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谷子

來源:  |   作者:   |  發布日期: 2018-12-21   |  閱讀次數:12180次

  

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谷子(Setaria italic),古稱粟,起源于我國黃河流域,是狗尾草屬的一個栽培種(2n2X18,英文名Foxtail millet ,有8700多年的栽培史,抗旱耐瘠、營養豐富為其特點。

谷子主要分布在中國,占世界的80%,其次是印度;澳大利亞、美國、加拿大、法國、朝鮮、日本、匈牙利等國也有少量種植。

我國谷子主要分布在北方干旱半干旱地區,其中2/3分布在干旱最嚴重的華北地區。

 

形態特征

谷子的根屬須根系,由初生根、次生根和支持根組成。初生根也稱種子根,是胚根發育而成。種子根只有一條,入土后可長出許多纖細的分枝。種子根入土較淺,主要集中在20cm土層內,最深可達40cm以上。初生根具有較強的抗旱能力,在苗期干旱條件下,只要種子根不被扯斷,幼苗就不會旱死。次生根又稱永久根或地下節根,發生在莖基部各莖節上。從莖基部開始依次向上可生出6—8層節根,是谷子從土壤中吸收養分和水分的主要器官,次生根的健壯與否直接關系到谷子產量的高低。支持根又稱氣生根,著生在靠近地表面1—2個莖節上。在田間濕潤或高培土情況下也可發生3層以上。支持根入土較淺,入土后分生側根,能吸收養分和水分,對防止倒伏有重要作用。

谷子的莖由胚軸發育而成。莖的顏色有綠色和紫色兩種,主要由花青素所致。一般品種只有一個主莖。分蘗性品種在地下短縮莖節上產生分蘗,少數品種在地上部莖節上長出分枝。

谷子的莖稈由節和節間組成,呈圓柱形,基部微扁,節間中空或稍有髓。植株主莖高度一般0.8—1.7m,莖節數18—25個。莖基部6—7個節間密集在一起,稱為分蘗節,在其上產生分蘗和次生根。

谷子的葉可分為葉身、葉鞘、葉舌、葉枕等部分,無葉耳。葉片是葉的主要部分。除第一片真葉頂端圓鈍外,其余葉片狹長扁平呈披針形;葉片上有明顯的中脈和其它平行的小脈;表皮有很多茸毛,葉緣向葉尖方向斜生的細刺。葉鞘在葉的下方,包圍著莖的四周,兩緣重合部分為膜狀,邊緣著生濃密的茸毛。葉鞘是葉片和莖的通道,起著保護莖稈和輸導水分和養分的作用。葉舌是葉身和葉鞘結合處內側的茸毛部分,能防止雨水進入葉鞘,起保護莖稈的作用。葉枕是葉鞘與葉片相接處外側稍突起部分。

谷子的花序屬圓錐花序。一個谷穗是由穗軸(主軸)和眾多的谷碼組成。在穗軸上著生排列整齊的一級分枝(枝梗),在一級分枝上又生出二級和三級分枝。在三級分枝的頂端著生一枚小穗花,每一個小穗花下有1—4個鋸刺狀的刺毛(剛毛)。三級分枝和其上的刺毛、小穗花一起組成一個谷碼。每一個小穗花由兩片護穎包被著兩朵小花,第一護穎短小,長度僅為小穗長度的1/3,表面有脈3條;第二護穎較大,有脈5—7條。兩片護穎之間的兩朵小花,其中上位結實,下位退化,退化花只有內稃和外稃。結實小花由內穎、外穎、3枚雄蕊、1枚雌蕊組成和二枚鱗片。谷穗的中軸以及各級分枝的長短不同,形成了谷穗的不同類型。如紡錘型、圓筒型、棍棒型、圓錐型、鴨嘴型、貓爪型、佛手型等。不同穗形是谷子品種的重要特征標志。

果實

谷子的籽粒是一個假穎果,是由子房和受精胚珠、連同內外稃一起發育而成。去掉內外稃后,俗稱小米。籽實結構包括皮層、胚和胚乳3部分。皮層由不易分離的種皮和果皮組成。胚乳是種子中貯藏養分的部分,由糊粉層和含有淀粉粒的薄壁細胞組成,按照胚乳性質可分為糯性和粳性兩種。胚由胚芽、胚軸、胚根組成。

 


分布與生產

據國家統計,2016年全國谷子年種植面積85.7hm2,總產229t,平均單產2669kg/hm22012-2016年平均,年種植面積較大的省區依次是山西、內蒙、河北、陜西、遼寧、吉林、河南、山東、甘肅、黑龍江、寧夏和貴州,上述12個省區谷子面積占全國谷子總面積的99%,其中68%的面積和64%的產量分布在華北干旱最嚴重的山西、內蒙、河北三省區,平均年種植面積山西居第一位,年產量河北居第一位。各省區間由于自然和生產條件的差異,單產水平差異較大,以吉林、黑龍江、河北單產水平較高,寧夏、河南、陜西單產水平較低,2012-2016年吉林省谷子平均單產5125.35kg/hm2,寧夏、河南平均單產僅1500kg/hm2左右。

 

栽培區劃

目前,在谷子育種和品種管理中采用的是3區四片劃分法,即按東北春谷區、西北春谷區(包括西北春谷中晚熟區、西北春谷早熟區)、華北夏谷區。在資源研究中一般采用4大區劃分法,即,東北平原區、華北平原區、內蒙古高原區和黃土高原區。

