播期对金选6号谷子植株性状、产量及品质的影响

李国瑜，丛新军，李国清

（泰安市农业科学研究院，山东 泰安 271000）

谷子（Setaria italica（L.）Beauv）属禾本科（Poaceae）狗尾草属（Setaria），去壳后为小米，具有抗旱、耐瘠薄、适应性强等特点，是中国北方干旱、半干旱地区的重要粮食作物［1-5］。谷子富含人体必需的8种氨基酸、不饱和脂肪酸和多种矿物质，不仅营养价值高，还有较好的食疗功效［6］，是农业供给侧结构改革、调整种植产业结构、大力发展优势杂粮的重点作物之一［7-9］。

播种量、播种期、密度、施肥、生态环境等因子均会对谷子的产量、农艺性状和品质等造成很大的影响［10-15］。范惠萍等［16］研究了不同播期和密度对长农35号谷子产量、生育期和植株性状的影响，表明播期对谷子生育影响较大，播期相同时密度对全生育期几乎没有影响。王枫叶等［17］研究发现，播期对谷子整株干物质量有较大影响，除谷穗和茎外，其它器官对谷子各器官干物质量分配的影响均不大。张素梅［18］研究表明，随着播期推迟，谷子粗蛋白含量呈现增加趋势、脂肪含量呈降低趋势、总淀粉含量呈先增加后减少趋势，差异达到极显著水平。近年来，山东省的地方特色谷子越来越受到消费者和市场的欢迎，但由于缺乏科学的栽培管理措施，这类品种在当地的适宜播期尚不明确，品质研究更是鲜有报道。本研究以泰安地方特色谷子新品系金选6号为材料，分析播期对其植株性状、产量及品质的影响，以期确定最佳播期，并通过构建播期与产量的曲线模型，为保护地方特色种质资源、实现谷子品种的高效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

金选6号地方特色谷子新品系，由泰安市农业科学院选育提供。

1.2 试验方法

试验于2019年在泰安市农业科学研究院马庄镇实验基地进行。土壤类型为淋溶褐土，碱解氮含量为74.5 mg/kg、有效磷21.7 mg/kg、速效钾107.2 mg/kg、有机质12.4 mg/kg，pH值7.3。试验地前茬为冬小麦，栽培管理措施同丰产田。试验从5月15日开始播种，之后每5天播种1期直至6月29日，共计10个播种时期，依次编号为1～10。随机区组排列，重复3次。小区行长5 m，6行区，行距0.4 m，666.7m2留苗密度为4.0万株。

1.3 测定方法

成熟期各小区随机取样测定株高、穗下节间长、茎粗等农艺性状。室内考种项目包括穗长、穗粗、千粒重等产量相关性状。各处理按小区单打单收称重记载。干物质重测定采用烘干法，即105℃烘箱杀青30 min转80℃烘干至恒重后称量。采用索氏提取法测定脂肪含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量、碘蓝比色法测定直链淀粉含量。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007、SPSS 20.0和Origin 8.0软件进行数据处理、方差分析及图形绘制等。

2 结果与分析

2.1 不同播期条件下金选6号的植株性状分析

由表1可知，随播期推迟，谷子的株高、穗下节间长、茎粗、植株干重、穗长、穗粗各指标表现出先升高后降低的趋势，变异系数分别为5.99%、16.20%、9.91%、13.51%、7.92%和9.81%。6月9日播种（处理6），株高、穗下节间长最大，分别为127.17、26.23 cm；6月4日播种（处理5），茎粗、植株干重、穗粗最大，分别为6.67 mm、13.50 g和2.36 cm；5月30日播种（处理4），穗长最大为19.52 cm。

2.2 不同播期条件下金选6号的产量性状分析

由表2可知，随播期推迟，金选6号谷子的穗重、穗粒重、出谷率呈现出先升高后降低的趋势，变异系数分别为16.42%、18.10%、2.20%，不同播期处理间的出谷率无显著差异，播期为6月4日（处理5）时各指标值最大，分别为15.80、11.57 g和73.12%。千粒重随着播期推迟逐渐增加，但无显著差异，最大值为6月29日播种处理（处理10）的2.63 g，最小值为5月15日播种（处理1）的2.53 g。

表1 金选6号不同播期条件下的主要植株性状表现

表2 金选6号不同播期条件下的产量性状表现

2.3 不同播期条件下金选6号的产量及其拟合曲线模型

由表3可知，谷子产量随着播期推迟呈现出先增加后降低的趋势，整体变异系数为19.83%。6月4日播种（处理5）时666.7m2产量最高，为382.68 kg，较早或较晚播种均有不同程度的降低，其中最晚于6月29日播种时666.7m2产量只有189.62 kg，比处理5极显著减产达50.45%（P＜0.01）。

