不同品种谷子生长发育及光合水分特性研究

2013-12-23张丽娜郭志利卢成达

山西农业科学 2013年9期

张丽娜，李阳，郭志利，卢成达，孙迪

（山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原030032）

谷子具有耐寒耐瘠的特点，也是我国传统种植的粮食作物[1-3]。目前，我国谷子种植面积约占世界的80%，主要集中分布在干旱和半干旱地区。谷子营养丰富且容易吸收，近年来杂粮热的兴起，使谷子越来越受到人们的亲睐，其已成为干旱地区农民重要的经济来源[4-7]。

本试验在前人研究的基础上，重点对近年来山西普遍种植的谷子品种生长发育及光合水分特性进行研究，旨在为当地谷子高产优质栽培提供理论指导。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验于2011年5月10日至10月5日，在晋中市榆次区东阳镇山西省农业科学院试验基地进行。东阳镇位于榆次西南，海拔799.4～804.6 m，是榆次、太谷、清徐三市县的交界处。地貌属于平川，四季分明，年平均气温9.7℃，平均降水量440.7mm。试验区地势平坦，肥力均匀，前茬作物为大豆。

1.2 试验材料

供试谷子品种为晋谷系列（29号，34号，36号，41号，42号，51号）；对照品种为张杂谷5号。施用肥料为硝酸磷复合肥，总养分含量≥38%，其中，含N 26.5%、含P2O511.5%、含K2O 8%。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，7个处理，3次重复，共21个小区，小区面积25m2（5m×5m），行距33cm，株距8 cm，区间距40 cm，四周设1 m保护行。种植方式采取传统种植，留苗数37.5万株/hm2。试验施硝酸磷复合肥600 kg/hm2，即钾肥（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，结合中耕除草，不再追肥。

1.4 测定指标及方法

出苗时期、出苗率、出苗整齐情况统计；灌浆期选取10株（测量后做标记），采用CB-1102便携式光合蒸腾测定仪对净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度、细胞间CO2浓度光合指标进行测量；对应测量已标记植株的水分利用效率；成熟期选取已标记10株测量株高；称量10株的整株质量、穗质量、穗粒质量。

1.5 数据分析

数据采用Excel软件和SPSS16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同谷子品种对出苗率、株高、整株质量、穗质量、穗粒质量的影响

由表1可知，在出苗率上，晋谷系列处理均高于对照张杂谷5号处理，其中，以晋谷36号最高，达87.1%；显著性检验显示，各处理间出苗率差异不显著。当地品种出苗率好于对照，但差异不大。

表1 不同品种处理对生理指标的影响

表1株高显示，晋谷36号最高，达194.4 cm；对照最低，为157.7 cm；晋谷系列处理株高比对照高2.4～36.7 cm；显著性检验显示，除晋谷29号与对照间差异显著外，其他处理与对照间差异均达极显著水平，晋谷系列各处理间差异也分别呈极显著水平。说明各品种处理间株高差异性明显，晋谷系列较对照株高优势性强。整株质量上，最高的处理晋谷51号比对照高65.7 g；显著性检验显示，各处理间差异均达显著水平。可以得出，不同品种间整株质量差异性较大，这与品种自身特性有密切的关系。

穗质量最大的处理为晋谷51号，达29.6 g；显著性检验显示，晋谷29号、晋谷34号、晋谷36号与对照间差异显著，其余各处理与对照间差异达极显著水平。可以看出，晋谷系列穗质量与对照间差异性较大。

穗粒质量与穗质量间有密切的联系，由表1可知，二者成正比例关系。穗粒质量最高处理为晋谷51号，与穗质量处理相同；显著性检验显示，晋谷51号除与晋谷42号间差异不显著外，与其余处理间差异均达极显著水平。说明不同品种间穗粒质量存在差异，穗质量越大，穗粒质量也越大。

2.2 不同谷子品种对光合特性及水分利用效率的影响

光合作用是反映作物群体生长能力和适应能力的重要指标[8-9]。谷子光合能力受光照、CO2浓度、气温、相对湿度等多个环境因子的影响，同时这些环境因子又可导致体内生理生化指标发生变化，因此，研究和比较不同品种谷子光合特性及水分利用率对于生长能力、适应能力有重要的意义[10-15]。

不同品种对谷子光合特性的影响如表2所示。

表2 不同品种处理对谷子光合指标的影响

从表2可以看出，净光合速率以晋谷51号最高，达到21.93μmol/（m2·s）；晋谷34号最低，为14.13μmol/（m2·s）；蒸腾速率以晋谷51号最高，对照最低，除晋谷51号与对照间差异极显著外，其余各处理间差异均不显著。叶片气孔导度晋谷51号最高，最低的为晋谷36号。不同品种细胞间CO2浓度以对照最高，晋谷41号最低，晋谷系列品种与对照间差异均达极显著水平。

作物水分利用效率以每消耗1 kg水分生产的作物产量（g）来表示，是评定不同品种差异性的一个重要指标。从表2可以看出，水分利用效率以晋谷41号最高，达到7.6μmol/mmol，分别比较低的晋谷42号、对照高43.4%，26.7%。一方面证明各处理间水分利用效率存在差异性，且差异性较大；另一方面也说明各个处理对水分需求不同，本身生理特性也不一致。

3 结论与讨论

本研究结果表明，不同品系间的谷子生理指标有所不同。通过对生理指标测定结果得出，在相同条件下，晋谷系列的出苗率高于张杂谷5号，这与当地培育品种能更好适应当地气候条件有一定关联。在株高、整株质量、穗质量、穗粒质量等生理指标上，各品种间差异也不尽相同。其中，晋谷51号在整株质量、穗质量、穗粒质量生理指标上相对其他品种有明显的优势。

光合特性测定结果与生理指标结果有一定相关性。一般情况下，作物净光合速率和蒸腾速率越高，说明光合作用和蒸腾作用越强，促进了呼吸作用，提高了植株对光能和水分的利用效率，增加了体内干物质积累量，更容易获得高产。本试验结果表明，晋谷51号的净光合速率、蒸腾速率及叶片气孔导度均高于其他品种，与实际生产情况相符合。

通过对不同品种谷子的生长发育及光合水分特性的测量分析，对各品系间谷子的生长特性有了更深层次的认识。山西是谷子的主产区，在漫长的农耕历史中形成了极其丰富的品种资源[16]。本研究对以后种植的环境及种植方式上提供了参考，对进一步集成谷子高产高效种植技术有重要的意义，也可为筛选出适宜山西不同自然类型区栽培的高产、优质谷子品种，实现良种引进和更新换代提供理论依据[17]。

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