李方方，付文，李雨霖，等.許昌市6個(gè)谷子品種農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的初步比較試驗(yàn)[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（23）：43-48.

摘 要 谷子是河南省許昌市重要的農(nóng)作物。為給大田生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，2021年在許昌市選取東儲(chǔ)梁黃金苗、矮稈谷子、汾選3號(hào)、晉谷29號(hào)、金谷99、皇家貢谷6個(gè)種植較為廣泛的品種開(kāi)展了田間比較試驗(yàn)。測(cè)定了6個(gè)谷子品種的農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量，通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn)：1）東儲(chǔ)梁黃金苗的莖粗在谷子關(guān)鍵生育時(shí)期均為最大，在拔節(jié)期時(shí)增加幅度最大；2）東儲(chǔ)梁黃金苗的穗粗、穗長(zhǎng)顯著大于其他品種；3）東儲(chǔ)梁黃金苗在抽穗期、灌漿期的養(yǎng)分積累量略低于其他品種，但每667 m2產(chǎn)量達(dá)373.50 kg，較其余5個(gè)品種高13.56%～41.21%。綜合認(rèn)為，東儲(chǔ)梁黃金苗的養(yǎng)分利用率和產(chǎn)量最高。

關(guān)鍵詞 谷子品種；農(nóng)藝性狀；養(yǎng)分積累量；產(chǎn)量；品比試驗(yàn)；河南省許昌市

中圖分類號(hào)：S515 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.009

收稿日期：2023-05-15

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題“豫北平原沿黃潮土區(qū)糧田多因子障礙消減與產(chǎn)能提升技術(shù)模式集成及應(yīng)用”（2021YFD1901005-4）。

作者簡(jiǎn)介：李方方（1997—），女，山東菏澤人，在讀碩士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究。E-mail：lff18138258627@163.com。

*為通信作者，E-mail：huangyufang@henau.edu.cn。

谷子別名粟、稷，是我國(guó)主要的糧食作物之一。原產(chǎn)地為中國(guó)，廣泛栽培于溫帶和熱帶大陸，在我國(guó)黃河中上游地區(qū)廣泛種植，其他地區(qū)也有少量谷子栽培[1]。谷粒的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素B2和胡蘿卜素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[2]。脫過(guò)殼的小米可以熬粥，小米具有降低血壓、排氣通便、安眠、滋補(bǔ)等功效，適合小孩、老人多吃[3]。谷子具有良好的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，且其種植方式簡(jiǎn)單，逐漸成為我國(guó)北方人的主要糧食之一[4]。

目前，關(guān)于不同農(nóng)作物品種對(duì)農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響研究主要集中在玉米[5]、小麥[6]及馬鈴薯[7]等主要農(nóng)作物方面，而對(duì)谷子的研究相對(duì)較少。谷子產(chǎn)業(yè)的形成可帶動(dòng)群眾生活富裕，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興目標(biāo)的可靠路子[8]。谷子的生長(zhǎng)發(fā)育受氣候條件、田間管理等因素的影響較大，目前市場(chǎng)上谷子品種多且雜，農(nóng)戶在篩選品種時(shí)不知道選哪個(gè)谷子品種，如何買好種子對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

本研究比較許昌市目前種植面積最大的6個(gè)谷子品種農(nóng)藝性狀和植株不同部位中氮素、磷素、鉀素含量方面的差異，以及產(chǎn)量的差異，以篩選出能高效利用養(yǎng)分資源的優(yōu)質(zhì)品種，同時(shí)為谷子養(yǎng)分吸收利用和產(chǎn)量提升提供一定的依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在河南省許昌市禹州市康城村（北緯34°27′，東經(jīng)113°34′），屬溫帶季風(fēng)氣候，光照充足，無(wú)霜期長(zhǎng)。春季干旱多風(fēng)沙，夏季炎熱雨集中，秋季晴爽日照長(zhǎng)，冬季寒冷少雨雪，適宜多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。年平均氣溫在15 ℃左右，年降水量700 mm左右，土壤類型為潮褐土，質(zhì)地為黏壤，0～20 cm土層基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：含有機(jī)質(zhì)16.3 g·kg-1、全氮1.04 g·kg-1、有效磷20.0 mg·kg-1、速效鉀113.7 mg·kg-1。

