收获时期和方式对谷子产量和品质的影响

时间：2024-05-22

李凯王湛王勇罗世武杨军学张尚沛张晓娟

摘要针对宁夏南部山区谷子收获技术水平低等问题，以峰红谷为研究对象，在谷子蜡熟期、成熟期和完熟期，分别采用割倒谷子植株晾干后脱粒、切掉谷穗晾干后脱粒、切掉谷穗直接脱粒晾干3种方式进行收获，研究不同收获方式和收获时期对谷子产量和品质的影响，以期为提高宁南山区谷子收获水平和机械化程度提供理论依据。结果表明，割倒谷子植株晾干后脱粒收获，在蜡熟期谷子产量和籽粒蛋白质含量较高，分别为4 055.25 kg/hm2、12.1%；切掉谷穗晾干后脱粒和切掉谷穗直接脱粒晾干收获，在成熟期谷子产量和籽粒蛋白质含量较高，分别为4 026.15 kg/hm2、12.5%和3 936.00 kg/hm2、12.2%，籽粒粗脂肪含量2种收获方式在成熟期和完熟期均显著高于蜡熟期。

关键词收获方式;收获时期;品质;产量

中图分类号 S515 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）23-0036-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.008

Effects of Harvesting Pattern and Period on Yield and Quality of Millet

LI Kai，WANG Zhan，WANG Yong et al

（Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Dryland Agriculture Engineering Technology Center of Ningxia，Guyuan，Ningxia 756000）

Abstract Aiming at the problems of harvest technology level was low in the southern mountainous area of Ningxia，Fenghonhgu was selected as the research objects，and three different harvesting patterns including cut down millet plants and airing before threshing （H1），cut off the ears and airing before threshing（H2），cut off the ears and directly to dry（H3） were used to harvest millets at wax stage （S1），maturation stage（S2） and full ripening stage（S3）. We studied the effects of different harvesting patterns and periods on yield and quality of millet，in order to provide a theoretical basis for improving the harvesting level and the degree of mechanization of millet in the southern mountainous areas of Ningxia. The results showed that harvesting used the H1 treatment had higher yield and protein contents at wax stage，which were 4 055.25 kg/hm2 and 12.1%，respectively. H1and H2 had higher yield and protein contents of millet at maturation stage，which were 4 026.15 kg/hm2，12.5% and 3 936.00 kg/hm2，12.2%，respectively. The crude fat content of grain was significantly higher at the maturation stage and ripening stage than that at the wax stage.

Key words Harvesting pattern；Harvesting period；Quality；Yield

基金項目固原市科技研发类计划项目（2020GYKYF019，2021GYKYF028）；宁夏回族自治区重点研发计划项目（2021BBF02021）；宁夏回族自治区农业科技自主创新资金（NGSB-2021-6）；宁夏小杂粮创新团队项目（2020CXTD0062）。

作者简介李凯（1989—），男，宁夏固原人，助理研究员，硕士，从事作物栽培与耕作研究。

收稿日期 2022-12-21

谷子（Setaria italica）是起源于我国的禾谷类作物，也是我国北方旱作农业地区重要的粮食作物［1］，具有抗旱性强、耐贫瘠和水分利用效率高等特点［2-3］，其脱壳后的籽粒不仅富含不饱和脂肪酸、膳食纤维、维生素及各种微量元素，而且含有丰富的生物活性物质，被认为是营养价值高的绿色保健食品［4-5］。

宁夏谷子种植主要分布在雨养区，分别为南部山区和中部干旱带，属于典型的旱作农业区，种植面积常年稳定在0.67万～1.33万hm2，在当地的粮食产业结构中占有重要地位，也是当地重要的“抗旱救灾”作物之一［6-7］。但宁夏在南部山区，受地理条件和自然气候条件的限制，谷子机械化程度较低，采用不当的机械收获方式造成的损耗会直接导致谷子减产。同时，过早或过晚收割谷子不仅会降低籽粒成熟度，甚至影响谷子的安全收获，类似的问题在水稻、小麦、玉米等主要作物上也同样存在［8-10］。邱述金等［11］研究了成熟时期与收获方式对谷子收获效果的影响，指出收获方式对谷子籽粒的总损失率、含杂率和破碎率具有显著影响，谷子蜡熟期穗粒含水率为保持在13.69%～15.29%，此时机械收获的谷子总损失率降低到最小，为4.81%，谷子完熟期穗粒破碎率能够降低到最小，但损失率和含杂率表现较高；马金慧等［12］研究了不同收获时期对玉米饲用生物学产量和营养价值的影响，指出收获期对全株玉米饲用生物学产量、营养成分和可消化营养产量的影响明显，全株玉米青贮收获可以获得较好的单位面积可消化营养转化效率，但延长籽粒收获期会降低生物学产量和可消化营养量；苏杨［13］研究了不同收获时期和收获方式对水稻产量的影响，指出适当延迟收获时间不仅可以增加千粒重和产量，并且使稻谷含水量降低。鉴于此，笔者开展了谷子收获技术方面的研究，确定谷子的最佳收获方式和最佳收获时期，不仅可以为提高谷子收获机械化水平提供了理论依据，也有力保障了谷子产业在宁夏高效可持续的发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在宁夏回族自治区固原市西吉县吉强镇芦子沟村进行，地理位置 36°04′N、105°67′E，属温带大陆性气候，年均降雨量406.4 mm（图1），≥10 ℃积温为2 080 ℃·d。土质为黑垆土，前茬作物为胡麻，土壤基本理化性质为：有机质17.59 g/kg，全氮 1.13 g/kg，全磷0.84 g/kg，有效磷13.6 mg/kg，速效钾 133 mg/kg。

