谷子栽培学 第一节 概 述 一、谷子在国民经济中的地位 谷子属禾本科，狗尾草属，古称粟。起源于中国，是我国主要栽培作物之一。谷子营养丰富，适口性好，长期以来被视为滋补强身食物。是我国北方地区人们喜爱的食粮之一. 谷子是耐旱、耐瘠、高产作物。根系发达，能从土壤深层吸收水分；谷子叶面积小，叶脉密度大，保水能力强，蒸发量小，在干旱条件下具有高度的耐旱耐瘠性，在干旱瘠薄的土壤上种植，具有良好的高产稳产性 二、谷子生产概况 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.(距今7500年的河北武安磁山遗址的窖穴中还发现大量储藏的炭化粟) 谷子在世界上分布很广，主要产区是东南亚、中亚，中洲等地，以印度、中国、尼日利亚、尼泊尔、俄罗斯、马里等国栽培较多 全国谷子种植面积约140万hm2，占全国粮食作物种植面积的1.2%～1.4%；总产量约280万t，占全国粮食总产量的0.5%～0.7％；平均单产1604～2359 kg/hm2。 种植面积较大的省区依次是河北、山西、内蒙、陕西、辽宁、河南、山东、黑龙江、甘肃和吉林，上述10个省区谷子面积占全国谷子总面积的97％，其中60%分布在华北干旱最严重的河北、山西、内蒙三省区。
三、谷子种植区划 东北春谷区 包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部。一年一熟，常与大豆、高粱、玉米轮作。栽培品种多为单秆、大穗、繁茂型 华北平原夏谷区 包括河南、河北、山东等省。冬小麦收获后种谷子。本区丘陵山地有少量春谷栽培。栽培品种生育期短，株矮、穗大、粒大 内蒙古高原春谷区 包括内蒙、河北的张家口、山西的雁北。一年一熟，与玉米、高粱、马铃薯轮作。栽培品种生育期短，矮秆、大穗 黄河中、上游黄土高原春夏谷区 包括山西、陕西、宁夏、甘肃等。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。 四、谷子的起源与分类 (一) 起源 中国 有5000～8000年的栽培历史 狗尾草是栽培谷子的近缘祖先 谷莠子与谷子亲缘关系最近，是谷子与狗尾草的中间类型。 第二节 谷子栽培的生物学基础 一、谷子的生长发育 （一）种子萌发与出苗 温度：谷子发芽的适宜温度15～25℃最低温度6℃最高温度30℃。 水分：谷子种子发芽需水较少，吸水约占种子重量的25％。田最大持水量为50％～60%左右。（二）根的生长谷子为须根系，由初生根与次生根组成。抽穗前在近地表的茎节上也可发生气生根。
初生根入土较浅、一般为20～40 cm。幼苗4叶时，主茎地下6～7节处发生次生根，入土深度达100 cm以上，水平分布达40～50 cm。 （三）分蘖幼苗4～5片叶时，地下2～4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。 （四）叶的生长谷子叶为长披针形。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20～60 cm，宽2～4 cm，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。 （五）茎的生长谷子茎直立，圆柱形。茎高60～150 cm。茎节数15～25节，少数早熟品种有10节。基部4～8节密集，组成分蘖节。地上6～17节节间较长。 （六）幼穗分化形成1、穗结构 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 一个谷穗有60～150谷码。谷码多以螺旋形轮生在穗轴上，每一轮3～4个谷码。 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。1枚雌蕊，3枚雄蕊，子房基部侧生2个浆片，开花时柱头和雄蕊伸出颖外，子房受精后结子1粒。
每个谷穗有小穗3000～10000个。 穗型 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、幼穗分化过程 生长锥未伸长期。长宽比≤1.1。 生长锥伸长期。 始于12～13片叶，此期约12d 枝梗分化期。始于15～16片叶，约需13d。决定谷子穗码大小、小穗与小花多少的关键时期 小穗分化期。始于16～17片叶，此时期如遇干旱，小穗原始体的膨大就要受到影响 小花分化期。始于17～18片叶，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 小穗和小花分化大约需10d （七）抽穗开花与子粒形成 抽穗 抽穗开始到全穗抽出，需3～8 d。 开花 主穗开花期为15 d左右，分蘖穗开花7～15 d。开花第3～6 d进入盛花期。每日开花为两个高峰，以6～8时和21～22时开花数量最多，中午和下午开花很少或根本不开花。每朵小花开放时间需70～140 min 。 适宜温度为18～22℃，相对湿度为70％～90％。 籽粒形成 子粒灌浆分为三个时期：①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②灌浆高峰期开花后7～25 d，干物质积累量占全穗总重量的65％～70％③灌浆速度下降期开花25 d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％～15％ 三、谷子对环境条件的要求 （一）温度 谷子喜温，要求积温1 600～3 000℃ 发芽最低温度6～8℃，24～25℃时发芽最快 幼苗不耐低温，在1～2℃条件下易受冻害，甚至死亡.出苗至分孽适宜的温度为20℃ 拔节至抽穗阶段，适宜温度为22～25℃ 受精到子粒成熟，适宜温度为20～22℃，阳光充足，昼夜温差大，有利于干物质积累。
