糜子栽培研究進展

曹曉寧 王君杰 王海崗等

摘要糜子是干旱半干旱地區的主要栽培作物，具有獨特的營養價值和藥用價值，隨著農業用水的短缺和人們對健康食品的日益重視，其在農業生產中必將發揮愈加重要的作用。旱區糜子高產高效生產體系的構建和栽培技術的研究，成為未來糜子研究的重要方向。在此重點介紹了糜子播期、密度、施肥技術、節水種植等栽培技術，闡述了糜子逆境生理、光合生理等方面的研究進展，提出了糜子產業今后的研究方向和思路。

關鍵詞糜子；栽培技術；栽培生理；研究進展

中圖分類號S567文獻標識碼

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.）屬禾本科黍屬（Panicum miliaceum），又名黍、稷和糜，不僅有較高的營養價值，也具有較高的藥用價值，其味甘、性平，能補中益氣、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，在干旱半干旱地區糧食生產中占有舉足輕重的地位[1]。在西部種植業結構調整和產業發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，其主產區主要集中在長城沿線地區和黑龍江、吉林[3]。由于我國糜子主產區經濟相對落后，研究力量薄弱，很少進行深層次的研究，而針對糜子栽培技術的研究也相對滯后，制約著糜子產業的開發與發展。故了解糜子的栽培現狀，對完善糜子栽培理論，促進糜子產業的發展具有重要的現實意義。筆者在此重點介紹了糜子播期、密度、施肥技術、節水種植等栽培技術，闡述了糜子逆境生理、光合生理等方面的研究進展，提出了糜子產業今后的研究方向和思路。

1栽培技術研究進展

1.1播期與密度傅永斌等[4]分析認為適期播種是保證糜黍高產、穩產的重要措施之一。播期推遲，糜子生育期縮短，籽粒產量明顯減少；提早播種，可有效地延長生殖生長階段，促進開花結實，提高籽粒產量[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、穗長、穗重等均呈現出降低趨勢[6]，籽粒蛋白質含量有所提高[7]。

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

1.2施肥技術

封山海等[11]對旱地糜子的吸肥規律進行了研究，結果表明，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高峰，且氮與鉀的吸收高峰在拔節至抽穗期，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”肥料效應田間設計方案，對糜子氮、磷、鉀肥合理配比施肥效應進行研究，結果表明，適宜的氮肥施用量是影響糜子產量的關鍵因子；氮、磷、鉀肥間存在明顯的交互作用，配合施用能提高肥效，三因素對糜子產量的影響大小順序為氮> 磷> 鉀，任一因素過量施用均會導致產量顯著降低；根據一元二次肥效模型得出糜子氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最優推薦施肥量分別為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] 研究發現氮與磷之間表現出明顯的協同作用，在施用氮、磷的基礎上施鉀，具有明顯的加合效應，如根重、總根長、總根數、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。張權中等[14]研究發現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]研究發現施肥量在0～80 kg/hm2，蛋白質、脂肪含量隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加而增加。

1.3節水種植技術

節水種植技術可以有效地提高農田集水與保墑效果，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度。通過覆蓋方式的選擇來調控糜子的發育進程和耗水過程，對提高糜子產量和水分利用效率有重要意義。張小紅等[16]分析發現地膜覆蓋后糜子營養生長期縮短，生殖生長期延長，全生育期縮短，同時促進糜子前期發育、提高糜子拔節前0～200 cm土層的土壤含水量。胡希遠等[17]研究表明在半干旱偏旱區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，顯著促進作物生長。屈洋等[18]研究發現壟上覆膜帶型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，且不同的節水種植模式可以明顯地改善糜子的主要經濟性狀，表現為株高、分枝、主莖節數、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、膜側溝播（0.4 m膜）、膜側溝播（0.6 m膜）、起壟不覆膜、露地條播等節水種植模式，結果發現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量最高。蘇旺等[20]研究發現溝壟覆膜集水模式可以提高糜子功能葉片的光合能力，促進產量形成。張緒成等[21]研究認為地膜糜子的最佳補灌時期為抽穗期，在此期補灌主要通過提高千粒重以增加產量，促進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藝性狀及產量影響的試驗也得到相似結論。張艷平等[23]研究發現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16.62%，直鏈淀粉增加率為9.08%，千粒質量增加率為6.16%。