春谷特早熟區  1)黑龍江沿江和長白山高寒特早熟亞區  包括我國最北部的黑龍江沿江各縣及長白山高海拔縣。該區氣候最寒冷,是我國種谷北界。谷子品種生育期100天以下。對溫度和短日照反應中等,對長日照反應敏感。植株矮小,穗小,不分蘗,粒小,上籽快;2)晉冀蒙長城沿線高寒特早熟亞區  包括內蒙古中部南沿,晉西北和冀北壩上高寒地區。該區谷子品種抗旱性強,植株矮小、穗短、不分蘗。對日照和溫度反應敏感,適應范圍小。生育期100天左右。

春谷早熟區  1)松嫩平原、嶺南早熟亞區  包括除黑龍江省除松花江平原和黑龍江沿線以外的全部、吉林長白山東西兩側、內蒙古大興安嶺東南各旗。該區品種對短日照和溫度反應中等,對長日照反應不敏感至中等,粒較小,植株較矮,穗較短,不分蘗,生育期100110天;2)晉冀蒙甘寧早熟亞區  包括河北張家口壩下,山西大同盆地及東西兩山高海拔縣,內蒙古中部黃河沿線兩側,寧夏六盤山區,隴中和河西走廊,北京市北部山區。谷子品種對日照反應敏感,對溫度反應中等至敏感。稈矮不分蘗,穗較長,粒大,抗旱型強。生育期110天左右。

春谷中熟區  1)松遼平原中熟亞區  包括黑龍江南部的松花江平原,吉林松花江上游河谷、長春、白城平原,內蒙古赤峰、哲盟山地和西遼河灌區。本區東西兩翼為丘陵山區,中部是廣闊的松遼平原是春谷面積最大的亞區。品種對短日照反應中等,對長日照反應不敏感至中等。感溫性弱;(2)黃土高原中部中熟亞區  包括冀西北山地丘陵,晉西黃土丘陵,晉東太行山地,陜北丘陵溝壑和長城以北的風沙區,隴中干旱區,寧夏中部黃土丘陵區。谷子品種抗旱耐瘠,植株中等,穗特長,生育期110-120天。對長日照反應中等至敏感,除甘肅品種外對溫度反應不敏感。

春谷晚熟區  1)遼吉冀中晚熟亞區  包括吉林四平、遼寧鐵嶺平原、遼西北丘陵、遼東山區,冀東承德丘陵山區,是遼寧、河北春谷主產區。谷子品種對短日照反應中等,對長日照不敏感,溫度反應多不敏感。植株較高,穗較長,粒小,生育期110-125天;2)遼冀沿海晚熟亞區  包括沈陽以南的遼東半島,遼西走廊和河北唐山地區。谷子品種光反應接近華北夏谷區,溫度反應敏感,短日高溫生育期長,顯著不同于其它春谷區。株高中等,生育期120天以上。本區已由春谷向夏谷發展;3)黃土高原南部晚熟亞區  包括山西太原盆地、上黨盆地、呂梁山南段,隴東涇渭上游丘陵及隴南少數縣,陜西延安地區和北京市西山。本區南界為春夏谷交界線,南部有少量夏谷,但面積和產量都不穩定。谷子品種對短日照反應中等至敏感,對長日照反應中等,溫度反應不敏感,生育期120135天。植株高大繁茂、穗較長,有少量分蘗,籽粒小。

夏谷區  1)黃土高原夏谷亞區  包括山西汾河河谷、臨汾、運城盆地,澤州盆地南部,陜西渭北旱塬和關中平原。該區三個不同熟期地段,生育期80—90天。品種對短日照反應中等到敏感,對長日照不敏感,個別敏感,溫度反應不敏感,個別敏感,短日高溫生育期短至中等。植株較高,穗較長,千粒重較高;2)黃淮海夏谷亞區  包括北京、天津以南,太行山、伏牛山以東,大別山以北,渤海和黃海以西的廣大華北平原,是我國夏谷主產區。品種對短日照不敏感至中等,對長日照不敏感。品種多為中早熟類型,少數晚熟,一般生育期8090天。植株較矮,穗較長,粒小。

 

品種資源

我國是世界上谷子資源保有量最豐富的國家,據統計,我國已鑒定編目的谷子遺傳資源有27059份,其中國內26536份,國外523份;粳性品種24225份,占89.5%,糯性品種2834份,占10.5%。

谷子品種資源包括古老的地方品種、近代的育成品種、育種中間材料和近緣野生屬種。豐富多樣的品種資源是品種改良的物質基礎。事實證明,育種的每次重大突破,都離不開關鍵資源材料的發現和利用。例如,由于“日本60”的引進,育成了具有突破意義的“豫谷1”,使我國的夏谷育種和生產發生了革命性的變化;由于“澳大利亞谷”的引進和應用,育成了谷子顯性核不育系。

 

營養價值

谷子是公認的營養食品,《本草綱目》記載谷子具有“除熱除煩消食”的效果。現代營養學研究表明,小米中的人體必需氨基酸指數分別比稻米、小麥粉、玉米高41%、65%和51.5%;小米的粗脂肪含量平均為4.28%,高于稻米、小麥粉,與玉米近似,其中,不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的85%,對防止動脈硬化有益;小米含維生素A0.19mg/100g、B10.63mg/100g,均超過稻米、小麥粉和玉米,對于提高人體抵抗力有益。

小米中的礦物質含量如鐵、鋅、銅、鎂均高于稻米、小麥粉和玉米,鈣含量大大超過稻米和玉米,還含有較多的硒,具有補血、壯體功能;小米的食用粗纖維含量是稻米的4-5倍,可促進人體消化。小米蛋白質中人體必需氨基酸含量429.15mg/g,接近雞蛋的490mg/g,高于世界衛生組織和糧農組織推薦的360mg/g

 

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