谷子（Setaria italica L.）又称粟,属禾本科黍族狗尾草属,源产于中国,是最古老的粮食作物之一,有“百谷之长”之称。由于长期的驯化和栽培,谷子形成了喜温、抗旱、早熟、耐瘠薄的生理特点,而在全世界广泛栽培。但是,由于不同谷子品种特性差异较大,不同种植区域栽培措施亦不尽相同,造成谷子产量相差悬殊,谷子生产潜力未能充分发挥。为探索不同谷子品种及不同栽培条件下谷子生长发育的普遍性规律,为谷子生产提供理论依据和技术指导,本研究采用裂区设计,选取4个在生产中具有代表性的谷子品种,基于不同的播种密度与施肥量、播种密度与水分、水分与施肥量互作处理栽培条件,对谷子产量构成因素、叶片光合生理特性、茎秆生物力学特性及其与谷子抗拉倒力的关系以及谷子根部性状的生长发育规律进行了系统研究。主要研究结果如下:（1）播种密度、施肥量互作处理下:品种、密度和施肥量均能显著影响谷子的产量,且品种和密度之间,施肥量和密度之间,品种和施肥量之间,以及品种、施肥量肥和密度之间,存在显著的互作效应。在相同的肥力条件下,4个谷子品种的单穗干重、码数、穗粒数及千粒重均随着播种密度的增加而降低;在相同的播种密度下,4个谷子品种的单穗干重、码数、穗粒数及千粒重均随着施肥量的增加而增加;高肥力、低播种密度互作对谷子单穗干重、码数、穗粒数及千粒重具有增效作用。（2）播种密度、水分互作处理下:在相同的水分条件下,4个供试谷子品种的穗干重及千粒重均随着播种密度的增加而降低,在相同的播种密度下,4个供试谷子品种的单穗干重及千粒重均随着水分的增加而增加。4个品种的秕谷率均随播种密度的增加而增加,随灌水的增加而降低。水分处理和密度处理对4个品种的谷子产量都表现为正效应,并且密度效应大于水分效应,是影响产量的主导因子。同一密度下,水分效应、密度效应和互作效应随着水分的增加而提高;同一水分条件下,水分效应、密度效应和互作效应均随着播种密度的增加成先上升后下降的趋势。（3）水分、施肥量互作处理下:品种和水分处理之间,品种和施肥量之间,水分处理和施肥量之间,以及品种、水分和施肥量之间,均存在显著的互作效应。在相同的水分条件下,4个供试谷子品种的穗干重及千粒重均随着施肥量的增加而增加;在相同的施肥量下,4个供试谷子品种的单穗干重及千粒重均随着水分的增加而增加。4个品种的秕谷率均随施肥量的增加而降低,同时也随灌水的增加而降低。在相同的水分处理下,4个品种产量均随施肥量的增加而有所提高;在相同的施肥条件下,4个品种产量均随水分的增加而增加。（4）谷子旗叶冠层温度具有明显的品种特性,不同栽培条件下谷子冠层温度灌浆期均高于开花期。4个供试谷子品种冠层温度均随着播种密度、水分以及施肥量的增加而降低。谷子旗叶SPAD值开花期显著高于灌浆期,相同播种密度及水分条件下,谷子旗叶开花期与灌浆期SPAD值均随施肥量的增加而增加;相同施肥条件下,谷子旗叶SPAD值随着水分的增加而增加。谷子开花期旗叶最大荧光值（Fm）及可变荧光值（Fv）均显著高于灌浆期,供试谷子品种旗叶Fm及Fv均随着播种密度、水分及施肥量的增加而增加。谷子旗叶可溶性糖含量表现为在开花期最高、成熟期最低、灌浆期居中,旗叶可溶性糖含量在开花及灌浆期随着播种密度及水分的增加而降低,随施肥量的增加而增加;不同栽培条件下,谷子旗叶可溶性糖含量在成熟期相对稳定。（5）不同栽培条件下,谷子不同品种之间倒伏率存在显著的差异,4个供试谷子品种田间倒伏率均表现为随着播种密度及水分的增加而增加;株高及节平均长度均随着播种密度、水分及施肥量的增加而增加;节平均直径及节最大直径都随着水分及施肥量的增加而增加,随着播种密度的增加而减小。谷子茎秆单位长度干重随着播种密度的增加而减少,随着水分及施肥量的增加而增加;茎秆水分百分含量随着播种密度、水分及施肥量的增加而增加。谷子茎秆倒数第二节的抗拉倒力与株高、节平均长度及茎秆节含水率显著负相关,与节平均直径显著正相关。单因子对谷子的产量、植株光合生理特性及茎秆力学性能影响最大;选择优良品种、合理密植（≤70万株/hm~2）、适当水肥是提升谷子籽粒品质、增加产量、减少田间倒伏率的有效措施。（6）谷子根条数及根轮数具有明显的品种特性,同一品种在不同的栽培处理下,根轮数差异不显著。在本试验处理下,根条数随着施肥量的增加而增加,随播种密度及水分的增加而减小。在本试验条件下,谷子平均总根长及根粗均随施肥量的增加而增加,平均总根长均随着水分的增加而减小;根粗均随着水分的增加而增加;播种密度对谷子根长及根粗影响不明显。不同栽培条件下,谷子平均总根重随着水分及施肥量的增加而增加,随着播种密度的增加而减小;0-50cm土层中根重占总根重百分比随着施肥量的增加而增加,随着水分的增加而减小,在不同播种密度下表现相对稳定。（7）不同栽培条件下,谷子旗叶性状与谷子产量关系密切。在谷子旗叶不同性状中,与千粒重关联度较高的前三个性状分别是灌浆期的旗叶可变荧光值（Fv）、开花期叶绿素含量（SPAD值）以及灌浆期旗叶可溶性糖含量。谷子抗拉倒力与株高、节平均长度及茎秆水分百分含量显著负相关,与节平均直径、节最大直径及节单位长度干重成显著正相关。优谷49及农谷04的茎秆抗拉倒力均与茎秆节平均直径相关性最高,相关系数分别到达0.82及0.79。