低于20℃或高于23℃，对灌浆不利。 （二）水分 谷子比较耐旱。蒸腾系数为142～271，低于高粱（322）、玉米（368）和小麦(513)，水稻更高 苗期耐旱性很强，需水量占全生育期1.5%左右 拔节至抽穗需水量最多，占全生育期50%～70%，是获得穗大粒多的关键时期 “卡脖旱”：拔节孕穗期水分亏缺，容易形成抽穗不畅或抽不出穗，或形成畸型穗的现象。 从受精到子粒成熟阶段，需水量占30％～40%，是决定穗重和粒重的关键时期，如遇干旱则影响灌浆，秕谷增多，严重减产。 （三）光照 谷子为短日照作物。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 谷子是C4作物，净光合强度较高，一般为25～26 mg/dm2h，超过小麦，二氧化碳补偿点和光呼吸都比较低。 （四）养分每生产子粒100kg，一般需要从土壤中吸收氮素2.5～3.0 kg、磷素1.2～1.4kg、钾素2.0～3.8 kg，氮、磷、钾比例大致为1.0--0.5--0.8。 氮素 需氮量较大，充足的氮肥有利于谷子生长发育 磷素 在生育周期内极为活跃，枝梗分化与小穗分化期是需磷的高峰期，主要分配在幼穗。此后，抽穗、开花、乳熟期，磷素在植株各器官呈均匀状态分布 钾素 幼苗期吸收较少，拔节到抽穗前是吸钾高峰期。
（五）土壤谷子对土壤要求不甚严格。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。 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 （二）叶面积动态变化 出苗到拔节，叶面积指数以0.5～1为宜 拔节到抽穗，叶面积发展迅速，至抽穗开花达到最大值，以4～5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3～2为宜 二、谷子的品质 （一）谷子的品质 谷子的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、硬度等。 （二）营养品质及其与环境的关系 蛋白质 谷子蛋白质含量有随降水量增加而提高的趋势。施用肥料的种类、用量不同，对谷子蛋白质含量影响也不同。谷子的产地、品种与生产年份不同，蛋白质含量有明显差异 脂肪 干旱有助于谷子脂肪的含量提高。
随着积温的增加，脂肪含量呈下降趋势。脂肪含量还随纬度、海拔增加而呈增加趋势，随施肥量增加而呈下降趋势 淀粉 谷子无论是单施氮肥，还是氮、磷配合，均随施肥量的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。 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，直链淀粉含量在14%～25%之间，直链淀粉含量在9.0%一11.9%之间。直链淀粉含量与小米饭的柔软性、香味、色泽、光泽有关。 糊化温度 糊化温度越低，小米越容易煮烂，且食味较好。反之糊化温度高，小米越不易煮烂，且食味较差。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。 胶稠度 胶稠度是指小米蒸煮一定时间后，米汤中胶质的流动长度，与小米饭的柔软性有关。胶稠度与适口性之间呈正相关。胶稠度在6～7 cm之间的品种，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6 cm以下的品种，其米饭干燥，冷后发硬，适口性差。胶稠度与糊化温度之间呈中度负相关。糊化温度高的品种其米胶质流动长度较短 其他因素 谷子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、胶稠度不同。收获期、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 谷子的栽培技术 一、轮 作谷子不宜连作。轮作倒茬有利于充分利用土壤中的营养元素，减轻病虫和杂草的为害。谷子对前作无严格要求，但以豆类作物最佳，马铃薯、甘薯、麦类、玉米亦是较好的前作。 二、土壤耕作春谷的“三墒整地”：在秋耕壮垡的基础上，早春耙耱保墒、浅耕踏墒、镇压提墒，即“三墒整地”。可以有效地利用水分，确保全苗、壮苗。 耙耱（耢）保墒：早春干旱多风，土壤水分散失快，通过多次耙耱，可以破除地面龟裂，弥补裂缝，消灭坷垃，切断土壤的毛细管，保蓄土壤水分。 浅耕踏墒：播前随着温度上升，杂草开始萌动发芽，在播前6—10天左右进行浅耕，可以活土除草，提温保墒，破碎坷垃，结合施肥，促苗早发。 镇压提墒：视土壤墒情，可在播前、播后进行一次或多次镇压，使土层下松上实，促进下层水上升，利于播种和出苗。原则是：压干不压湿；先压砂土，再压壤土，后压粘土。 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15 000～30 000 kg/hm2，过磷酸钙600～750 kg/hm2。
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300～450 kg/hm2，满足中、后期对养分的需要。谷子的施肥分为基肥、种肥和追肥三种类型。 基肥 最为重要，应随深耕一次施入； 种肥 一般用在瘠薄地上，可明显提高产量； 追肥 可以在拔节始期追“座胎肥”，孕穗期追“攻籽肥” 2001--2005年中国作物学会粟类作物专业委员会鉴评的优质米品种（系） （三）播种期及播种方式 适期播种。北方春谷多在4月下旬至5月上旬播种。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。 播种方式 多为条播，行距25～30 cm。千粒重2.5～3.5g。播种量15～22.5 kg/hm2，播种深度4～5 cm。播后及时镇压。我国北方春播留苗22.5万～45万株／hm2 ，夏播留苗60万～75万株／hm2为宜。 五、田间管理 间苗谷子子粒小，一般播量大，出苗后幼苗密集。一般在3～5叶期间苗，6～7叶期定苗。 化控间苗技术，将种子的一
