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1、作物栽培学各论第三章谷子栽培 第一节 概 述 一、谷子在国民经济中的地位 谷子又名粟,属禾本科,黍族,狗尾草属,是我国主要栽培作物之一。 谷子的硕大穗子金黄色的谷粒金黄色的小米谷子形态图 (一)特点及地位 耐旱、耐瘠薄,抗逆性强,适应性广,是很好的抗旱作物; 子实外壳坚实,防湿、防热、防虫、不易霉变,可长期保存,重要的贮备粮食。 北方主要粮食作物之一。北方旱粮中仅次于小麦、玉米,居第三位,在调剂城乡人民生活中占有重要地位。 (二)营养价值及用途 1谷子壳后称小米,小米营养价值高,易消化,味美好吃。 2谷粒、谷糠、谷芽入药后主治多种病。 3谷草营养价值高高于其他禾本科牧草。接近豆科牧草,品质优良

2、,适口性强,耐贮藏,经久不变,是大牲畜的优质饲料。 二、谷子起源与分类 (一)起源、传播 国际公认谷子起源于我国,是世界和我国古老栽培作物之。 西安半坡遗址等出土大量炭化谷子证明踞今50008000年栽培历史。自商代直到秦汉,粟都被列为五谷之首。 (二)遗传基因库 谷子遗传基因分为中国和欧洲两个基因库,这两个基因库有独立驯化的可能性,为谷子起源与演化充实了论据。 狗尾草与栽培谷子亲缘关系较近,是谷子近缘祖先,谷莠子与栽培谷子的亲缘关系最近,是谷子与狗尾草的中间类型。谷莠子狗尾草狗尾草 (二)分类 依穗型、稃色、刚毛色、粒色等分,如龙爪谷、毛粱谷、青谷子、红谷子等; 依子粒粳糯性划分,如硬谷、红

3、酒谷等; 依植株叶色、鞘色、分蘖多少分,如白秆谷、紫秆谷、青卡谷等; 依生育期分,早熟类型(春谷少于110d,夏谷70-80d、中熟类型(春谷111一l25 d,夏谷8191d)、晚熟类型(春谷125d以上,夏谷90d以上)。 谷子穗型三、谷子区划(一)全国区划。 1东北春谷区。一年一熟。 2华北平原夏谷区。河南、河北、山东等。冬麦收后复种。 3内蒙古高原春谷区。内蒙、河北张家口、山西大同、朔州。一年一熟,与玉米、高粱、马铃薯轮作。 4黄河中、上游黄土高原春夏谷区。包括山西中南部、陕西、宁夏、甘肃等。春播和平川小麦收获后种植夏谷。一年一熟或两年三熟。 (二)山西谷子区划 1春播早熟区。山西北部

4、。栽培早、中早和中熟。 2春播中熟区。包括吕梁山西侧北段,太岳山北段和太行山区中段。一年一作。以中晚熟为主,兼有晚熟。 3春播晚熟区。包括忻定、太原盆地、上党盆地及其边缘丘陵山区,吕梁西侧黄土高原南段,晋西北黄河沿岸河曲、保德河谷。以春播为主,有少量麦田复播。产量高,是商品小米主要产区。 4复播区。包括晋中平川、临汾盆地、运城盆地、中条山区。一年两熟制。春播晚熟,夏播中早熟、中熟、中晚熟。 第二节 谷子栽培生物学基础 一、生育期、生育阶段及生育时期 (一)谷子生育期。 种子萌发至成熟称全生育期。从出苗到成熟所经历天数称生育期。 春谷生育期为80-140天。 生育期少于110天品种为早熟品种;

5、111-125天品种为中熟品种; 125天以上品种为晚熟品种。 夏谷生育期70-80天品种为早熟品种; 80-90天品种为中熟品种, 90天以上品种为晚熟品种。 (二)谷子的生育阶段 1。营养生长阶段(生育前期)从种子萌发开始到拔节期为止,是谷子根、茎、叶等营养器官分化形成阶段,为幼苗质量决定期; 2。并进阶段(生育中期)从拔节到抽穗期为止,是谷子根、茎、叶大量生长和穗生长锥的伸长、分化与生长阶段,是穗花数决定期。 3。生殖生长阶段(生育后期)。抽穗期到子粒成熟期,是谷子穗粒重的决定期。 (三)谷子的生育时期。 1。幼苗期。从种子萌发出苗到分蘖。 2。分蘖拔节期。从分蘖到拔节,是一生中最抗旱时

