播期對濟谷16農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

叢新軍 李國瑜 于淑婷 沈群 鄒仁峰 李妮 顏麗美 管延安

摘要：以抗拿捕凈除草劑谷子新品種濟谷16為試驗材料，于2015年4月29日至7月8日，每10 d播種1次，共設(shè)置8個播期處理，按播期順序種植，種植密度60萬株/hm2。在五葉期，每小區(qū)選120株生長均勻一致的谷子進行標(biāo)記，成熟期測定其株高、葉片數(shù)、干物質(zhì)積累等農(nóng)藝性狀，按小區(qū)統(tǒng)計總產(chǎn)量，室內(nèi)考察穗長、穗粗、千粒重等產(chǎn)量相關(guān)性狀，并用近紅外光譜測定法測定品質(zhì)。結(jié)果表明：播期對濟谷16的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀的影響達顯著水平。隨著播期的推遲，生育期由109 d縮短為86 d，主要由出苗至抽穗階段持續(xù)天數(shù)的變化引起，株高、葉片數(shù)、穗長、穗粗等均表現(xiàn)為先升高后降低；穗重、穗粒重、千粒重、總產(chǎn)量等也表現(xiàn)為先升高后降低；通過曲線模型擬合獲得的濟谷16播期與產(chǎn)量關(guān)系的二次曲線函數(shù)方程為Y= 324.00+52.34X-6.947X2；脂肪、碳水化合物含量先升高后降低，蛋白質(zhì)、總氨基酸含量先降低后升高，其中氨基酸含量的變異系數(shù)最大為7.83%。本試驗條件下，濟谷16的最佳播期是5月27日至5月29日。

關(guān)鍵詞：濟谷16；播期；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S515.01 文獻標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2017）04-0021-05

Effects of Sowing Date on Agronomic Characters， Yield

and Quality of Foxtail Millet Variety Jigu 16

Cong Xinjun1， Li Guoyu1， Yu Shuting3， Shen Qun4， Zou Renfeng1， Li Ni1， Yan Limei1， Guan Yanan2

（1. Taian Academy of Agricultural Sciences， Taian 271000， China；

2.Crop Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China；

3.Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China；4.China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Abstract Foxtail millet variety Jigu 16 with sethoxydim resistance was used as material. Eight sowing dates were set during April 29 and July 8， 2015 at the interval of 10 days. The plant density was set as 600 thousand plants per hectare. At five-leaf stage， 120 uniform seedlings were tagged in each plot for sampling. Thereafter， the agronomic characters， yield and yield-related traits were measured in mature period， and the quality traits were determined by using near infrared spectroscopy （NIRS）. The results showed that there were significant differences in agronomic characters， yield traits and quality traits of Jigu 16 under different sowing dates. With the sowing date delayed， the growth period was shortened from 109 days to 86 days， which was predominantly caused by the lasting time from emergence to heading stage. The plant height， leaf number， ear length and ear diameter increased firstly and then decreased with the delay of sowing date. The spike weight， grain weight per spike， thousand seed weight and yield also increased firstly and then decreased.The predicted equation Y=324.00+52.34X-6.947X2 was the optimal model fitting for the relationship between sowing date and yield of Jigu 16. The content of fat and carbohydrate increased firstly and then decreased， while the protein and total amino acid showed opposite trend.The variation coefficient of amino acid content was the largest as 7.83%. In conclusion， the suitable sowing date for Jigu 16 was from May 27 to May 29 under this experiment conditions.

