1、1第三章 谷子第一节 概 述一、谷子在国民经济中的地位谷子属禾本科，黍族，狗尾草属，又名粟，是我国主要栽培作物之一。（一）特点及地位。谷子耐旱、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，能防湿、防热、防虫、不易霉变，可长期保存，是重要的贮备粮食。谷子是我国北方地区主要粮食作物之一。在北方旱粮作物中仅次于小麦、玉米，居第三位，是调剂城乡人民生活不可缺少的作物，在作物生产中占有重要地位。（二）营养价值及用途1谷子壳后称小米，小米营养价值高，味美好吃。易消化，深受人民喜爱。据中国农科院分析，含蛋白质 7.5-17.5，平均 117，脂肪 3-4.6，平均 45，碳水化合物 728，
2、还含有人体所必需的氨基酸和钙、磷、铁及维生素 A、B1、胡萝卜素等。每百克小米可产生热量 1516 千焦，比大米、小麦面粉、高梁、玉米都高。此外还含有大量的人体所必需的氨基酸(每百克小米含蛋氨酸 297 毫克，色氨酸 194 毫克，赖氨酸334 毫克，苏氨酸 463 毫克)和钙、磷、铁、胡萝卜素等。对某些化学致癌物质有抵抗作用的维生素 E(5.59-22.36 毫克100 克小米)、硒(小米含量 25pm)的含量也很高。同时对动脉硬化、心脏病有医疗作用的维生素 B1 量更为突出，每百克小米含 103066 毫克。它是种很好的营养品，体弱多病和产妇食用具有较好的滋补、强身作用。小米除焖饭、煮粥等
3、直接食用外，还可加工煎饼、发糕、小米酥系列产品，如高蛋白酥卷、保健酥卷、强化酥卷和营养调味食品，如高级米酯、米酒饮料、冰淇淋以及酿酒、制糖等。2谷粒、谷糠、谷芽入药后主治多种病。3谷草营养价值高含粗蛋白质 3.16。粗脂肪 1.35。无氮浸出物 44.3，钙0.32，磷 0.14，高于其他禾本科牧草。接近豆科牧草，品质优良，适口性强，耐贮藏，经久不变，是大牲畜的优质饲料。谷糠既能酿酒做醋。又是家禽的好饲料，且能提炼谷浆油、糠醛等。二、谷子起源与分类（一）起源。国际公认谷子起源于我国，是世界和我国古老的栽培作物之。据对西安半坡遗址、磁山遗址、裴李岗遗址等出土的大量炭化谷子考证，谷子在我国有 50
4、008000 年的栽培历史。早在七八千年以前。中国已经培育出粟品种，在中原和华北的广大地区推广和种植。自商代直到秦汉，粟都被列为五谷之首。是广大人民的主要食粮。据历史资料记载，在隋唐期间谷子经朝鲜传入日本，元、明代开始传播到西伯利亚、欧洲及世界各地。又据谷子野生种遗传多样性研究结果表明，谷子遗传基因分为中国和欧洲两个基因2库，认为这两个基因库有独立驯化的可能性，为谷子的起源与演化充实了论据。刘润堂等对国内外谷子同工酶分析结果也表明，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。（二）分类。谷子类型的划分，常用的有以下几种：依穗型、稃色、
5、刚毛色、粒色等划分，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、红酒谷等；依植株叶色、鞘色、分蘖多少划分，如白秆谷、紫秆谷、青卡谷等；依据生育期划分，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)。三、谷子生产概况（一）世界。谷子在世界上分布很广，主要产区是亚洲东南部，非洲中部和中亚等地，以印度、中国、尼日利亚、尼泊尔、俄罗斯、马里等国栽培较多。据联合国粮农组织统计，今年来全世界粟类作物面积为 8 亿-10 亿亩，其中 24左右是谷子，主要分布在亚洲东南部、非洲
6、中部和中亚细亚等地。亚洲占世界谷子播种面积的 97.1，占世界谷子产量的96.7，就国家而言，以中国、印度、前苏联、巴基斯坦、马里、苏丹等栽培谷子较多。（二）中国。谷子是我国古老的栽培作物之一。早在六七千年前新石器时期黄河流域一带就大量种植，殷商时期已是人们的主食。我国是世界上谷子栽培面积最大，产量最多的国家。播种面积占世界播种面积的 90以上。谷子在我国分布极广，但主要分布在北纬32-48 和东经 108-130 之间的北方各省，其中种植面积较大的有河北、黑龙江、内蒙古、山西、吉林、辽宁、山东、河南、陕西、甘肃、宁夏等省(自治区)。以淮河以北到黑龙江的广大地区种植面积最大，占全国谷子面积的