6、期; 3。孕穗期。从拔节到抽穗,是谷子根茎叶生长最旺盛时期,是根系生长第二个高峰期,同时又是幼穗分化发育形成时期; 4。抽穗开花期。自抽穗经过开花受精到籽粒开始灌浆。是谷子一生对水分养分吸收高峰时期,要求温度最高,怕阴雨、怕干旱; 5。灌浆成熟期。自籽粒灌浆开始到籽粒完全成熟。 谷子苗期谷子拔节期谷子抽穗期谷子成熟期二、生长发育 (一)种子萌发与出苗 发芽适温1525。种子发芽需水较少,吸水约占种子重量的25。适宜的发芽种子含水量为30-35,种子发芽最适宜的土壤含水量为50左右。 由胚芽鞘中长出一片广卵圆形苗叶,即第一片真叶,称猫耳叶。 第一叶露出地面1厘米称为出苗。 (二)根的生长 须根系

7、,初生根、次生根和支持根。 1种子根。入土浅、向四周扩展,吸收功能两个月。 2次生根。向四周伸展5O厘米,向深扎可达100-150厘米。 3支持根(气生根)。抽穗前靠近地面几个茎节上长出2-3轮,吸收水分、养分和支持茎秆防止倒伏。 根群主要分布50厘米内土层,在30厘米表土分布最多。根系发育好坏,直接影响植株地上部的生长发育。根量与籽粒产量呈高度正相关。 (三)分蘖 幼苗45片叶时,地下24个茎节上开始发生分蘖。分蘖多少与品种和栽培条件有关。分蘖性强品种可达10个以上。普通栽培品种分蘖力弱或不分蘖。同一分蘖品种在苗期干旱,肥地稀植,营养条件较好情况下分蘖较多,相反情况下分蘖较少。分蘖大都和主茎

8、一样,能正常抽穗结实。在特殊条件下,分蘖可弥补缺苗,获得较稳定产量。 (四)叶的生长 叶为长披针形。由叶片、叶舌、叶枕及叶鞘组成。 叶片生长过程分三阶段: 一是叶片分化期,从叶原基分化发育开始到形成心叶为止; 二是叶片伸长期,从心叶开始伸长到全叶展开停止生长; 三是功能期,叶片全部展开到衰亡。 全株叶划分为几个叶组。 根叶组由下向上1-12片叶,是决定谷苗质量和根系生长好坏的功能叶组; 穗叶组12-19片叶,是拔节和抽穗期间,对幼穗分化发育起主要作用的功能叶组; 粒叶组19-24片叶,是抽穗后对籽粒形成起主要作用功能叶组。 (五)茎的生长 茎直立,圆柱形。茎高60150cm。茎节数1525节,

9、少数早熟品种有10节。基部48节密集,组成分蘖节。地上617节节间较长。节间伸长顺序由下而上逐个进行。 下部节间开始伸长称拔节。 开花期茎秆停止生长。 (六)穗的结构 穗为顶生穗状圆锥花序,由穗轴、分枝、小穗、小花和刚毛组成。主轴粗壮,主轴上着生1-3级分枝。 小穗着生在第3级分枝上,小穗基部有刚毛3-5根。每个小穗内有2个颖片,内有两朵小花,上位花为完全花,下位花退化。一个谷穗有60150谷码。谷码多以螺旋形轮生在穗轴上,每一轮34个谷码。 (七)抽穗开花与子粒形成 从抽穗开始到全穗抽出,需要3-8d。一般主穗开花期为15d,分蘖穗开花7-15d。开花第3-6d进入盛花期,适宜温度为18-2

10、2,相对湿度为70-90。每日开花以6-8时和2l-22时开花数量最多。 子粒灌浆期。缓慢增长期,开花后一周之内,灌浆缓慢,干物质积累量占全穗总重20左右;灌浆高峰期,开花后7-25d,于物质积累量占全穗总重65-70。灌浆速度下降期,开花25d后,灌浆速度锐减,子粒进入脱水过程,干物质积累量仅占全穗总重10-15。 三、对环境条件要求 (一)温度 1。对积温要求。喜温作物,要求积温在1600-3000。全生育期日平均温度20 。 早熟品种21402696; 中熟品种23222944; 晚熟品种23523040。 2。不同时期对温度要求 种子发芽适温15-25,幼苗不耐低温,1-2下易受冻。幼

