不同甜高粱品種與玉米主要農(nóng)藝性狀比較

肖丹+張?zhí)K江+王明+周斐然

摘要：為篩選適合南疆地區(qū)氣候地理環(huán)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(nóng)藝性狀進(jìn)行分析比較。結(jié)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(dá)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?yàn)榇罅ν?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(jié)數(shù)自基部向上呈現(xiàn)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(nóng)藝性狀差異性顯著。（5）大力王和海牛的產(chǎn)量分別為146 823.40、121 895.45 kg/hm2，綠能2號的產(chǎn)量最低，為48 570.99 kg/hm2，大力王、海牛與其他品種的單株鮮質(zhì)量、單株葉質(zhì)量、單株莖質(zhì)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(yīng)性較好，主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)良好，可作為南疆地區(qū)飼料作物栽培的高粱品種。

關(guān)鍵詞：甜高粱；農(nóng)藝性狀；含糖錘度；生物產(chǎn)量

中圖分類號：S513.04；S514.04文獻(xiàn)標(biāo)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(gè)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(dá)到降低蒸騰作用、減少水分流失的作用，同時(shí)，其莖葉表面較多的臘質(zhì)也可以防止水分的進(jìn)一步散失[1]。甜高粱由于具有抗干旱、耐鹽堿、耐貧瘠、喜強(qiáng)光、光合效率高、生物產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)[2-4]，作為糧食、能源、糖源和飼料作物[5-7]，已經(jīng)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(shù)民族的聚集區(qū)，當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族具有養(yǎng)殖牛羊的歷史傳統(tǒng)。然而，受塔里木盆地干旱沙漠氣候和鹽堿土壤環(huán)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(yè)的快速發(fā)展。因此，進(jìn)一步開發(fā)和科學(xué)合理地利用飼料資源是擴(kuò)大南疆牛羊養(yǎng)殖規(guī)模的物質(zhì)基礎(chǔ)，對增加南疆少數(shù)民族家庭收入具有十分重要的意義。

栽培高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)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(chǎn)量高、生長速度快、抗逆性強(qiáng)、水分利用效率高等特點(diǎn)，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(xué)性狀隨品種不同有很大的差異[13-14]。受氣候環(huán)境條件的影響，與內(nèi)地其他地方相比，同一品種甜高粱在新疆栽培往往表現(xiàn)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(jìn)行的相關(guān)研究報(bào)道較為少見。與北疆比較，南疆光熱資源優(yōu)勢更為突出，這為甜高粱在南疆種植提供了更有利的區(qū)位優(yōu)勢[18-19]。因此，本試驗(yàn)對幾個(gè)甜高粱品種和玉米的農(nóng)藝學(xué)性狀進(jìn)行了分析，旨在篩選出適合南疆氣候環(huán)境特點(diǎn)的甜高粱品種，為南疆飼料資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在新疆阿拉爾市塔里木大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)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(xì)整地，施60 kg/hm2磷酸二銨、35 kg/hm2鉀肥做積肥，拔節(jié)期追施120 kg/hm2磷酸二銨。

1.2試驗(yàn)材料

選擇的5個(gè)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(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)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(nóng)藝性狀調(diào)查與測定方法

試驗(yàn)參照盧慶善提供的方法[20]，調(diào)查記錄各個(gè)品種的播種期、出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、乳熟期、臘熟期、收獲期，并在整個(gè)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(shí)，每個(gè)區(qū)選取10株分別測定株高、莖粗、葉長、葉寬、節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)、單株質(zhì)量、單株葉質(zhì)量、單株莖質(zhì)量、百粒質(zhì)量，第4、6、8、10莖節(jié)的錘度，計(jì)算生物產(chǎn)量。其中，糖錘度使用糖錘度計(jì)（ATAGO，PAL-1日本愛拓公司）測定，莖粗采用電子數(shù)顯示游標(biāo)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(zhì)量用電子天平[ES1200，賽多利斯（上海）貿(mào)易有限公司]測定，單株質(zhì)量、葉質(zhì)量和莖質(zhì)量用普通電子稱測量。臘熟期田間收獲3行，計(jì)產(chǎn)面積 10 m2 ，測定小區(qū)生物產(chǎn)量，每小區(qū)取少量全株新鮮植株粉碎后，在實(shí)驗(yàn)室65 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量后稱量，并計(jì)算干物質(zhì)含量[17]。

1.3.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行整理，用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（One Way ANOVA），多重比較采用Duncans法。顯著性檢驗(yàn)水平為P<0.05。

2結(jié)果與分析

2.1玉米及5個(gè)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(jié)期、開花期、乳熟期、蠟熟期均早于5種試驗(yàn)甜高粱，玉米出苗期、拔節(jié)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(dá)到開花抽穗期，而不能結(jié)實(shí)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(tài)，明顯高于其他品種的甜高粱和玉米，達(dá)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(dá)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(shí)株高在304.7～325.0 cm之間?？傮w分析得，到收獲時(shí)，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(shí)為22.41 mm，到10月6日時(shí)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(shí)為18.34 mm，到7月16日時(shí)莖粗為22.62 mm，其后莖粗變化較??；大力王的莖粗在6月26日為20.26 mm，到8月26日時(shí)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(shí)為20.61 mm，到8月26日時(shí)莖粗為 23.35 mm，其后莖粗變化較??；海牛的莖粗在6月26日時(shí)為16.19 mm，到7月16日時(shí)莖粗為22.36 mm，其后莖粗生長緩慢，到10月6日時(shí)莖粗為23.68 mm；雷伊的莖粗在6月26日時(shí)為15.06 mm，到8月6日時(shí)莖粗為25.36 mm，其后莖粗變化較小。從總體分析，到收割時(shí)各品種莖粗的大小順序?yàn)榇罅κ?gt;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(jié)間的糖錘度變化趨勢

