冬播对旱作区不同熟期糜子生...、水分利用效率及品质的影响_李凯.pdf

李 凯，程炳文，罗世武，等 冬播对旱作区不同熟期糜子生长特性、水分利用效率及品质的影响 江苏农业科学，（）：冬冬播播对对旱旱作作区区不不同同熟熟期期糜糜子子生生长长特特性性、水水分分利利用用效效率率及及品品质质的的影影响响李 凯，程炳文，罗世武，王 湛，杨军学，王 勇，张尚沛，张晓娟（宁夏农林科学院固原分院 宁夏旱作农业工程技术中心，宁夏固原）摘要：为了明确冬播对旱作区不同熟期糜子生长特性、水分利用效率及品质的影响，以宁糜 号（中熟品种）和陇糜 号（晚熟品种）为研究对象，设置冬播覆膜种植（）、冬播露地种植（）、春播覆膜种植（）种不同栽培方式。结果表明，冬播条件下，糜子抽穗后主茎总干物质和籽粒干物质积累量逐渐增加，处理在成熟期表现最高，其他各器官干物质积累量表现先增加后降低；冬播糜子增熵效应苗期最明显，、处理 土层平均含水量宁糜 号分别提高、，陇糜 号分别提高、；相比其他处理，宁糜 号和陇糜 号 处理产量显著增加，分别较 增产 、，处理与 差异不显著；相比，处理水分利用效率宁糜 号显著提高，陇糜 号提高，但 处理优势并不明显；宁糜 号和陇糜 号各处理籽粒蛋白质含量高于 ，其中宁糜 号 处理与 处理间差异显著，籽粒脂肪和淀粉含量 处理和 处理显著高于，与 处理间差异不显著。综上结果，冬播栽培模式对不同熟期糜子干物质量积累、产量、水分利用效率及品质有一定提升作用，尤其是覆膜冬播模式下糜子中熟品种（宁糜 号）的抗旱增产效应表现更加突出。关键词：糜子；冬播；产量；水分利用效率；品质 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：宁夏回族自治区自然科学基金（编号：）；宁夏回族自治区重点研发计划（编号：、）；宁夏回族自治区农业科技自主创新资金（编号：）；宁夏小杂粮创新团队项目（编号：）。作者简介：李 凯（），男，宁夏固原人，硕士，助理研究员，主要从事作物栽培与耕作研究。：。糜子（）属禾本科黍作物，是在我国拥有非常悠久栽培历史的杂粮作物之一，因其具耐瘠薄、生育期短、抗旱性强、水分利用率高等优势特性，在我国黄土高原旱作区作为一种“抗旱救灾”作物得到了广泛种植，并由杂粮作物逐渐发展成为西北地区具有稳定生产力的健康绿色的主粮作物之一。目前，我国现代农业生产在提高糜子生产效率方面的耕作栽培措施比较多，其中主要研究的方向有深耕、间作、覆膜、肥料调控等，而有关冬播糜子特色栽培措施方面的研究报道鲜少。在 年，农民通过“冬月种谷法”首次将冬播技术应用于大田生产当中，这种栽培方法可以有效加强对冬季降水的利用，从而避免了过度干旱对春播造成的影响，也有利于农忙时节劳动力的调整。有关冬播栽培技术的使用虽然有历史记载，但应用研究的深度和范围很有限。随着我国农业科研技术的发展，冬播栽培技术早期在谷子方面的初步研究发现，产量比春播增产 ，并且冬天播种谷子可以调节农时，避免春季干旱，从而保证苗全苗壮。近年来，姚建民等研究了生物降解渗水地膜覆盖对冬播谷子生长发育的影响，指出冬播谷子可以安全越冬且出苗率好，平均出苗率为 ，发育比春播谷子提前 ，冬播谷子具有明显的早熟和抗旱增产作用；李凯等研究了不同冬播栽培模式对糜子生长特性及产量的影响，指出冬播糜子出苗率达到 以上，生育时期提前 ，生育期延长 ，产量性状不同程度提高，增加。糜子的众多优势特性中，抗旱性最为突出并优于大多数粮食作物，但在西北大部分糜子主产区，干旱少雨等不良气候依然是影响糜子正常生长的主要因素。目前，针对通过栽培措施对糜子生长特性、水分利用效率等方面的相关研究来挖掘糜子抗旱潜能途径的报道比较普遍，但关于冬播对旱作区江苏农业科学 年第 卷第 期糜子生长特性、水分利用效率及品质的研究未见到。因此，本研究通过探讨冬播对旱作区不同熟期糜子生长特性、水分利用效率及品质影响，旨在通过充分利用冬播优势揭示中熟和晚熟糜子生长特性、水分利用效率及品质的变化规律，充分挖掘糜子抗旱潜能，对干旱半旱区糜子增产增效具有重要的实践指导意义。