7、99以上。据 19962000 年中国农业统计资料统计，全国谷子种植面积 125 万一 152 万 hm2，占全国粮食作物种植面积的 1.214；总产量 213 万357 万 t，占全国粮食总产量的 0507；平均单产16042359kg/hm2。随着优良品种推广和栽培技术改进，提高谷子品质和生产效益将成为今后我国谷子生产发展方向。（三）山西。山西是我国谷子的重点产区之一，种植面积居全国第四位。常年播种面积 570 万亩，其中春播谷子以长治、晋城南、晋中较多，吕梁、雁北、忻州次之，运城、临汾夏谷较多。全省平均亩产 150-200 公斤。近年来由于推广良种，改进栽培技术，谷子单产水平有所提高，各
8、地涌现出一些高产典型。如山西省壶关县晋庄村自 1970 年以来，400 亩旱地谷单产连续稳定在 400 公斤左右。随着生产条件的改善和科学技术的进步，谷子产量也会有进一步的提高。四、谷子种植区划（一）全国谷子种植区划。根据我国各地自然条件、地理纬度、种植方式和品种类型，全国可划分为四个谷子产区。1东北春谷区 包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部。地处北纬 40-48。 ，海拔 204400m。无霜期3120 一 170 d，日照时数 14 一 15h。年平均气温 28，降雨量 400700mm。一年一熟，常与大豆、高粱、玉米轮作。栽培品种多为单秆、大穗，生长繁茂型品种。2华北平原夏谷区 包括河南
9、、河北、山东等省。地处北纬 33-39 之间的平原地区，海拔高度在 50m 以下，地势平坦。无霜期 150250d，日照时数 13-14h。年平均气温 12-16，年平均降雨量 400900mm。土质以褐色土为主。冬小麦收获后复种谷子。本区丘陵山地有少量的春谷栽培。栽培品种生育期短，植株矮、穗大、粒大。3内蒙古高原春谷区包括内蒙古、河北省的张家口市、山西大同、朔州市。地处北纬 4048-48。48 ，海拔 1500m 以上。地势高寒，无霜期 125140d。日照时数 14h 以上。年平均气温 257，年降雨量 250mm，土质以栗钙土为主。一年一熟，与玉米、高粱、马铃薯轮作。栽培品种生育期短，
10、矮秆、大穗。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、甘肃等省(自治区)。地处北纬 30。-40。 ，海拔6001000m，无霜期 150-200d，日照时数 14h 左右，年平均气温 715，年降雨量 350一 600mm，土质为棕钙土和褐色土。春播为主，在平川地区小麦收获后种植夏谷。一年一熟或两年三熟。（二）山西谷子种植区划1春播早熟区。 东起五台山南麓，沿云中山东侧和南侧至吕梁山北段，经芦芽山和管涔山西侧一线与山西省北界所包括的广大地区，还包括中部和南部的高山地带。该区纬度 38.11 一39.6N，海拔 1023.6-1403.6 米，5-9 月平均气温 16.4-18
11、.4，5-9 月降雨 346-440.1 毫米，7-9 月光照时数 677.5-735.5 小时，9 月昼夜温差 12.7-13.8，风沙大，耕作粗放，一年一作。栽培品种为早、中早和中熟种。栽培良种主要有：张纯一、八道沟、晋谷 4 号、晋谷 9 号、忻谷 4 号、盂县大黄谷等。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。地处纬度 36.96-37.31 度。 ，海拔 1020.71115.2 米，5-9 月平均气温 19左右，5-9 月降雨量 432.0-485.6 毫米，9 月昼夜温差 9.96-11.8，西部水土流失严重，一年一作。栽培品种以中晚熟种为主，兼有晚熟种。北部
12、为大穗型，千粒重高，南部干粒重较低。西山品种耐旱耐瘠。栽培良种有晋谷 10 号、盂县大黄谷。东山品种丰产性好，主要有晋谷 10 号、晋谷 12 号、晋谷 13 号、晋谷 14 号等。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，吕梁西侧的黄土高原南段，晋西北黄河沿岸的河曲、保德河谷地带。地处纬度 36.57-38.48N，海拔 832.7983 米，5-9月平均气温 19.7-20.1，5-9 月降雨量 374.7-463.3 毫米，7-9 月日照时数 644.4-709.5小时，土壤较肥沃，以一年一作为主，有少量麦田复播。该区谷子产量高，是商品小米的主要产区。栽培品种上党盆地以
