播期對甜高粱不同生育時期生物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

摘要：以甜雜2號為材料研究了播期對甜高粱生育期以及不同生育時期綠葉數(shù)、生物產(chǎn)量、含糖量、粗蛋白和粗纖維的影響。結(jié)果表明，生育期隨播期推遲而縮短；在蠟熟期和完熟期，第二和第四播期甜高粱的生物產(chǎn)量顯著高于另兩個播期；整個生育期內(nèi)，第二播期的綠葉數(shù)始終最高；甜高粱的含糖量隨播期的推遲呈逐漸下降的趨勢；不同播期的粗纖維含量呈現(xiàn)出先升高后降低或升-降-升的變化趨勢；播期對粗蛋白含量的影響不顯著。在北方甜高粱春播區(qū)，尤其是天津地區(qū)，最適播期在5月11日左右，并且通過分期播種，可延長其加工期近3個月。

關(guān)鍵詞：甜高粱；播期；生育時期；生物產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S514.042 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）14-3260-04

甜高粱[Sorghum bicolor（Moench）L.]是粒用高粱的一個變種，具有生物學(xué)產(chǎn)量高，含糖量高，抗性優(yōu)良，適口性好，乙醇轉(zhuǎn)化率高等特點，可用于制糖、飼用、生產(chǎn)生物燃料、釀酒、造紙等，是近年來新興的一種飼用作物和能源作物[1-4]。播期對甜高粱的生育期、主要生物性狀、生物學(xué)產(chǎn)量以及莖稈的含糖量均會產(chǎn)生一定的影響[5，6]。并且，由于甜高粱莖稈的糖分易發(fā)酵而不易儲存，因此，甜高粱的加工期較短，是限制其種植和推廣的重要因素之一[7]。因此，研究播期對甜高粱性狀的影響，通過分期播種延長甜高粱的加工期十分必要。

前人關(guān)于播期對甜高粱的影響進行了研究。張志鵬等[5]認(rèn)為甜高粱生育期隨播期延后而縮短，株高增高，莖粗差異達到顯著水平，子粒產(chǎn)量隨播期延后而有所降低，鮮重變化不大。沈飛等[6]研究了播期對甜高粱主要生物性狀及成糖的影響，認(rèn)為推遲甜高粱的種植時間30 d左右，可以延長甜高粱莖稈中糖分的保持時間10～14 d，并有利于提高甜高粱莖稈汁液中總糖的積累水平。李子芳等[8]研究了播期對5個甜高粱品種產(chǎn)量和錘度的影響，結(jié)果表明，早播使甜雜2號、遼甜1號和綠能2號的鮮重顯著提高，晚播使4個品種的錘度均隨著播期的延后而提高。周紹東等[9]研究了播期對各生育時期甜高粱葉片性狀的影響，結(jié)果表明，葉面積指數(shù)隨播種期延遲有下降趨勢， 但晚播甜高粱在成熟期時葉面積指數(shù)較高，綠葉數(shù)的變化趨勢類似于葉面積指數(shù)?？傊叭岁P(guān)于播期對甜高粱的影響主要集中在形態(tài)性狀、產(chǎn)量和含糖量等方面，而關(guān)于品質(zhì)性狀方面的研究較少。該試驗就播期對甜高粱生物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響展開研究，以期為甜高粱生產(chǎn)及加工利用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的甜高粱雜交種甜雜2號。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2009年在天津市靜?？h良種場和天津農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種重點實驗室進行。試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)。播期分別為4 月10 日（第一播期）、5 月11 日（第二播期）、6 月10日（第三播期）和6月27 日（第四播期），共4個播期。小區(qū)面積為10 m2，行長4.0 m，行距0.5 m，種植密度為 75 000株/hm2。其他管理同一般生產(chǎn)田。于拔節(jié)期、抽穗期、乳熟期、蠟熟期和完熟期每個小區(qū)選擇具有代表性的植株 5 株，測定生物產(chǎn)量、干物質(zhì)重、莖稈含糖量。然后將植株在105 ℃下殺青30 min，再降至65 ℃烘至恒重，樣品粉碎過篩（40目），用杜馬斯燃燒法測定粗蛋白質(zhì)含量，儀器為Elementar公司產(chǎn)Rapid N cube定氮儀；粗纖維含量用酸堿洗滌法測定，儀器為Foss公司產(chǎn)FebertecTM 2010型纖維素測定儀。數(shù)據(jù)處理采用DPS系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對甜高粱生育期的影響

