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量和推廣面積的重要因素之一，提高谷子的光能利用率對于提高谷子產量具有關鍵的作用。本文通過分析長農35在不同行距、行向下對谷子成穗數和產量的影響，得出了谷子南偏西23.5°寬窄行種植的優勢行向和行距，為生產實踐提供理論依據。

關鍵詞：谷子；高光效；寬窄行；行向

中圖分類號：S643.3 文獻標識碼：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]。谷子具有營養豐富、耐旱耐瘠、糧草兼用等特點，因此，被稱為“中華民族的哺育作物”和“旱地農業的綠洲”。 谷子是山西省優勢雜糧作物，在全省干旱山區農村經濟發展中占有重要地位，谷子具有耐旱、耐瘠、喜光溫等特性，環境條件對其生長發育及產量具有直接的影響。多年來，谷子主產區一直采取等行距種植方式，群體通風透光效果不佳，種植密度一般在每667m2種植25000株左右，谷子產量難以提高。在農作物的生物產量中（包括根、莖、葉、果實與種子）只有5%～10%的物質來自根系從土壤中吸收的各種營養物質，而90%～95%的物質來自葉片光合作用所形成的各種產物[2]。通過人為改變作物的田間布局，調整群體受光情況，提高作物光能利用率，進而提高作物產量，應用潛力巨大。

研究表明，寬窄行種植可以改善谷子的群體結構，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道還很少見。本研究通過比較不同行距、行向對谷子光合參數和產量的影響，探明谷子高產適宜的種植方式，為谷子高產栽培提供科學依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗選擇谷子品種長農35，該品種為山西省農科院谷子研究所培育，產量高、抗性好，是西北中晚熟區代表性品種。供試地點為山西省農科院谷子研究所試驗地。

1.2 試驗設計

采用二因素裂區試驗設計。主區為種植方式：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°。試驗設3次重復，小區面積15m2，留苗30萬株/hm2。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel2003進行數據整理，采用DPS6.50版進行統計分析，用LSD法多重比較進行顯著檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同處理對成穗數的影響（見表1）

表1為不同處理的小區成穗數，其中病穗已經剔除。

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 不同處理對產量的影響（見表4）

表4為不同處理間小區產量，其中病穗不計入產量。

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°）可以提高谷子產量，處理2效果更明顯。

在成穗數和產量的分析中，副處理間多重比較和主處理2中各個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谷子成穗和產量影響不大。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量形成，而在南偏西23.5°這個行向上效果更明顯。

3 結論與討論

通過本試驗研究表明谷子在寬窄行南偏西23.5°種植條件下產量最高。光能利用率是指太陽光中的能量被農作物進行光合作用時轉化成化學能而貯存于光合產物中的百分率。據理論上推算，太陽光能中真正被轉化為農作物各類物質的能量，C3 作物為光能的5%～6%， C4 作物為光能的8%左右。但實 際上C4 作物只能轉化所接受太陽光能的2%左右，C3作物則只能轉化所接受太陽光能的1%左右。如此低的光能轉化率如果在高光效栽培和其它各項綜合高產技術措施下能提高2%～3%，將會對生產實踐起到不可估量的作用。

在長治地區夏季光照充足，西南向更充足，盛行西南風，光照時間長有利于作物的產量提高。如果將生產實際中的栽培方向隨機性、等行距改為寬窄行南偏西23.5°種植，可以擴大谷子生長空間，增加直射光，增加葉片受光面積，延長受光時間，減少相互遮蔭，擴大通風空間。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道，而且在生產實踐中也得到大面積推廣，效果顯著。葉片是植物進行光合作用的主要場所，谷子籽粒灌漿的物質積累主要來源于開花后上部葉片的光合作用，因此葉片的質量是谷子高光效株型的重點。大量的實驗結果表明，葉片的有效面積和厚度與光合速率成正相關，同時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谷子的通風透光。谷子的穗型是重要農藝性狀，直接決定谷子的產量。谷子灌漿后期，彎曲的穗子會遮光進而影響光合效率，導致成穗率降低。株高也是影響產量的1個重要因素，目前大量研究報道認為作物的株高與生物產量呈正相關。適宜的谷子株高，可以降低葉面積密度，有利于CO2的擴散并提高整體植株的受光，進而促進生物產量的增加。所以理想株型的品種選育也是高光能利用必不可少的，甚至是至關重要的。

參考文獻

[1]刁現民.中國谷子產業與技術體系[M].北京：中國農業科學技術出版社，2011.

[2]李培夫.農作物高光效育種技術的研究與應用[J].種子科技，

2006（6）：41.

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