1.2" 供試材料

供試谷子選取目前種植面積最大的6個(gè)品種：東儲(chǔ)糧黃金苗、矮稈谷子、汾選3號(hào)、晉谷29號(hào)、金谷99、皇家貢谷。

1.3" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為50 m2（5 m×10 m），谷子種植行距16 cm、株距4 cm，3次重復(fù)。谷子采用機(jī)播，于2021年6月20日播種，種肥同播，施用心連心復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=24∶18∶6]50 kg/667 m2作底肥，播種一周后觀察其成活率，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)苗。于2021年9月25日收獲。谷子前茬作物為冬小麥，其秸稈全部還田，整個(gè)生育期內(nèi)無(wú)灌溉，后期根據(jù)苗情、氣候情況進(jìn)行噴藥防治病蟲(chóng)害，田間管理與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶一致。

1.4" 植株樣品采集與測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1" 農(nóng)藝性狀觀測(cè)

群體調(diào)查：在谷子生長(zhǎng)苗期（播種后30 d）、拔節(jié)期（播種后45 d）、抽穗期（播種后60 d）、灌漿期（播種后70 d）和成熟期（播種后90 d）調(diào)查群體動(dòng)態(tài)，測(cè)定群體干物質(zhì)質(zhì)量。并在各個(gè)時(shí)期分別取樣測(cè)定株高、莖粗，在抽穗、灌漿、成熟期分別取樣測(cè)定穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗。

播種期：記錄實(shí)際播種的日期。

苗期：全田有50%以上的植株第一葉從胚芽鞘頂端裂口處伸出，長(zhǎng)1.5 cm左右，達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)的日期為苗期。

拔節(jié)期：全田有50%以上的植株主莖上第一莖節(jié)高出地面1 cm左右為拔節(jié)期。

抽穗期：全田有50%以上的植株第一個(gè)小穗露出旗葉葉鞘為抽穗期。

灌漿期：開(kāi)花期至成熟期為灌漿期。

成熟期：全田80%以上的谷穗籽粒飽滿，出現(xiàn)品種固有顏色的日期為成熟期。

全生育期：從播種到成熟時(shí)所經(jīng)歷的天數(shù)。

1.4.2" 測(cè)定方法

農(nóng)藝性狀：在各個(gè)時(shí)期用卷尺、游標(biāo)卡尺分別取樣測(cè)定株高、莖粗，在抽穗、灌漿、成熟期用游標(biāo)卡尺分別取樣測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗。

株高：在成熟以前，用直尺來(lái)測(cè)定從主莖基部到主莖最高生長(zhǎng)點(diǎn)的長(zhǎng)度；成熟以后，測(cè)定分蘗節(jié)至谷穗頂端的長(zhǎng)度，用cm表示。

莖粗：用游標(biāo)卡尺測(cè)定植株主莖第二節(jié)間中部莖的直徑，用mm表示。

穗長(zhǎng)：谷子成熟以后，用卷尺測(cè)定植株完整穗部末端到頂端的長(zhǎng)度，用cm表示。

穗粗：用游標(biāo)卡尺測(cè)定穗中部的直徑，用cm表示。

1.4.3" 土壤性狀及植株養(yǎng)分測(cè)定

土壤理化性質(zhì)：各試驗(yàn)點(diǎn)在谷子播種前取0～30 cm的土壤樣品，測(cè)定土壤理化性質(zhì)。用電位法測(cè)定土壤pH值（水土比2.5∶1）；用濃硫酸-重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)；用AA3流動(dòng)分析注射儀測(cè)定土壤全氮；用0.5 mol·L-1 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定有效磷；用1 mol·L-1 NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定速效鉀含量。

收獲前，在小區(qū)選取均勻有代表性的谷子植株，重復(fù)3次，分為莖、葉、穗三部分，于105 ℃殺青30 min后，置于70 ℃條件下烘干至恒重，粉碎后稱取植株樣品0.20 g，用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，獲得待測(cè)液后，用凱氏自動(dòng)定氮儀測(cè)定消化液氮含量，釩鉬黃比色法測(cè)定磷含量，火焰光度計(jì)測(cè)定鉀含量。

1.4.4" 產(chǎn)量及構(gòu)成因素測(cè)定

在成熟期取面積大小為0.667 m2長(zhǎng)勢(shì)均勻的樣方，脫粒后自然風(fēng)干，稱量實(shí)際產(chǎn)量，折算成每667 m2產(chǎn)量。

1.5" 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），不同處理之間數(shù)據(jù)多重比較采用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)（p＜0.05）。使用IBM SPSS Statistics 26、Excel 2019軟件處理數(shù)據(jù)和繪圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 農(nóng)藝性狀