Keywords Jigu 16； Sowing date； Agronomic characters； Yield； Quality

谷子[Setaria italic（L.）Beauv]學(xué)名粟，屬禾本科狗尾草屬，已有8 700多年的栽培歷史，具有抗旱、耐瘠、適應(yīng)性強、水分利用率高、營養(yǎng)豐富等特點，是中國北方干旱、半干旱地區(qū)的重要糧食作物之一[1-3]。谷子去殼后為小米，營養(yǎng)價值高，含有人體必需的8 種氨基酸、不飽和脂肪酸和多種礦物質(zhì)，具有較好食療功效，是目前人們不可缺少的保健食糧[4]。豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)一直是谷子育種的主要目標(biāo)，除了受品種的遺傳特性控制之外，還受播期、生態(tài)環(huán)境等多種外界因素的制約[5，6]，王節(jié)之等[7]通過研究不同播期下晉谷21號的產(chǎn)量和米質(zhì)發(fā)現(xiàn)，播種或早或晚均不利于谷子高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)；劉恩魁等[8]認(rèn)為播期對春谷產(chǎn)量有重要影響，并探索了谷子播期與籽粒產(chǎn)量的最佳擬合曲線模型；劉環(huán)等[9]研究表明，適期播種能使夏播谷子的營養(yǎng)生長與生殖生長協(xié)調(diào)均衡，獲得較大的單株穗粒質(zhì)量，而播期過晚會導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。山東省域地形復(fù)雜，各地區(qū)氣候特點不同，谷子的播種時期也存在較大差異，而且近年來山東地區(qū)育成了一些優(yōu)質(zhì)特異性谷子新品種，但這些品種在山東地區(qū)的適宜播期尚不明確，品質(zhì)相關(guān)分析鮮有報道。本研究以谷子新品種濟谷16為材料，研究播期對其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的影響，以期確定最適播期，并結(jié)合本研究構(gòu)建的播期與濟谷16產(chǎn)量的曲線模型，探討構(gòu)建擬合精準(zhǔn)、運算簡單函數(shù)模型的可能性，從而為實現(xiàn)谷子增產(chǎn)和資源高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

濟谷16為抗拿捕凈除草劑谷子新品種，由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2015年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所濟南試驗基地進行。土質(zhì)壤土，0～20 cm耕層有機質(zhì)含量16.9 g/kg，速效氮72.4 mg/kg，有效磷18.8 mg/kg，速效鉀168 mg/kg，pH值7.8。每公頃基施氮磷鉀（15-15-15）復(fù)合肥375 kg、腐熟有機肥750 kg。試驗地前茬為冬小麥，栽培管理措施同豐產(chǎn)田。試驗從4月29日開始播種，之后每隔10 d播種1期直至7月8日，共播種8期，依次編號為1，2，…，8。小區(qū)行長5 m，6行區(qū)，行距0.5 m，密度為60萬株/hm2。各處理按播期順序排列。

1.3 測定方法

谷子五葉期每小區(qū)選120個生長均勻一致的植株進行標(biāo)記，成熟期時測定其株高、葉片數(shù)、干物質(zhì)積累等農(nóng)藝性狀，室內(nèi)考察穗長、穗粗、千粒重等產(chǎn)量相關(guān)性狀，按小區(qū)收獲計產(chǎn)，并取樣測定品質(zhì)性狀。

總?cè)~片數(shù)：按田間標(biāo)記葉齡的20個植株主莖總?cè)~片數(shù)的平均值計算。

葉面積（L）=長×寬×葉面積指數(shù)（0.75）。

干物質(zhì)重（W）：烘干法，105℃殺青，80℃烘干到恒重。

品質(zhì)檢測：采用近紅外分析儀（瑞典波通公司：DA7200型），根據(jù)Chen等[10]建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定谷子的蛋白質(zhì)、粗脂肪、總碳水化合物含量等。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理軟件和Origin 8.0繪圖軟件進行方差分析、回歸分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對濟谷16生育期的影響

由表1可知，隨著播期的推遲，濟谷16的生育期逐漸縮短，由109 d降低為86 d，變異系數(shù)為7.77%，各主要生育階段經(jīng)歷的天數(shù)也明顯減少。播期較早時，田間地溫較低，谷子發(fā)芽緩慢，出苗較晚，隨著播期的推遲，地溫逐漸升高，出苗速度隨之加快，由9 d縮短為3 d。谷子是短日照作物，光照時間越長，營養(yǎng)生長時間也就越長，光照時間變短，能夠促進轉(zhuǎn)入生殖生長。隨著播期的推遲，出苗至拔節(jié)期的天數(shù)由25 d縮短為19 d，拔節(jié)至抽穗期的天數(shù)由35 d縮短為26 d。抽穗至成熟階段，正值7—10月份，光照、溫度和降水能充分滿足谷子生殖生長的要求，因此該階段與出苗至抽穗階段相比時間變化較小，由49 d縮短為41 d。通過比較變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)，出苗到拔節(jié)、拔節(jié)到抽穗階段的值較大，分別為9.09%和10.68%，抽穗到成熟階段的值較小，為5.39%，說明播期對濟谷16生育期的影響主要是由于出苗至抽穗階段持續(xù)天數(shù)的變化而引起。

