收獲時期和方式對谷子產量和品質的影響

李凱 王湛 王勇 羅世武 楊軍學 張尚沛 張曉娟

摘要 針對寧夏南部山區谷子收獲技術水平低等問題，以峰紅谷為研究對象，在谷子蠟熟期、成熟期和完熟期，分別采用割倒谷子植株晾干后脫粒、切掉谷穗晾干后脫粒、切掉谷穗直接脫粒晾干3種方式進行收獲，研究不同收獲方式和收獲時期對谷子產量和品質的影響，以期為提高寧南山區谷子收獲水平和機械化程度提供理論依據。結果表明，割倒谷子植株晾干后脫粒收獲，在蠟熟期谷子產量和籽粒蛋白質含量較高，分別為4 055.25 kg/hm2、12.1%；切掉谷穗晾干后脫粒和切掉谷穗直接脫粒晾干收獲，在成熟期谷子產量和籽粒蛋白質含量較高，分別為4 026.15 kg/hm2、12.5%和3 936.00 kg/hm2、12.2%，籽粒粗脂肪含量2種收獲方式在成熟期和完熟期均顯著高于蠟熟期。

關鍵詞 收獲方式;收獲時期;品質;產量

中圖分類號 S515? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）23-0036-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.008

Effects of Harvesting Pattern and Period on Yield and Quality of Millet

LI Kai，WANG Zhan，WANG Yong et al

（Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Dryland Agriculture Engineering Technology Center of Ningxia，Guyuan，Ningxia 756000）

Abstract Aiming at the problems of harvest technology level was low in the southern mountainous area of Ningxia，Fenghonhgu was selected as the research objects，and three different harvesting patterns including cut down millet plants and airing before threshing （H1），cut off the ears and airing before threshing（H2），cut off the ears and directly to dry（H3） were used to harvest millets at wax stage （S1） ，maturation stage（S2） and full ripening stage（S3）. We studied the effects of different harvesting patterns and periods on yield and quality of millet，in order to provide a theoretical basis for improving the harvesting level and the degree of mechanization of millet in the southern mountainous areas of Ningxia. The results showed that harvesting used the H1 treatment had higher yield and protein contents at wax stage，which were 4 055.25 kg/hm2 and 12.1%，respectively. H1and H2 had higher yield and protein contents of millet at maturation stage，which were 4 026.15 kg/hm2，12.5% and 3 936.00 kg/hm2，12.2%，respectively. The crude fat content of grain was significantly higher at the maturation stage and ripening stage than that at the wax stage.

Key words Harvesting pattern；Harvesting period；Quality；Yield

基金項目 固原市科技研發類計劃項目（2020GYKYF019，2021GYKYF028）；寧夏回族自治區重點研發計劃項目（2021BBF02021）；寧夏回族自治區農業科技自主創新資金（NGSB-2021-6）；寧夏小雜糧創新團隊項目（2020CXTD0062）。

作者簡介 李凱（1989—），男，寧夏固原人，助理研究員，碩士，從事作物栽培與耕作研究。

收稿日期 2022-12-21

谷子（Setaria italica）是起源于我國的禾谷類作物，也是我國北方旱作農業地區重要的糧食作物［1］，具有抗旱性強、耐貧瘠和水分利用效率高等特點［2-3］，其脫殼后的籽粒不僅富含不飽和脂肪酸、膳食纖維、維生素及各種微量元素，而且含有豐富的生物活性物質，被認為是營養價值高的綠色保健食品［4-5］。

