甜高粱分蘗特性國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

賀捷

（甘肅省武威市涼州區(qū)金羊鎮(zhèn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管檢測(cè)中心，武威733000）

甜高粱分蘗特性國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

賀捷

（甘肅省武威市涼州區(qū)金羊鎮(zhèn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管檢測(cè)中心，武威733000）

論述了甜高粱分蘗的基本特點(diǎn)，分析了分蘗對(duì)甜高粱農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量狀況的影響，歸納了不同影響因素與甜高粱分蘗特性之間的關(guān)系，展望了甜高粱分蘗性狀研究在甜高粱產(chǎn)質(zhì)量提升和品種選育方面的應(yīng)用前景。

甜高粱；分蘗特性；研究進(jìn)展

甜高粱是粒用高粱的一個(gè)變種，其生長(zhǎng)迅速，糖分積累快，生物學(xué)產(chǎn)量高，具有抗病性強(qiáng)、抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、適應(yīng)性廣、莖稈富含糖分等特性，是C4作物中光合作用效率最高的作物之一[1]。在世界礦物質(zhì)能源逐漸匱乏的大趨勢(shì)下，生物質(zhì)能源的研究開(kāi)發(fā)方興未艾，作為新興的能源、飼料和糖料作物的甜高梁在研究開(kāi)發(fā)和綜合利用上展現(xiàn)出廣闊的市場(chǎng)前景。甜高粱具有節(jié)水、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，在鹽堿地、沙荒地等地力差貧瘠土地的開(kāi)發(fā)和提升耕地質(zhì)量、增產(chǎn)增收等方面凸顯重要的意義[2]。進(jìn)行甜高粱分蘗特性的研究，全面掌握甜高粱的生物學(xué)特性，提高單位面積甜高粱產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)于穩(wěn)定國(guó)內(nèi)外食糖、能源市場(chǎng)、滿(mǎn)足家畜飼草料需求、保障農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略地位。

分蘗是增加水稻、小麥、大麥等主要農(nóng)作物穗數(shù)或莖數(shù)，進(jìn)而影響作物單產(chǎn)的重要影響因子，對(duì)提高作物產(chǎn)量具有至關(guān)重要的作用[3]。目前我國(guó)甜高粱主要采取去除分蘗的栽培方式，去蘗栽培過(guò)程中耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，使甜高粱種植成本增加，已成為影響甜高粱高效生產(chǎn)和大面積推廣的重要影響因素之一[4]。邵榮峰等人對(duì)去除分蘗和自然生長(zhǎng)條件下甜高粱的主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)去蘗處理使穗長(zhǎng)顯著變短，鮮重極顯著降低；保留分蘗栽培不僅可減少栽培中因去除分蘗造成的人力、財(cái)力浪費(fèi)，而且能達(dá)到更高的產(chǎn)量[4]。在甜高粱主要農(nóng)藝性狀研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，除甜高粱穗長(zhǎng)與莖稈鮮重相關(guān)不顯著以外，其它性狀均與莖稈鮮重呈極顯著正相關(guān)，株高與其它性狀均呈極顯著正相關(guān)[5]。為此在甜高粱生產(chǎn)育種中，充分發(fā)揮甜高粱遺傳多樣性豐富的優(yōu)勢(shì)，合理利用甜高粱的分蘗特性，有助于增加甜高粱的產(chǎn)量、提高莖稈含糖量[6]。

1 甜高粱分蘗特性的基本特點(diǎn)

甜高粱的整個(gè)生育期可分為播種期、出苗期、拔節(jié)期和孕穗期，受北方地區(qū)早霜凍天氣的影響，通常不能完成孕穗，故不能結(jié)實(shí)，在南方地區(qū)可正常結(jié)實(shí)孕穗。分蘗主要集中在出苗后期，甜高粱幼苗4～5片真葉展開(kāi)時(shí)，蘗苗萌出，7～8片真葉展開(kāi)時(shí)大量出蘗，拔節(jié)期12片真葉時(shí)整個(gè)蘗苗開(kāi)始生長(zhǎng)，逐步發(fā)育成甜高粱主莖。加強(qiáng)甜高粱分蘗形狀的研究，掌握甜高粱分蘗過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)需求變化規(guī)律，將為推廣甜高粱優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)，加快甜高粱高產(chǎn)育種步伐奠定良好的基礎(chǔ)。