13、晚熟种为主，植株高大，丰产性强，栽培主要良种有沁州4黄、晋谷 21 号、晋谷 14 号、晋谷 2 号。其余地区以中熟种为主，叶片较窄，抗旱性强，千粒重高。栽培良种主要有晋谷 10 号、晋谷 12 号、晋谷 6 号。4复播区 包括晋中平川、临汾盆地、运城盆地、中条山区、黎城和平顺的漳河河谷以及沁水县城以北地区。地处纬度 35.45-37.08N。 ，海拔 484.9-754.3 米，5-9 月平均气温 20.6-23，7-9 月光照时数 653.2-665.3 小时，5-9 月降雨量 394.2-397.5 毫米。北部为春夏谷交错区。南部以复播为主。本区为一年两熟制。春播品种为晚熟种，夏播品种有
14、中早熟、中熟、中晚熟种，植株较矮。栽培主要良种有晋谷 10 号、晋谷 14 号、晋谷 11 号、晋谷 13 号等。第二节 谷子栽培的生物学基础一、谷子的生育期、生育阶段及生育时期(一)谷子的生育期谷子由种子萌发至成熟称全生育期。从出苗到成熟所经历的天数称生育期。谷子生育期长短，不同品种、不问地区差异很大，同品种不同地区种植或同一品种由于播种不同生育期长短也有很大变比， 。春谷类型品种生育期为 80-140 天。生产上常把生育期少于110 天的品种定为早熟品种；111-125 天的品种定为中熟品种；125 天以上的品种定为晚熟品种。夏谷生育期 70-80 天的品种为早熟品种；80-90 天的品种
15、为中熟品种，90 天以上的品种为晚熟品种。（二）谷子的生育阶段包括三个生长阶段，即营养生长阶段（又叫生育前期） 、营养生长阶段与生殖生长并进阶段（又叫生育中期）和生殖生长阶段（又叫生育后期） 。营养生长阶段指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，春谷为 4555d，夏谷为 2230 d；营养生长与生殖生长并进阶段指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，春谷为 2528d，夏谷为 1820d；生殖生长阶段指抽穗期到子粒成熟期，是谷子穗粒重的决定期，春谷为 40 一 60 d，夏谷为 4250d。生育前期为幼苗质量决定期，中期是
16、穗花数决定期，后期是穗重决定期。（三）谷子的生育时期全生育期又可分为五个小阶段。1。从种子萌发出苗到分蘖为幼苗期，这阶段春播条件经历 25-30 天，夏播需 12-15天。2。从分蘖到拔节为分蘖拔节期，春谷为 20-25 天，夏谷 10-15 天，此阶段是谷子根系生长的第一个高峰时期，又是谷子一生中最抗旱的时期；3。从拔节到抽穗为孕穗期，春谷需 25-28 天。夏谷经历 18-20 天，是谷子根茎叶生长最旺盛时期，是根系生长的第二个高峰期，同时又是幼穗分化发育形成时期； 4。自抽穗经过开花受精到籽粒开始灌浆为抽穗开花期。春谷经历 15-20 天，夏谷经历 12-15 天，是开花结实的决定期，是
17、谷子一生对水分养分吸收的高峰时期，要求温度最高，怕阴雨、怕干旱；55。自籽粒灌浆开始到籽粒完全成熟为灌浆成熟期，春谷经历 35-40 天。夏谷经历 30-35 天，是籽粒质量决定时期。二、谷子的生长发育(一)种子萌发与出苗谷子发芽的适宜温度 1525、最低温度 6、最高温度 30。谷子种子发芽需水较少，吸水约占种子重量的 25。适宜的发芽含水量为 30-35，种子发芽最适宜的土壤含水量为 50左右。成熟的种子在适宜的水分、温度和空气条件下， ，便能萌动发芽，种子萌发经过吸水膨胀、物质转化和幼胚生长三个过程。种子萌发时，首先吸水膨胀，达到饱和，然后呼吸作用增强，各种酶类开始活动，在各种酶的作用下
18、，胚乳内所含淀粉、脂肪和蛋白质等比较复杂的有机物质转化为简单的碳水化合物和可溶性的含氮化合物，为胚能直接吸收利用的营养物质。在呼吸过程中，释放的能量能满足谷子幼胚生长对能量的要求。在适宜的温度、水分和通气条件下，胚根鞘伸长，突破种皮，随即胚芽鞘也胀破种皮而出，胚芽鞘不断地向地面伸长，露出地面，形成一片鞘叶不再生长，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。通常把第一叶露出地面 1 厘米称为出苗。(二)根的生长谷子为须根系，由初生根与次生根和支持根三种根群组成。1种子根。种子萌发时，首先长出一条种子根(胚根)即初生根，初生根再生侧根。初生根人土较浅、一般为 2030cm 深的可达