寧夏谷子種植主要分布在雨養區，分別為南部山區和中部干旱帶，屬于典型的旱作農業區，種植面積常年穩定在0.67萬～1.33萬hm2，在當地的糧食產業結構中占有重要地位，也是當地重要的“抗旱救災”作物之一［6-7］。但寧夏在南部山區，受地理條件和自然氣候條件的限制，谷子機械化程度較低，采用不當的機械收獲方式造成的損耗會直接導致谷子減產。同時，過早或過晚收割谷子不僅會降低籽粒成熟度，甚至影響谷子的安全收獲，類似的問題在水稻、小麥、玉米等主要作物上也同樣存在［8-10］。邱述金等［11］研究了成熟時期與收獲方式對谷子收獲效果的影響，指出收獲方式對谷子籽粒的總損失率、含雜率和破碎率具有顯著影響，谷子蠟熟期穗粒含水率為保持在13.69%～15.29%，此時機械收獲的谷子總損失率降低到最小，為4.81%，谷子完熟期穗粒破碎率能夠降低到最小，但損失率和含雜率表現較高；馬金慧等［12］研究了不同收獲時期對玉米飼用生物學產量和營養價值的影響，指出收獲期對全株玉米飼用生物學產量、營養成分和可消化營養產量的影響明顯，全株玉米青貯收獲可以獲得較好的單位面積可消化營養轉化效率，但延長籽粒收獲期會降低生物學產量和可消化營養量；蘇楊［13］研究了不同收獲時期和收獲方式對水稻產量的影響，指出適當延遲收獲時間不僅可以增加千粒重和產量，并且使稻谷含水量降低。鑒于此，筆者開展了谷子收獲技術方面的研究，確定谷子的最佳收獲方式和最佳收獲時期，不僅可以為提高谷子收獲機械化水平提供了理論依據，也有力保障了谷子產業在寧夏高效可持續的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在寧夏回族自治區固原市西吉縣吉強鎮蘆子溝村進行，地理位置 36°04′N、105°67′E，屬溫帶大陸性氣候，年均降雨量406.4 mm（圖1），≥10 ℃積溫為2 080 ℃·d。土質為黑壚土，前茬作物為胡麻，土壤基本理化性質為：有機質17.59 g/kg，全氮 1.13 g/kg，全磷0.84 g/kg，有效磷13.6 mg/kg，速效鉀 133 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗谷子品種為峰紅谷，由寧夏興鮮雜糧加工種植基地（有限公司）提供；試驗肥料為谷子專用肥（N-P2O5-K2O=29-17-6），由寧夏榮和綠色科技有限公司提供；白色普通地膜寬1 650 cm，厚0.01 mm，由寧夏固原圓德塑料制品有限公司提供。

1.3 方法

試驗設置3種不同的收獲方式為3個處理，分別為割倒谷子植株晾干后脫粒（H1處理）、切掉谷穗晾干后脫粒（H2處理）、切掉谷穗直接脫粒晾干（H3處理），并分別在蠟熟期（S1處理）、成熟期（S2處理）、完熟期（S3處理）進行收獲；各處理重復3次，每個重復小區面積20 m2，行距30 cm，株距20 cm，留苗密度15萬株/hm2，播種前施入谷子專用緩釋肥600 kg/hm2，其他栽培管理用一般大田；收獲分別在谷子蠟熟期（2021年9月15日）、成熟期（2021年9月30日）、完熟期（2021年10月14日）完成。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 農藝性狀。

在谷子收獲前，每個小區隨機取10株進行株高、穗長的測定。株高為谷子基部至穗頂端的距離；穗長是自第一小穗著生位置起至穗子頂部的長度。

1.4.2 產量及其性狀。

在谷子蠟熟期、成熟期、完熟期，分別按照小區全部收獲并脫粒、曬干、稱重，每個小區隨機取20株進行室內考種，按照常規方法測定千粒重、主穗重。千粒重含量采用國標法GB 5519—2018《谷物與豆類千粒重測定》執行［14］。

1.4.3 品質測定。

蛋白質含量采用凱氏定氮法測定［15］；粗脂肪含量采用索氏抽提法測定［16］；粗纖維含量采用酸堿洗滌法測定［17］；粗淀粉含量采用紫外可見分光光度計法測定［18］。

1.5 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2007進行數據匯總、作圖；利用SPSS軟件進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同收獲方式和收獲時期對谷子農藝性狀的影響

不同收獲方式和收獲時期對谷子農藝性狀的影響見圖2。從圖2可以看出，不同收獲方式下在不同時期谷子株高表現為122.33～129.16 cm，穗長表現為19.5～21.8 cm，各時期雖有差異，但處理間差異不顯著。在蠟熟期、成熟期、完熟期，通過3種不同的方式對谷子進行收獲，谷子株高和穗長沒有發生明顯的變化，說明在谷子整個收獲期，同等生長條件下的谷子表型生長指標變化較小。