1.2 试验材料

试验谷子品种为峰红谷，由宁夏兴鲜杂粮加工种植基地（有限公司）提供；试验肥料为谷子专用肥（N-P2O5-K2O=29-17-6），由宁夏荣和绿色科技有限公司提供；白色普通地膜宽1 650 cm，厚0.01 mm，由宁夏固原圆德塑料制品有限公司提供。

1.3 方法

试验设置3种不同的收获方式为3个处理，分别为割倒谷子植株晾干后脱粒（H1处理）、切掉谷穗晾干后脱粒（H2处理）、切掉谷穗直接脱粒晾干（H3处理），并分别在蜡熟期（S1处理）、成熟期（S2处理）、完熟期（S3处理）进行收获；各处理重复3次，每个重复小区面积20 m2，行距30 cm，株距20 cm，留苗密度15万株/hm2，播种前施入谷子专用缓释肥600 kg/hm2，其他栽培管理用一般大田；收获分别在谷子蜡熟期（2021年9月15日）、成熟期（2021年9月30日）、完熟期（2021年10月14日）完成。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状。

在谷子收获前，每个小区随机取10株进行株高、穗长的测定。株高为谷子基部至穗顶端的距离；穗长是自第一小穗着生位置起至穗子顶部的长度。

1.4.2 产量及其性状。

在谷子蜡熟期、成熟期、完熟期，分别按照小区全部收获并脱粒、晒干、称重，每个小区随机取20株进行室内考种，按照常规方法测定千粒重、主穗重。千粒重含量采用国标法GB 5519—2018《谷物与豆类千粒重测定》执行［14］。

1.4.3 品质测定。

蛋白质含量采用凯氏定氮法测定［15］；粗脂肪含量采用索氏抽提法测定［16］；粗纤维含量采用酸碱洗涤法测定［17］；粗淀粉含量采用紫外可见分光光度计法测定［18］。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据汇总、作图；利用SPSS软件进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同收获方式和收获时期对谷子农艺性状的影响

不同收获方式和收获时期对谷子农艺性状的影响见图2。从图2可以看出，不同收获方式下在不同时期谷子株高表现为122.33～129.16 cm，穗长表现为19.5～21.8 cm，各时期虽有差异，但处理间差异不显著。在蜡熟期、成熟期、完熟期，通过3种不同的方式对谷子进行收获，谷子株高和穗長没有发生明显的变化，说明在谷子整个收获期，同等生长条件下的谷子表型生长指标变化较小。

2.2 不同收获方式和收获时期对谷子产量及其构成因素的影响

从表1可以看出，收获方式H1处理下，谷子在不同收获时期，主穗重和产量均表现为S1处理＞S2处理，两者间产量差异显著，S1处理主穗重和产量分别较S2处理增加12.65%、5.65%，但千粒重在2个收获时期差异表现不显著。收获方式H2处理下，S2处理的谷子主穗重和产量分别为23.42 g和4 026.15 kg/hm2，均显著高于S1和S3处理，千粒重较S1处理显著提高3.32%，但与S3处理间差异不显著。收获方式H3处理下，3个时期的主穗重和产量表现一致，为S2处理＞S3处理＞S1处理，其中S2处理主穗重分别较S1、S3处理显著增加19.35%、12.97%，产量分别显著增加12.39%、3.99%，S1与S3处理间差异不显著，千粒重S2与S3处理均显著高于S1处理，但S2与S3处理间差异不显著。

2.3 不同收获方式和收获时期对谷子品质的影响

从表2可以看出，收获方式H1处理下，谷子在不同收获时期蛋白质含量S1处理高于S2处理11%，2个处理间差异显著；粗脂肪、粗淀粉和粗纤维含量各时期差异性表现不显著。收获方式H2处理下，蛋白质和粗脂肪含量各时期表现为S2处理＞S3处理＞S1处理，其中蛋白质含量S2与S3处理分别高于S1处理11.61%、6.25%，粗脂肪含量分别高于S1处理16.78%、13.10%，S2与S3处理间差异不显著；粗淀粉和粗纤维含量各处理间差异均不显著。收获方式H3处理下，谷子各时期品质指标的表现与H2处理一致，其中蛋白质和粗脂肪含量S1处理均显著低于S2和S3处理，S2与S3处理间差异均不显著；粗淀粉和粗纤维含量各处理间差异不显著。