19、40cm 以上，向四周扩展，吸收水分和养分供给幼苗生长，种子根伸长 5-10 天即发生极细的支根，从土壤中吸收水分和养分，供幼苗生长。至 17-18天就能形成相当范围的根群。到播后 45 天左右，种子根入土达最大深度，且停止生长。种子根抗旱能力较强，对抗旱保苗具有重要作用。它的寿命一般维持两个月左右。2次生根。幼苗 4 叶时，主茎地下 67 节处发生次生根，人土深度可达 100cm 以上，水平分布达 40-50cm，主要分布在 30cm 耕层内。次生根是由幼茎节的分生组织表层分化形成的，着生在近地表的茎节上。根原始体于三叶期开始分化，到 8-9 片叶时，大部分次生根分化完成。3-4 片叶时开始
20、生长，拔节期速度加快。孕穗期达到高峰，至旗叶外露时生长速度显著减慢，抽穗前后停止生长。谷子一般有 7-9 层，60-90 条次生根，分蘖可长 2-3 轮次生根。早期形成的最下面的 4 层次生根密集在一起，根径小，近似水平分布。从第五层开始，越往上层根数和根量渐多，直径越大，入土角度越陡，形成谷子一生中吸收力最强的主体根系。次生根向四周伸展 5O 厘米左右，向深扎可达 100-150 厘米抽穗前在近地表的茎节上也可发生气生根。苗期根系生长较快，根重约占全株干重的 25。随着生长根的比例下降，拔节期根重占全株干物重的 20。孕穗期根量有所增加，以后逐渐降低，抽穗期根重只占全株干重的 56。3支持根
21、（气生根） 。抽穗前，在靠近地面的几个茎节上长出 2-3 轮气生根，有吸收水分、养分和支持茎秆防止倒伏的作用。6谷子根群主要分布在 50 厘米以内的土层中，在 30 厘米的表土内分布最多。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。分蘖性强的品种分蘖可达 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，营养条件较好的情况下分蘖较多，相反情况下分蘖较少。分蘖大都和主茎一样，能正常抽穗结实。所以在生产条件不良，耕作条件较差，病虫灾害较重地区，分蘖弥
22、补缺苗，保证种植密度，可获得较稳定的产量。(四)叶的生长谷子叶为长披针形。叶是生长点初生突起形成的叶原基逐渐发育而成的，叶由叶片、叶舌、叶枕及叶鞘组成，无叶耳。一般主茎叶为 15-25 片，个别早熟品种只有 10 片。基部叶片较小，中部叶片较长，长 2060cm，宽 24cm，上部叶片逐步变小。不同品种和不同栽培条件下，单叶数目及叶面积亦有变化。谷子第一叶椭圆形，称猫耳叶，其他叶呈披针形，最后一片叶短而阔，称旗叶。谷子出苗前，来源于胚芽的 l-5 片叶已分化形成。出苗到拔节期间分化形成 6-20 片叶。拔节后开始分化 20-24 片叶。叶片生长过程，可分为三个阶段：一是叶片分化期，从叶原基分化
23、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。谷子相邻两心叶出现的时间间隔，各叶之间不一样，相差很大。拔节前 1-9 叶，出叶速度较慢。两叶出生间隔 4-5 天。10 叶后出叶速度加快，两叶间隔 3-4 天。18 叶后的几片叶相距更近，有时两叶几乎同时出现。叶片伸长期，各叶片伸长经历的时间不一样，基部 1-3 叶最短，仅有 10-12 天；10 叶以下，和 20 叶以上各叶，时间稍长，为 15-20 天，中部 ll-19 叶时间最长，要经历 25 天以上。叶片功能期长短差别很大，茎部 1-8 叶功能期最短，只有 30-50天；9-18
24、 叶功能期最长，要持续 70-90 天；19 叶以后叶片功能期一直能维持到完熟以后。由于生育阶段的不同，各节位叶形成的时间不同，在器官建成上的作用不同。故将全株茎叶划分为几个叶组。由下向上 1-12 片叶，称根叶组，是决定谷苗质量和根系生长好坏的功能叶组；12-19 片叶称穗叶组，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；19-24 片叶，称粒叶组，是抽穗后对籽粒形成起主要作用的功能叶组。(五)茎的生长谷子茎直立，圆柱形。茎高 60 一 150cm。茎节数 1525 节，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
