不同甜高粱品種與玉米主要農藝性狀比較

肖丹+張蘇江+王明+周斐然

摘要：為篩選適合南疆地區氣候地理環境栽培的甜高粱品種，以玉米為對照，對各參試品種的主要農藝性狀進行分析比較。結果顯示，（1）甜高粱中的雷伊、綠能2號、甜飼1號均屬于中熟品種，大力王、海牛屬于極晚熟品種。新飼玉11號比雷伊等中熟品種早24～26 d到達臘熟期。（2）大力王的株高、莖粗均最大；各供試品種的莖粗從大到小排序為大力王>雷伊>新飼玉11號>海牛>甜飼1號>綠能2號。（3）各品種的錘度隨節數自基部向上呈現不同的變化趨勢，綠能2號的含糖錘度最高，為22.40%；新飼玉11號的含糖錘度最低，為10.99%。（4）新飼玉11號與大力王、海牛之間的葉寬、葉長等農藝性狀差異性顯著。（5）大力王和海牛的產量分別為146 823.40、121 895.45 kg/hm2，綠能2號的產量最低，為48 570.99 kg/hm2，大力王、海牛與其他品種的單株鮮質量、單株葉質量、單株莖質量差異極顯著?？梢姡c玉米比較，大力王、海牛、雷伊以及綠能2號甜高粱品種的適應性較好，主要農藝性狀表現良好，可作為南疆地區飼料作物栽培的高粱品種。

關鍵詞：甜高粱；農藝性狀；含糖錘度；生物產量

中圖分類號：S513.04；S514.04文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2017）05-0079-04

甜高粱（Sorghum bicolor L. Moench）是普通高粱的一個變種，屬禾本科一年生C4植物。甜高粱的水分利用效率較高，干旱可以使甜高粱的氣孔收縮，以達到降低蒸騰作用、減少水分流失的作用，同時，其莖葉表面較多的臘質也可以防止水分的進一步散失[1]。甜高粱由于具有抗干旱、耐鹽堿、耐貧瘠、喜強光、光合效率高、生物產量高等優點[2-4]，作為糧食、能源、糖源和飼料作物[5-7]，已經引起了世界各國的普遍重視[8]。

南疆位于天山與昆侖山之間，包括塔里木盆地、昆侖山脈新疆部分以及吐魯番盆地，面積約53萬km2，約占新疆的 2/3[9]。南疆是新疆少數民族的聚集區，當地少數民族具有養殖牛羊的歷史傳統。然而，受塔里木盆地干旱沙漠氣候和鹽堿土壤環境[10]的影響，南疆粗飼料資源極其缺乏，這限制了南疆畜牧業的快速發展。因此，進一步開發和科學合理地利用飼料資源是擴大南疆牛羊養殖規模的物質基礎，對增加南疆少數民族家庭收入具有十分重要的意義。

栽培高產、抗逆性強的飼料作物是解決粗飼料資源不足的最有效途徑。由于具有生物產量高、生長速度快、抗逆性強、水分利用效率高等特點，在干旱氣候和鹽堿土壤條件下，甜高粱是一種極具潛力的飼料作物[11-12]。甜高粱品種類型十分豐富，其生物學性狀隨品種不同有很大的差異[13-14]。受氣候環境條件的影響，與內地其他地方相比，同一品種甜高粱在新疆栽培往往表現出更高的含糖量和生物量[15]。甜高粱在新疆的栽培研究主要集中在北疆[16-17]，在南疆進行的相關研究報道較為少見。與北疆比較，南疆光熱資源優勢更為突出，這為甜高粱在南疆種植提供了更有利的區位優勢[18-19]。因此，本試驗對幾個甜高粱品種和玉米的農藝學性狀進行了分析，旨在篩選出適合南疆氣候環境特點的甜高粱品種，為南疆飼料資源的開發利用提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗在新疆阿拉爾市塔里木大學試驗基地進行，試驗地緯度40°22′N，年均氣溫10.7 ℃，年均日輻射6 000 MJ/m2，有效年積溫3 800～4 700 ℃，無霜期180～240 d，年日照 2 500～3 000 h，4—10月平均日照9.5 h，屬典型的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候[12]。土壤類型為沙壤土，春灌1次，播種前精細整地，施60 kg/hm2磷酸二銨、35 kg/hm2鉀肥做積肥，拔節期追施120 kg/hm2磷酸二銨。

