許昌市個谷子品種農藝性狀、養分吸收和產量的初步比較試驗

李方方，付文，李雨霖，等.許昌市6個谷子品種農藝性狀、養分吸收和產量的初步比較試驗[J].南方農業，2023，17（23）：43-48.

摘 要 谷子是河南省許昌市重要的農作物。為給大田生產提供理論依據和技術指導，2021年在許昌市選取東儲梁黃金苗、矮稈谷子、汾選3號、晉谷29號、金谷99、皇家貢谷6個種植較為廣泛的品種開展了田間比較試驗。測定了6個谷子品種的農藝性狀、養分吸收量和產量，通過比較分析發現：1）東儲梁黃金苗的莖粗在谷子關鍵生育時期均為最大，在拔節期時增加幅度最大；2）東儲梁黃金苗的穗粗、穗長顯著大于其他品種；3）東儲梁黃金苗在抽穗期、灌漿期的養分積累量略低于其他品種，但每667 m2產量達373.50 kg，較其余5個品種高13.56%～41.21%。綜合認為，東儲梁黃金苗的養分利用率和產量最高。

關鍵詞 谷子品種；農藝性狀；養分積累量；產量；品比試驗；河南省許昌市

中圖分類號：S515 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.009

收稿日期：2023-05-15

基金項目：國家重點研發計劃子課題“豫北平原沿黃潮土區糧田多因子障礙消減與產能提升技術模式集成及應用”（2021YFD1901005-4）。

作者簡介：李方方（1997—），女，山東菏澤人，在讀碩士，主要從事植物營養學研究。E-mail：lff18138258627@163.com。

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

谷子別名粟、稷，是我國主要的糧食作物之一。原產地為中國，廣泛栽培于溫帶和熱帶大陸，在我國黃河中上游地區廣泛種植，其他地區也有少量谷子栽培[1]。谷粒的營養價值很高，富含碳水化合物、蛋白質、維生素B2和胡蘿卜素等多種營養物質[2]。脫過殼的小米可以熬粥，小米具有降低血壓、排氣通便、安眠、滋補等功效，適合小孩、老人多吃[3]。谷子具有良好的營養結構，且其種植方式簡單，逐漸成為我國北方人的主要糧食之一[4]。

目前，關于不同農作物品種對農藝性狀、養分吸收和產量的影響研究主要集中在玉米[5]、小麥[6]及馬鈴薯[7]等主要農作物方面，而對谷子的研究相對較少。谷子產業的形成可帶動群眾生活富裕，是實現鄉村振興目標的可靠路子[8]。谷子的生長發育受氣候條件、田間管理等因素的影響較大，目前市場上谷子品種多且雜，農戶在篩選品種時不知道選哪個谷子品種，如何買好種子對農民來說是一個亟待解決的問題。

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

1" 材料與方法

1.1" 試驗地點

試驗地點設置在河南省許昌市禹州市康城村（北緯34°27′，東經113°34′），屬溫帶季風氣候，光照充足，無霜期長。春季干旱多風沙，夏季炎熱雨集中，秋季晴爽日照長，冬季寒冷少雨雪，適宜多種農作物生長。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，質地為黏壤，0～20 cm土層基礎理化性質為：含有機質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個品種：東儲糧黃金苗、矮稈谷子、汾選3號、晉谷29號、金谷99、皇家貢谷。

1.3" 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，小區面積為50 m2（5 m×10 m），谷子種植行距16 cm、株距4 cm，3次重復。谷子采用機播，于2021年6月20日播種，種肥同播，施用心連心復合肥[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，及時進行補苗。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，整個生育期內無灌溉，后期根據苗情、氣候情況進行噴藥防治病蟲害，田間管理與當地農戶一致。

1.4" 植株樣品采集與測定項目

1.4.1" 農藝性狀觀測

群體調查：在谷子生長苗期（播種后30 d）、拔節期（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）調查群體動態，測定群體干物質質量。并在各個時期分別取樣測定株高、莖粗，在抽穗、灌漿、成熟期分別取樣測定穗位高、穗長、穗粗。

