不同酒用高粱品種豐產穩產性及主要品質特性分析

章潔瓊，趙小敏，雷文權，鄭莉敏，張萬里，陳思宇，胡朝鳳

(1.貴州省農作物技術推廣總站，貴州貴陽 550001；2.貴州省遵義市種植業發展服務中心，貴州遵義 563000；3.貴州省仁懷市農業技術綜合服務站，貴州仁懷 564500；4.貴州省正安縣種植業發展中心，貴州正安 5634005.貴州省鳳岡縣種植業發展中心，貴州鳳岡 564200；6.貴州省農業科學院旱糧研究所，貴州貴陽 550006)

高粱是釀造白酒的最佳原料[1]，在釀酒行業具有獨特的優勢，是其他任何作物都難以替代的[2]。貴州省酒用高粱主推品種主要為常規糯高粱品種，是釀造茅臺酒、習酒、國臺等醬香型白酒的專用原料。高粱單產水平的提升除了生產條件的改善和栽培技術的革新等因素外，品種更替起到了重要作用[3]。高杰等選用貴州省不同年代的酒用糯高粱品種(系)為對象，研究其干物質積累總量及產量構成，結果發現，隨著年代更替，貴州省酒用糯高粱生產性能逐步提高，新品種(紅纓子、黔高 8 號)較老品系(黑殼糯、紅殼糯)產量、干物質積累總量分別增加25.5%、23.4%，表明新品種具備更高的干物質生產能力[3]。品種區域試驗作為鑒定作物品種(系)豐產性、穩定性和適應性的有效方法，是檢驗品種是否優良的基本依據[4]，是提高品種生產力的重要途徑[5]，是品種繁育推廣不可缺少的重要環節[6]。謝嶸等對8個貴州省糯高粱品種(系)在6個試點的區試產量數據進行分析，結果表明8個糯高粱品種(系)平均產量順序為紅茅糯1號>紅臺粱>赤水紅粱2號>茅紅糯2號>赤水紅粱1號>遵紅1301>黔高8號>紅茅糯2號，遵紅1301和茅紅糯2號的穩定性較好，赤水紅粱2號和紅茅糯1號的適應性強，但是穩定性較差[5]。高粱的品質直接決定了白酒的質量[7-8]，不同品種高粱由于淀粉、蛋白質、脂肪、單寧等含量不同，會造成產酒量與產酒品質的差異[9]。2017年以來，貴州省先后登記了以紅珍珠、紅纓子為代表的符合醬香型白酒釀造工藝要求的酒用高粱新品種，為了篩選不同生態區域的適宜新品種，促進新品種在生產上快速推廣應用，本研究在4個不同酒用高粱生態區域開展了紅纓子、紅珍珠、臺糯9號等8個不同酒用高粱品種的同田比較試驗，分析在4個生態區域不同高粱品種的產量結構、豐產性、穩定性、適應性及品質特性表現，進一步明確貴州省不同品種的生產實際表現，篩選出優質高產的新品種，為下一步新品種的大面積推廣應用、品種的更新換代提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗供試品種為紅纓子、紅珍珠、臺糯9號、黔高8號、茅粱糯2號、金粱糯1號、金粱糯8號、紅茅糯6號等8個高粱品種(系)，供試材料的基本信息見表1。

表1 試驗材料基本信息

1.2 試驗地點

試驗設置4個試驗點，于2020年分別在貴州省遵義市的匯川區、仁懷市、正安縣和鳳岡縣4個縣(市、區)進行，試驗地基本情況見表2。

表2 試驗地點基本情況

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗采用隨機區組排列，3次重復，共24個試驗小區，選擇當地傳統適宜播期進行播種育苗，當苗長至4葉時按照當地常規栽培規格進行打窩移栽，每窩留苗2株，凈作。匯川區試驗點小區面積24 m2(4 m×6 m)，行距50 cm，株距 33.3 cm，密度為8 008株/667 m2；仁懷市試驗點小區面積24 m2(4 m×6 m)，行距80 cm，株距20 cm，密度為8 333株/667 m2；正安縣試驗點小區面積 50 m2(6 m×8.33 m)，行距60 cm，株距27.7 cm，密度8 022株/667 m2；鳳岡縣試驗點小區面積 25 m2(5 m×5 m)，行距60 cm，株距27.7 cm，密度 8 022株/667 m2。小區間留走道50 cm，重復間留走道1 m。

1.3.2 觀察記載項目 田間調查與考種記載按照高粱試驗記載項目標準進行，分別記載各品種的全生育期、株高、穗長、穗粒數、千粒質量等農藝經濟性狀。

全生育期：從播種到成熟的天數(d)；株高：開花之后隨機取10株測量從地面至穗頂的主莖平均高度(cm)；穗長：隨機取10株測量穗下葉痕處至穗尖的平均長度(cm)；單穗粒質量：隨機取10株典型穗，自然風干后，全部脫粒稱其質量取均值(g)；單穗粒數：隨機取10株典型穗，脫粒測定完整籽粒數，取單穗粒數均值(粒)；千粒質量：自然風干后測定 1 000 個完整籽粒的平均質量(g)。

