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(1)温度 谷子是喜温作物，需要在较高的温度条件下才能生长良好。生育前期要求低、中期较高、后期较低。全生育期要求平均气温20℃左右，日平均气温25℃左右是谷子生长发育最适温度[79]。

谷种发芽的适宜温度为15～25℃，最低温度为6℃，最高温度为30℃[80]。据山西省农业科学院作物所试验，当温度较低时，谷种的发芽势和发芽率都随温度的升高而增加，而当温度升高到一定程度时，发芽势和发芽率反而随温度的升高而下降。表8—70为早、中、晚不同熟性品种的平均发芽势和发芽率。温度在6～7℃时发芽率为0，随着温度的升高，发芽率上升，当温度14.9℃时，发芽率91.3％，17.3℃时，发芽率94.7％，温度25.0℃时降到78.9％，30℃时降到43.1％。田间条件下，谷子播种到出苗的天数与地温关系极大。据山西省农业科学院高寒作物所试验，当5cm处地温为10.5℃时，播种后18d出苗；12.5℃时、13d出苗；地温达17.4℃时；8d即出苗。如果温度低，种子将迟迟不能发芽出土，既不利于形成壮苗，，也容易感染病害。

幼苗出土后能忍耐1～2℃低温，但如果遇到-1～-2℃低温可使幼苗受冻害。当气温在5℃左右时，幼苗生长近于停滞状态。从出苗至拔节期间适温为20～22℃。在生产条件下，此时较低的温度利于根系下扎，便于培育壮苗。

拔节至抽穗阶段，是谷子茎叶迅速生长，幼穗迅速分化的发育时期，要求较高的温度。据河南新乡地区农科所观察，该生育期内，平均气温28.4℃，需要23d才抽穗，平均气温降至，25.4℃，就延长到35d，降至20℃以下，延长到43d，到13℃以下，则不能抽穗。一般拔节至抽穗最适温度为25～30℃。

谷子开花对温度和湿度有较严格的要求，一般温度18～21℃，相对湿度80％～90％，最利开花。温度过高，影响花粉的生活力和授粉；温度低于10℃，则花药不开裂，花器易受障碍型冷害。谷子灌浆适温为20～22℃，如温度日较差大，有利于干物质积累和子粒饱满。低于20℃则延缓灌浆，使子粒不饱，秕谷增多，减低粒重。据观测，灌浆最低温度为16℃，低于此灌浆过程就停止，造成大量秕谷。

(2)水分 谷子是耐旱作物，主要表现在它的蒸腾系数小，为142～271，平均 257[80]，说明谷子对水分利用能力强。谷子全生育期需水量，地区间差异较大，据各地试验平均约3000m3／hm2友右。

谷子不同的发育阶段，对水分的要求是不同的。谷子吸水量达种子重量的26％就可发芽，砂壤土耕层含水量达9％～15％时，即可满足需要。从种子发芽到拔节，是根、茎、叶生长期，此时苗小，叶小需水少，是全生育期中最抗旱的时期。谷子出苗到拔节，地上部分茎、叶生长缓慢，地下根系发育较发达，耐旱性很强，即使土壤湿度只有10％的情况下，幼苗一旦得到水分供应还可恢复生长。生产上苗期适当干旱有利根系下扎，促进基部茎节粗壮，提高自身的抗旱能力。群众说：“小苗早个死，老来一包籽”。

拔节到抽穗期，既是根、茎、叶生长最旺盛时期，又是谷子幼穗分化发育时期。到抽穗期，叶面积达最大值，蒸腾作用加强，需要不断补充水分，维持水分平衡。此时谷子处于幼穗和子粒数形成阶段，水分供应不足，造成穗小，秃尖现象，使，穗粒数减少，形成“胎里旱”。故此时期生理和生态需水大量增加，若降水充沛，或土壤含水量维持在田间持水量80％～90％是极有益的。

开花灌浆期是决定子粒饱满程度，增加穗粒重的关键时期，仍需充足的水分。但开花期阴天下雨对授粉不利。开花灌浆时天气晴朗、土壤田间持水量以7096左右为宜。

灌浆后期直到成熟，谷子需水明显减少，若日照充足加速子粒灌浆，有助于子粒饱满。以田间持水量50％为宜。若连阴多雨，则易贪青晚熟，增加秕谷，特别是连阴雨后又烈日曝晒，因土壤湿度大，地表温度高，影响根系呼吸，造成地上部早衰，形成大量秕谷。

综上所述，谷子一生前期耐旱，需水量少，中期喜水，需水最多，后期怕涝，需水较少。

(3)光照 谷子是喜光作物，光合作用需光量较大，光饱和点和光补偿点较高。据试验，在盆栽和人工光源条件下，饱和点最高6.5万lx，补偿点2.5万lx；在田间条件下，最大达10万lx时，光合速率达80mg·CO2／(dm2·h)而未出现饱和光。表明谷子对强光利用能力较强，光照度越大，光合速率越高。但在光照减弱的情况下，光补偿点高。曾有报道[80]，品种杨村谷光补偿点为4.5klx左右，说明谷子利用弱光能力差，不耐阴，光合作用受到抑制。谷子在幼苗期，光照充足有利于形成壮苗，穗分化后期，光照不足会影响花粉的分化，降低花粉的受精能力，空壳率增多。灌浆成熟期间，充足的阳光，能提高光合生产率，有利于灌浆成熟。光照不足，子粒成熟不好，秕谷率增多。

谷子是短日照作物，需要较长的黑暗和较短的光照交替，才能通过光周期，完成抽穗开花的发育。在拔节以前，若每天日照时数在15h以上，除原产于高纬度和高海拔地区的品种外，大多数品种延迟发育，不能抽穗开花，停留在营养生长阶段，增加出苗到抽穗的天数；若短于12h，可促进发育，营养生长向生殖生长的转变提前，抽穗提早，缩短出苗到抽穗的天数[79]。谷子对短日照反应，因品种而不同，一般春播品种比夏播品种反应敏感，在引种时，必需考虑品种的光照特征。