播種期：記錄實際播種的日期。

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1.5 cm左右，達到此標準的日期為苗期。

拔節期：全田有50%以上的植株主莖上第一莖節高出地面1 cm左右為拔節期。

抽穗期：全田有50%以上的植株第一個小穗露出旗葉葉鞘為抽穗期。

灌漿期：開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，出現品種固有顏色的日期為成熟期。

全生育期：從播種到成熟時所經歷的天數。

1.4.2" 測定方法

農藝性狀：在各個時期用卷尺、游標卡尺分別取樣測定株高、莖粗，在抽穗、灌漿、成熟期用游標卡尺分別取樣測定穗長、穗粗。

株高：在成熟以前，用直尺來測定從主莖基部到主莖最高生長點的長度；成熟以后，測定分蘗節至谷穗頂端的長度，用cm表示。

莖粗：用游標卡尺測定植株主莖第二節間中部莖的直徑，用mm表示。

穗長：谷子成熟以后，用卷尺測定植株完整穗部末端到頂端的長度，用cm表示。

穗粗：用游標卡尺測定穗中部的直徑，用cm表示。

1.4.3" 土壤性狀及植株養分測定

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

收獲前，在小區選取均勻有代表性的谷子植株，重復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-過氧化氫消煮，獲得待測液后，用凱氏自動定氮儀測定消化液氮含量，釩鉬黃比色法測定磷含量，火焰光度計測定鉀含量。

1.4.4" 產量及構成因素測定

在成熟期取面積大小為0.667 m2長勢均勻的樣方，脫粒后自然風干，稱量實際產量，折算成每667 m2產量。

1.5" 數據處理

數據進行方差分析（ANOVA），不同處理之間數據多重比較采用Duncan新復極差法檢驗（p＜0.05）。使用IBM SPSS Statistics 26、Excel 2019軟件處理數據和繪圖。

2" 結果與分析

2.1" 農藝性狀

對不同谷子品種農藝性狀調查發現，谷子的株高、莖粗隨著谷子的生長發育而不斷增加，在拔節期生長迅速，到灌漿期慢慢增長并趨于穩定，在成熟期達到最大。

由圖1可知，平均株高漲幅最大的是晉谷29號，株高最高的抽穗期比最低時候的苗期高出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36.1 cm，漲幅為55%。苗期東儲梁黃金苗株高顯著高于矮稈谷子、汾選3號和晉谷29號。6個谷子品種苗期的株高東儲梁黃金苗最高（84.77 cm），晉谷29號最低（63.80 cm），矮稈谷子次低（65.30 cm）；拔節期東儲梁黃金苗、汾選3號、晉谷29號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（157.90 cm），最小的是矮稈谷子（107.02 cm），此生長階段晉谷29號株高顯著高于其余5個品種。觀察發現，谷子在前期的營養生長階段，除矮稈谷子的增幅較小外，其他品種的生長速度都較快，平均每階段增幅達58%～79%。莖粗的生長速度，總體來看，從拔節期到抽穗期較快，其余時期規律不明顯。

由圖2可知，成熟期東儲梁黃金苗的穗長最大，平均為19.43 cm，變幅為17.13～21.73 cm；穗長最短的為汾選3號，平均15.73 cm，變幅15.42～16.04 cm。以汾選3號為標準，東儲梁黃金苗和矮稈谷子的穗長顯著大于汾選3號，增幅分別為23.5%和21.2%；晉谷29號、金谷99與皇家貢谷之間無顯著差異，表明這3個品種間的不同未在穗長上體現出來。

東儲梁黃金苗穗粗最大，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。以皇家貢谷為標準，東儲梁黃金苗、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發育而不斷增加，在成熟期達到最大。

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養配比完全相同的情況下，6個谷子品種在生長前期N素積累量為葉＞莖＞穗，拔節期東儲梁黃金苗莖部的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個品種大18.2%～51.4%；拔節期金谷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個品種。灌漿期生殖生長所需的N素營養主要來自養分再利用，而非來自土壤，因此此階段全株養分積累量并無明顯增長，甚至會因為落葉而隨之降低[9]。成熟期東儲梁黃金苗的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素吸收總量最小（80.9 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，東儲梁黃金苗穗部的N素積累量較矮稈谷子、汾選3號、晉谷 29號和皇家貢谷分別大34.9%、52.5%、25.8%和33.3%。

植株體內的P素從拔節期到抽穗期呈緩慢增加趨勢，從抽穗期到成熟期急劇增加，且積累量大部分存在于穗部。拔節期東儲梁黃金苗、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號的P素吸收量較東儲梁黃金苗、矮稈谷子、晉谷29號、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、晉谷29號、金谷99和皇家貢谷分別大62.4%、31.7%、30.7%、29.7%和59.1%。