2 分蘗對(duì)甜高粱性狀的影響

2.1 甜高粱分蘗對(duì)群體光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響

分蘗是甜高粱重要的生物學(xué)性狀，關(guān)于甜高粱分蘗對(duì)主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)質(zhì)量相關(guān)情況的研究，主要集中在對(duì)群體光合物質(zhì)生產(chǎn)、莖稈含糖量和糖分積累、土壤水分利用效率以及產(chǎn)量方面[7]，研究保留分蘗的利弊對(duì)甜高粱輕簡(jiǎn)化栽培和高產(chǎn)育種都具有重要的意義。王艷秋等人通過(guò)對(duì)去除分蘗與保留分蘗處理下甜高粱株高、葉面積、葉綠素含量、光合物質(zhì)分配進(jìn)行了比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)保留分蘗會(huì)小幅度降低群體的株高；去除分蘗處理在開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的葉面積指數(shù)比保留分蘗處理分別降低1.70、1.78和1.65，去除分蘗處理較保留分蘗處理葉綠素有小幅度增加[8]。在甜高粱栽培上采用保留分蘗雖能小幅度降低群體的株高，提高植株群體的葉面積，但保留分蘗較去除分蘗處理胞間二氧化碳濃度增加會(huì)造成主莖光合速率下降。

2.2 甜高粱分蘗對(duì)莖稈含糖量及糖分積累情況的影響

據(jù)吳秋平的研究，在高密度種植條件下的去留分蘗，對(duì)甜高粱莖稈含糖量的影響較小，差異不大。在低密度種植條件下主莖稈含糖量明顯降低，但分蘗莖產(chǎn)生的含糖量與主莖稈的接近或略高，分蘗莖糖產(chǎn)量的增加補(bǔ)償了主莖稈糖產(chǎn)量的降低，保留植株分蘗一定程度上可顯著提高糖產(chǎn)量[9]。為研究甜高粱不同莖稈節(jié)間含糖量的情況，張德梅等人就不同種植密度條件下飼用型甜高粱產(chǎn)量情況進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：飼用型甜高粱植株節(jié)間含糖量表現(xiàn)情況為莖稈中部第六節(jié)的含糖量高于基部第二節(jié)的含糖量，變化幅度范圍為0.7%～1.6%[10]。在甜高粱莖稈糖分積累變化情況上，宋朝輝就不同收獲時(shí)期分蘗去留對(duì)飼用甜高粱莖稈含糖量進(jìn)行田間試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在去留分蘗條件下隨著收獲時(shí)間的延遲，莖稈含糖量隨著糖分的積累不斷提高，在收獲后期含糖量開(kāi)始下降[11]。對(duì)去留分蘗條件下糖產(chǎn)量的研究上，吳秋平等人還對(duì)甜高粱分蘗去留不同處理的糖產(chǎn)量進(jìn)行比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不同種植密度條件下，保留分蘗植株較去除分蘗甜高粱植株在開(kāi)花前和開(kāi)花后莖稈、葉片和穗各器官干物質(zhì)積累量和含糖量均顯著增加，總生物量顯著提高，分別達(dá)21.9%和81.6%，總糖產(chǎn)量分別增加了17.1%和63.8%。甜高粱保留分蘗在常規(guī)密度和較低密度條件下分蘗莖糖產(chǎn)量的補(bǔ)償效應(yīng)分別達(dá)20%和62%以上，能有效增加甜高粱糖產(chǎn)量，達(dá)到簡(jiǎn)化栽培管理和降低經(jīng)濟(jì)、人力投入的目的[12]。