3 讨论

谷子是宁夏雨养区重要的主栽作物之一，在农业生产中占据重要地位。谷子籽粒的优质高产对于地区农业绿色健康发展和粮食安全具有重要的意义，而在宁夏谷子主栽区，谷子收获期正是秋季多雨季，收获过早，造成秕粒和不饱满，收获过晚，增加落粒损失，遇上阴雨天，籽粒还会在穗上发芽，影响产量和品质［19］。因此，研究适宜宁夏主栽区谷子收获的方式和时期，将推动宁夏谷子提质增效，进一步保障粮食生产安全。在谷子生长中，其农艺性状和产量性状是影响谷子产量的重要因素，株高、穗长、主穗重等性状共同影响谷子生长发育进程，进而影响谷子产量的形成［20］。该研究结果表明，不同收获方式和收获时期对谷子农艺性状的影响较小，但对产量及其性状的影响有差异，割倒谷子植株晾干后脱粒进行收获，在蜡熟期谷子主穗重和产量显著增加。

切掉谷穗晾干后脱粒和切掉谷穗直接脱粒晾干进行收获时，成熟期主穗重、千粒重和产量显著增加，完熟期千粒重和产量显著增加。

籽粒品质是决定谷子价值的重要参考指标［21］。一般来说，谷子籽粒品质的优劣主要由品种的遗传特性决定，但环境因素以及其他栽培措施也能够有效改善谷子的籽粒品质。屈非等［22］研究表明，播种期、积温、降雨量等生态环境因素会对谷子的品质产生影响，底肥以及施氮的处理等因素也会对谷子的品质产生影响。该研究结果表明，在蜡熟期割倒谷子植株晾干后脱粒进行收获，谷子主穗重、产量和籽粒蛋白质含量显著高于成熟期，主要原因是割倒谷子植株后茎叶的干物质继续向籽粒中运输；在成熟期和完熟期切掉谷穗晾干后脱粒与切掉谷穗直接脱粒晾干进行收获，谷子籽粒蛋白质和粗脂肪含量显著高于蜡熟期，其中谷子产量在成熟期收获显著高于完熟期，主要原因是蜡熟期通过以上2种方式收获谷子籽粒成熟度低于成熟期和完熟期，而在完熟期籽粒脱粒比较多，因而造成谷子產量下降。

4 结论

综合不同收获方式和收获时期对谷子农艺性状、产量及产量性状和品质影响的分析，由于宁夏南部山区地区谷子收获期阴雨天气较多、昼夜温差大等气候因素，因此需要根据天气情况采取不同的收割方式，建议在天气持续晴朗的情况下，在蜡熟期采用割倒后晒干脱粒的方式进行收获；在天气持续阴雨天的情况下，在成熟期采用切掉谷穗晾干后脱粒和切掉谷穗直接脱粒晾干的方式进行收获。

参考文献

［1］赵美丞，刁现民.谷子近缘野生种的亲缘关系及其利用研究［J］.作物学报，2022，48（2）：267-279.

［2］贾冠清，刁现民.中国谷子种业创新现状与未来展望［J］.中国农业科学，2022，55（4）：653-665.

［3］张文英，智慧，柳斌辉，等.谷子全生育期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选［J］.植物遗传资源学报，2010，11（5）：560-565.

［4］吴立根，屈凌波.谷子的营养功能特性与加工研究进展［J］.食品研究与开发，2018，39（15）：191-196.

［5］杨延兵，秦岭，陈二影，等.谷子籽粒蛋白质、脂肪、千粒重的遗传变异［J］.植物遗传资源学报，2017，18（5）：819-829.

［6］罗世武，程炳文，孙玉琴，等.宁夏中部干旱区渗水地膜对谷子农艺性状及产量的影响［J］.农业与技术，2020，40（14）：49-52.

［7］张尚沛，李凯，程炳文，等.宁夏不同生态区种植模式对谷子产量的影响［J］.农业科学研究，2021，42（2）：40-43.

［8］付甲东，邹德堂.不同收获时期和收获方式对水稻产量的影响［J］.种子世界，2012（9）：25-26.

［9］张素芳，高爽，庄文峰，等.不同收获期对玉米产量的影响及气象因素分析［J］.现代农业科技，2014（17）：50-51，54.

［10］吴忠梁，沈卫青，江银楼，等.不同收割时期对小麦产量及千粒重的影响［J］.安徽农业科学，2016，44（3）：46-47.

［11］邱述金，原向阳，张泽乾，等.成熟时期与收获方式对谷子收获效果的影响［J］.山西农业大学学报（自然科学版），2021，41（6）：108-114.