25、。下部节间开始伸长称拔节。初期茎秆生长较慢，随着生育进程生长加快，孕穗期生长最快，1 日可达 57cm，以后逐步减缓，开花期茎秆停止生长。(六)幼穗分化形成1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 13 级分枝。小穗着生在第 3 级分枝上，小穗基部有刚毛 35 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(图 62)。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。完全花的外稃稍大，成熟后7质硬而有光泽，颜色因品种而异。雌蕊柱头羽毛状分叉，3 枚雄蕊，子房基部侧生 2 个浆片，开花时柱头和雄
26、蕊伸出颖外，子房受精后结子 1 粒。每个谷穗有小穗 300010000 个。由于穗轴一级分枝长短不同，以及穗轴顶端分叉的有无，构成了不同穗型。常见的穗型有纺锤形、圆筒形、棍棒形、鞭形、鸭嘴形和龙爪形等。2穗分化过程（阅读）(1)生长锥未伸长期。生长锥未伸长，仍保持营养生长时期的特点。基部是最初的叶原基，顶部为光滑无色的半球形突起，长宽比1：1(图 6 3)。(2)生长锥伸长期。当谷苗长出 12-13 个叶片时(春谷，中晚熟品种)，茎顶端生长点开始伸长，长度大于原来半球形突起时的宽度。生长锥伸长时间约 12d。(3)枝梗分化期。植株长出 1516 片叶时，在伸长的生长锥上出现 6 排乳头状的突起
27、，而后逐渐发育成为 1 级分枝。l 级分枝原始体膨大呈三角形的扁平圆锥体，在扁平圆锥体上出现互生两行排列的 2 级分枝原始体突起。在 2 级分枝原始体上，以垂直方向分化出第3 级分枝原始突起。枝梗分化约需 13d，枝梗分化期是决定谷子穗码大小、小穗与小花多少的关键时期。(4)小穗分化期。当植株长出 1617 片叶时，在 3 级分枝顶端长出乳头状的小穗原基。这些小稳原始体在分化中发生变化，一种是小穗原始体继续膨大，分化成为小穗；另一种是小穗原始体不再继续膨大，而是延长，发育成刚毛。此时期如遇干旱，小穗原始体的膨大就要受到影响。(5)小花分化期。植株长出 1718 片叶时进入小花分化期。每个膨大的
28、小穗原始体分化出两个小花原始体，最先分化的一朵小花(下位花)，只形成外稃与内稃，为不完全花，只有靠上方的第二朵小花(上位花)，继续分化。出现 1 个外稃、1 个内稃、3 个花药和羽毛状分枝柱头及子房，为完全花。小穗和小花分化大约需 10d。花药分化成花粉母细胞，经四分体发育成花粉粒。此期对外界条件反应敏感，干旱、低温都会引起雌雄蕊发育不完全，增加不孕花。(七)抽穗开花与子粒形成谷子从抽穗开始到全穗抽出，需要 38d。一般主稳开花期为 15d 左右，分蘖穗开花7-15d。开花第 36d 进入盛花期，适宜温度为 1822，相对湿度为 70-90。每日开花为两个高峰，以 68 时和 2l-22 时开
29、花数量最多，中午和下午开花很少或根本不开花。每朵小花开放时间需 70140min。开花授粉后，子房开始膨大，胚乳和胚同时发育，进入子粒灌浆期。子粒灌浆分为三个时期；缓慢增长期，开花后的一周之内，灌浆速度缓慢，干物质积累量占全穗总重量的 20左右；灌浆高峰期，开花后 725d，于物质积累量占全穗总重量的 65一70。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量的 10一 15。三、谷子对环境条件的要求(一)对温度的要求谷子是喜温作物，对热量要求较高。完成生长发育要求积温在 16003000之间，生8育期短的品种要求低一点，生育期长的品种要求高一些。
30、据山西农科院作物遗传所研究，在太原地区，早熟品种积温为 21402695.6，中熟品种为 2321.52943.7，晚熟品种为 2352.33039.6。谷子对积温的要求比较稳定，达不到生长发育的要求，会延缓生长发育的速度，使霜前不能成熟。种子发芽最低温度 68，适宜温度为 15-25，2425时发芽最快，最高为 30。幼苗不耐低温，在 12条件下易受冻害，甚至死亡。幼苗生长（从出苗至分蘖）适宜的温度为 20。拔节至抽穗是营养生长与生殖生长并进阶段，要求较高的温度，适宜温度为 2225，温度低于 13不能抽穗。谷子开花授粉期间，适宜温度为 18-21，气温过高，影响花粉生活力和授粉，温度低于