K素在作物體內的吸收量在整個生長時期呈遞增態勢。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，此階段可達植株整個生長時期K素吸收總量的30%左右。谷子整個生長發育階段K素積累量大都存在于莖稈部，K素能夠促進作物莖稈維管束的發育，使得莖壁增厚，增強作物抗倒伏能力[10]。拔節期東儲梁黃金苗的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；抽穗期東儲梁黃金苗的K素吸收量和汾選3號無明顯差異，高于矮稈谷子、晉谷29號、金谷99和皇家貢谷。成熟期東儲梁黃金苗的K素吸收總量為70.9 kg·hm-2，較其余5個品種大54.7%～126.7%，此階段K素多供應作物莖部的營養生長，以提高抗倒伏能力；但K素供應是以養分再利用為主，而非土壤供給，此階段養分積累量不僅不增且還有可能呈下降態勢[11]。6個品種在抽穗期的K素積累以莖部為主，東儲梁黃金苗的K素積累量最大。

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

2.3" 產量

由表1可見，折合平均667 m2產量，東儲梁黃金苗最高，為373.50 kg，晉谷29號最低，為219.58 kg。產量排序為東儲梁黃金苗＞矮稈谷子＞汾選3號＞金谷99＞皇家貢谷＞晉谷29號。統計學分析結果表明，F=2.676＜F0.05（5，2）=19.296，品種間無顯著性差異。

2.4" 百公斤籽粒需養分量

由表2可見，品種晉谷29號的百公斤籽粒需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量大小順序為晉谷29號＞金谷99＞皇家貢谷＞汾選3號＞東儲梁黃金苗＞矮稈谷子。晉谷29號百公斤籽粒所需P素、K素分別為2.29 kg、1.34 kg，均為6個品種中需求量最大的。

根據不同品種百公斤籽粒所需氮、磷、鉀量，并結合當地土壤養分情況設計出不同品種所配施的肥料：東儲梁黃金苗（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（192.74、170.70、84.08 kg·hm-2），晉谷29號（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" 肥料偏生產力

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

3" 小結與討論

優質和高產相結合，是篩選谷子品種的主攻目標。目前，國內外有關谷子的研究主要側重于農藝性狀與產量性狀的關系，對谷子各生育期天數、品質性狀及產量構成因素的關系鮮見報道。本試驗在借鑒國內外對谷子產量構成因素研究的基礎上，通過測定、統計分析不同品種谷子各生育期天數、品質性狀，初步篩選出與產量構成相關緊密的因素，從而為當地選育高產、肥料高效利用的優質新品種提供新的參考依據。

3.1" 農藝性狀

從農藝性狀分析結果可以看出，不同品種間的遺傳性狀有較大區別，株高最高的品種為晉谷29號，與東儲梁黃金苗、汾選3號比較無顯著差異，最低的品種為矮稈谷子。但從產量來看，矮稈谷子的產量比晉谷29號高47%，可見株高是影響谷子產量的重要因素，是判斷品種是否適合在該地區種植的因素之一。趙杰等研究表明，產量與穗長呈顯著正相關，與株高呈顯著負相關[12]，本試驗得出的結論也是如此。莖粗方面，由分析結果可見，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量[13]。穗部質量是產量的決定性因子[14]，東儲梁黃金苗的穗粗、穗長在抽穗期和拔節期均顯著大于其余5個品種，也許這正是東儲梁黃金苗產量更高的決定性因素。

3.2" 養分吸收量

在不追施肥料的條件下土壤養分供給量是一定的，因此產量越高單株氮素積累量應該越低，但是東儲梁黃金苗產量高、氮素積累量也高，這和該品種對氮素的利用率有關。不同品種的磷素積累量無顯著差異，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，東儲梁黃金苗的氮磷鉀吸收總量最大。東儲梁黃金苗的氮、磷、鉀肥偏生產力最大，表明該品種具有較高的養分吸收效率，是節肥增效較好的谷子品種。

3.3" 綜合表現

東儲梁黃金苗整體表現較好，該品種同時具備高產、穩產、適應性廣等特性，并且具有較高養分利用效率，適宜在許昌及其周邊地區推廣種植。

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（責任編輯：丁志祥）