11、苗生长适宜温度20。 拔节至抽穗适温22-25,温度低于13不能抽穗。 开花授粉适温18-21,过高,影响花粉生活力和授粉,低于17,花药不开裂。 灌浆适温20-22,低于20或高于23,对灌浆不利,特别在阴天、低温和多雨情况下,延迟成熟,砒谷增多。灌浆期日均温低于20,秕谷率达1/3-1/2,降到15以下时全为秕籽。灌浆期阳光充足、昼夜温差大,有利于干物质积累,促使籽粒饱满,利于蛋白质合成。 (二)谷子需水规律 1发芽阶段,对水要求较少,吸水达种子重量26可发芽。土壤含水达9-15就能满足发芽。 2出苗至拔节。耗水约占全期6.1。苗期耐旱性很强,能忍受暂时的严重干旱。即使土壤含水量下降到10

12、以下,仍可暂时维持生长。苗期适当干旱,有利蹲苗,促根下扎,茎节增粗,对培育壮苗和后期防旱防倒有积极作用。 农谚:“小苗旱个死,老来一肚籽”,“有钱难买五月旱” 。 3拔节到抽穗。需水量最多时期,不耐旱,耗水占全期65。特别是小花原基分化到花粉母细胞四分体时期对干旱反应特别敏感,是谷子需水临界期。 胎里旱。在幼穗分化初期遇到的干旱。可减少小穗小花数目; 卡脖旱。穗分化后期遇的到干旱。严重影响小花分化及花粉粒形成,使花粉发育不良或抽不出穗,造成严重干码,后产生大量空壳、砒谷、结实率显著降低而减产,即使以后水分得到改善,所受影响也难以挽回。农谚:“谷怕胎里旱”,要“拖泥秀谷穗”。 4受精到成熟。需水

13、量占全生育期总需水量30-40,灌浆期对干旱比较敏感,若水分不足,使灌浆受阻,秕谷增加,穗粒重减轻,造成减产。 夹秋旱。灌浆期干旱。农谚:“前期旱不算旱,后期旱产量减一半”。意即灌浆期不能干旱。要求土壤含水量不低于17。 灌浆后期到成熟,对水分要求渐少,耗水约占全生育期9.6。此时土壤水过多,易造成贪青晚熟、霜害、倒伏,而形成大量秕谷。 谷子一生的需水规律可概括为“前期耐旱,中期喜水(宜湿),后期怕涝”。 (三)谷子的光周期反应及对光的要求 1光周期反应。 短日照作物,需要较长黑暗与较短光照交替条件,才能抽穗开花。 日照缩短促进发育,提早抽穗;日照延长延缓发育,抽穗期推迟。 出苗后5-7天进入

14、光照阶段。在8-10小时短日条件下,经10天即可完成光照阶段。 2对光强要求。 喜光作物,光照充足下,光合效率很高,不耐阴。 在灌浆成熟期,更需要充足光照,若光照不足,籽粒成熟不好,秕籽增加,农谚:“淋出秕来,晒出米来”,就是指这个时期。 (四)对养分的要求 每生产子粒100kg,需从土壤吸收: 氮2530kg、 磷1214kg、 钾2038kg, 氮、磷、钾比例大致为1:05:08。 出苗至拔节需氮较少,占全生育期需氮量4-6;拔节至抽穗需氮最多,占全生育期需氮量的45-50;子粒灌浆期需氮量减少,占全生育期需氮量的30以上。 (五)对土壤要求 对土壤要求不甚严格。黏土、砂土都可。但以土层深

15、厚、结构良好、有机质含量较丰富砂质壤土或黏质壤土最适宜。 喜干燥、怕涝,尤其在生育后期,土壤水分过多,易烂根,造成早枯死熟,应及时排水。 适宜在微酸和中性土壤上生长,抗碱性较弱。 第三节 谷子产量形成与品质 一、产量形成 (一)干物质积累与分配 干物质积累分三阶段: 出苗至拔节为营养生长阶段,光合产物用于形成根、茎、叶和叶鞘。根的数量和重量增长很快,茎和叶生长较慢。 拔节至抽穗为营养生长与生殖生长并进阶段,为一生中生长最旺盛时期,由根系生长转移到地上部生长,同化产物的分配中心由根系转移到叶片、茎、鞘和穗。 开花至灌浆、成熟为生殖生长阶段,光合产物越来越多地输送到子粒中去。同时,营养器官贮存的部

