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谷子

来源:  |   作者:   |  发布日期: 2018-12-21   |  阅读次数:6134次

  

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谷子(Setaria italic),古称粟,起源于我国黄河流域,是狗尾草属的一个栽培种(2n2X18,英文名Foxtail millet ,有8700多年的栽培史,抗旱耐瘠、营养丰富为其特点。

谷子主要分布在中国,占世界的80%,其次是印度;澳大利亚、美国、加拿大、法国、朝鲜、日本、匈牙利等国也有少量种植。

我国谷子主要分布在北方干旱半干旱地区,其中2/3分布在干旱最严重的华北地区。

 

形态特征

谷子的根属须根系,由初生根、次生根和支持根组成。初生根也称种子根,是胚根发育而成。种子根只有一条,入土后可长出许多纤细的分枝。种子根入土较浅,主要集中在20cm土层内,最深可达40cm以上。初生根具有较强的抗旱能力,在苗期干旱条件下,只要种子根不被扯断,幼苗就不会旱死。次生根又称永久根或地下节根,发生在茎基部各茎节上。从茎基部开始依次向上可生出6—8层节根,是谷子从土壤中吸收养分和水分的主要器官,次生根的健壮与否直接关系到谷子产量的高低。支持根又称气生根,着生在靠近地表面1—2个茎节上。在田间湿润或高培土情况下也可发生3层以上。支持根入土较浅,入土后分生侧根,能吸收养分和水分,对防止倒伏有重要作用。

谷子的茎由胚轴发育而成。茎的颜色有绿色和紫色两种,主要由花青素所致。一般品种只有一个主茎。分蘖性品种在地下短缩茎节上产生分蘖,少数品种在地上部茎节上长出分枝。

谷子的茎秆由节和节间组成,呈圆柱形,基部微扁,节间中空或稍有髓。植株主茎高度一般0.8—1.7m,茎节数18—25个。茎基部6—7个节间密集在一起,称为分蘖节,在其上产生分蘖和次生根。

谷子的叶可分为叶身、叶鞘、叶舌、叶枕等部分,无叶耳。叶片是叶的主要部分。除第一片真叶顶端圆钝外,其余叶片狭长扁平呈披针形;叶片上有明显的中脉和其它平行的小脉;表皮有很多茸毛,叶缘向叶尖方向斜生的细刺。叶鞘在叶的下方,包围着茎的四周,两缘重合部分为膜状,边缘着生浓密的茸毛。叶鞘是叶片和茎的通道,起着保护茎秆和输导水分和养分的作用。叶舌是叶身和叶鞘结合处内侧的茸毛部分,能防止雨水进入叶鞘,起保护茎秆的作用。叶枕是叶鞘与叶片相接处外侧稍突起部分。

谷子的花序属圆锥花序。一个谷穗是由穗轴(主轴)和众多的谷码组成。在穗轴上着生排列整齐的一级分枝(枝梗),在一级分枝上又生出二级和三级分枝。在三级分枝的顶端着生一枚小穗花,每一个小穗花下有1—4个锯刺状的刺毛(刚毛)。三级分枝和其上的刺毛、小穗花一起组成一个谷码。每一个小穗花由两片护颖包被着两朵小花,第一护颖短小,长度仅为小穗长度的1/3,表面有脉3条;第二护颖较大,有脉5—7条。两片护颖之间的两朵小花,其中上位结实,下位退化,退化花只有内稃和外稃。结实小花由内颖、外颖、3枚雄蕊、1枚雌蕊组成和二枚鳞片。谷穗的中轴以及各级分枝的长短不同,形成了谷穗的不同类型。如纺锤型、圆筒型、棍棒型、圆锥型、鸭嘴型、猫爪型、佛手型等。不同穗形是谷子品种的重要特征标志。

果实

谷子的籽粒是一个假颖果,是由子房和受精胚珠、连同内外稃一起发育而成。去掉内外稃后,俗称小米。籽实结构包括皮层、胚和胚乳3部分。皮层由不易分离的种皮和果皮组成。胚乳是种子中贮藏养分的部分,由糊粉层和含有淀粉粒的薄壁细胞组成,按照胚乳性质可分为糯性和粳性两种。胚由胚芽、胚轴、胚根组成。

 


分布与生产

据国家统计,2016年全国谷子年种植面积85.7hm2,总产229t,平均单产2669kg/hm22012-2016年平均,年种植面积较大的省区依次是山西、内蒙、河北、陕西、辽宁、吉林、河南、山东、甘肃、黑龙江、宁夏和贵州,上述12个省区谷子面积占全国谷子总面积的99%,其中68%的面积和64%的产量分布在华北干旱最严重的山西、内蒙、河北三省区,平均年种植面积山西居第一位,年产量河北居第一位。各省区间由于自然和生产条件的差异,单产水平差异较大,以吉林、黑龙江、河北单产水平较高,宁夏、河南、陕西单产水平较低,2012-2016年吉林省谷子平均单产5125.35kg/hm2,宁夏、河南平均单产仅1500kg/hm2左右。

 

栽培区划

目前,在谷子育种和品种管理中采用的是3区四片划分法,即按东北春谷区、西北春谷区(包括西北春谷中晚熟区、西北春谷早熟区)、华北夏谷区。在资源研究中一般采用4大区划分法,即,东北平原区、华北平原区、内蒙古高原区和黄土高原区。