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

2栽培生理研究進展

2.1逆境生理

徐學選等[27]研究認為糜子在灌漿期對干旱的敏感性最強，拔節+揚花期產量與干旱間的反應最弱；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期抗旱性發現，干旱脅迫抑制糜子種子萌發活力，降低了萌發速度和發芽率，且干旱脅迫對糜子胚根的抑制強于胚芽。賈根良等[29]研究發現干旱脅迫條件下糜子幼苗細胞電解質外滲率、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]研究發現干旱條件下葉綠素含量、過氧化氫酶CAT、超氧化物歧化酶SOD與單株產量呈正相關；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]研究發現干旱脅迫引起黍稷根系活力明顯下降，根系保護酶（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]通過對國內不同地區育成的 56 個糜子品種的芽期抗旱性進行了鑒定，結果表明相對發芽率、相對芽干重、相對根干重、貯藏物質相對轉運率 4 項指標可作為糜子芽期抗旱性鑒定評價指標。王海茹等[35]分析認為干旱脅迫條件下適當的增施氮肥可以提高苗期黍稷的葉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]研究發現低磷脅迫下，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]研究發現低氮脅迫下，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。李占成等[38]研究發現鹽脅迫條件下，糜子種子的相對發芽勢和相對發芽指數均顯著低于對照，各種鹽對糜子種子發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，黍稷的發芽率、復萌率、苗期的存活率均呈現下降趨勢，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]研究發現不同糜子品種的可變熒光（Fv）、最大熒光（Fm）、最大光化學量子產量（Fv/Fm）、PSII 的潛在活性（Fv/Fo）、光化學猝滅系數（qP）值均因水分脅迫而降低；凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及胞間CO2 濃度均因水分脅迫而下降，強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現明顯的變化；初始熒光（Fo）在低磷時升高，可變熒光（Fv）、最大熒光（Fm）、最大光化學效率（Fv/Fm）、光化學淬滅系數（qP）表現為顯著下降，非光化學猝滅系數（NPQ）在低磷時表現出上升趨勢[41]。

2.3其他研究

代惠萍等[42]研究發現隨著植株衰老，不同葉位超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等保護性酶活性呈由高到低的變化趨勢，旗葉活性氧保護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，并引發和加劇植株衰老，根系和葉片衰老密切相關[43]。張永清等[44]采用根管土柱栽培的方法，研究了拔節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生長的影響，結果表明，深層根系（40 cm以下根系）對產量的貢獻更大。因此，在生產中改善根際營養、提高根系活力是有助于延緩糜子葉片衰老、提高籽粒產量的有效途徑。此外，陳心想等[45]研究表明施用生物炭可促進糜子植株對氮素的吸收利用。

3展望

3.1加強糜子基礎研究和應用

3.1.1加強糜子水分生理及養分吸收利用規律的研究。

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

3.1.2開展抗逆栽培技術研究。

糜子作為干旱、半干旱地區的主要栽培作物，具有耐旱、耐瘠薄的特性，開展糜子抗旱機理和節水栽培技術的研究，對充分發揮糜子的抗旱性、提高糜子生產、提高旱作農業的效率和應對農業用水的缺乏具有重要意義。充分發揮糜子的耐瘠薄特性對提高肥料利用效率、降低糜子生產對肥料的依賴程度具有重要意義，符合我國農業未來發展的趨勢。

3.1.3積極推進糜子輪作，探索糜子種植新模式，擴大糜子種植面積。

糜子生育期短，是理想的復種作物。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優質的條件。同時應根據不同生態區選擇合適的輪作制度，如在我國西北、華北北部及東北地區高緯度高海拔地區糜子多與豆類、馬鈴薯、春小麥、玉米等作物輪作[24]。故應該加強對糜子各種輪作種植模式的研究，探索新的種植模式，對糜子面積擴大及產量的提高有重要意義。

3.1.4提高不同生態區糜子品質。

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

3.1.5糜子化學調控技術研究。

農業生產過程中，化學調控扮演著重要的角色，是提高作物產量，改善其品質的重要技術措施，而目前關于糜子化學調控的研究很少。積極開展化學調控技術的研究和應用，建立完善的化學調控體系對于糜子產量提高、品質改良有重要意義。

3.1.6化學防護技術研究。

雜草及病蟲害是制約糜子產量的重要因素。人工除草不僅費時費力且工作強度大，造成勞動力成本的上升，降低了糜子收益。因而對糜子主產區糜子的病蟲草害進行全面普查，摸清為害糜子的病蟲草害種類及分布，對化學防護技術的研究、完善及體系的建立有指導意義。

3.2開展適合糜子生產的小型機械研究

與玉米、水稻、小麥等大宗作物相比，我國糜子的主產區多是丘陵旱薄地，大型機械無法開展工作。因而要借鑒其他作物的經驗，研制與改進適合丘陵旱薄地應用的小型播種、耕作、收獲等機械，以及進行機械化配套農藝農機技術研究，實現輕簡化栽培，提高機械化程度，減輕農民勞動強度，提高生產效率，降低成本，滿足規模化、產業化需求。

3.3有效利用糜子種質資源，培育出適合輕簡化栽培的糜子品種

我國糜子資源豐富，有效地利用現有資源結合常規育種方法，輔以分子育種技術，加快糜子育種的速度和進程，培育出不同生態區適合機械化生產、抗除草劑、食用、飼用等專用型品種，對推動糜子的產業化、機械化有重要意義。

43卷31期曹曉寧等糜子栽培研究進展

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