不同谷子品種地上干物質量積累及分配規律比較

劉鑫 曹晉軍 李會霞

摘要 為了解谷子地上干物質量的分配情況，以4個品種為研究對象，調查每個品種各器官干物質量的分配情況。結果表明，4個谷子品種中，長生13植株最矮;長農35號植株最高并且地上干物質量最大。4個品種的地上干物質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個品種的葉比例變化一致。完熟期長生13的穗比例最大，表明雖然長生13植株最矮，但較適合機械化收獲并且其經濟轉化率較高。

關鍵詞 谷子;干物質量;分配規律;生育期

中圖分類號 S515 ?文獻標識碼 A ?文章編號 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，在中國北方旱區是主要糧食作物之一，主要分布于我國東北、華北和西北地區[1]，具有抗旱、耐瘠薄，水分利用效率高等特點，并含有豐富的營養，是我國傳統的環境友好型旱地作物[2]。谷子也是山西省改革農業供給側結構、調整種植產業結構、大力發展優勢雜糧的重點作物之一[3]，因此研究谷子對山西有重要的意義。農作物產量的形成實際上是光合產物的積累過程，作物產量的高低取決于干物質的積累及其向籽粒運轉分配的比例，干物質是作物光合作用的最終產物，與經濟產量呈顯著正相關，因此干物質積累對作物產量有著重要作用[4-6]。鑒于此，該研究以山西省谷子中晚熟區4個有代表性的品種為研究對象，調查每個品種各器官干物質量的分配情況，旨在明確這些谷子品種各個生育時期地上各器官干物質量分配的差異，為谷子高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

該研究以4個在山西省春谷中晚熟區種植面積較大的品種為試驗材料，分別是長生13、長生07、晉谷21號、長農35號。

1.2 試驗設計與方法

試驗于2018年5—10月在山西省長治市的山西省農業科學院谷子研究所試驗田內進行。4個谷子品種均在5月中旬播種，每個品種播種小區面積30 m2;3次重復，共12個小區，隨機區組;留苗密度為45萬株/hm2，施肥量按豐產田施肥。各品種根據發育情況分別于幼苗期、拔節期、抽穗期、灌漿期和完熟期取樣。每小區取10株有代表性的植株，在取樣前測量樣株農藝性狀，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、莖稈和穗的干物質重量并進行相關計算。

2 結果與分析

2.1 不同谷子品種形態發育比較

由表1可知，長生07生育期最長，隨后是長農35號、長生13、晉谷21號;4個谷子品種生育期為113～121 d。長農35號株高最高，而長生13最低，表明長生13可能有較好的抗倒性。單穗重和千粒重均是影響產量的重要因素，在4個谷子品種中，長農35號單穗重最重;而晉谷21號千粒重最重，表明其籽粒最大，隨后是長農35號和長生07，而長生13最小;晉谷21號、長農35號和長生07都是植株較高的谷子品種，長生13植株較低，推斷千粒重可能與植株大小有關。

2.2 不同谷子品種干物質量的比較

2.2.1 干物質量的積累情況。

各品種單個植株地上干物質量變化規律如圖1所示。由圖1可知，4個谷子品種在幼苗期和拔節期的干物質量差別不大;而從抽穗期開始變化量逐漸加大。幼苗期、拔節期和拔節期長農35號的干物質量最大;灌漿期晉谷21號最大;到完熟期時，各品種單株地上干物質量大小順序為長農35號>晉谷21號>長生07>長生13，長農35號與長生13地上植株干物質量相差（11.61±0.45）g。

2.2.2 干物質量的分配規律。

由表2可知，除長生13外，其他品種葉干重比例變化規律均是由大變小，長生13雖然在拔節期最大，但隨后也逐漸變小，與其他品種基本一致。4個品種的葉鞘比例均由大變小，完熟期長生07的葉鞘比例最小，晉谷21號最大;推斷長生07葉鞘的干物質轉化率最大，晉谷21號最小。各品種莖比例的變化基本一致，均是先變大后又減小。長生13穗比例在完熟期最大，而晉谷21號最小。