1.2試驗材料

選擇的5個甜高粱品種分別為雷伊、綠能2號、甜飼1號、大力王、海牛。種植的玉米品種為新飼玉11號。

1.3試驗方法

1.3.1試驗設計

試驗采用隨機區組排列設計，3次重復，小區面積為40 m2，于2014年4月16日，按行距0.60 m、株距0.20 m播種。

1.3.2主要農藝性狀調查與測定方法

試驗參照盧慶善提供的方法[20]，調查記錄各個品種的播種期、出苗期、分蘗期、拔節期、抽穗期、開花期、乳熟期、臘熟期、收獲期，并在整個生長期記錄株高和莖粗。甜高粱和玉米在2014年10月10日收獲時，每個區選取10株分別測定株高、莖粗、葉長、葉寬、節數、分蘗數、單株質量、單株葉質量、單株莖質量、百粒質量，第4、6、8、10莖節的錘度，計算生物產量。其中，糖錘度使用糖錘度計（ATAGO，PAL-1日本愛拓公司）測定，莖粗采用電子數顯示游標卡尺測定[生工生物工程（上海）股份有限公司]，株高、葉長、葉寬用普通米尺測定，百粒質量用電子天平[ES1200，賽多利斯（上海）貿易有限公司]測定，單株質量、葉質量和莖質量用普通電子稱測量。臘熟期田間收獲3行，計產面積 10 m2 ，測定小區生物產量，每小區取少量全株新鮮植株粉碎后，在實驗室65 ℃條件下烘干至恒質量后稱量，并計算干物質含量[17]。

1.3.3數據處理

數據采用Excel 2003進行整理，用SPSS 17.0統計軟件進行單因素方差分析（One Way ANOVA），多重比較采用Duncans法。顯著性檢驗水平為P<0.05。

2結果與分析

2.1玉米及5個甜高粱品種的生育期比較

由表1可知，玉米和5種甜高粱品種生育期不同。新飼玉11號玉米的出苗期、拔節期、開花期、乳熟期、蠟熟期均早于5種試驗甜高粱，玉米出苗期、拔節期比甜高粱分別早4、16 d，乳熟期、蠟熟期早25 d左右。雷伊、綠能2號和甜飼1號甜高粱品種均可以成熟，而大力王和海牛只能達到開花抽穗期，而不能結實成熟。

2.2玉米及甜高粱在不同生長期的株高和莖粗

不同生長期玉米及甜高粱的株高之間存在明顯差異（圖1）。6月6日到7月16日之間，新飼玉11號生長較快，株高比所有甜高粱品種都高；在7月16日到8月6日期間，玉米和甜高粱的生長速度均較快，其中，大力王和海牛的株高相近，甜飼1號和雷伊的株高相近，而綠能2號的株高接近于新飼玉11號；大力王的株高從8月6日到10月6日一直處于快速增長的狀態，明顯高于其他品種的甜高粱和玉米，達到了 381.8 cm；海牛在8月6—26日，株高和大力王相近，8月26日到10月6日，株高明顯低于大力王，但在10月6日，海牛的株高大于新飼玉11號、雷伊以及甜飼1號的株高，達到327.4 cm，[JP2]與綠能2號的株高相近；新飼玉11號和其他的甜高粱品種在10月6日時株高在304.7～325.0 cm之間?？傮w分析得，到收獲時，大力王和海牛的株高均大于其他參試品種。[JP]

生長期玉米及甜高粱的莖粗變化情況如圖2所示。新飼玉11號的莖粗在6月26日時為22.41 mm，到10月6日時莖粗為24.34 mm，莖粗增加緩慢；綠能2號的莖粗在6月26日時為18.34 mm，到7月16日時莖粗為22.62 mm，其后莖粗變化較小；大力王的莖粗在6月26日為20.26 mm，到8月26日時莖粗為26.33 mm，其后莖粗變化較?。惶痫?號的莖粗在6月26日時為20.61 mm，到8月26日時莖粗為 23.35 mm，其后莖粗變化較?。缓Ｅ５那o粗在6月26日時為16.19 mm，到7月16日時莖粗為22.36 mm，其后莖粗生長緩慢，到10月6日時莖粗為23.68 mm；雷伊的莖粗在6月26日時為15.06 mm，到8月6日時莖粗為25.36 mm，其后莖粗變化較小。從總體分析，到收割時各品種莖粗的大小順序為大力士>雷伊>新飼玉11號>海牛>甜飼1號>綠能2號。

