谷子高光效栽培模式研究

袁峰+王军+杨慧卿+王智兰+杜晓芬+张林义+彭书忠

摘 要：谷子是山西省重要的杂粮作物，其较低的光合效率是限制谷子产量和推广面积的重要因素之一，提高谷子的光能利用率对于提高谷子产量具有关键的作用。本文通过分析长农35在不同行距、行向下对谷子成穗数和产量的影响，得出了谷子南偏西23.5°宽窄行种植的优势行向和行距，为生产实践提供理论依据。

关键词：谷子；高光效；宽窄行；行向

中图分类号：S643.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333141

谷子起源于我国，在我国已有7000多年的栽培历史，种植面积约占世界的80%，是我国的特色作物[1]。谷子具有营养丰富、耐旱耐瘠、粮草兼用等特点，因此，被称为“中华民族的哺育作物”和“旱地农业的绿洲”。 谷子是山西省优势杂粮作物，在全省干旱山区农村经济发展中占有重要地位，谷子具有耐旱、耐瘠、喜光温等特性，环境条件对其生长发育及产量具有直接的影响。多年来，谷子主产区一直采取等行距种植方式，群体通风透光效果不佳，种植密度一般在每667m2种植25000株左右，谷子产量难以提高。在农作物的生物产量中（包括根、茎、叶、果实与种子）只有5%～10%的物质来自根系从土壤中吸收的各种营养物质，而90%～95%的物质来自叶片光合作用所形成的各种产物[2]。通过人为改变作物的田间布局，调整群体受光情况，提高作物光能利用率，进而提高作物产量，应用潜力巨大。

研究表明，宽窄行种植可以改善谷子的群体结构，充分利用不同层次的光资源，提高作物群体的光能利用潜力，最终提高谷子的产量。而在谷子种植过程中通过改变种植行向来改善谷子生长条件的报道还很少见。本研究通过比较不同行距、行向对谷子光合参数和产量的影响，探明谷子高产适宜的种植方式，为谷子高产栽培提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验选择谷子品种长农35，该品种为山西省农科院谷子研究所培育，产量高、抗性好，是西北中晚熟区代表性品种。供试地点为山西省农科院谷子研究所试验地。

1.2 试验设计

采用二因素裂区试验设计。主区为种植方式：A1宽窄行（宽行49.5cm，窄行16.5cm）种植；A2等行距（33cm）种植。裂区为行向：B1正南北；B2南偏西23.5°；B3南偏西45°；B4南偏东23.5°。试验设3次重复，小区面积15m2，留苗30万株/hm2。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel2003进行数据整理，采用DPS6.50版进行统计分析，用LSD法多重比较进行显著检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对成穗数的影响（见表1）

表1为不同处理的小区成穗数，其中病穗已经剔除。

由表2可知，主处理间LSD法多重比较下A1（宽窄行）比A2（等行距）在5%水平上差异显著，说明宽窄行有利于成穗。由表3可知，主处理1中各副处理在5%水平上差异显著，说明在在A1（宽窄行种植条件下），B1和B2有利于成穗。

2.2 不同处理对产量的影响（见表4）

表4为不同处理间小区产量，其中病穗不计入产量。

由表5可知，主处理间LSD法多重比较下处理1（宽窄行）比处理2（等行距）在5%水平上差异显著，说明宽窄行有利提高谷子产量。由表6可知，主处理1中各副处理在5%水平上差异显著，说明在在宽窄行种植条件下，处理1（正南北）和2（南偏西23.5°）可以提高谷子产量，处理2效果更明显。

在成穗数和产量的分析中，副处理间多重比较和主处理2中各个副处理间多重比较都无显著差异，说明不同行向间和在等行距下的不同行向均对谷子成穗和产量影响不大。只有在宽窄行种植条件下正南北和南偏西23.5°才有利于谷子成穗和产量形成，而在南偏西23.5°这个行向上效果更明显。

3 结论与讨论

通过本试验研究表明谷子在宽窄行南偏西23.5°种植条件下产量最高。光能利用率是指太阳光中的能量被農作物进行光合作用时转化成化学能而贮存于光合产物中的百分率。据理论上推算，太阳光能中真正被转化为农作物各类物质的能量，C3 作物为光能的5%～6%， C4 作物为光能的8%左右。但实 际上C4 作物只能转化所接受太阳光能的2%左右，C3作物则只能转化所接受太阳光能的1%左右。如此低的光能转化率如果在高光效栽培和其它各项综合高产技术措施下能提高2%～3%，将会对生产实践起到不可估量的作用。

在长治地区夏季光照充足，西南向更充足，盛行西南风，光照时间长有利于作物的产量提高。如果将生产实际中的栽培方向随机性、等行距改为宽窄行南偏西23.5°种植，可以扩大谷子生长空间，增加直射光，增加叶片受光面积，延长受光时间，减少相互遮荫，扩大通风空间。这种定方向、定行距种植模式在玉米小麦等大作物上也有大量研究报道，而且在生产实践中也得到大面积推广，效果显著。叶片是植物进行光合作用的主要场所，谷子籽粒灌浆的物质积累主要来源于开花后上部叶片的光合作用，因此叶片的质量是谷子高光效株型的重点。大量的实验结果表明，叶片的有效面积和厚度与光合速率成正相关，同时较厚的叶片可以提高叶片的直立性，有利于谷子的密植，而叶片的直立又可以促进谷子的通风透光。谷子的穗型是重要农艺性状，直接决定谷子的产量。谷子灌浆后期，弯曲的穗子会遮光进而影响光合效率，导致成穗率降低。株高也是影响产量的1个重要因素，目前大量研究报道认为作物的株高与生物产量呈正相关。适宜的谷子株高，可以降低叶面积密度，有利于CO2的扩散并提高整体植株的受光，进而促进生物产量的增加。所以理想株型的品种选育也是高光能利用必不可少的，甚至是至关重要的。

参考文献

[1]刁现民.中国谷子产业与技术体系[M].北京：中国农业科学技术出版社，2011.

[2]李培夫.农作物高光效育种技术的研究与应用[J].种子科技，

2006（6）：41.

作者简介：袁峰（1980-），男，山西神池人，助理研究员，从事谷子栽培育种研究。