以小区平均产量数据为观测值，用SPSS软件对播期和产量进行回归分析，选择线性（E60551）、对 数 曲 线（E60552）、逆 曲 线（E60553）、二次项曲线（E60554）、复合曲线（E60556）、幂曲线（E60557）、S曲线（E60558）、增长曲线（E60559）、指数分布曲线（E60560）进行曲线估计，拟合曲线如图1所示，模型摘要和参数估值结果如表4所示。

表3 金选6号不同播期条件下的产量结果

图1 播期与产量的拟合曲线

表4 播期与产量的拟合曲线模型汇总和参数估值

由回归曲线模型参数可以看出，二次项曲线模型Y=b0+b1X+b2X2的拟合效果最好，决定系数R2=0.960，可以作为金选6号不同播期条件下产量的拟合曲线，代入相应参数可得到曲线方程：Y=276.338+47.870X-5.689X2（式中Y为谷子产量，X为播期处理），再由二次函数的性质可知，当X=4.207≈4.2（转换为播期是5月31日）时，666.7m2谷子的理论产量最大为377.04 kg。

2.4 不同播期条件下金选6号的品质性状分析

由图2可知，随着播期推迟，出米率先升高后降低而无明显差异，6月29日播种（处理10）时最低为73.65%，6月4日播种（处理5）时最高为76.19%，各处理平均值为75.30%。脂肪含量先升高后降低，6月29日播种时含量最低为3.9%，6月9日、14日播种时含量最高为4.7%，各处理平均值为4.41%。蛋白质含量先降低后升高，6月9日播种（处理6）时含量最低为10.1%，5月15日播种（处理1）时含量最高为11.8%，各处理平均值为10.65%。直链淀粉含量先升高后降低，5月15日播种时含量最低为10.92%，6月9日播种时含量最高为12.51%，各处理平均值为11.60%。由此可见，播期对谷子的出米率影响较小，但对营养品质指标含量及组成比例的影响较大。

图2 金选6号不同播期条件下的主要品质性状

3 讨论与结论

播期对谷子生长发育的影响很大，若播种过早则病虫害较重，生育期提前，拔节、孕穗期在雨季之前进行，常因干旱造成“胎里旱”“卡脖旱”，形成空壳和秕谷，严重影响穗粒重及出谷率，进而影响谷粒产量［15］；播种过晚，生育后期易受低温危害，不能正常成熟［14，19-21］。谷子的营养品质主要包括粗蛋白、脂肪、总碳水化合物和粗纤维含量等指标［22］，不仅受遗传因素的影响，同时还受到生态环境和栽培管理措施的影响，其含量及组成比例在不同播期间有明显差异［18，23］。

本研究结果表明，随着播期推迟，金选6号谷子的株高、穗下节间长、茎粗、植株干重、穗长、穗粗各指标表现出先升高后降低的趋势，其中6月9日播种时，株高、穗下节间长的值最大，6月4日播种时茎粗、植株干重、穗粗的值最大，5月30日播种时穗长的值最大。除千粒重随着播期推迟逐渐增大且无显著差异外，穗重、穗粒重、出谷率、总产量等指标表现为先升高后降低的趋势，6月4日播种（处理5）时各指标的值最大。通过曲线模型拟合获得的二次曲线函数方程Y=276.338+47.870X-5.689X2是播期与产量关系的最优模型，具有较强的实用性与广适性；结合实际产量及理论产量可知，金选6号谷子的最佳播期是5月31日至6月4日。同时，出米率、脂肪、直链淀粉含量随着播期推迟先升高后降低，蛋白质含量先降低后升高。

目前，谷子地方特色品种受到消费者的广泛认可，同时在加工企业效益的带动下，种植面积相对稳定，但由于常年种植及新品种的大范围推广应用，使老品种的纯度不断下降，产量及品质也随之降低，对特色农业品牌和社会经济效益构成严重威胁。探究泰安地方特色谷子新品系金选6号的最适播种时间，使其生长发育时期与有利气候条件相吻合，提高水分和光热等环境条件的利用率，从而获得较高的产量，能够为谷子地方种质资源保护和优异资源的开发利用提供理论依据，也对保护地区生物多样性和提高生态系统功能有重要意义。另有报道指出，合理的种植密度和施用氮肥也是获得高产稳产的重要措施［24，25］，此方面的研究还有待进一步展开。