1.3.3 釀酒品質指標測定 取每個品種的籽粒樣品進行主要釀酒品質指標的測定，由貴州省檢測技術研究應用中心對總淀粉含量、支鏈淀粉占比、蛋白質含量、脂肪含量、粗纖維含量、灰分含量、單寧含量、賴氨酸含量等釀酒品質指標進行測定，試驗重復2次。

1.4 數據分析

采用Excel 2007軟件進行數據整理，計算得出平均值、標準差和變異系數。運用DPS數據處理系統進行方差分析、灰色關聯度分析和主成分分析[10]。

2 結果與分析

2.1 產量表現

從表3可以看出，不同試點的酒用高粱品種(系)產量表現不同，8個品種的平均產量為 323.08 kg/667 m2，紅纓子在各試點的平均產量為 357.96 kg/667 m2，居第1位，其次是黔高8號，各試點的平均產量為345.48 kg/667 m2，產量排第3位的是金粱糯8號，各試點的平均產量為322.2 kg/667 m2，各試點平均產量表現最差的是金粱糯1號，平均產量為288.41 kg/667 m2。從表4可以看出，地點間、品種間、品種×地點互作項的酒用高粱產量均存在極顯著差異，P=0<0.01。多重比較結果顯示，紅纓子與其他7個品種間均存在顯著或極顯著性差異，說明紅纓子在各試點的產量表現最好，豐產、增產潛力最大。

表3 不同生態區域條件下的酒用高粱品種(系)的產量表現

表4 酒用高粱1年多點區域試驗方差分析表

2.2 豐產性

不同酒用高粱品種(系)的豐產性表現結果顯示(表5)，紅纓子在參試的8個品種中效應值最大，為34.88，試驗平均產量為357.96 kg/667 m2，豐產性最好；其次是黔高8號，效應值為22.40，試驗平均產量為345.48 kg/667 m2，豐產性好；金粱糯8號、茅粱糯2號、紅珍珠、紅茅糯6號、臺糯9號、金粱糯1號效應值分別為-0.88、-2.40、-3.74、-5.96、-9.61、-34.67，豐產性均表現不好。

2.3 穩定性

品種與地區的互作方差和變異度是反映品種穩定性的重要參數，互作方差和變異度越小，表明品種的穩定性越好。從表5可以看出，穩定性表現最好的是臺糯9號，品種與地區的互作方差、變異度分別為153.40、3.95，均是8個參試品種中的最小值；穩定性表現居第2位的是紅珍珠，互作方差值、變異度分別為356.22、5.91；穩定性表現居第3位的是金粱糯1號，互作方差值、變異度分別為474.42、7.55；穩定性表現最差的是金粱糯8號，互作方差、變異度分別為 2 377.62、15.13，均是8個參試品種中的最大值。

2.4 適應性

回歸系數可預測品種在不同環境下的表現，回歸系數小于1的品種，表明其產量水平較穩定，對環境差異反應遲鈍，在不利條件下種植也有一定的產量，適應性很好；反之，回歸系數大于1的品種，表明其對環境變化敏感，在有利條件下有好的產量表現，但不利條件下產量表現較差，適應性差(表5)。由各品種的適應性參數可知，茅粱糯2號、紅珍珠、紅茅糯6號、臺糯9號、金粱糯1號的回歸系數小于1，表明這5個品種的適應性好；紅纓子、黔高8號、金粱糯8號的回歸系數大于1，表明這3個品種的適應性差，對環境變化敏感，但紅纓子、黔高8號在試驗區域匯川區、仁懷市、正安縣、鳳岡縣均表現好。

2.5 農藝經濟性狀

從表6可以看出，8個不同酒用高粱品種(系)在4個不同生態區域下的農藝經濟性狀表現不同，從4個試驗點的綜合表現來看，8個品種的全生育期、株高、穗長、單穗粒質量、單穗粒數、千粒質量的平均值分別為134.13 d、276.29 cm、32.16 cm、45.47 g、2 236粒、20.06 g。其中，黔高8號在各試點表現的生育期最長，平均為136.00 d；紅茅糯6號在各試點表現的株高最高，平均為284.28 cm；紅珍珠在各試點表現的穗長最長，平均為33.81 cm，同時千粒質量也最大，平均為20.47 g；紅纓子在各試點表現的單穗粒質量和單穗粒數均最大，平均值分別為49.91 g和2 507粒。金粱糯8號在各試點表現的生育期最短，平均為132.75 d；金粱糯1號在各試點表現的株高、穗長、單穗粒質量、單穗粒數均最少，平均值分別為258.68 cm、29.96 cm、41.32 g、2 012粒；茅粱糯2號在各試點表現的千粒質量最小，平均為19.59 g。

