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积累量占全生育期总积累量的47.6%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47.7%，即光合产物占一生总积累量的1/2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7500kg/hm²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，叶面积指数以0.5～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。

（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。

1.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。这一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。

2.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指数表示，它是衡量群体结构是否合理的指标。谷子整个生长周期中，叶面积指数发展过程可分为四个阶段：

⑴.缓慢增长期

谷子出苗至拔节前，叶面积增长速度较缓慢，按指数规律增加，叶面积指数0.5～l为宜。这个阶段的特点是，各种措施对叶面积的发展影响很小。

⑵.直线增长期 

谷子拔节到抽穗，大约35天，叶面积增长迅速，近乎直线增长，到抽穗开花期叶面积指数达到最高值，以4～5为宜。此时正值营养生长与生殖生长并进阶段。个体与群体矛盾日趋尖锐，各种措施的影响开始明显地表现出来，设法使叶面积尽早达到适宜期。

⑶.稳定期

从抽穗到乳熟阶段，最大叶面积指数达到最大值后，保持在30天以上不下降或变动很小，称为稳定期。此时谷子营养体生长达最大值，转向完全生殖生长阶段，其生理代谢极为旺盛。稳定期长，能促进开花受精，提高结实率，增加粒数粒重，增产显著。

⑷.衰亡期 

从蜡熟至完熟阶段，稳定期过后，植株下部叶片不断衰老死亡。叶面积指数逐渐下降，成熟时叶面积指数以保持在2～3为宜。采取措施防止叶片衰亡。）

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。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的定量测定指标。

(二) 营养品质与环境

1.蛋白质

谷子蛋白质含量有随降水量增加而提高的趋势。在同样降水年份，旱地谷子比水地谷子的粗蛋白质含量要高。施用肥料的种类、用量不同，对谷子蛋白质含量影响也不同。据张珠玉试验，在单施氮肥时，0～112.5kg/hm²用量范围，其蛋白质含量的增加幅度最大，l12.5～168.75kg/hm²时，蛋白质含量的增加趋势减弱，配合施磷与单施氮肥相比，对谷子蛋白质的增加影响不明显。谷子的产地、品种与生产年份不同，蛋白质含量有明显差异。

2.脂肪 

干旱有助于谷子脂肪的含量提高。据杨官厅研究，在干旱条件下比在水分充足的条件下脂肪含量提高9.6%，最高的提高27.4%。谷子脂肪含量与温度呈负相关。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。

3.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。

(三) 小米的食味品质

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，据王润奇等人研究，大多数谷子品种直链淀粉含量在14%～25%之间，我国公认的泌州黄、晋谷14等优质品种，直链淀粉含量在9.0%～11.9%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

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，由此可以反映出胚乳和淀粉粒的硬度。糊化温度越低，小米越容易煮烂，且食味较好。反之糊化温度高，小米越不易煮烂，且食味较差。谷子品种不同，糊化温度不同。小米的糊化温度划分为低（＜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

 胶稠度是指小米蒸煮一定时间后，米汤中胶质的流动长度。胶稠度反应了米胶冷却后的黏稠程度，与小米饭的柔软性有关。胶稠度与适口性之间呈正相关。胶稠度在6～175px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150px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。

 4.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。收获期的早晚，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。除此之外，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。