能源作物甜高粱的研究進展

張 靜

（錦州市農業財務結算中心，遼寧 錦州 121000）

能源植物通常指有機質合成迅速、生物質積累量高的植物；蔗糖、淀粉和纖維素含量高的糖類植物；油脂含量高的植物以及可產生類似或替代石油等不可再生資源成分且成本低、利用率高的植物[1]。

甜高粱（Sorghum dochna(F.)Snowden）屬于禾本科一年生草本作物，生物學產量高，有“高能作物”之稱。具有耐旱、耐澇、耐貧瘠、耐鹽堿等多種特性，抗逆性強且適應性廣，被稱為作物中的“駱駝”[2]，適合種植在水分、氣候、土壤等環境惡劣的地區。可再生而且不僅不會造成環境污染還可以吸收空氣中過多的二氧化碳，具有強大的生物學優勢以及經濟學潛勢，在一定程度上可以替代石油、天然氣等燃料。對農業可持續發展以及促進生態環境建設有很高的發展潛力，利用甜高粱來生產燃料乙醇，因生物乙醇可再生性被認為是替代化石能源的最佳途徑[3]。甜高粱是研究作物抗旱機制的優良模式作物，多分布于干旱、半干旱地區。甜高粱莖稈可用于制糖、釀酒和制酒精燃料、造紙以及用作飼料等。有研究表明，每公頃甜高粱可加工的酒精量比甘蔗高30%，同時高出玉米達3倍[4]，高達6t/hm2。甜高粱每公頃莖稈能產糖高出甜菜榨糖效益35%，高達900～1500kg，在世界上很多地區把甜高粱當作糖料作物廣泛種植[5]。由于甜高粱具有很廣泛的應用價值，是近年來一種新興的能源作物，取之不盡，再生而又環保，對經濟發展和環境保護具有重要的意義[6]。

1 耐旱性研究現狀

甜高粱生長過程中對水分的需求量比較少，只需甘蔗需水量的1/3左右。同等條件下甜高粱每生產1kg干物質僅需250～350kg水，低于大豆和小麥生產同等干物質的需水量[7]。對高粱的研究發現，抗旱性強的品種比抗旱性弱的品種葉水勢高、葉片水分利用效率高、氣孔阻力大、蒸騰速率低、光合速率高等[8]。實驗發現，高粱在中度脅迫下地上部分生物量與正常供水下的地上部分生物量之間差異不大，甚至稍高于對照，高粱植株在水分脅迫時的莖粗系數高于正常供水的莖粗系數，表明水分虧缺時高粱自身生理機制產生了補償效應，在缺水條件下反而增大了高粱的抗倒伏能力[9]。

2 耐鹽堿性研究現狀

甜高粱種子萌發階段耐鹽范圍為土壤含鹽量為0～2.88g/kg，土壤含鹽量達到4.06g/kg以上，甜高粱種子萌發受到抑制作用[10]。

前人研究表明，甜高粱在0.3%濃度水平以下的鹽脅迫條件下能夠進行正常的生長發育，但地上部分生物量鮮重和穗籽粒重量遭受到土壤生長環境的輕微影響，產量有所下降，但下降幅度不明顯，通過對不同類型品種之間的生理指標進行比較，甜高粱品種中雜交種較常規種具有明顯的抗鹽脅迫優勢[11]。Almodares等發現鹽脅迫處理使甜高粱的地上部分生物量減少，莖稈中的可溶性糖含量下降，但與普通高粱的下降幅度相比不明顯[12]。

3 耐重金屬脅迫研究現狀

有研究結果表明：甜高粱地上部分植株高度隨土壤中Pb含量的增加而降低，在低濃度Pb處理下甜高粱地上部分生物量干重較對照略有增加，甜高粱對Pb與Zn的耐受性略高于 Cu，對Cu的耐受性略高于玉米[13]。