材料与方法 试验地概况试验于 年 月至 年 月在宁夏回族自治区固原市原州区头营镇徐河村进行，属典型的温带大陆性气候，土质为黄绵土，积温为 ，年均降水量 。前茬作物为玉米，土壤基本理化性质为：全氮 ，全钾 ，有机质 ，碱解氮 ，速效钾 ，有效磷 。试验材料试验糜子品种为宁糜 号（中熟品种）、陇糜 号（晚熟品种），由宁夏农林科学院固原分院提供；试验肥料为谷子糜子专用缓释肥（、含量分别为、），由宁夏荣和绿色科技有限公司提供；试验地膜为聚乙烯普通地膜，地膜宽度 ，厚度 ，由宁夏润宇塑业有限公司提供。试验设计试验采用随机区组设计，个糜子品种分别设置 个处理：冬播覆膜种植（）、冬播露地种植（）、春播覆膜种植（），冬播于 年 月 日播种，春播于 年 月 日播种；冬播、春播覆膜膜间距为 ，株行距为 ，播种深度为 ；冬播露地播种株行距为 ，播种深度为 。各处理 次重复，每个小区面积 ，种植密度 万株，播种前施入谷子糜子专用缓释肥 ，其他栽培管理同一般大田。年 月气温、降水情况见图。测定项目与方法 生育时期记载按照糜子生育进程分别记载糜子苗期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期 个生长时期。干物质积累于糜子抽穗后，分别相隔 天直至糜子成熟取样测定干物质，每个处理选取生长一致且具有代表性的 株样品，将茎杆、叶片、叶鞘、籽粒各器官分开装入信封置于烘箱中，在 下杀青 ，下烘干至恒质量，使用天平称其干物质量。土壤含水量分别在糜子生长苗期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期用土钻钻取 、土层土样，装入铝盒中称鲜土质量，然后放入烘箱（）烘干至质量恒定后称量，计算土壤含水量。（）式中：为土壤含水量，；为原土质量，；为烘干土壤质量，。产量及产量性状 糜子成熟时，按照小区全部收获并脱粒、晒干、称质量，每个小区随机取 株进行室内考种，按照常规方法测定千粒质量、主穗粒质量、主穗质量。糜子品质测定蛋白质含量采用凯氏定氮法测定；脂肪含量采用索氏抽提法测定；纤维含量采用酸碱洗涤法测定；粗淀粉含量采用紫外江苏农业科学 年第 卷第 期可见分光光度计法测定。相关指标计算利用农田土壤水分平衡计算生育期土壤贮水量、生育期耗水量及水分利用效率：。（）式中：为土壤贮水量，；为第 层土壤质量含水量，；为第 层土壤容重，；为第 层土层厚度，。（）。（）式中：为生育期耗水量，；和 分别为前次生育阶段和后次生育阶段 土层贮水量，；为某生育阶段降雨量，；将每个生育阶段的耗水量值相加，即为生育期总耗水量。（）式中：为作物水分利用效率，（）；为籽粒产量，。统计分析采用 进行数据汇总，利用 软件进行统计分析，并利用 软件进行作图。结果与分析 冬播对不同熟期糜子生育期的影响由表 可以看出，相较于春播，冬播宁糜 号和陇糜 号各生育时期均提前，全生育期均延长，其中宁糜 号处理、全生育期延长 ，苗期分别提前、，成熟期分别提前、；陇糜 号处理、全生育期分别延长、，苗期分别提前、，成熟期分别提前、。表 冬播对不同熟期糜子生育期的影响品种处理生育期（月 日）苗期拔节期抽穗期开花期灌浆期成熟期全生育期（）宁糜 号 陇糜 号 冬播对不同熟期糜子干物质积累的影响由图 可以看出，宁糜 号、陇糜 号各处理在抽穗后的主茎总干物质积累量随着生育进程的推进而逐渐增加的趋势，成熟期达到最高，但生长后期积累速率平缓。不同熟期糜子各处理总干物质积累量的大小表现为 处理高于其他处理，成熟后宁糜 号和陇糜 号主茎总干物质积累量 处理分别较 增加 、。宁糜 号和陇糜 号各处理主茎上茎秆、叶片和叶鞘干物质的积累量在抽穗后至成熟期的表现各不同，但变化趋势具有一致性，即主茎茎秆、叶片和叶鞘干物质的积累量均在抽穗后随着生育期的江苏农业科学 年第 卷第 期推进表现为逐渐增加的变化趋势，在进入灌浆期后，各营养器官干物质逐渐向籽粒运移，随着籽粒灌浆速率的加强，茎秆、叶片和叶鞘干物质积累量开始呈现下降趋势。