張雜谷灌漿期雜種優勢的研究

摘要：以張雜谷3號及其父本、5號及其父本為試驗材料，研究了張雜谷及其親本的灌漿特性。結果表明，子粒干重隨開花后天數變化均可用Logistic方程擬合其灌漿曲線，擬合效果良好，且張雜谷植株在灌漿過程中干物質積累表現出“慢-快-慢”的生長規律。在相同的測定條件下，張雜谷3號、5號的平均灌漿速率均大于其父本。張雜谷3號前期的超親優勢為16.67%，中期為9.86%，后期無明顯優勢。張雜谷5號前期的超親優勢為50%，中期為5.17%，后期為73.91%。綜合表現張雜谷5號的超親優勢大于3號。

關鍵詞：張雜谷；Logistic方程；灌漿特性；超親優勢

中圖分類號：S515 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0293-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.005

張雜谷是張家口市農業科學院自1969年開始利用光溫敏兩系法選育出的谷子優良品種，營養價值高，具有節水、抗旱、高產的突出優勢，成為具有自主知識產權和國際領先水平的重大科研成果。2007年，張雜谷創造了產量810 kg/667 m2的新紀錄，有效地提高了谷子產量，使谷子從低產作物變成了高產作物，可以更好地保障糧食安全，豐富深加工產品種類[1-4]。

谷子子粒灌漿過程決定了谷子粒重、產量甚至品質，是一個極其重要的生理過程。谷子具有較多的穗粒數，且子粒鮮體積平均增長速率高、持續時間長，有利于擴大子粒和穗粒的庫容，提高粒重和單穗粒重。圍繞著作物灌漿特性，人們對重要的雜糧作物進行了多方面的研究。古世祿[5]研究證明，谷子產量的形成有兩個關鍵時期：一是抽穗前8 d到抽穗期，在該時期如果體內營養不足，會導致穗粒數損失61.06%～90.86%，秕谷率增加52.0%～72.2%，穗粒重損失50.28%～94.36%；另一個關鍵時期是抽穗后20～34 d，在該時期如果體內養分虧缺，穗粒數損失28.30%～36.42%，秕谷率增高21.9%～42.1%，穗粒重損失22.62%～29.18%。蔡慶生等[6]研究表明粒重與子粒灌漿速率呈正相關、與灌漿持續時間無顯著關系。另有張曉龍等[7]、劉豐明等[8]研究表明灌漿過程持續時間與粒重呈顯著正相關。裴雪霞等[9，10]研究表明播期對子粒灌漿的影響較大。

多年來，圍繞谷子灌漿速率的問題，前人做了大量的研究工作，提出了許多有價值的理論。本研究選取生產上廣泛種植的張雜谷3號、5號及其親本為試驗材料，對其灌漿期干物質積累動態方面利用Logistic生長曲線進行比較分析，探討高產形成的機理及有關的高產栽培途徑，進而揭示張雜谷物質生產規律，并提出高產特征，為張雜谷的雜交優勢機理與高產育種提供理論依據[7-9]。

3 小結與討論

谷子的產量是由穗數、穗粒、粒重構成的，在穗數、穗粒一定的條件下，谷子的粒重對產量有著至關重要的作用。適當延長灌漿期的時間對提高灌漿速率和粒重有重要的意義。從不同灌漿時間與干物質積累量可以看出，快增期灌漿速率、持續時間和漸增期灌漿速率是影響粒重的3個重要參數，與不同谷子品種間粒重的差異也很大，而粒重的差異主要由灌漿期灌漿速率不同引起，而灌漿速率受遺傳控制，因而可通過育種生產出灌漿速率快的品種。通過本試驗可知，張雜谷3號、5號的灌漿速率比3號父本、5號父本的灌漿速率快且生育期短。從超親優勢看，5號的超親優勢比3號的高，因此在生產上應多選育灌漿速率快且超親優勢高的產品。

谷子結實器官的建成是一個連續漸進的過程，子粒是最后形成的器官，粒重是最后形成的產量構成因素，是植株個體發育、栽培技術、環境條件及生產目標的最終體現。谷子子粒灌漿過程決定了谷子粒重、產量甚至是品質，是一個極其重要的生理過程。谷子具有較多的穗粒數，且子粒鮮體積平均增長速率高，持續時間長，有利于擴大子粒和穗粒的庫容，提高粒重和單穗粒重。

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