2.2 不同收獲方式和收獲時期對谷子產量及其構成因素的影響

從表1可以看出，收獲方式H1處理下，谷子在不同收獲時期，主穗重和產量均表現為S1處理＞S2處理，兩者間產量差異顯著，S1處理主穗重和產量分別較S2處理增加12.65%、5.65%，但千粒重在2個收獲時期差異表現不顯著。收獲方式H2處理下，S2處理的谷子主穗重和產量分別為23.42 g和4 026.15 kg/hm2，均顯著高于S1和S3處理，千粒重較S1處理顯著提高3.32%，但與S3處理間差異不顯著。收獲方式H3處理下，3個時期的主穗重和產量表現一致，為S2處理＞S3處理＞S1處理，其中S2處理主穗重分別較S1、S3處理顯著增加19.35%、12.97%，產量分別顯著增加12.39%、3.99%，S1與S3處理間差異不顯著，千粒重S2與S3處理均顯著高于S1處理，但S2與S3處理間差異不顯著。

2.3 不同收獲方式和收獲時期對谷子品質的影響

從表2可以看出，收獲方式H1處理下，谷子在不同收獲時期蛋白質含量S1處理高于S2處理11%，2個處理間差異顯著；粗脂肪、粗淀粉和粗纖維含量各時期差異性表現不顯著。收獲方式H2處理下，蛋白質和粗脂肪含量各時期表現為S2處理＞S3處理＞S1處理，其中蛋白質含量S2與S3處理分別高于S1處理11.61%、6.25%，粗脂肪含量分別高于S1處理16.78%、13.10%，S2與S3處理間差異不顯著；粗淀粉和粗纖維含量各處理間差異均不顯著。收獲方式H3處理下，谷子各時期品質指標的表現與H2處理一致，其中蛋白質和粗脂肪含量S1處理均顯著低于S2和S3處理，S2與S3處理間差異均不顯著；粗淀粉和粗纖維含量各處理間差異不顯著。

3 討論

谷子是寧夏雨養區重要的主栽作物之一，在農業生產中占據重要地位。谷子籽粒的優質高產對于地區農業綠色健康發展和糧食安全具有重要的意義，而在寧夏谷子主栽區，谷子收獲期正是秋季多雨季，收獲過早，造成秕粒和不飽滿，收獲過晚，增加落粒損失，遇上陰雨天，籽粒還會在穗上發芽，影響產量和品質［19］。因此，研究適宜寧夏主栽區谷子收獲的方式和時期，將推動寧夏谷子提質增效，進一步保障糧食生產安全。在谷子生長中，其農藝性狀和產量性狀是影響谷子產量的重要因素，株高、穗長、主穗重等性狀共同影響谷子生長發育進程，進而影響谷子產量的形成［20］。該研究結果表明，不同收獲方式和收獲時期對谷子農藝性狀的影響較小，但對產量及其性狀的影響有差異，割倒谷子植株晾干后脫粒進行收獲，在蠟熟期谷子主穗重和產量顯著增加。

切掉谷穗晾干后脫粒和切掉谷穗直接脫粒晾干進行收獲時，成熟期主穗重、千粒重和產量顯著增加，完熟期千粒重和產量顯著增加。

籽粒品質是決定谷子價值的重要參考指標［21］。一般來說，谷子籽粒品質的優劣主要由品種的遺傳特性決定，但環境因素以及其他栽培措施也能夠有效改善谷子的籽粒品質。屈非等［22］研究表明，播種期、積溫、降雨量等生態環境因素會對谷子的品質產生影響，底肥以及施氮的處理等因素也會對谷子的品質產生影響。該研究結果表明，在蠟熟期割倒谷子植株晾干后脫粒進行收獲，谷子主穗重、產量和籽粒蛋白質含量顯著高于成熟期，主要原因是割倒谷子植株后莖葉的干物質繼續向籽粒中運輸；在成熟期和完熟期切掉谷穗晾干后脫粒與切掉谷穗直接脫粒晾干進行收獲，谷子籽粒蛋白質和粗脂肪含量顯著高于蠟熟期，其中谷子產量在成熟期收獲顯著高于完熟期，主要原因是蠟熟期通過以上2種方式收獲谷子籽粒成熟度低于成熟期和完熟期，而在完熟期籽粒脫粒比較多，因而造成谷子產量下降。

