出，各品種鮮穗含水量不同時間有一定差異，但總體來說，濟(jì)谷18鮮穗含水量比豫谷18和濟(jì)谷15偏高，至收獲前期，鮮穗含水量在25%左右。此時，穗干重和籽粒干重達(dá)到最高值，基本保持穩(wěn)定，完成灌漿。而豫谷18和濟(jì)谷15在9月18日已接近最低值。由此得出，灌漿中后期，穗鮮重的增重速率開始下降，穗部含水量呈下降趨勢，而穗干重增重大幅提高。

2.2灌漿中后期不同夏谷品種籽粒變化

2.2.1穗粒重的變化灌漿中后期，從單穗籽粒干重的變化來看，濟(jì)谷18上升趨勢明顯，幅度較大，尤其在灌漿后期，干重明顯較高，說明單穗成粒數(shù)多，而豫谷18和濟(jì)谷15灌漿后期基本保持平穩(wěn)趨勢（圖4）。

由圖5和圖6可以看出，3個品種的出谷率基本保持一個上升至穩(wěn)定的趨勢，大體在9月14日達(dá)到最高值，后期基本平穩(wěn)，而此時籽粒干重占穗鮮重的百分比基本達(dá)到60%，其中，濟(jì)谷18達(dá)到60%的時間晚于濟(jì)谷15和豫谷18。經(jīng)線性擬合，3個品種籽粒干重占穗鮮重的百分比與開花后時間的方程分別為：

2.2.2千粒重的變化由圖7可見，各品種千粒重變化呈現(xiàn)漸增的趨勢，9月14日接近最高值，其后基本保持平穩(wěn)。豫谷18、濟(jì)谷18、濟(jì)谷15千粒重最大值分別為：2.610、2.445、2.765 g，3個品種差別不大，均屬于中小粒類型。

2.3灌漿中后期不同夏谷品種籽粒灌漿速率

由圖8可見，灌漿中后期3個夏谷品種籽粒灌漿速率的變化趨勢有所不同，灌漿速率的大小和灌漿速率最高值出現(xiàn)時期均不同。濟(jì)谷18各時期灌漿速率均高于濟(jì)谷15和豫谷18，且在后期呈緩慢的下降趨勢；豫谷18的灌漿速率呈明顯的單峰趨勢，且灌漿速率的峰值出現(xiàn)在花后28天；濟(jì)谷15灌漿中后期的灌漿速率呈逐漸下降趨勢。這說明不同夏谷品種的灌漿特性差異較明顯。

3小結(jié)與討論

已有研究證明，夏谷開花1周后的10天左右，主要是籽粒的膨大和水分的充盈，穗鮮重和穗干重都呈直線上升趨勢，不同品種的表現(xiàn)是相似的。古世祿利用春谷剪葉的研究也得出類似的結(jié)論[5]。而灌漿中后期主要是內(nèi)含物的填充，更能體現(xiàn)出不同品種的灌漿特點，因此本研究將著眼點放在開花18～20天后的灌漿中后期，研究3個不同類型谷子新品種的灌漿特點。

本研究表明，灌漿中后期鮮穗含水量逐漸降低，干物質(zhì)的積累呈逐漸上升趨勢，后期主要是有機(jī)物的積累和逐漸脫水的過程，同時灌漿速率逐漸下降。管延安等對夏谷單花灌漿的研究表明，單花灌漿中后期鮮重增重速率放慢，含水量逐漸降低，干重大幅度提高，干重增重超過鮮重的增重[6]。郝明德等的研究也得出相似的結(jié)論[7]。從本研究看出，3個夏谷品種在灌漿中后期的灌漿速率明顯不同，表現(xiàn)出單峰曲線型（豫谷18）、平緩型（濟(jì)谷18）和下降型（濟(jì)谷15）。

籽粒干重占穗鮮重的百分比是谷子生產(chǎn)中的一個實用指標(biāo)，該值隨灌漿進(jìn)程逐步提高，至成熟時達(dá)到60%以上。經(jīng)線性擬合，獲得了3個品種的灌漿時間與籽粒干重占鮮重百分比的線性方程，可為產(chǎn)量預(yù)測提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曉敏，趙云昆，郭世華. 谷子農(nóng)藝性狀的聚類與主成分分析[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技， 2013 （2）：30-32.

[2]秦嶺，管延安，楊延兵. 不同生態(tài)區(qū)谷子創(chuàng)新種質(zhì)主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量相關(guān)性分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（9）：10-13.

[3]程汝宏. 我國谷子育種現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，9（4）：86-90.

[4]程汝宏，劉正理. 谷子育種中幾個主要性狀選育方法的探討[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2003，18（S1）：145-149.

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[6]管延安，黃承彥，李曉云，等. 夏谷胚胎與籽粒發(fā)育的研究[J]. 粟類作物，1995 （1/2）：1-4.

[7]郝明德，陳加貞，劉敏營. 夏谷體內(nèi)干物質(zhì)的積累與運轉(zhuǎn)[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1984（2）：22-23.