張麗娜，李 陽(yáng)，郭志利，盧成達(dá)，孫 迪

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，山西太原030032）

谷子具有耐寒耐瘠的特點(diǎn)，也是我國(guó)傳統(tǒng)種植的糧食作物[1-3]。目前，我國(guó)谷子種植面積約占世界的80%，主要集中分布在干旱和半干旱地區(qū)。谷子營(yíng)養(yǎng)豐富且容易吸收，近年來(lái)雜糧熱的興起，使谷子越來(lái)越受到人們的親睞，其已成為干旱地區(qū)農(nóng)民重要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源[4-7]。

本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)近年來(lái)山西普遍種植的谷子品種生長(zhǎng)發(fā)育及光合水分特性進(jìn)行研究，旨在為當(dāng)?shù)毓茸痈弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2011年5月10日至10月5日，在晉中市榆次區(qū)東陽(yáng)鎮(zhèn)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。東陽(yáng)鎮(zhèn)位于榆次西南，海拔799.4～804.6 m，是榆次、太谷、清徐三市縣的交界處。地貌屬于平川，四季分明，年平均氣溫9.7℃，平均降水量440.7mm。試驗(yàn)區(qū)地勢(shì)平坦，肥力均勻，前茬作物為大豆。

1.2 試驗(yàn)材料

供試谷子品種為晉谷系列（29號(hào)，34號(hào)，36號(hào)，41號(hào)，42號(hào)，51號(hào)）；對(duì)照品種為張雜谷5號(hào)。施用肥料為硝酸磷復(fù)合肥，總養(yǎng)分含量≥38%，其中，含N 26.5%、含P2O511.5%、含K2O 8%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，7個(gè)處理，3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積25m2（5m×5m），行距33cm，株距8 cm，區(qū)間距40 cm，四周設(shè)1 m保護(hù)行。種植方式采取傳統(tǒng)種植，留苗數(shù)37.5萬(wàn)株/hm2。試驗(yàn)施硝酸磷復(fù)合肥600 kg/hm2，即鉀肥（K2O）48 kg/hm2，N肥159 kg/hm2，磷肥（P2O5）69 kg/hm2。硝酸磷全部作基肥一次性施入，結(jié)合中耕除草，不再追肥。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

出苗時(shí)期、出苗率、出苗整齊情況統(tǒng)計(jì)；灌漿期選取10株（測(cè)量后做標(biāo)記），采用CB-1102便攜式光合蒸騰測(cè)定儀對(duì)凈光合速率、蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度光合指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量；對(duì)應(yīng)測(cè)量已標(biāo)記植株的水分利用效率；成熟期選取已標(biāo)記10株測(cè)量株高；稱量10株的整株質(zhì)量、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同谷子品種對(duì)出苗率、株高、整株質(zhì)量、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量的影響

由表1可知，在出苗率上，晉谷系列處理均高于對(duì)照張雜谷5號(hào)處理，其中，以晉谷36號(hào)最高，達(dá)87.1%；顯著性檢驗(yàn)顯示，各處理間出苗率差異不顯著。當(dāng)?shù)仄贩N出苗率好于對(duì)照，但差異不大。

表1 不同品種處理對(duì)生理指標(biāo)的影響

表1株高顯示，晉谷36號(hào)最高，達(dá)194.4 cm；對(duì)照最低，為157.7 cm；晉谷系列處理株高比對(duì)照高2.4～36.7 cm；顯著性檢驗(yàn)顯示，除晉谷29號(hào)與對(duì)照間差異顯著外，其他處理與對(duì)照間差異均達(dá)極顯著水平，晉谷系列各處理間差異也分別呈極顯著水平。說(shuō)明各品種處理間株高差異性明顯，晉谷系列較對(duì)照株高優(yōu)勢(shì)性強(qiáng)。整株質(zhì)量上，最高的處理晉谷51號(hào)比對(duì)照高65.7 g；顯著性檢驗(yàn)顯示，各處理間差異均達(dá)顯著水平。可以得出，不同品種間整株質(zhì)量差異性較大，這與品種自身特性有密切的關(guān)系。

穗質(zhì)量最大的處理為晉谷51號(hào)，達(dá)29.6 g；顯著性檢驗(yàn)顯示，晉谷29號(hào)、晉谷34號(hào)、晉谷36號(hào)與對(duì)照間差異顯著，其余各處理與對(duì)照間差異達(dá)極顯著水平?？梢钥闯?，晉谷系列穗質(zhì)量與對(duì)照間差異性較大。