對(duì)不同谷子品種農(nóng)藝性狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，谷子的株高、莖粗隨著谷子的生長(zhǎng)發(fā)育而不斷增加，在拔節(jié)期生長(zhǎng)迅速，到灌漿期慢慢增長(zhǎng)并趨于穩(wěn)定，在成熟期達(dá)到最大。

由圖1可知，平均株高漲幅最大的是晉谷29號(hào)，株高最高的抽穗期比最低時(shí)候的苗期高出89.90 cm，漲幅140%；漲幅最低的是矮稈谷子，其抽穗期僅比苗期增長(zhǎng)36.1 cm，漲幅為55%。苗期東儲(chǔ)梁黃金苗株高顯著高于矮稈谷子、汾選3號(hào)和晉谷29號(hào)。6個(gè)谷子品種苗期的株高東儲(chǔ)梁黃金苗最高（84.77 cm），晉谷29號(hào)最低（63.80 cm），矮稈谷子次低（65.30 cm）；拔節(jié)期東儲(chǔ)梁黃金苗、汾選3號(hào)、晉谷29號(hào)和皇家貢谷的平均株高相差不大；抽穗期株高最大的是晉谷29號(hào)（157.90 cm），最小的是矮稈谷子（107.02 cm），此生長(zhǎng)階段晉谷29號(hào)株高顯著高于其余5個(gè)品種。觀察發(fā)現(xiàn)，谷子在前期的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，除矮稈谷子的增幅較小外，其他品種的生長(zhǎng)速度都較快，平均每階段增幅達(dá)58%～79%。莖粗的生長(zhǎng)速度，總體來(lái)看，從拔節(jié)期到抽穗期較快，其余時(shí)期規(guī)律不明顯。

由圖2可知，成熟期東儲(chǔ)梁黃金苗的穗長(zhǎng)最大，平均為19.43 cm，變幅為17.13～21.73 cm；穗長(zhǎng)最短的為汾選3號(hào)，平均15.73 cm，變幅15.42～16.04 cm。以汾選3號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)，東儲(chǔ)梁黃金苗和矮稈谷子的穗長(zhǎng)顯著大于汾選3號(hào)，增幅分別為23.5%和21.2%；晉谷29號(hào)、金谷99與皇家貢谷之間無(wú)顯著差異，表明這3個(gè)品種間的不同未在穗長(zhǎng)上體現(xiàn)出來(lái)。

東儲(chǔ)梁黃金苗穗粗最大，平均為2.67 cm，變幅為2.36～2.98 cm；穗粗最細(xì)的為皇家貢谷，平均1.90 cm，變幅1.64～2.16 cm。以皇家貢谷為標(biāo)準(zhǔn)，東儲(chǔ)梁黃金苗、矮稈谷子和金谷99的穗粗顯著大于皇家貢谷。

2.2" 氮磷鉀養(yǎng)分吸收量

谷子地上部分（包括莖稈、葉片、谷穗）的全氮、全磷、全鉀積累量隨著生長(zhǎng)發(fā)育而不斷增加，在成熟期達(dá)到最大。

由圖3分析可知，N、P、K含量因谷子品種的不同和生育階段不同存在差異，在使用的肥料種類及營(yíng)養(yǎng)配比完全相同的情況下，6個(gè)谷子品種在生長(zhǎng)前期N素積累量為葉＞莖＞穗，拔節(jié)期東儲(chǔ)梁黃金苗莖部的N素積累量最大，為16.2 kg·hm-2，較矮稈谷子大107.9%，較其余4個(gè)品種大18.2%～51.4%；拔節(jié)期金谷99葉部的N素積累量最大，為20.8 kg·hm-2，較其余5個(gè)品種大13.7%～71.9%；抽穗期N素吸收總量最大的品種為皇家貢谷（74.9 kg·hm-2），其莖部、葉部和穗部的N素積累量分別為26.0、40.8和8.05 kg·hm-2，顯著大于其余5個(gè)品種。灌漿期生殖生長(zhǎng)所需的N素營(yíng)養(yǎng)主要來(lái)自養(yǎng)分再利用，而非來(lái)自土壤，因此此階段全株養(yǎng)分積累量并無(wú)明顯增長(zhǎng)，甚至?xí)驗(yàn)槁淙~而隨之降低[9]。成熟期東儲(chǔ)梁黃金苗的N素吸收總量最大（138.4 kg·hm-2），莖部、葉部和穗部的N素積累量分別為28.0、28.5和81.9 kg·hm-2；矮稈谷子的N素吸收總量最?。?0.9 kg·hm-2），莖部、葉部和穗部的N素積累量分別為13.3、6.94和60.7 kg·hm-2。成熟期，東儲(chǔ)梁黃金苗穗部的N素積累量較矮稈谷子、汾選3號(hào)、晉谷 29號(hào)和皇家貢谷分別大34.9%、52.5%、25.8%和33.3%。