2.3.1玉米及甜高粱不同節間的糖錘度變化趨勢

由表2可知各供試品種的錘度隨節數由基部到頂部的變化，雷伊、綠能2號和甜飼1號呈現低—高—低的變化趨勢，新飼玉11號、大力王和海牛呈現低—高的變化趨勢。綠能2號的第4節糖錘度最高，為22.86%，與其他供試品種差異顯著（P<0.05）；綠能2號的第6節糖錘度最高，為23.48%，與其他供試品種差異顯著（P<0.05）；綠能2號的第8節糖錘度為2249%、雷伊的為21.86%，兩者與其他供試品種差異顯著（P<0.05）；綠能2號、雷伊、甜飼1號的第10節糖錘度與新飼玉11號、大力王、海牛差異顯著（P<0.05）?？傮w分析可知，甜飼1號、綠能2號、雷伊的糖錘度明顯高于新飼玉11號、大力王、海牛，各品種的糖錘度從大到小排序為綠能2號> 雷伊>甜飼1號>海牛>大力王>新飼玉11號。

2.3.2玉米及甜高粱百粒質量和主要農藝性狀的分析

試品種差異顯著；海牛、大力王的節數分別為20.1、19.3節，與其他品種差異顯著（P<0.05）；大力王的葉長為122.8 cm，與其他品種差異顯著（P<0.05）；雷伊、新飼玉11號的葉寬分別為9.3、9.1 cm，與其他品種差異顯著（P<0.05）；綠能2號、海牛、大力王的分蘗數分別為 3.6、4.4、3.8個，與其他品種差異顯著（P<0.05），新飼玉11號無分蘗莖。總體分析可知，大力王、海牛都屬于節數多、百粒質量低、葉長、分蘗數多的品種。

2.3.3玉米及甜高粱單株鮮質量和產量分析

由表4可知，大力王的單株鮮質量為4.74 kg，與其他品種差異顯著（P<0.05）；大力王、海牛的單株葉質量分別為1.07、0.85 kg，與其他品種差異顯著；大力王的單株莖質量為3.86 kg，與其他品種差異顯著（P<0.05）；大力王、海牛的產量分別為 146 823.40、121 895.45 kg/hm2，與其他品種差異顯著（P<0.05）；甜飼1號的干物質含量與新飼玉11號、雷伊、綠能2號、大力王、海牛差異顯著（P<0.05）?？傮w分析可知，大力王、海牛的產全生育期是指從出苗期次日到籽粒成熟期的天數，按照全生育期將甜高粱成熟期劃分為極早熟、早熟、中熟、晚熟、極晚熟[21]。根據各供試品種所記載的生育期分析發現，新飼玉11號的出苗期、拔節期、開花期、成熟期均比甜高粱早；各甜高粱品種的開花期、成熟期不同，雷伊、綠能2號、甜飼1號均屬于中熟品種，大力王、海牛屬于極晚熟品種。孫宏等研究了甜高粱雜交品種在海南和北京兩地的生育期規律發現，甜高粱的生長發育南方快于北方，這說明生育期的長短與光照、溫度有關[22]。

從株高、莖粗來看，大力王的株高最高，為381.8 cm，新飼玉11號和其他品種的甜高粱的株高在304.7～325.0 cm之間；各供試品種的莖粗在22.92～26.20 mm之間。趙香娜等研究了206份甜高粱資源發現株高、莖粗變異幅度大；株高平均值為272.33 cm，最高達409.93 cm；莖粗平均值為 1.70 cm，最粗可達2.50 cm[21]。

3.2試驗品種糖錘度的變化

有研究發現甜高粱的糖錘度大于10%，一般品種保持在15%～20%之間，雷伊的糖錘度在19%左右，綠能2號的糖錘度為17.9%[23]。綠能2號、雷伊、甜飼1號的糖錘度大于18%，屬于含糖量較高的甜高粱；大力王、海牛的糖錘度小于13%，屬于低糖含量的甜高粱品種；新飼玉11號的糖錘度最低，為10.99%。葉凱等對新疆甜高粱莖節錘度與莖稈平均錘度的關系進行研究，發現莖稈不同莖節之間的錘度有明顯的差異，自基部至頂部各節段的錘度呈現出低—高—低的變化規律，第9、10、11節的汁液的糖錘度最高，第2節最低，全株混合錘度總平均值為15.1[24]。甘肅省張掖地市農業科學研究院測定2 000個甜高粱樣本的汁液，錘度在16%～27%之間，表明甜高粱在糖錘度方面超過了甜菜（15.5%）[25]。中國科學院植物研究所對28個從美國和澳大利亞引進的甜高粱品種的每株籽粒產量與汁液錘度進行相關性分析，發現汁液錘度與籽粒產量呈正相關[20]。