表5 酒用高粱區域試驗豐產性、穩定性及適應性分析

表6 不同酒用高粱品種的農藝經濟性狀分析

2.6 產量與農藝經濟性狀的灰色關聯度

按照鄧聚龍灰色系統理論[11]，對8個酒用高粱品種在4個不同生態區域的產量及農藝經濟性狀進行灰色關聯度分析，采用DPS數據處理系統計算得出產量與各農藝經濟性狀的關聯度及排序。農藝經濟性狀與產量的灰色關聯度大，表示二者關系密切，反之，農藝經濟性狀與產量的灰色關聯度小，表示二者的關系疏遠。即灰色關聯度越大，因素的相似程度越高，關系越密切。由表7可知，酒用高粱產量與各農藝經濟性狀的關聯度排序為單穗粒質量>千粒質量>全生育期>株高>穗長>單穗粒數。酒用高粱產量與單穗粒質量的關聯度最高(ri=0.494 1)，可見單穗粒質量對酒用高粱的產量影響最大，其次是千粒質量(ri=0.445 6)。表明單穗粒質量和千粒質量對酒用高粱產量形成最為關鍵，是影響產量的主要因子。單穗粒數與酒用高粱產量的關聯度最小(ri=0.294 6)，說明單穗粒數對酒用高粱產量形成的影響最小。

表7 酒用高粱平均產量與各農藝經濟性狀的關聯度(ri)及排序

2.7 主要理化品質指標

分別測定4個不同試點酒用高粱籽粒的總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、蛋白質、脂肪、粗纖維、灰分、單寧、賴氨酸含量等9個主要釀酒品質指標(表8)，不同酒用高粱品種(系)的總淀粉平均含量分布在63.23～65.25 g/100 g，變異系數為2.51%，平均值為 64.42 g/100 g，金粱糯1號的總淀粉含量最高；直鏈淀粉含量分布在1.26～3.40 g/100 g，變異系數為62.15%，平均值為2.28 g/100 g；支鏈淀粉含量分布在61.00～63.33 g/100 g，變異系數為3.41%，平均值為62.19 g/100 g；8個品種的酒用高粱支鏈淀粉含量占總淀粉含量的比例為94.77%～98.50%，平均為96.54%，表明8個品種的酒用高粱均為糯性品種，糯性表現最好的是臺糯9號；不同酒用高粱品種(系)的蛋白質含量分布在8.83～9.33 g/100 g，變異系數為6.92%，平均值為 9.10 g/100 g，黔高8號的蛋白質含量最高；脂肪含量分布在3.78～4.30 g/100 g，變異系數為10.86%，平均值為3.96 g/100 g，紅珍珠的蛋白質含量最高；粗纖維含量分布在1.66%～2.26%，變異系數為29.82%，平均值為1.95%，金粱糯1號的粗纖維含量最高；灰分含量分布在 1.30%～1.48%，變異系數為12.22%，平均值為1.39%，紅珍珠的灰分含量最高；單寧含量分布在1.55%～1.84%，變異系數為12.99%，平均值為1.69%，茅粱糯2號的單寧含量最高；賴氨酸含量分布在 0.18～0.20 g/100 g，變異系數為10.68%，平均值為0.19 g/100 g，紅珍珠的賴氨酸含量最高。變異系數可以反映出數據間的離散程度，可反映不同個體的性狀受不同環境條件的影響而發生的變異程度[12]。直鏈淀粉含量的變異系數最大，說明不同酒用高粱籽粒間直連淀粉性狀變異大，品種對直鏈淀粉含量的影響最大；總淀粉含量的變異系數最小，表明品種對高粱總淀粉含量的影響最小。從變異系數大小可知，不同酒用高粱品種對9個品質指標的影響大小順序為直鏈淀粉含量>粗纖維含量>單寧含量>灰分含量>脂肪含量>賴氨酸含量>蛋白質含量>支鏈淀粉含量>總淀粉含量。