春谷特早熟区  1)黑龙江沿江和长白山高寒特早熟亚区  包括我国最北部的黑龙江沿江各县及长白山高海拔县。该区气候最寒冷,是我国种谷北界。谷子品种生育期100天以下。对温度和短日照反应中等,对长日照反应敏感。植株矮小,穗小,不分蘖,粒小,上籽快;2)晋冀蒙长城沿线高寒特早熟亚区  包括内蒙古中部南沿,晋西北和冀北坝上高寒地区。该区谷子品种抗旱性强,植株矮小、穗短、不分蘖。对日照和温度反应敏感,适应范围小。生育期100天左右。

春谷早熟区  1)松嫩平原、岭南早熟亚区  包括除黑龙江省除松花江平原和黑龙江沿线以外的全部、吉林长白山东西两侧、内蒙古大兴安岭东南各旗。该区品种对短日照和温度反应中等,对长日照反应不敏感至中等,粒较小,植株较矮,穗较短,不分蘖,生育期100110天;2)晋冀蒙甘宁早熟亚区  包括河北张家口坝下,山西大同盆地及东西两山高海拔县,内蒙古中部黄河沿线两侧,宁夏六盘山区,陇中和河西走廊,北京市北部山区。谷子品种对日照反应敏感,对温度反应中等至敏感。秆矮不分蘖,穗较长,粒大,抗旱型强。生育期110天左右。

春谷中熟区  1)松辽平原中熟亚区  包括黑龙江南部的松花江平原,吉林松花江上游河谷、长春、白城平原,内蒙古赤峰、哲盟山地和西辽河灌区。本区东西两翼为丘陵山区,中部是广阔的松辽平原是春谷面积最大的亚区。品种对短日照反应中等,对长日照反应不敏感至中等。感温性弱;(2)黄土高原中部中熟亚区  包括冀西北山地丘陵,晋西黄土丘陵,晋东太行山地,陕北丘陵沟壑和长城以北的风沙区,陇中干旱区,宁夏中部黄土丘陵区。谷子品种抗旱耐瘠,植株中等,穗特长,生育期110-120天。对长日照反应中等至敏感,除甘肃品种外对温度反应不敏感。

春谷晚熟区  1)辽吉冀中晚熟亚区  包括吉林四平、辽宁铁岭平原、辽西北丘陵、辽东山区,冀东承德丘陵山区,是辽宁、河北春谷主产区。谷子品种对短日照反应中等,对长日照不敏感,温度反应多不敏感。植株较高,穗较长,粒小,生育期110-125天;2)辽冀沿海晚熟亚区  包括沈阳以南的辽东半岛,辽西走廊和河北唐山地区。谷子品种光反应接近华北夏谷区,温度反应敏感,短日高温生育期长,显著不同于其它春谷区。株高中等,生育期120天以上。本区已由春谷向夏谷发展;3)黄土高原南部晚熟亚区  包括山西太原盆地、上党盆地、吕梁山南段,陇东泾渭上游丘陵及陇南少数县,陕西延安地区和北京市西山。本区南界为春夏谷交界线,南部有少量夏谷,但面积和产量都不稳定。谷子品种对短日照反应中等至敏感,对长日照反应中等,温度反应不敏感,生育期120135天。植株高大繁茂、穗较长,有少量分蘖,籽粒小。

夏谷区  1)黄土高原夏谷亚区  包括山西汾河河谷、临汾、运城盆地,泽州盆地南部,陕西渭北旱塬和关中平原。该区三个不同熟期地段,生育期80—90天。品种对短日照反应中等到敏感,对长日照不敏感,个别敏感,温度反应不敏感,个别敏感,短日高温生育期短至中等。植株较高,穗较长,千粒重较高;2)黄淮海夏谷亚区  包括北京、天津以南,太行山、伏牛山以东,大别山以北,渤海和黄海以西的广大华北平原,是我国夏谷主产区。品种对短日照不敏感至中等,对长日照不敏感。品种多为中早熟类型,少数晚熟,一般生育期8090天。植株较矮,穗较长,粒小。

 

品种资源

我国是世界上谷子资源保有量最丰富的国家,据统计,我国已鉴定编目的谷子遗传资源有27059份,其中国内26536份,国外523份;粳性品种24225份,占89.5%,糯性品种2834份,占10.5%。

谷子品种资源包括古老的地方品种、近代的育成品种、育种中间材料和近缘野生属种。丰富多样的品种资源是品种改良的物质基础。事实证明,育种的每次重大突破,都离不开关键资源材料的发现和利用。例如,由于“日本60”的引进,育成了具有突破意义的“豫谷1”,使我国的夏谷育种和生产发生了革命性的变化;由于“澳大利亚谷”的引进和应用,育成了谷子显性核不育系。

 

营养价值

谷子是公认的营养食品,《本草纲目》记载谷子具有“除热除烦消食”的效果。现代营养学研究表明,小米中的人体必需氨基酸指数分别比稻米、小麦粉、玉米高41%、65%和51.5%;小米的粗脂肪含量平均为4.28%,高于稻米、小麦粉,与玉米近似,其中,不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的85%,对防止动脉硬化有益;小米含维生素A0.19mg/100g、B10.63mg/100g,均超过稻米、小麦粉和玉米,对于提高人体抵抗力有益。

小米中的矿物质含量如铁、锌、铜、镁均高于稻米、小麦粉和玉米,钙含量大大超过稻米和玉米,还含有较多的硒,具有补血、壮体功能;小米的食用粗纤维含量是稻米的4-5倍,可促进人体消化。小米蛋白质中人体必需氨基酸含量429.15mg/g,接近鸡蛋的490mg/g,高于世界卫生组织和粮农组织推荐的360mg/g

 

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