不同播期條件下甜高粱生育期的變化見表1。由表1可見，甜高粱的生育期受播期的影響較大。隨著播期的推遲，甜高粱生長發(fā)育過程中所需的溫度和光照條件逐漸適合，使其生長發(fā)育速度加快，因而生育期縮短。第一播期植株在8月15日達到蠟熟，雖然子粒未完全成熟，但此時即可利用莖葉進行發(fā)酵制乙醇或飼用；第四播期材料在11月25日達到完全成熟，此時仍可進行加工或飼用。因此，甜高粱最早可在8月中旬收獲，最晚可在11月下旬收獲，使加工期達100 d以上，比以往延長了近3個月。

2.2 播期對不同生育時期甜高粱綠葉數(shù)的影響

播期對不同生育時期甜高粱綠葉數(shù)的影響見圖1。由圖1可知，綠葉數(shù)的多少和持綠性的強弱直接影響到甜高粱的干物質(zhì)生產(chǎn)，進而影響到乙醇的轉(zhuǎn)化率及喂飼效果。從整個生育期來看，第二播期的綠葉數(shù)最多，第一播期次之，第三和第四播期的綠葉數(shù)較少。這可能是由于晚播的甜高粱生長速度快，很快通過感光階段而進入感溫階段，因此，綠葉數(shù)相對前兩個播期要少。成熟時綠葉數(shù)多少順序為第二播期、第一播期、第三播期、第四播期。多重比較結(jié)果表明，完熟期第二播期、第一播期與第三播期、第四播期間差異均達顯著水平。這可能是由于后期氣溫低，致使葉片早衰造成的。

2.3 播期對不同生育時期甜高粱生物產(chǎn)量的影響

圖2為播期對不同生育時期甜高粱生物產(chǎn)量的影響。從圖2可以看出，隨著生育進程的延伸，各播期甜高粱的生物產(chǎn)量均從抽穗期開始逐漸增加，并在蠟熟期達到最高值，而后又逐漸下降。這主要是因為隨著生育進程推進其干物質(zhì)不斷積累，生物產(chǎn)量不斷增加。但由于生育后期其莖、葉不斷失水，因此，生物產(chǎn)量又有所降低。在蠟熟期和完熟期，甜高粱的生物產(chǎn)量高低順序均為第四播期、第二播期、第三播期、第一播期。多重比較結(jié)果顯示，第四播期和第二播期間差異不顯著，但均與第三播期和第一播期間差異達顯著水平。因此，若要獲得較高的生物產(chǎn)量，可在5月11日或6月27日左右播種甜高粱。

2.4 播期對不同生育時期甜高粱莖稈含糖量的影響

從圖3可以看出，第一播期和第二播期甜高粱莖稈的含糖量呈逐漸升高的趨勢，并在完熟期分別達到最大值18.37%和16.28%；第三播期和第四播期甜高粱莖稈的含糖量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并分別在蠟熟期和乳熟期達到最高值15.46%和15.40%。在完熟期，甜高粱莖稈含糖量的表現(xiàn)為第一播期>第二播期>第四播期>第三播期。由此可見，甜高粱莖稈的含糖量隨播期的推遲呈下降的趨勢，主要是因為隨播期的推遲，生育期縮短，光合作用所合成干物質(zhì)量減少，合成的糖類物質(zhì)也相對減少，因此含糖量降低。蠟熟期和完熟期，各播期的甜高粱莖稈均保持了較高的糖含量，可達到發(fā)酵制乙醇或飼用的要求。