31、17，则花药不开裂，花器易受障碍型冷害。谷子灌浆时适宜温度是 20-22，温度过高过低对灌浆均不利。低于 20或高于 23，对灌浆不利，特别在阴天、低温和多雨的情况下，延迟成熟，砒谷增多，张履鹏研究证明，灌浆期日均温低于 20，秕谷率达 1/3-1/2，降到 15以下时，全部为秕籽。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)谷子需水规律谷子比较耐旱。蒸腾系数为 14227l，平均为 257，低于高粱(322)、玉米(368)和小麦(513)。谷子不同阶段生长中心不同，对水分要求有很大差异。1种子发芽阶段，对水分要求很少，吸水量达种子重量的 26就可发芽。
32、耕层土壤含水量达 9-15就能满足发芽对水分的要求。春季土壤水分过多，导致土壤温度降低，对发芽不利。2谷子出苗至拔节。生长发育以根系建成为中心，苗小叶少需水最少。耗水量约占全生育期的 6.1。苗期耐旱性很强，能忍受暂时的严重干旱，抗旱性很强。即使土壤含水量下降到 10以下，仍可暂时维持生长。下降到 5，仍不致旱死，一旦得到水分又可迅速恢复生长。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。农谚有“小苗旱个死，老来一肚籽” ， “有钱难买五月旱” ，说明苗期干旱的好处。3谷子拔节到抽穗。后生长中心由地下根系转移到地上部分，茎叶生长迅速，叶面蒸腾剧增，特别是穗分化
33、开始以后，生殖生长和营养生长并进，对水分要求大量增加，到抽穗期达到高峰。拔节至抽穗是谷子需水量最多时期，不耐旱，耗水量占全生育期的65（50一 70） 。特别是小花原基分化到花粉母细跑四分体时期对干旱反应特别敏感，是谷子需水的临界期。在幼穗分化初期遇到干旱即“胎里旱” ，会影响 3 级枝梗和小穗小花分化，减少小穗小花数目；穗分化后期，花粉母细胞减数分裂的四分体时期遇到干旱，叫“卡脖旱”则会使花粉发育不良或抽不出穗，造成严重干码，产生大量空壳、砒谷。这时干旱严重影响小花分化及花粉粒形成，造成结实率显著降低而减产，即使以后水分条件得到改善，所受到的影响也不能挽回。所以群众说：“谷怕胎里旱” ，要“
34、拖泥秀谷穗” 。4从受精到成熟。需水量占全生育期总需水量的 30一 40，是决定穗重和粒重的关键时期。谷子进入灌浆期对干旱反应也比较敏感，如水分不足，使灌浆受阻，秕谷增加，穗粒重减轻，造成减产。灌浆期干旱称“夹秋旱” ，农谚有“前期旱不算旱，后期旱产量9减一半” 。说明灌浆期不能干旱。为保证茎叶制造的营养物质向籽粒输送，仍需充足水分，要求土壤含水量不低于 17，此期耗水占全生育期的 19.3。灌浆后期直到成熟，对水分要求渐少，耗水量约占全生育期的 9.6。此时土壤水分过多，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)
35、谷子的光周期反应及对光的要求1光周期反应。谷子是短日照作物，在生长发育过程中，需要较长的黑暗与较短的光照交替条件，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。谷子在抽穗前，每天日照 15 小时以上，大多数品种不向生殖生长转化。停留在营养生长阶段，生育期延长；每天 12 小时以下，则缩短营养生长，迅速转入生殖生长，发育加快，提早抽穗。谷子一般在出苗后 5-7 天进入光照阶段。在 8-10 小时的短日照条件下，经过 10 天即可完成光照阶段。不同品种对日照反应不同，一般春播品种较夏播品种反应敏感，红绿苗品种较黄绿苗品种反应敏感。在引种时必须考虑到品种的日照特性。低纬度地
36、区品种引到高纬度地区或低海拔地区的品种引到高海拔地区种植，由于日照延长，气温降低，抽穗期延迟。相反引种，生长发育加快，生育期缩短，成熟提早。2对光强的要求。谷子是喜光作物，在光照充足的条件下，光合效率很高，但在光照减弱的情况下，光补偿点高，光合生产率低。谷子具有不耐阴特性，尽量避免与高秆作物间作。在幼苗期，光照充足，有利于形成壮苗。在穗分化前缩短光照，能加快幼穗分化速度，但使穗长、枝梗数和小穗数减少；延长光照，穗能延长分化时间，增加枝梗和小穗数。在穗分化后期，即花粉母细胞的四分体分化时，对光照强弱反应敏感。此时光弱，就会影响花粉的分化，降低花粉的受精能力。空壳增多。在灌浆成熟期，也需要充足的光
37、照条件，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。谷子是 C4 作物，净光合强度(CO2)较高，一般为 2526mg/dm2h，超过小麦，二氧化碳补偿点和光呼吸都比较低。(四)对养分的要求据测定，每生产子粒 100kg，一般需要从土壤中吸收氮素 2530kg、磷素 1214kg、钾素 2038kg，氮、磷、钾比例大致为 1：05：08。不同生育阶段，对氮、磷、钾三要素的要求不同。出苗至拔节需氮较少，占全生育期需氮量的 4一 6；拔节至抽穗需氮最多，占全生育期需氮量的 45一 50；子粒灌浆期需氮量减少，占全生育期需氮量的 30以上。据李东辉应用 32P