16、分有机物质也开始不断向子粒运转。据测定,穗部干物质重92是来自抽穗后同化作用,8左右是来自抽穗前茎、叶、鞘物质贮存。 (二)叶面积动态变化 1。缓慢增长期。从出苗到拔节,叶面积指数以05-l为宜。 2。直线增长期。拔节到抽穗,叶面积发展迅速,至抽穗开花达最大值,以4-5为宜。 3。稳定期。抽穗到乳熟期,叶面积指数达到最大值后,能保持30d以上不下降或变动很小,稳定期长,有利于提高结实率。 4。衰亡期。从蜡熟至完熟期,叶面积指数逐渐下降为衰亡期,保持在3-2为宜。 (一)谷子品质 包括营养品质和食味品质。 营养品质主要包括蛋白质、脂肪、淀粉、维生素和矿物质等; 食味品质主要指色泽、气味、食味、硬

17、度等。 目前主要以直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度作为谷子食味品质定量测定指标。 (二)营养品质与环境 1蛋白质 (1)蛋白质含量有随降水增加而提高趋势。同样降水年份,旱地比水地谷子粗蛋白质含量高。 (2)肥料种类、用量不同,对蛋白质含量影响也不同。单施氮肥,0-1125kg/hm2用量范围,其蛋白质含量的增加幅度最大,l125-16875kg/hm2时,蛋白质含量增加趋势减弱,配合施磷与单施氮肥相比,对谷子蛋白质增加影响不明显。 2脂肪 干旱有助于脂肪含量提高。在干旱下比在水足时脂肪含量提高96,最高提高274。 谷子脂肪含量与温度呈负相关。随积温增加,脂肪含量呈下降。脂肪含量还随纬度、海拔增

18、加而呈增加,随施肥量增加而呈下降。 3淀粉 无论是单施氮肥,还是氮、磷配合,均随施肥量增加而总淀粉含量减少。而直链淀粉含量则随施肥量增加呈增长趋势,支链淀粉含量则随施肥量增加呈下降趋势。 (三)小米食味品质 1淀粉。谷子淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成,两种淀粉的比例关系决定着小米饭的适口性。 大多数谷子品种直链淀粉含量在14-25之间,我国公认的沁州黄、晋谷14等优质品种,直链淀粉含量90-119之间。直链淀粉含量分别与小米饭的柔软性、香味、色泽、光泽有关。 2。糊化温度 是小米淀粉粒在热水中膨胀而不可逆转时的温度,可反映胚乳和淀粉粒硬度。 糊化温度越低,小米越容易煮烂,且食味较好。反之,糊化温

19、度高,小米越不易煮烂,且食味较差。 品种不同,糊化温度不同。小米糊化温度划分为低(60)、中(60-63)和高(63)三个等级。 糊化温度与蒸煮米饭时间及用水量成正相关。 3胶稠度 指小米蒸煮一定时间后,米汤中胶质的流动长度。 胶稠度反映了米胶冷却后的黏稠程度,与小米饭的柔软性有关。胶稠度与适口性呈正相关。胶稠度在67cm的品种,其米饭黏性适中,冷却后仍柔软,有光滑感,食味品质好;胶稠度在6cm以下品种,其米饭干燥,冷后发硬,适口性差。 胶稠度与糊化温度呈中度负相关。糊化温度高的品种其米胶质流动长度较短。 4其他因素 品种是影响小米食味质的主要因素。品种不同,小米的直链淀粉含量、糊化温度、胶稠

20、度不同。 收获期早晚,特别是提早收获,子粒灌浆尚未结束,小米中蛋白质、脂肪与淀粉等物质尚未完全充实,减少了固形物质,而影响食味品质。 肥料、土壤类型及光、温、水等气候因子的变化也会影响食味品质。 第四节 栽培技术 一、轮 作 谷子不宜连作,农谚: “重茬谷,坐着哭”,“倒茬如上粪”,轮作倒茬有利于充分利用土壤中营养元素,减轻病虫草害。 谷子对前作无严格要求,但以豆类作物最佳,“豆茬谷,享大福”。马铃薯、甘薯、麦类、玉米亦是较好的前作。 二、土壤耕作 (一)秋季深耕 春谷多在旱地种植,前作收获后应灭茬,及时深耕接纳雨水,提高水分利用率。农谚:“秋耕深一寸,顶上一车粪”,“秋天谷田划破皮,赛过春天

21、犁出泥”。“八月(阴历)深耕一碗油,九月深耕半碗油;十月深耕白打牛”。说明秋冬深耕越早越好。深耕以2530厘米为宜。耕后要耙耱,碎土块,保墒。 (二)春季整地 早春返浆期进行顶凌耙耱和镇压,防止土壤水分蒸发,是保苗和促进根系生长的重要措施,农谚:“早春不耙地,好比蒸馍跑了气。” 。 每次雨后也要及时耙地,既碎土块又保墒。农谚:“不怕谷子小,就怕坷拉咬”。 三、施 肥 谷子多在旱地种植,施用有机肥作基肥,应在耕地时一次性施入。一般施有机肥15000-30000kghm2,过磷酸钙600-750kghm2。有灌溉条件的地区在施足基肥的基础上,拔节期结合灌水追施尿素300-450kg/hm2,满足中