2.3 甜高粱分蘗對(duì)產(chǎn)量情況的影響

產(chǎn)量是提高農(nóng)作物種植效益的關(guān)鍵，眾多學(xué)者對(duì)提高甜高粱產(chǎn)量的措施進(jìn)行了多方面的研究，一致認(rèn)為采用綜合農(nóng)藝措施均能促進(jìn)甜高粱分蘗和蘗苗的生長(zhǎng)，提高甜高粱產(chǎn)量。據(jù)張德梅等人的研究，飼用型甜高粱在保留分蘗全膜雙壟溝栽培條件下，種植密度為138000株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，達(dá)到了135.87t/hm2[10]。為對(duì)比去留分蘗條件下甜高粱產(chǎn)量的變化情況，宋朝輝對(duì)收獲時(shí)期與分蘗去留對(duì)飼用甜高粱產(chǎn)量及含糖的影響進(jìn)行了觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)飼用甜高粱保留分蘗不同收獲時(shí)期平均產(chǎn)量126.37t/hm2，較掰除分蘗增產(chǎn)24.5%[11]。在一定種植密度下的保留分蘗能促進(jìn)甜高粱產(chǎn)量的增加，對(duì)于推動(dòng)甜高粱在飼料化、工業(yè)化的利用上有一定的指導(dǎo)作用。

2.4 甜高粱分蘗對(duì)土壤水分利用率的影響

孫學(xué)保通過(guò)對(duì)保留分蘗、不間苗高密度種植條件下飼用型甜高粱土壤含水量及產(chǎn)量進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在播前儲(chǔ)水量、降水量、灌水量一致的情況下，保留分蘗、不間苗處理?xiàng)l件下，種植密度為13.9萬(wàn)株～15萬(wàn)株/hm2時(shí)，土壤水分利用率平均達(dá)到264.35kg/（mm·hm2），比種植密度為9.2萬(wàn)株/hm2土壤水分利用率提高了52.68kg/（mm·hm2）[13]。充分地利用自然降水和田間灌水，增加了植株的群體長(zhǎng)勢(shì)，為提高產(chǎn)量奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 不同影響因素對(duì)甜高粱分蘗特性的表現(xiàn)關(guān)系

3.1 不同種植密度對(duì)甜高粱分蘗性狀的影響

合理密植是指根據(jù)不同作物品種、不同施肥管理水平、不同土壤氣候條件，充分利用土壤條件和陽(yáng)光光照，使甜高粱正常生長(zhǎng)、單株重量大且有效莖數(shù)多，從而獲得相對(duì)較高產(chǎn)量的種植密度[14]。在北方地區(qū)隨著種植密度的增加，單株分蘗數(shù)在明顯減少，在種植密度在7.5萬(wàn)株/hm2時(shí)達(dá)到最大為2.4個(gè)，在種植密度為13.8萬(wàn)株/hm2時(shí)為0.5個(gè)，種植密度在13.9萬(wàn)株～15萬(wàn)株/hm2時(shí)單株分蘗數(shù)平均達(dá)到了0.4個(gè)，在18萬(wàn)株/hm2時(shí)，單株分蘗數(shù)達(dá)到了0.2個(gè)，種植密度的增加，單株分蘗數(shù)在不斷減少；在保留分蘗、不間苗處理下適宜的種植密度能促進(jìn)甜高粱分蘗使莖稈數(shù)量增多[10，13]。為了研究飼用型甜高粱掰除分蘗和保留分蘗不間苗同產(chǎn)量的關(guān)系，孫學(xué)保對(duì)保留分蘗、不間苗高密度種植條件下飼用型甜高粱產(chǎn)量情況進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)保留分蘗、不間苗處理能使植株顯著增高，單株總莖數(shù)增加，顯著增加產(chǎn)量，較掰除分蘗、間苗處理增產(chǎn)12.87%[15]。因此，在適宜密度下甜高粱種植中保留分蘗不間苗不僅能顯著增加產(chǎn)量，同時(shí)還可以減少掰除分蘗和間苗、定苗造成的人力、財(cái)力損失[16]。

3.2 不同施肥比例對(duì)甜高粱分蘗性狀的影響

肥料作為影響作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，尋求最優(yōu)肥料配施方案是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)重點(diǎn)。在甜高粱產(chǎn)質(zhì)量提升上，王致和等人按照N2P1K2的施肥水平，在甜高粱種植過(guò)程中667m2施入尿素40kg+普鈣33.3kg+硫酸鉀20kg，磷鉀肥作為底肥一次性施入，氮肥2/3作為基肥、1/3作為追肥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜高粱的分蘗數(shù)達(dá)到了2.16個(gè)，比對(duì)照不施肥（1.58個(gè)）高，且與收獲稈數(shù)表現(xiàn)一致，說(shuō)明土壤肥料的合理使用對(duì)甜高粱的分蘗具有顯著的影響作用[17]。在甜高粱種植過(guò)程中必須科學(xué)合理地施肥，根據(jù)甜高粱品種特性的不同，土壤地力條件的不同，農(nóng)藝操作時(shí)節(jié)的不同，進(jìn)行土壤的均衡優(yōu)化供肥，能促進(jìn)甜高粱的生長(zhǎng)發(fā)育，改善農(nóng)藝性狀，提高甜高粱的產(chǎn)量與品質(zhì)[18]。