糜子在抽穗后籽粒干物质积累量在不同时期表现不同，但均随着生育期的推进逐渐增加，并呈现“”形的变化趋势，且在成熟期达到最高，冬播下不同熟期糜子品种宁糜 号和陇糜 号各处理成熟期籽粒干物质积累量大小均表现为 处理高于其他处理，处理与 差异不明显。冬播对不同熟期糜子产量性状及产量的影响由表 可以看出，冬播对不同熟期糜子的产量具有明显的影响，其中 处理下宁糜 号和陇糜 号产量显著高于其他处理，分别较 增产.、，而 较 差异性表现不显著。从糜子产量相关性状看，宁糜 号和陇糜 号千粒质量各处理间差异性不显著，主穗质量和主穗粒质量 处理与各处理存在显著差异，这与籽粒产量变化趋势表现一致，冬播栽培也显著影响糜子产量的构成因子。冬播对不同熟期糜子土壤水分的影响 冬播对不同熟期糜子土壤含水量的影响图、图 为不同熟期糜子在不同生育期的土壤剖面含水量随土层深度的变化情况。由图可以看表 冬播对不同熟期糜子产量性状及产量的影响品种处理主穗质量（）主穗粒质量（）千粒质量（）产量（）宁糜 号 陇糜 号 注：同一品种同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（）。下表同。出，宁糜 号在苗期，、处理 土层含水量分别提高 、，其中各处理 土壤含水量呈现 ，土壤含水率 处理表现最高；拔节期，各处理 、土壤含水量表现为 ，其中 土壤平均含水量、与对照差异显著；抽穗期和开花期，相较于对照，、处理 土壤平均含水量分别降低 、和 、，其中 处理与其他处理差异显著；灌浆期，各处理 土壤含水量呈现逐渐增加的趋势，各土层土壤含水量均表现为 ；成熟期，处理 在 土壤含水量呈现逐渐增加江苏农业科学 年第 卷第 期的趋势，而 和 表现为先降低后增加的趋势，土壤平均含水量 处理分别较、降低 、.，各土层土壤含水量 均高于其他处理。由图 可以看出，陇糜 号在苗期，、处理 土壤平均含水量分别较对照提高 、，其中 处理 各土层均高于其他处理；拔节期，各处理不同土层土壤含水量表现为 ，其中 土壤含水量处理 和 显著高于；抽穗期，各处理土壤含水量较低，各处理间差异不显著，但处理 在不同土层土壤含水量均高于 和，其平均含水量分别较 和 显著提高 和 ，处理 在 各土层土壤含水量均高于，含水量提高；开花期，处理 各土层土壤含水量均高于 和，平均土壤含水量分别提高.和，其中 、差异显著；灌浆期，处理 和 在 土壤含水量均低于对照，整个土层平均土壤含水量分别低于对照 和 ，其中 各处理与对照差异显著；成熟期，处理 和 在 土壤含水量均显著低于对照，平均含水量分别降低 和 。冬播对不同熟期糜子土壤水分利用效率的影响 由表 可以看出，、处理下宁糜 号和陇糜 号生育期内耗水量主要来自土壤贮水量和降水水量，各处理耗水量依次为 。年试验区严重干旱，冬播各处理在糜子抽穗期到灌浆期降水量严重短缺，耗水总量高于，说明冬播糜子能够通过加强对土壤贮水量的利用来保障生长的需求，具有更好的水分调控作用。由表 可见，各处理宁糜 号和陇糜 号的水分利用效率依次为 ，其中宁糜 号处 理 显 著 高 于 其 他 处 理，比 提 高.，与 差异不显著；陇糜 号 和 处理分别显著高于 处理 、，和 差异不显著，仅提高 。可见，采用覆膜冬播中熟和晚熟糜子，其水分利用效率均具有优势，但中熟糜子的优势表现更为明显。冬播对不同熟期糜子籽粒品质的影响由表 可以看出，宁糜 号 处理蛋白质和纤维 含 量 分 别 显 著 高 于 其 他 处 理 .、，处理与 间差异不显著，脂肪和淀粉含量 和 处理显著高于江苏农业科学 年第 卷第 期表 冬播对不同熟期糜子土壤水分利用效率的影响品种处理播前土壤贮水量（）收获后土壤贮水量（）生育期耗水量（）水分利用效率（）宁糜 号 陇糜 号 ，与 处理间差异不显著；陇糜 号蛋白质含量各模式表现为 ，但差异不显著，脂肪和淀粉含量 和 显著高于，与 间差异不显著，纤维含量 处理分别较、显著增加 、。表 冬播对不同熟期糜子籽粒品质的影响品种处理蛋白质含量（）脂肪含量（）淀粉含量（）纤维含量（）宁糜 号 陇糜 号 讨论 冬播对不同熟期糜子生长指标的影响宋艳丽等的研究表明，糜子抽穗后，不同种植方式的地上部分干物质积