2.2 播期對濟谷16農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，隨著播期的推遲，株高、莖干重、單株葉片數(shù)、葉面積指數(shù)、單株葉干重、穗長、穗粗等指標(biāo)均逐漸升高，當(dāng)達到一個時期之后又呈現(xiàn)出下降的趨勢，變異系數(shù)分別為9.88%、14.88%、7.43%、24.83%、16.58%、6.32%和4.60%。在5月29日（處理4）播種時，株高、單株葉片數(shù)、葉面積指數(shù)、單株葉干重、穗長、穗粗等性狀值最大，分別為135.56 cm、21.75片、7.23、5.47 g、22.29 cm、2.36 cm；在6月8日（處理5）播種時，莖干重最大為10.68 g/株。株高與莖干重、葉面積指數(shù)與葉干重之間存在顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為R株高莖干重=0.840， RLAI葉干重=0.889。植株的抗倒伏性隨著播期的推遲呈不規(guī)律變化，且整體抗倒性都較強。

2.3 播期對濟谷16產(chǎn)量性狀的影響

由表3可知，隨著播期的推遲，濟谷16的單穗重、穗粒重、千粒重均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，在5月29日（處理4）播種時各指標(biāo)數(shù)值最大，分別為14.58、12.51 g和2.81 g，在7月8日（處理8）播種時數(shù)值最小，分別為10.05、8.40 g和2.56 g，整體變異系數(shù)分別為12.58%、13.72%和3.34%。出谷率也表現(xiàn)出相似的變化趨勢，6月18日播種時最高為88.45%，4月29日最早播種時只有78.73%，整體變異系數(shù)為3.67%。666.7m2總產(chǎn)量在5月29日播種時達到最大值424.46 kg，較早或較晚播種均有不同程度的減產(chǎn)，7月8日最晚播期的666.7m2產(chǎn)量最低，為290.71 kg，整體變異系數(shù)為11.20%。

根據(jù)試驗播期處理和谷子總產(chǎn)量的實測值，繪制播期對應(yīng)谷子總產(chǎn)量的散點圖（圖1），并進行曲線模型擬合，通過分析R2、F、Sig.的值（表4）可以看出，二次曲線函數(shù)模型Y=b0+b1X+b2X2的擬合效果最好（式中Y為谷子總產(chǎn)量，X為播期處理，b0、b1、b2為參數(shù)）。代入相應(yīng)參數(shù)，可得到濟谷16的曲線模型：Y濟谷16=324.00+52.34X-6.947X2。由二次函數(shù)的性質(zhì)可知，當(dāng)X=3.77≈ 3.8（播期為5月27日）時，濟谷16的666.7m2產(chǎn)量最大為422.53 kg。因此，結(jié)合實際產(chǎn)出及數(shù)據(jù)分析可以看出，5月27日到5月29日是濟谷16的最佳播種時間，可以獲得較高的產(chǎn)量。

2.4 播期對濟谷16品質(zhì)性狀的影響

由表5可知，隨著播期的推遲，出米率先升高后降低，但無顯著差異，均維持在80.24%左右。脂肪、碳水化合物含量先增大后減小，達到極顯著差異，最大值分別為5.96%、84.19%，均值分別為5.79%、83.36%，變異系數(shù)分別為2.56%、0.70%；蛋白質(zhì)、總氨基酸含量先降低后升高，達到極顯著差異，最小值分別為10.83%、8.47%，均值分別為11.45%、9.45%，變異系數(shù)分別為2.64%、7.83%，必需氨基酸含量也表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律，都是7月8日播種時含量最高。由此可見，播期對濟谷16的出米率影響很小，但對其營養(yǎng)品質(zhì)的影響達到極顯著水平，不僅影響各項指標(biāo)的含量，也影響其組成比例，其中氨基酸含量受播期的影響較大。