3.3 降水量對(duì)甜高粱分蘗性狀的影響

影響作物生長(zhǎng)的條件包括3個(gè)方面：氣象條件、土壤條件和生物條件，其中土壤條件和生物條件是人為可控的，氣象條件是人為不可控的，然而氣象條件中降水量是影響甜高粱種植和育種過(guò)程中的主要因素。據(jù)嚴(yán)洪東等人的研究，甜高粱生長(zhǎng)過(guò)程中出苗后30d形成分蘗，在溫濕度相同降水量差異的情況下，甜高粱的分蘗性狀沒(méi)有顯著的變化，說(shuō)明了甜高粱分蘗受降水量多少的影響不大，其他氣象因素對(duì)甜高粱分蘗的影響目前還未見(jiàn)報(bào)道，甜高粱的分蘗特性主要取決于品種本身、種植密度和土壤地力因素[19]。

3.4 不同土壤溫度和內(nèi)源性激素對(duì)甜高粱分蘗性狀的影響

陳連江等人對(duì)甜高粱分蘗數(shù)量、不同土層溫度變化及分蘗植株體內(nèi)幾種主要激素的變化關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：甜高粱的分蘗性，因品種的不同存在明顯差異；不同品種分蘗性具有隨播種至分蘗期土壤溫度的升高而降低的趨勢(shì)。甜高粱的內(nèi)源激素玉米素（ZR）、脫落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA3）對(duì)分蘗影響均表現(xiàn)出隨內(nèi)源激素含量的增加分蘗數(shù)減少的趨勢(shì)[20]。

4 展望

目前，在作物分蘗特性的研究上，相對(duì)于水稻、擬南芥等類(lèi)植物，糖料作物的研究普遍較少。甜高粱作為一種糖飼兼用型經(jīng)濟(jì)作物，在甜高粱種植過(guò)程中保留分蘗對(duì)于降低種植成本、獲得更高產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)仍不容忽視，去留分蘗作為一種主要的增產(chǎn)方法在甜高粱種植生產(chǎn)中必須與栽培種植方式、種子種質(zhì)特性和土壤肥力狀況有機(jī)結(jié)合才能體現(xiàn)出來(lái)。閆峰在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)甜高粱種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性，穗長(zhǎng)和全生育期株高的遺傳力較高，受環(huán)境影響小，可世代選擇；莖稈鮮重與穗長(zhǎng)的遺傳進(jìn)度高，獲得遺傳增量的潛力大[5]，在今后研究中應(yīng)加大對(duì)甜高粱分蘗特性相關(guān)遺傳因素和分子生物學(xué)特性方面的研究應(yīng)用，為全面提高甜高粱產(chǎn)質(zhì)量狀況奠定良好的基礎(chǔ)。

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Research Progresses on Tillering Characteristics of Sweet Sorghum in China

HE Jie
(Agricultural Product Quality Safety Supervision and Inspection Center of Jinyang Town,Liangzhou District,Wuwei City,Gansu Province,Wuwei 733000)

The basic tillering characteristics of sweet sorghum were introduced,and the effects of tillering on agronomic traits,yield and quality was analyzed.This paper summarized the relationship between different effect factors and tillering characteristics,and discussed the application prospect of tillering research in improvement of yield and quality,moreover,breeding of sweet sorghum.

sweet sorghum;tillering characteristics;research progresses

S566.9

B

1007－2624（2017）02－0065－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.022

2016-08-28

賀捷（1987-），女，甘肅武威人，在讀碩士，助理農(nóng)藝師，從事農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管檢測(cè)工作。E-mail：13893521922@163.com