38、对谷子吸磷规律研究，磷素在生育周期内极为活跃，不同发育时期对磷的吸收与分配不同。叶原基分化期，磷素主要分配在新生的心叶，其脉冲数占全株总数的 196；生长锥伸长期，主要分配在生长锥、幼茎，占全株总量的 10；技梗分化与小穗分化期是需磷的高峰期，主要分配在幼穗，占全株总量的2095。此后，抽穗、开花、乳熟期，磷素在植株各器官呈均匀状态分布。例如，抽穗阶段，32P 分布在叶片为 3-87、叶鞘 34一 49，茎 41一 46、穗4。5。幼苗期吸收钾素较少，拔节到抽穗前是吸钾高峰期。据王纪泽报道，抽穗前 28d10内每公顷积累钾 13695kg，占全生育期积累量的 507，吸收强度为 489kg/h
39、m2日，抽穗后又逐渐减少。(以下内容供参考：谷子对养分的要求 谷子是耐旱耐瘠作物，但要获得高产，必须充分满足其对养分的要求。据西北农学院资料，春谷每生产 100 公斤籽粒，需从土壤中吸收氮 2-4.75 公斤，磷 0.5-2.8 公斤，钾 2-5.7 公斤。谷子不同阶段，对氮、磷、钾三要素的要求不同。氮是构成植物体内蛋白质、叶绿素等的主要成分，氮素不足，植株矮小。叶片较少，窄而薄面积小。色黄绿，穗小粒少。产量低。氮素过多，茎叶徒长，贪青晚熟，秆软倒伏，降低产量。据试验，谷子拔节前生长缓慢，需氮较少，需氮素占一生需氮总量的 1-7。拔节后吸氮量增加，孕穗阶段吸氮量最多，为全生育期的 60-70。
40、开花期需氮也较多，吸收强度较大，吸收量占全生育期的 20左右。开花以后吸收能力大为减弱，需氮量仅为全生育期的 2-6。谷子不同生育阶段，由于生长中心不同，氮素在各器官的分配也不同。幼苗阶段，生长中心是根系建成，所以苗期根中氮素积累较多，以后逐渐降低。拔节以后，生长中心转移到地上部，氮素主要分配在地上营养器官。孕穗期茎叶中氮素积累占整个积累的 90.2。抽穗开花后生长中心转移到穗子生长和籽粒建成，营养器官中氮素量逐渐减少，在穗中分配量逐渐增加。开花后穗部含氮量急剧增加，这些氮除根从土壤中吸收一小部分外，主要是体内氮的再利用，91左右由营养器官运转而来。磷是谷子生长发育的重要营养元素，是构成细胞原
41、生质，细胞核里的磷脂、核蛋白、染色体的重要成分；能促进光合作用、呼吸作用，促进碳水化合物、蛋白质的正常代谢，对增强抗逆性提高产量和品质有重要作用。如果缺乏磷素，影响细胞分裂和新细胞形成，根系发育差，叶片呈紫红色条斑，延迟成熟。谷子不同生育阶段，对磷的吸收不同。总的来说是前期吸磷较少，中后期较多，成熟期也较少。据应用示踪元素 P32 土壤施磷试验，磷在谷子生长周期内极为活跃。吸收后主要集中在当时的生长中心，幼嫩部分。叶原基分化期，磷素主要分配在新生心叶，其脉冲数占全株总数的 19.6。生长锥伸长期，以分配在生长锥、幼茎为主，占全株总数的 10；枝梗分化期、小穗分化期。是谷子需磷的高峰期，主要分配
42、在幼穗，占全株总数的 20.95；抽穗开花乳熟期，磷素在植株各器官呈均匀状态分布。生育后期磷在植株体内迅速地向穗部转移，供籽粒建成。河北张家口地区农科所化验分析资料证明，谷子穗部的磷素主要是生育前期营养器官积累的再利用，土壤施磷向穗部运转很少。钾对谷子茎秆组织的坚韧和籽粒灌浆速度都有影响，能促谷子对氮磷的吸收。缺钾时植株矮小，茎叶柔嫩，叶片变黄逐渐干枯，抗倒伏和抗病能力减弱。谷子不同阶段对钾的吸收不同，幼苗期吸收钾较少，大致在 5左右。拔节到抽穗前是吸收钾的高峰期。据报道，抽穗前 28 天内每亩谷子积累钾 9.13 公斤。占全生育期积累量的 50.7，吸收强度为0.326 公斤亩*日。抽穗后又
43、逐渐减少。在生育前期，钾在叶片和茎中差不多各占地上部总量的一半。到抽穗时叶片钾的含量显著减少，仅占地上部的 13.3，而茎中钾的含量却显著增加，占地上部总量的 78.78，抽穗后吸收较少，从开花到成熟，体内钾向穗、茎的中上部和根运转。谷子除需氮、磷、钾外，还需要多种元素。但需要量甚微。近年来试验，施用微肥锌、11铂、锰、硼等都有增产作用。 ）(五)对土壤的要求谷子对土壤要求不甚严格。黏土、砂土都可种植。但以土层深厚、结构良好、有机质含量较丰富的砂质壤土或黏质壤土最为适宜。谷子喜干燥、怕涝，尤其在生育后期，土壤水分过多，容易发生烂根，造成早枯死熟，应及时排水。谷子适宜在微酸和中性土壤上生长。谷子