由表2可知各供試品種的錘度隨節(jié)數(shù)由基部到頂部的變化，雷伊、綠能2號和甜飼1號呈現(xiàn)低—高—低的變化趨勢，新飼玉11號、大力王和海牛呈現(xiàn)低—高的變化趨勢。綠能2號的第4節(jié)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(jié)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(jié)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(jié)糖錘度與新飼玉11號、大力王、海牛差異顯著（P<0.05）。總體分析可知，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?yàn)榫G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(zhì)量和主要農(nóng)藝性狀的分析

試品種差異顯著；海牛、大力王的節(jié)數(shù)分別為20.1、19.3節(jié)，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(shù)分別為 3.6、4.4、3.8個(gè)，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(jié)數(shù)多、百粒質(zhì)量低、葉長、分蘗數(shù)多的品種。

2.3.3玉米及甜高粱單株鮮質(zhì)量和產(chǎn)量分析

由表4可知，大力王的單株鮮質(zhì)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(zhì)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(zhì)量為3.86 kg，與其他品種差異顯著（P<0.05）；大力王、海牛的產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)全生育期是指從出苗期次日到籽粒成熟期的天數(shù)，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(jù)各供試品種所記載的生育期分析發(fā)現(xiàn)，新飼玉11號的出苗期、拔節(jié)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(guī)律發(fā)現(xiàn)，甜高粱的生長發(fā)育南方快于北方，這說明生育期的長短與光照、溫度有關(guān)[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(fā)現(xiàn)株高、莖粗變異幅度大；株高平均值為272.33 cm，最高達(dá)409.93 cm；莖粗平均值為 1.70 cm，最粗可達(dá)2.50 cm[21]。

3.2試驗(yàn)品種糖錘度的變化

有研究發(fā)現(xiàn)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(jié)錘度與莖稈平均錘度的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)莖稈不同莖節(jié)之間的錘度有明顯的差異，自基部至頂部各節(jié)段的錘度呈現(xiàn)出低—高—低的變化規(guī)律，第9、10、11節(jié)的汁液的糖錘度最高，第2節(jié)最低，全株混合錘度總平均值為15.1[24]。甘肅省張掖地市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院測定2 000個(gè)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(xué)院植物研究所對28個(gè)從美國和澳大利亞引進(jìn)的甜高粱品種的每株籽粒產(chǎn)量與汁液錘度進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)汁液錘度與籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)[20]。

3.3試驗(yàn)品種的百粒質(zhì)量和主要農(nóng)藝性狀

從百粒質(zhì)量、節(jié)數(shù)、葉長等方面分析發(fā)現(xiàn)，新飼玉11號的百粒質(zhì)量最大，為25.04 g，綠能2號的百粒質(zhì)量最小，為 1.38 g；海牛的節(jié)數(shù)最多，為20.1節(jié)，大力王的節(jié)數(shù)為19.3節(jié)，綠能2號的節(jié)數(shù)最少，為12.2節(jié)；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(shù)都較大，分別為4.4、3.8個(gè)，甜飼1號的分蘗數(shù)最少，為1.2個(gè)。有研究發(fā)現(xiàn)，甜高粱的籽粒質(zhì)量比粒用高粱小，百粒質(zhì)量在2.1 g左右[20]。中國科學(xué)院植物研究所對30個(gè)甜高粱品種的觀測顯示，其莖稈節(jié)數(shù)多在10～20節(jié)之間；觀測了25個(gè)甜高粱品種的葉片長度和寬度，發(fā)現(xiàn)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(yàn)品種的單株鮮質(zhì)量和產(chǎn)量

大力王的產(chǎn)量為146 823.40 kg/hm2，海牛的產(chǎn)量為 [JP3]121 895.45 kg/hm2，綠能2號的產(chǎn)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(jié)數(shù)多、葉長較長、分蘗數(shù)多的品種。由于大力王和海牛處于抽穗開花期，株高較高，節(jié)數(shù)較多，分蘗數(shù)較多，水分含量也高，所以大力王和海牛的單株鮮質(zhì)量、單株葉質(zhì)量、單株莖質(zhì)量以及產(chǎn)量都明顯高于新飼玉11號。有研究發(fā)現(xiàn)，甜高粱的生物產(chǎn)量在國外的高產(chǎn)紀(jì)錄為169 005 kg/hm2，國內(nèi)的高產(chǎn)紀(jì)錄為 157 500 kg/hm2，一般產(chǎn)量為60 000～120 000 kg/hm2，甜高粱的生物產(chǎn)量比青飼玉米增產(chǎn)45 000～60 000 kg/hm2，適口性優(yōu)于青飼玉米，有能量飼料功能[25-27]。Tefera等發(fā)現(xiàn)，晚熟的高粱品種與早熟品種間種時(shí)，會獲得較高的產(chǎn)量[28]。高明超等統(tǒng)計(jì)了22個(gè)甜高粱品種的農(nóng)藝性狀遺傳參數(shù)，結(jié)果表明分蘗數(shù)和株高對生物產(chǎn)量直接效應(yīng)最大，生育期、株高、穗長、節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)、主莖粗與生物產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)[29]。閏峰對64份甜高粱品種的單株鮮質(zhì)量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，參試甜高粱的單株鮮質(zhì)量的多樣性指數(shù)和變異系數(shù)較高，說明甜高粱種質(zhì)具有豐富的變異，改良潛力較大[30]。

4小結(jié)

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

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