22、、后期对养分需要。 四、播 种 (一)品种选择 1、晋谷27号: 幼苗叶鞘浅紫色,株形直立,株高140厘米,穗圆筒形,穗吗大,排列较松,刚毛短,千粒重3.3克左右,白谷黄米,品质优良。 含蛋白质11.95%,脂肪3.62%,赖氨酸0.24%。晚熟,生育期128天左右。抗倒性强,花期短,灌浆速度快,不早衰,一般亩产250公斤左右。适期早播,长治地区适宜5月中旬播种;合理密植,留苗密度为30000株左右;基肥深施;中耕除草;及时防治钻心虫。适宜我省谷子晚熟区春播种植。 2、晋谷29号:山西省经作所选育,山西省审定。幼苗绿色,株高130-135厘米,主穗长20-22厘米,单穗重15.5克左右。穗长筒

23、形,松紧适中,刚毛短,千粒重3克左右,白谷黄米,品质优良。含蛋白质13.39%,脂肪5.04%,赖氨酸0.37%。中熟,生育期115天左右,比晋谷21号早熟5天左右。抗旱,田间有红叶病、白发病发生,但发病率比晋谷21号低。一般亩产300公斤左右。 适期播种,适宜播期5月中、下旬;合理密植,留苗密度为22000株左右;施足底肥,农家肥及化肥配合,一次底施;及时防治钻心虫;及时收获,防止鸟害。适宜我省谷子中晚熟区春播种植。 3、晋谷30号:山西省谷子所选育,山西省审定。幼苗绿色,主茎高120厘米左右,主穗长18-20厘米,单穗粒重18.5克左右。穗纺锤形,千粒重3克左右,黄谷黄米,品质优良。含蛋白

24、质11.28%,脂肪4.03%,赖氨酸0.32%。晚熟品种,生育期125天左右。生长势强,。抗旱,抗倒,丰产性好。对谷瘟病、黑穗病、红叶病、白发病有较强抗性,有纹枯病发生。一般亩产300公斤左右。适期播种,适宜播期5月中旬;合理密植,留苗密度为25000株左右;施足底肥,农家肥及化肥配合,一次底施;生育期间中耕三次;防治钻心虫。适宜我省谷子晚熟区春播种植。另外还有沁州黄、晋谷21号等。 (二)种子处理 清洗:播种前用清水清洗种子,除去砒谷和种子上的病菌孢子。 防治白发病:35瑞毒霉按种子重量的03-05拌种。 防治黑穗病:50多菌灵按种子重量的05拌种。 防治地下害虫:种子重量的0 1-02辛

25、硫磷闷种3-4h。 (三)播种期 播种过早病虫害较重,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”,影响穗粒发育,形成空壳和秕谷。 播种过晚,生育后期易受低温危害。 适宜播期能使苗期处于干旱少雨季节,有利于根系生长;拔节期处在雨季开始,有利于幼穗分化;抽穗期处在降雨高峰期;灌浆期处在雨季之后,日照充足,昼夜温差大,有利于干物质积累;成熟期赶在降温霜冻之前。 我国北方春谷多在4月下旬至5月上旬播种。 山西中部、晋东南,春播谷子以5月22日(小满)左右播种为宜。 (四)播种方式 条播,行距25-30cm。播量15225kghm2,播深4-5cm。播后及时镇压,如遇雨应及时破除板结。 北方春播留苗225万-45万株hm2,夏播留苗60万-75万株hm2为宜。 五、田间管理 1。间苗、定苗。谷子子粒小,一般播量大,出苗后幼苗密集。为了减少相互竞争,有利于幼苗生长,一般在35叶期间苗,67叶期定苗。定苗与中耕结合进行。 2。拔节期管理。结合中耕进行培土。拔节期如遇天旱,有灌溉条件的应及时灌水追肥。灌水以沟灌较好,避免大水漫灌造成倒伏。 3。生育后期注意防涝、防倒伏。 六、收 获 收获过早,子粒尚未完全成熟,造成批粒或不饱满;收获过晚,如遇大风穗粒相互摩擦造成落粒,或遇阴雨天气容易引起穗粒发芽,影响子粒品质。 当粒色变为本品种固有色泽,子粒变硬,应及时收获。 第

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