2.8 品質主成分分析

主成分分析是一種將原來個數較多且彼此相關的品質指標轉化為新的個數較少且彼此獨立或不相關的綜合指標的分析方法[13]，主成分分析降低了分析維度，在不丟掉主要信息的前提下，避開了變量間的共線性問題，將指標由繁化簡，建立盡可能少的新指標[14]。綜合不同生態區域的酒用高粱品種(系)籽粒的主要釀酒品質指標表現，對8個品種(系)籽粒的9個主要釀酒品質指標進行主成分分析(表9)，可以提取到特征根>1的主成分4個，前4個主成分的特征根分別為3.348 4、2.211 7、1.267 8、1.207 9，這4個主成分對酒用高粱籽粒綜合品質的累計貢獻率達到了89.286 8%，表明這4個主成分包含的信息量占原始數據總體信息量的89.286 8%，可以代表9個品質指標對酒用高粱品種(系)的釀酒品質進行綜合評價。主成分因子載荷矩陣中，載荷數值大小表示原有變量在降維后所構成的綜合變量中的貢獻率高低，荷載絕對值越大的主成分與其關系越密切，也更能代表這個變量[15]。第1主成分包含的釀酒品質指標主要有總淀粉含量、支鏈淀粉含量、粗纖維含量、單寧含量，方差貢獻率為37.20%，是最重要的主成分；第2主成分包含的釀酒品質指標主要有脂肪含量和賴氨酸含量，方差貢獻率為24.574 6%；第3主成分包含的釀酒品質指標主要有直鏈淀粉含量和灰分含量，方差貢獻率為14.087 2%；第4主成分包含的釀酒品質指標主要是蛋白質含量，方差貢獻率為13.420 9%。

2.9 品質綜合評價

以各主成分因子對應的方差貢獻率作為權重，由主成分得分和對應的權重線性加權求和得到品質綜合評價模型為F=0.416 7F1+0.275 2F2+0.157 8F3+0.150 3F4，其中，F表示綜合評價得分，F1、F2、F3、F4分別表示主成分1、主成分2、主成分3、主成分4得分。根據建立的綜合評價模型，得到不同酒用高粱品種(系)籽粒的品質綜合評價得分和排序結果(表10)，8個酒用高粱品種(系)的綜合品質得分從高到低依次為紅珍珠>黔高8號>紅纓子>臺糯9號>金粱糯1號>茅粱糯2號>金粱糯8號>紅茅糯6號，釀酒品質表現最好的品種是紅珍珠。

3 討論與結論

8個酒用高粱品種(系)在不同生態區域的產量表現不同，平均產量為323.08 kg/667 m2，紅纓子在各試點的平均產量為357.96 kg/667 m2，產量表現最好，且與其他7個品種間均存在極顯著性差異，是一個豐產性很好的品種，但適應性表現差，表明該品種對環境變化敏感，在有利條件下有好的產量表現；穩定性表現最好的是臺糯9號，其次是紅珍珠，這2個品種的適應性表現也好，說明他們對環境變化遲鈍，產量水平較穩定。

不同酒用高粱品種(系)在不同生態區域下的農藝經濟性狀表現不同，全生育期、株高、穗長、單穗粒質量、單穗粒數、千粒質量的平均值分別為134.13 d、276.29 cm、32.16 cm、45.47 g、2 236粒、20.06 g。灰色關聯度分析法顯示，酒用高粱產量與各農藝經濟性狀的關聯度排序為單穗粒質量>千粒質量>全生育期>株高>穗長>單穗粒數，表明單穗粒質量和千粒質量對酒用高粱產量形成最為關鍵，是影響產量的主要因子。

不同的釀酒工藝對原料品質的需求不同，總體上表現為總淀粉含量要高，蛋白質含量和單寧含量適中[16]。貴州省生產的白酒主要是以茅臺酒為代表的醬香型白酒，以具有較高支鏈淀粉含量的糯高粱為原料。研究表明，支鏈淀粉含量高的高粱更易糊化[17]、出酒率更高[9，18]，總淀粉含量越高，支鏈淀粉比重越大，越有利于提高出酒率和白酒中的香味物質含量及白酒質量[19]。本研究對不同酒用高粱品種(系)籽粒的9個品質指標進行了測定，變異系數分析結果顯示，不同酒用高粱品種對9個品質指標的影響大小順序為直鏈淀粉含量>粗纖維含量>單寧含量>灰分含量>脂肪含量>賴氨酸含量>蛋白質含量>支鏈淀粉含量>總淀粉含量。采用主成分分析法，將8個不同酒用高粱籽粒的9項品質指標降維成4項獨立的綜合評價指標，第1主成分的品質指標主要有總淀粉含量、支鏈淀粉含量、粗纖維含量、單寧含量，是最重要的主成分；第2主成分的品質指標主要有脂肪和賴氨酸含量；第3主成分的品質指標主要有直鏈淀粉和灰分含量；第4主成分的品質指標主要是蛋白質含量。同時構建了品質綜合評價模型：F=0.416 7F1+0.275 2F2+0.157 8F3+0.150 3F4。綜合評價結果顯示，8個酒用高粱品種(系)的綜合品質得分從高到低依次為紅珍珠>黔高8號>紅纓子>臺糯9號>金粱糯1號>茅粱糯2號>金粱糯8號>紅茅糯6號，釀酒品質表現最好的品種是紅珍珠。

表10 酒用高粱籽粒品質主成分因子得分及綜合品質得分