穗粒質(zhì)量與穗質(zhì)量間有密切的聯(lián)系，由表1可知，二者成正比例關(guān)系。穗粒質(zhì)量最高處理為晉谷51號(hào)，與穗質(zhì)量處理相同；顯著性檢驗(yàn)顯示，晉谷51號(hào)除與晉谷42號(hào)間差異不顯著外，與其余處理間差異均達(dá)極顯著水平。說(shuō)明不同品種間穗粒質(zhì)量存在差異，穗質(zhì)量越大，穗粒質(zhì)量也越大。

2.2 不同谷子品種對(duì)光合特性及水分利用效率的影響

光合作用是反映作物群體生長(zhǎng)能力和適應(yīng)能力的重要指標(biāo)[8-9]。谷子光合能力受光照、CO2濃度、氣溫、相對(duì)濕度等多個(gè)環(huán)境因子的影響，同時(shí)這些環(huán)境因子又可導(dǎo)致體內(nèi)生理生化指標(biāo)發(fā)生變化，因此，研究和比較不同品種谷子光合特性及水分利用率對(duì)于生長(zhǎng)能力、適應(yīng)能力有重要的意義[10-15]。

不同品種對(duì)谷子光合特性的影響如表2所示。

表2 不同品種處理對(duì)谷子光合指標(biāo)的影響

從表2可以看出，凈光合速率以晉谷51號(hào)最高，達(dá)到21.93μmol/（m2·s）；晉谷34號(hào)最低，為14.13μmol/（m2·s）；蒸騰速率以晉谷51號(hào)最高，對(duì)照最低，除晉谷51號(hào)與對(duì)照間差異極顯著外，其余各處理間差異均不顯著。葉片氣孔導(dǎo)度晉谷51號(hào)最高，最低的為晉谷36號(hào)。不同品種細(xì)胞間CO2濃度以對(duì)照最高，晉谷41號(hào)最低，晉谷系列品種與對(duì)照間差異均達(dá)極顯著水平。

作物水分利用效率以每消耗1 kg水分生產(chǎn)的作物產(chǎn)量（g）來(lái)表示，是評(píng)定不同品種差異性的一個(gè)重要指標(biāo)。從表2可以看出，水分利用效率以晉谷41號(hào)最高，達(dá)到7.6μmol/mmol，分別比較低的晉谷42號(hào)、對(duì)照高43.4%，26.7%。一方面證明各處理間水分利用效率存在差異性，且差異性較大；另一方面也說(shuō)明各個(gè)處理對(duì)水分需求不同，本身生理特性也不一致。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，不同品系間的谷子生理指標(biāo)有所不同。通過(guò)對(duì)生理指標(biāo)測(cè)定結(jié)果得出，在相同條件下，晉谷系列的出苗率高于張雜谷5號(hào)，這與當(dāng)?shù)嘏嘤贩N能更好適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件有一定關(guān)聯(lián)。在株高、整株質(zhì)量、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量等生理指標(biāo)上，各品種間差異也不盡相同。其中，晉谷51號(hào)在整株質(zhì)量、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量生理指標(biāo)上相對(duì)其他品種有明顯的優(yōu)勢(shì)。

光合特性測(cè)定結(jié)果與生理指標(biāo)結(jié)果有一定相關(guān)性。一般情況下，作物凈光合速率和蒸騰速率越高，說(shuō)明光合作用和蒸騰作用越強(qiáng)，促進(jìn)了呼吸作用，提高了植株對(duì)光能和水分的利用效率，增加了體內(nèi)干物質(zhì)積累量，更容易獲得高產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，晉谷51號(hào)的凈光合速率、蒸騰速率及葉片氣孔導(dǎo)度均高于其他品種，與實(shí)際生產(chǎn)情況相符合。

通過(guò)對(duì)不同品種谷子的生長(zhǎng)發(fā)育及光合水分特性的測(cè)量分析，對(duì)各品系間谷子的生長(zhǎng)特性有了更深層次的認(rèn)識(shí)。山西是谷子的主產(chǎn)區(qū)，在漫長(zhǎng)的農(nóng)耕歷史中形成了極其豐富的品種資源[16]。本研究對(duì)以后種植的環(huán)境及種植方式上提供了參考，對(duì)進(jìn)一步集成谷子高產(chǎn)高效種植技術(shù)有重要的意義，也可為篩選出適宜山西不同自然類型區(qū)栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)谷子品種，實(shí)現(xiàn)良種引進(jìn)和更新?lián)Q代提供理論依據(jù)[17]。

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