植株體內(nèi)的P素從拔節(jié)期到抽穗期呈緩慢增加趨勢(shì)，從抽穗期到成熟期急劇增加，且積累量大部分存在于穗部。拔節(jié)期東儲(chǔ)梁黃金苗、金谷99和皇家貢谷的P素吸收總量分別為3.0、3.2和3.1 kg·hm-2，顯著大于矮稈谷子。抽穗期汾選3號(hào)的P素吸收量最大（6.23 kg·hm-2），莖部、葉部和穗部分別為3.10、2.51和0.62 kg·hm-2；汾選3號(hào)的P素吸收量較東儲(chǔ)梁黃金苗、矮稈谷子、晉谷29號(hào)、金谷99和皇家貢谷分別大22.4%、7.8%、12.5%、34.6%和4.5%。成熟期東儲(chǔ)梁黃金苗的P素吸收量最大（10.1 kg·hm-2），較矮稈谷子、汾選3號(hào)、晉谷29號(hào)、金谷99和皇家貢谷分別大62.4%、31.7%、30.7%、29.7%和59.1%。

K素在作物體內(nèi)的吸收量在整個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期呈遞增態(tài)勢(shì)。與N素吸收情況相一致，K素的最大吸收量也是在抽穗灌漿期，此階段可達(dá)植株整個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期K素吸收總量的30%左右。谷子整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段K素積累量大都存在于莖稈部，K素能夠促進(jìn)作物莖稈維管束的發(fā)育，使得莖壁增厚，增強(qiáng)作物抗倒伏能力[10]。拔節(jié)期東儲(chǔ)梁黃金苗的K素吸收量最大（29.8 kg·hm-2），莖部、葉部的積累量分別為18.4、11.4 kg·hm-2；抽穗期東儲(chǔ)梁黃金苗的K素吸收量和汾選3號(hào)無(wú)明顯差異，高于矮稈谷子、晉谷29號(hào)、金谷99和皇家貢谷。成熟期東儲(chǔ)梁黃金苗的K素吸收總量為70.9 kg·hm-2，較其余5個(gè)品種大54.7%～126.7%，此階段K素多供應(yīng)作物莖部的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，以提高抗倒伏能力；但K素供應(yīng)是以養(yǎng)分再利用為主，而非土壤供給，此階段養(yǎng)分積累量不僅不增且還有可能呈下降態(tài)勢(shì)[11]。6個(gè)品種在抽穗期的K素積累以莖部為主，東儲(chǔ)梁黃金苗的K素積累量最大。

綜合以上表明，不同品種間養(yǎng)分吸收總量存在顯著差異，東儲(chǔ)梁黃金苗的養(yǎng)分吸收總量最大，成熟期N、P、K吸收總量分別較其余5個(gè)品種大25.8%～52.5%、29.7%～62.4%和54.7%～126.7%。

2.3" 產(chǎn)量

由表1可見(jiàn)，折合平均667 m2產(chǎn)量，東儲(chǔ)梁黃金苗最高，為373.50 kg，晉谷29號(hào)最低，為219.58 kg。產(chǎn)量排序?yàn)闁|儲(chǔ)梁黃金苗＞矮稈谷子＞汾選3號(hào)＞金谷99＞皇家貢谷＞晉谷29號(hào)。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果表明，F(xiàn)=2.676＜F0.05（5，2）=19.296，品種間無(wú)顯著性差異。

2.4" 百公斤籽粒需養(yǎng)分量

由表2可見(jiàn)，品種晉谷29號(hào)的百公斤籽粒需N量為2.86 kg，與矮稈谷子相比需求量增加了76.5%，需N量最少的品種為矮稈谷子，為1.62 kg。百公斤籽粒需N量大小順序?yàn)闀x谷29號(hào)＞金谷99＞皇家貢谷＞汾選3號(hào)＞東儲(chǔ)梁黃金苗＞矮稈谷子。晉谷29號(hào)百公斤籽粒所需P素、K素分別為2.29 kg、1.34 kg，均為6個(gè)品種中需求量最大的。