44、抗碱性较弱，在土壤含盐量达到 0.21-0.41时，生长受到抑制，达到0.41-0.52时，植株受到严重的抑制或死亡。（以下内容供参考：谷子对土壤的要求 谷子对土壤要求不十分严格，无论是黑土、褐土、黄土或是粘土、壤土、砂土都能生长。但适宜的土壤则是土层深厚，结构良好，有机质含量较高，质地松软的壤土、砂质壤土或粘质壤土。谷子性喜高燥，后期怕涝。故以地势高燥，通风透光，排水良好的岭坡地种植好。而窝风下湿低洼地则不宜种谷。谷子适宜种于中性土壤，但具有一定耐酸能力，近年来我国南方一些红壤地区，pH 值在 4.5-5.5 之间，试种谷子也获成功。有的地方并把它作为开发利用红壤的先锋作物。谷子抗碱性较弱，
45、在土壤含盐量达到 0.21-0.41时，生长受到抑制，达到 0.41-0.52时，植株受到严重的抑制或死亡。 ）第三节 谷子的产量形成与品质一、谷子的产量形成（一）干物质积累与分配谷子一生干物质积累可分为三个阶段：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。据测定，苗期和拔节期地下部干重为地上部干重的 23-91，而拔节以后根系虽然发展，但与地上部相比比值下降，仅为 5-9。拔节至抽穗为营养生长与生殖生长并进阶段，这个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，这一时期群体干物质
46、积累量占全生育期总积累量的 476左右。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，营养器官贮存的部分有机物质也开始不断向子粒运转。据测定，穗部干物质重量的 92是来自抽穗以后的同化作用，8左右是来自抽穗前茎、叶、鞘物质贮存。据朱佩华测定，这一阶段干物质积累量占全生育期总积累量的 477，即光合产物占一生总积累量的 12 左右。茎鞘、叶片和穗各器官干物质重量分配比例分别以 37、15、48左右为适宜。生产子粒7500kghm2 群体，地上部干物质重量需达到 15000kg/hm2 左右。在开花期应达到7500kg/hm2。（二）叶面积动态变化从出苗到拔节为缓慢增长期
47、，叶面积指数以 05 一 l 为宜。拔节到抽穗，叶面积发展迅速，至抽穗开花达到最大值，为直线增长期，以 45 为宜。抽穗到乳熟期，叶面积指数达到最大值后为稳定期，能保持在 30d 以上不下降或变动很小，稳定期长，有利于提高结实率。从蜡熟至完熟期，叶面积指数逐渐下降为衰亡期，保持在 32 为宜。12（以下供参考：谷子产量形成的生理基础要提高谷子产量，关键是增加干物质积累水平。谷子 90-95的干物质是光合作用制造的。所以提高作物光合作用效率是提高谷子产量的生理基础。*干物质积累与分配 谷子一生干物质积累可分为三个阶段：第一阶段，从出苗至拔节、生长锥伸长。这一阶段是营养生长期，茎、叶生长缓慢，根系
48、生长快。干物质积累量少仅占全生育期积累总量的 4.7左右，光合产物主要用于形成营养器官根、茎、叶、鞘。其中根系又是分配中心。第二阶段认生长锥伸长至抽穗开花。谷子拔节以后，由根系生长转移到地上部生长。干物质积累分配中心由根系转移到茎、叶、鞘、穗。这时期是谷子一生中生长最旺盛时期。干物质积累占全生育期积累总量的 47.6左右。第三阶段从开花到灌浆成熟。谷子抽穗后，营养生长基本结束，完全转入生殖生长阶段，这时干物质积累约占全生育期积累总量的 47.7左右，主要用于形成生殖器官，大量有机物质运转到籽粒中去。谷子不同时期不同器官干物质积累速度不同。拔节前叶、叶鞘于物质积累最快，拔节后茎干物质积累最快，其
49、他器官依次是叶、鞘、根、穗。抽穗后穗干物质积累最快，其余依次是茎、叶、根、鞘。灌浆后只有穗干物质迅速增加，茎、叶、鞘、根养分向穗部转移，干物质逐渐减少。从地上地下干物质积累来看，拔节前地下干物质积累大于地上，地下与地上干物质积累比逐渐增大。拔节后，地下干物质积累小于地上，干物质积累比逐渐变小。*谷田叶面积动态变化 影响谷子干物质生产的因素有三个，即：光合面积光合时间光合效率生物产量。叶片是最主要的光合器官。谷田群体叶面积消长变化，决定谷田光合面积的大小和光合时间的长短，而光合效率的高低主要也是通过叶片的功能来体现的。所以叶面积是于物质生产中一个最活跃的因素。叶面积大，光合面积大，干物质积累多，产量高。体现叶面积一般用叶面积