2.5 播期對不同生育時期甜高粱莖稈粗蛋白質(zhì)含量的影響

從圖4可以看出，甜高粱莖稈中的粗蛋白質(zhì)含量總體上呈逐漸下降的趨勢。在拔節(jié)期，各播期甜高粱莖稈的粗蛋白質(zhì)含量均較高，為10.78%～13.78%。但從拔節(jié)期開始，隨著植株生長勢的增強，其莖稈粗蛋白質(zhì)含量相對減少。并且從抽穗期開始，其主要營養(yǎng)物質(zhì)向穗部積累，因而造成莖稈粗蛋白含量較低。不同播期甜高粱莖稈粗蛋白質(zhì)含量間的差異不顯著，說明播期對甜高粱莖稈粗蛋白質(zhì)含量的影響不明顯。

2.6 播期對不同生育時期甜高粱莖稈粗纖維含量的影響

粗纖維為甜高粱重要的品質(zhì)性狀之一，其對增加草食動物的飽腹感及促進排泄等方面具有重要作用[10，11]。從圖5可以看出，第一播期的粗纖維含量先升高后降低，在乳熟期達到最高值32.33%。第二播期的粗纖維含量亦呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，與前者不同之處在于其在抽穗期達到41.64%的最高值。第三播期和第四播期的粗纖維含量均呈現(xiàn)出升-降-升的變化，在完熟期分別達到最高值 36.48%和48.31%。完熟時粗纖維含量表現(xiàn)為第四播期>第三播期>第二播期>第一播期。多重比較結(jié)果顯示，第四播期的粗纖維含量顯著高于其他3個播期，第二和第三播期的粗纖維含量顯著高于第一播期。

3 小結(jié)與討論

適期播種對甜高粱的生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。對于北方氣候條件來說，播種太早，土溫低，種子在地里時間長，容易霉?fàn)€，出苗率降低；播種太晚，無法爭取到較長的生育時間而不能正常成熟，生物產(chǎn)量和品質(zhì)會受到影響。因而，確定適宜播期是甜高粱高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要保障。

研究結(jié)果表明，播期對甜高粱的生物產(chǎn)量影響較大。甜高粱適宜在蠟熟期至完熟期收獲，此時其生物產(chǎn)量均表現(xiàn)第四播期和第二播期最高，且與另外2個播期間差異均達到顯著水平。整個生育期內(nèi)，第二播期的綠葉數(shù)均高于其他3個播期。研究表明，播期還會影響到甜高粱的品質(zhì)。播期對甜高粱含糖量的影響比較明顯，隨著播期的推遲，甜高粱含糖量呈逐漸下降的趨勢，這主要是由于生育期縮短而導(dǎo)致光合產(chǎn)物減少所致。第一和第二播期粗纖維含量均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，分別于乳熟期和抽穗期達到最高值；第三和第四播期的粗纖維含量呈現(xiàn)升-降-升的變化趨勢，均在完熟期分別達到最高值36.48%和48.31%。此外，播期對粗蛋白含量的影響不顯著。通過上述分析認(rèn)為，第二播期的甜高粱綠葉數(shù)最多，生物產(chǎn)量和含糖量較高，粗蛋白質(zhì)和粗纖維含量適中。因此，在北方，尤其是天津地區(qū)，甜高粱適宜在5月11日左右播種。

根據(jù)試驗結(jié)果，雖然隨著播期的推遲甜高粱生育期縮短，但晚播的甜高粱仍然可以成熟。研究發(fā)現(xiàn)，晚播的甜高粱不僅長勢快、含糖量較高，而且病蟲害發(fā)生頻率低。收獲后，可將甜高粱莖稈打捆立于田間保存，在氣溫較低的條件下其不易變質(zhì)。因此，在北方春播甜高粱產(chǎn)區(qū)，尤其是天津地區(qū)，通過分期播種，再配以有效的貯藏措施，可延長甜高粱的加工期近3個月。

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