3 結論與討論

農作物產量形成的基礎是干物質量的累積，它們的生長過程實際上就是營養物質的不斷累積并在根、莖、葉等各器官中分配的過程[7-8]，而營養物質在經濟器官分配量直接決定了農作物的經濟產量[9]。莖、葉及葉鞘均是谷子重要的營養器官，對谷穗干物質量的積累起到至關重要的作用;葉是吸收光能合成碳水化合物的重要器官，莖和葉鞘是植物運輸水分、養分的重要通道[10]，因此谷子地上部分各器官干物質量對于籽粒產量有重要的影響。

谷子公頃穗數相同時，單穗重和千粒重均是影響產量的重要因素，在4個谷子品種中長農35號單穗重最大;而千粒重晉谷21號最大，推斷這2個品種在正常生長情況下產量較高;而從株高來看，晉谷21號、長農35號和長生07都是植株較高的谷子品種，而長生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。4個品種中，長農35號谷子幼苗期、拔節期和拔節期干物質量均最大;到完熟期時，各品種單株地上干物質量大小順序為長農35號>晉谷21號>長生07>長生13，表明在幾個谷子成熟后，長農35號植株最高并且地上干物質量最大。

從地上干物質量在各器官的分配規律來看，除長生13外，其他各品種葉干重比例變化規律均是由大變小，長生13雖然在拔節期最大，但隨后也逐漸變小，表明長生13在拔節期莖和葉鞘的發育比其他品種晚一些，這也許是由于其植株較矮造成的，具體原因仍需進一步研究。4個品種的葉鞘比例均由大變小，推斷葉鞘在幼苗時期起的作用更重要。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存大量的營養物質使其所占比例升高，而在完熟期將營養物質轉移給谷穗使其所占比例減小，才會造成莖比例先升后降。完熟期長生13穗比例最大，表明長生13雖然植株較矮，但較適合機械化收獲并且其經濟轉化率較高，因此具有高產潛質。

參考文獻

[1] 張艾英，郭二虎，刁現民，等.2005—2015年西北春谷中晚熟區谷子育成品種評價[J].中國農業科學，2017，50（23）：4486-4505.

[2] 王小林，紀曉玲，張盼盼，等.黃土高原旱地谷子品種地上器官干物質分配與產量形成相關性分析[J].作物雜志，2018（5）：150-155.

[3] 李順國，劉斐，劉猛，等.近期中國谷子高粱產業發展形勢與未來趨勢[J].農業展望，2018，14（10）：37-40.

[4] 盧海博，龔學臣，喬永明，等.張雜谷干物質積累及光合特性的研究[J].作物雜志，2014（1）：121-124.

[5] 喬嘉，朱金城，趙姣，等.基于Logistic模型的玉米干物質積累過程對產量影響研究[J].中國農業大學學報，2011，16（5）：32-38.

[6] 劉鑫，王振華，李會霞，等.谷子雜交種與常規種各器官干物量特征比較[J].農學學報，2017，7（1）：5-11.

[7] 齊文增，陳曉璐，劉鵬，等.超高產夏玉米干物質與氮、磷、鉀養分積累與分配特點[J].植物營養與肥料學報，2013，19（1）：26-36.

[8]張萌，肖厚軍，趙歡，等.貴州黃壤區辣椒干物質、氮素積累與分配及氮素利用對新型肥料的響應[J].應用生態學報，2016，27（9）：2983-2990.

[9] 梁任繁，李創珍，張娟，等.山藥塊莖發育中物質積累及相關代謝酶變化[J].作物學報，2011，37（5）：903-910.

[10] 張鳳霞.密度、個體大小和種子大小對作物生物量分配的影響[D].楊凌：西北農林科技大學，2016.