3 討論與結(jié)論

播種時間早，谷子經(jīng)過苗期的低溫環(huán)境鍛煉，促進了根系發(fā)育以及生育期的延長，積累更多的有機物質(zhì)使得莖稈組織生長堅實、節(jié)間短粗、植株較矮，從而增強了后期的抗倒?fàn)?、抗旱能力，但抽穗和灌漿期間易受卡脖旱和胎里旱；播種時間晚，溫度高、水分充足，單株生育較旺盛，但由于生育期較短、蟲害嚴(yán)重，往往不穩(wěn)產(chǎn)[6，11]。本研究中，播期對谷子的農(nóng)藝性狀有極顯著影響，隨著播期的推遲，濟谷16的生育期由109 d縮短為86 d，主要是由于出苗到抽穗的時間顯著減少引起的，在5月29日播種時，株高、葉片數(shù)、葉面積指數(shù)、葉干重、穗長、穗粗等性狀的值最大，在6月8日播種時，莖干重最大。

谷子產(chǎn)量是由單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重三個因子組成，播期適宜時，穗部分枝小穗群數(shù)目多，穗粒數(shù)、穗粒重和千粒重都高，單位面積上成粒數(shù)多，從而影響谷子的產(chǎn)量水平[12，13]。出谷率也是影響產(chǎn)量的重要因素，較早播種氣候條件不適宜，較晚播種生育期縮短，都會造成籽粒成熟不好，粒重降低，出谷率明顯減小[14]。本研究中，隨著播期的推遲，穗重、穗粒重、千粒重表現(xiàn)先升高后降低趨勢，在5月29日播種時各指標(biāo)的值最大；通過曲線模型擬合獲得的二次曲線函數(shù)方程Y濟谷16=324.00+52.34X-6.947X2是播期與產(chǎn)量關(guān)系的最優(yōu)模型，當(dāng)X≈3.8（播期為5月27日）時Y值最大。由此認(rèn)為，濟谷16的最佳播期是5月27日至5月29日。獲得的播期與籽粒產(chǎn)量的預(yù)測模型，具有較強的實用性與廣適性，但該模型的參數(shù)值，能否應(yīng)用于山東乃至全國不同生態(tài)條件的所有谷子品種適宜播期的預(yù)測，有待深入研究。

谷子品質(zhì)是一個綜合性狀，包括營養(yǎng)品質(zhì)、商品外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)與烹煮食味品質(zhì)等，不僅受遺傳因素的影響，同時還受到生態(tài)環(huán)境和栽培管理措施的影響，通過對環(huán)境生態(tài)因子的調(diào)控，可以提高谷子的品質(zhì)[8，15]。脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)、粗纖維和水分是谷子營養(yǎng)品質(zhì)的主要構(gòu)成成分，播期不同，各項指標(biāo)的含量與組成比例差異明顯；出米率是小米加工企業(yè)關(guān)注的重要指標(biāo)，體現(xiàn)了谷子的最終使用價值，出米率低則導(dǎo)致成本提高，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益[16]。本研究中，播期對濟谷16的出米率沒有影響，但隨著播期的推遲，脂肪、碳水化合物含量先升高后降低，蛋白質(zhì)、總氨基酸含量先降低后升高，不僅顯著影響各項指標(biāo)的含量，也影響其組成比例，其中氨基酸含量受播期的影響較大，變異系數(shù)為7.83%。

適期播種能使谷子生長發(fā)育時期與有利氣候條件相吻合，可以充分利用自然降雨，提高水分和光熱等環(huán)境條件的利用率，促使谷子營養(yǎng)生長與生殖生長協(xié)調(diào)均衡，從而獲得較高的谷子產(chǎn)量[6，9]。另有報道指出，適期播種條件下，合理的種植密度和施用氮肥，能夠提高光溫資源利用率，依靠群體發(fā)揮谷子增產(chǎn)潛力，是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施[17-19]。本研究著重分析了播期對谷子農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，而種植密度、肥料利用及其與播期互作效應(yīng)方面的綜合性研究還有待進一步展開。

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