3.3試驗品種的百粒質量和主要農藝性狀

從百粒質量、節數、葉長等方面分析發現，新飼玉11號的百粒質量最大，為25.04 g，綠能2號的百粒質量最小，為 1.38 g；海牛的節數最多，為20.1節，大力王的節數為19.3節，綠能2號的節數最少，為12.2節；大力王的葉長最長，為122.8 cm，海牛的葉長為111.0 cm，綠能2號的葉長最短，為76.9 cm；雷伊的葉寬最大，為9.3 cm，，海牛的葉寬最小，為5.9 cm；海牛和大力王的分蘗數都較大，分別為4.4、3.8個，甜飼1號的分蘗數最少，為1.2個。有研究發現，甜高粱的籽粒質量比粒用高粱小，百粒質量在2.1 g左右[20]。中國科學院植物研究所對30個甜高粱品種的觀測顯示，其莖稈節數多在10～20節之間；觀測了25個甜高粱品種的葉片長度和寬度，發現葉片平均長度為93 cm，幅度在75～112 cm 之間，平均寬度為9.1 cm，幅度在7.7～11.2 cm之間[20]。

3.4試驗品種的單株鮮質量和產量

大力王的產量為146 823.40 kg/hm2，海牛的產量為 [JP3]121 895.45 kg/hm2，綠能2號的產量最低，為48 570.99 kg/hm2[JP]，大力王、海牛與新飼玉11號相比較，都屬于節數多、葉長較長、分蘗數多的品種。由于大力王和海牛處于抽穗開花期，株高較高，節數較多，分蘗數較多，水分含量也高，所以大力王和海牛的單株鮮質量、單株葉質量、單株莖質量以及產量都明顯高于新飼玉11號。有研究發現，甜高粱的生物產量在國外的高產紀錄為169 005 kg/hm2，國內的高產紀錄為 157 500 kg/hm2，一般產量為60 000～120 000 kg/hm2，甜高粱的生物產量比青飼玉米增產45 000～60 000 kg/hm2，適口性優于青飼玉米，有能量飼料功能[25-27]。Tefera等發現，晚熟的高粱品種與早熟品種間種時，會獲得較高的產量[28]。高明超等統計了22個甜高粱品種的農藝性狀遺傳參數，結果表明分蘗數和株高對生物產量直接效應最大，生育期、株高、穗長、節數、分蘗數、主莖粗與生物產量呈極顯著正相關[29]。閏峰對64份甜高粱品種的單株鮮質量進行研究發現，參試甜高粱的單株鮮質量的多樣性指數和變異系數較高，說明甜高粱種質具有豐富的變異，改良潛力較大[30]。

4小結

與新飼玉11號相比，大力王和海牛具有生物產量高、分蘗數多的特點，而雷伊和綠能2號具有糖分含量高、分蘗數多、葉莖比例高，生物產量適中等特點，因此，大力王、海牛、雷伊和綠能2號可作為南疆地區適栽的甜高粱品種。

參考文獻：

[1]肖丹，張蘇江，陳立強，等. 甜高粱飼料在南疆粗飼料資源開發中的前景分析[J]. 草食家畜，2014（6）：22-27.

[2]Türe S，Uzun D，Türe I E. The potential use of sweet sorghum as a non-polluting source of energy[J]. Energy，1997，22（1）：17-19.

[3]Corredor D Y，Salazar J M，Hohn K L，et al. Evaluation and characterization of forage sorghum as feedstock for fermentable sugar production[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2009，158（1）：164-179.

[4]Wu X，Staggenborg S，Propheter J L，et al. Features of sweet sorghum juice and their performance in ethanol fermentation[J]. Industrial Crops and Products，2010，31（1）：164-170.

[5]Yu J L，Zhang X，Tan T W. Ethanol production by solid state fermentation of sweet sorghum using thermotolerant yeast strain[J]. Fuel Processing Technology，2008，89（11）：1056-1059.

[6]Rooney W L，Blumenthal J，Bean B，et al. Designing sorghum as a dedicated bioenergy feedstock[J]. Biofuels，Bioproducts and Biorefining，2007，1（2）：147-157.