根據(jù)不同品種百公斤籽粒所需氮、磷、鉀量，并結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分情況設(shè)計(jì)出不同品種所配施的肥料：東儲(chǔ)梁黃金苗（300.02、224.37、129.26 kg·hm-2，依次為尿素、重鈣、氯化鉀，下同），矮稈谷子（175.60、137.04、57.11 kg·hm-2），汾選3號(hào)（192.74、170.70、84.08 kg·hm-2），晉谷29號(hào)（209.71、171.64、82.18 kg·hm-2），金谷99（257.36、173.30、76.02 kg·hm-2），皇家貢谷（211.00、140.93、71.01 kg·hm-2）。

2.5" 肥料偏生產(chǎn)力

由表3可得，不同谷子品種間的肥料偏生產(chǎn)力存在差異，東儲(chǔ)梁黃金苗的N肥、P肥和K肥的偏生產(chǎn)力分別為33.2、44.3和132.8 kg·kg-1，高于其余5個(gè)品種；最低的為晉谷29號(hào)，其N肥、P肥和K肥的偏生產(chǎn)力分別為18.7、25.0和75.0 kg·kg-1。

3" 小結(jié)與討論

優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)相結(jié)合，是篩選谷子品種的主攻目標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)谷子的研究主要側(cè)重于農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的關(guān)系，對(duì)谷子各生育期天數(shù)、品質(zhì)性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)在借鑒國(guó)內(nèi)外對(duì)谷子產(chǎn)量構(gòu)成因素研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)定、統(tǒng)計(jì)分析不同品種谷子各生育期天數(shù)、品質(zhì)性狀，初步篩選出與產(chǎn)量構(gòu)成相關(guān)緊密的因素，從而為當(dāng)?shù)剡x育高產(chǎn)、肥料高效利用的優(yōu)質(zhì)新品種提供新的參考依據(jù)。

3.1" 農(nóng)藝性狀

從農(nóng)藝性狀分析結(jié)果可以看出，不同品種間的遺傳性狀有較大區(qū)別，株高最高的品種為晉谷29號(hào)，與東儲(chǔ)梁黃金苗、汾選3號(hào)比較無(wú)顯著差異，最低的品種為矮稈谷子。但從產(chǎn)量來(lái)看，矮稈谷子的產(chǎn)量比晉谷29號(hào)高47%，可見(jiàn)株高是影響谷子產(chǎn)量的重要因素，是判斷品種是否適合在該地區(qū)種植的因素之一。趙杰等研究表明，產(chǎn)量與穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與株高呈顯著負(fù)相關(guān)[12]，本試驗(yàn)得出的結(jié)論也是如此。莖粗方面，由分析結(jié)果可見(jiàn)，不同品種谷子的莖粗存在顯著差異。莖粗是決定作物抗倒伏能力的一個(gè)重要因子，選擇穗粗更大的谷子品種能顯著提高抗倒伏能力和單株產(chǎn)量[13]。穗部質(zhì)量是產(chǎn)量的決定性因子[14]，東儲(chǔ)梁黃金苗的穗粗、穗長(zhǎng)在抽穗期和拔節(jié)期均顯著大于其余5個(gè)品種，也許這正是東儲(chǔ)梁黃金苗產(chǎn)量更高的決定性因素。

3.2" 養(yǎng)分吸收量

在不追施肥料的條件下土壤養(yǎng)分供給量是一定的，因此產(chǎn)量越高單株氮素積累量應(yīng)該越低，但是東儲(chǔ)梁黃金苗產(chǎn)量高、氮素積累量也高，這和該品種對(duì)氮素的利用率有關(guān)。不同品種的磷素積累量無(wú)顯著差異，但可以看出在谷子成熟期磷素主要集中在籽粒中，鉀素主要集中在莖稈中，在不同品種間存在顯著差異。

在同一肥力條件下，東儲(chǔ)梁黃金苗的氮磷鉀吸收總量最大。東儲(chǔ)梁黃金苗的氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力最大，表明該品種具有較高的養(yǎng)分吸收效率，是節(jié)肥增效較好的谷子品種。

3.3" 綜合表現(xiàn)

東儲(chǔ)梁黃金苗整體表現(xiàn)較好，該品種同時(shí)具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣等特性，并且具有較高養(yǎng)分利用效率，適宜在許昌及其周邊地區(qū)推廣種植。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）