4 結論

綜合不同收獲方式和收獲時期對谷子農藝性狀、產量及產量性狀和品質影響的分析，由于寧夏南部山區地區谷子收獲期陰雨天氣較多、晝夜溫差大等氣候因素，因此需要根據天氣情況采取不同的收割方式，建議在天氣持續晴朗的情況下，在蠟熟期采用割倒后曬干脫粒的方式進行收獲；在天氣持續陰雨天的情況下，在成熟期采用切掉谷穗晾干后脫粒和切掉谷穗直接脫粒晾干的方式進行收獲。

參考文獻

［1］ 趙美丞，刁現民.谷子近緣野生種的親緣關系及其利用研究［J］.作物學報，2022，48（2）：267-279.

［2］ 賈冠清，刁現民.中國谷子種業創新現狀與未來展望［J］.中國農業科學，2022，55（4）：653-665.

［3］? 張文英，智慧，柳斌輝，等.谷子全生育期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選［J］.植物遺傳資源學報，2010，11（5）：560-565.

［4］ 吳立根，屈凌波.谷子的營養功能特性與加工研究進展［J］.食品研究與開發，2018，39（15）：191-196.

［5］ 楊延兵，秦嶺，陳二影，等.谷子籽粒蛋白質、脂肪、千粒重的遺傳變異［J］.植物遺傳資源學報，2017，18（5）：819-829.

［6］ 羅世武，程炳文，孫玉琴，等.寧夏中部干旱區滲水地膜對谷子農藝性狀及產量的影響［J］.農業與技術，2020，40（14）：49-52.

［7］ 張尚沛，李凱，程炳文，等.寧夏不同生態區種植模式對谷子產量的影響［J］.農業科學研究，2021，42（2）：40-43.

［8］ 付甲東，鄒德堂.不同收獲時期和收獲方式對水稻產量的影響［J］.種子世界，2012（9）：25-26.

［9］ 張素芳，高爽，莊文峰，等.不同收獲期對玉米產量的影響及氣象因素分析［J］.現代農業科技，2014（17）：50-51，54.

［10］ 吳忠梁，沈衛青，江銀樓，等.不同收割時期對小麥產量及千粒重的影響［J］.安徽農業科學，2016，44（3）：46-47.

［11］ 邱述金，原向陽，張澤乾，等.成熟時期與收獲方式對谷子收獲效果的影響［J］.山西農業大學學報（自然科學版），2021，41（6）：108-114.

［12］ 馬金慧，范富，包呼格吉樂圖，等.不同收獲時期的玉米飼用生物學產量和營養價值的比較研究［J］.飼料研究，2022，45（19）：104-108.

［13］ 蘇楊.不同收獲時期和收獲方式對水稻產量的影響［J］.農民致富之友，2017（9）：119.

［14］ 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.谷物與豆類 千粒重的測定：GB/T 5519—2018［S］.北京：中國標準出版社，2018.

［15］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定：GB 5009.5—2016［S］.北京：中國標準出版社，2016.

［16］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中脂肪的測定：GB 5009.6—2016［S］.北京：中國標準出版社，2016.

［17］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定：GB 5009.88—2014［S］.北京：中國標準出版社，2014.

［18］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中淀粉的測定：GB 5009.9—2016［S］.北京：中國標準出版社，2016.

［19］ 羅世武，程炳文，李凱.寧夏干旱半干旱區谷子滲水地膜精量機穴播栽培技術［J］.中國種業，2020（3）：81-82.

［20］ 魏萌涵，解慧芳，邢璐，等.華北地區谷子產量與農藝性狀的綜合評價分析［J］.作物雜志，2018（4）：42-47.

［21］ 李明昊，高慧，姚銳，等.冀東地區10個谷子品種的產量和品質分析［J］.江蘇農業科學，2021，49（15）：71-77.

［22］ 屈非，王晉，韻曉冬，等.谷子品質受不同生態環境及不同肥料的影響分析［J］.農業與技術，2020，40（20）：43-44.