[7]Kurle J E，Sheaffer C C，Crookston R K，et al. Popcorn，sweet corn，and sorghum as alternative silage crops[J]. Journal of Production Agriculture，1991，4（3）：432-436.

[8]Ritter K B，Jordan D R，Chapman S C，et al. Identification of QTL for sugar-related traits in a sweet×grain sorghum （Sorghum bicolor L. Moench） recombinant inbred population[J]. Molecular Breeding，2008，22（3）：367-384.

[9]新疆維吾爾自治區統計局. 新疆統計年年鑒[M]. 北京：中國統計出版社，2001.[ZK）]

[10]Zhang W T，Wu H Q，Gu H B，et al. Variability of soil salinity at multiple spatio-temporal scales and the related driving factors in the oasis areas of Xinjiang，China[J]. Pedosphere，2014，24（6）：753-762.

[11]Zhang S J，Chaudhry A S，Osman A，et al. Associative effects of ensiling mixtures of sweet sorghum and alfalfa on nutritive value，fermentation and methane characteristics[J]. Animal Feed Science and Technology，2015，206：29-38.

[12]Zhang S J，Chaudhry A S，Ramdani D，et al. Chemical composition and in vitro fermentation characteristics of high sugar forage sorghum as an alternative to forage maize for silage making in Tarim Basin，China[J]. Journal of Integrative Agriculture，2016，15（1）：175-182.

[13]曹文伯. 我國甜高粱種質資源鑒定及利用概況[J]. 植物遺傳資源學報，2001，2（1）：58-62.

[14]艾買爾江·吾斯曼，吐熱衣夏木·依米提，張蘇江. 不同基因型甜高粱品種干物質積累規律研究[J]. 塔里木大學學報，2013，25（1）：39-41.

[15]馮國郡，葉凱，涂振東. 時空變化對甜高粱農藝性狀的影響及分析[J]. 新疆農業科學，2010，47（2）：285-290.

[16]王兆木，涂振東，賈東海. 新疆甜高粱開發利用研究[J]. 新疆農業科學，2007，44（1）：50-54.

[17]馮國郡，葉凱，涂振東，等. 甜高粱主要農藝性狀相關性和主成分分析[J]. 新疆農業科學，2010，47（8）：1552-1556.

[18]艾買爾江·吾斯曼，吐熱依夏木·依米體，吳全忠. 甜高粱在新疆生態條件下的適應性研究[J]. 新疆農墾科技，2011，34（1）：16-18.

[19]張蘇江，艾買爾江·吾斯曼，薛興中，等. 南疆玉米和不同糖分甜高粱的青貯品質分析[J]. 草業學報，2014，23（3）：232-240.

[20][JP3]盧慶善. 甜高粱[M]. 北京：中國農業科技出版社，2008：83-102.[JP]

[21]趙香娜，李桂英，劉洋，等. 國內外甜高粱種質資源主要性狀遺傳多樣性及相關性分析[J]. 植物遺傳資源學報，2008，9（3）：302-307.

[22]孫宏，曹文伯，謝奎龍. 甜高粱雜交組合主要性狀（海南·北京）兩地表現的比較——加快育種速度的探討[J]. 中國種業，2007（1）：38-39.

[23]趙立欣，張艷麗，沈豐菊. 能源作物甜高粱及其可供應性研究[J]. 可再生能源，2005（4）：37-40.

[24]葉凱，馮國郡，涂振東，等. 新疆能源作物甜高粱莖節錘度與莖稈平均錘度的關系研究[J]. 新疆農業科學，2008，45（6）：1035-1041.

[25]石龍閣. 我國甜高梁產業發展前景分析[J]. 雜糧作物，2007，27（3）：242-243.

[26]石永順，王艷秋，王立新，等. 加快甜高粱科研和生產開發[J]. 遼寧農業科學，2004（3）：30-31.

[27]康志河，楊國紅，楊曉平，等. 發展甜高粱生產開創能源農業新時代[J]. 中國農學通報，2005，21（1）：340-341.

[28]Tefera T，Tana T. Agronomic performance of sorghum and groundnut cultivars in sole and intercrop cultivation under semiarid conditions[J]. Journal of Agronomy and Crop Science，2002，188（3）：212-218.

[29]高明超，王鵬文. 甜高粱主要農藝性狀遺傳參數估計[J]. 安徽農學通報，2007，13（5）：114.

[30]閆鋒. 甜高粱主要農藝性狀遺傳參數分析[J]. 中國糖料，2010（1）：24-26.