西南高粱產(chǎn)區(qū)生態(tài)特征與育種目標(biāo)展望

趙強 周棱波 汪燦 張國兵 彭方麗 高杰 邵明波

摘 要 西南高粱產(chǎn)區(qū)是我國三大高粱產(chǎn)區(qū)之一，該區(qū)生態(tài)條件與高粱主要用途都有別于其他產(chǎn)區(qū)。西南高粱產(chǎn)區(qū)跨越云貴高原、武陵山區(qū)、秦巴山地、橫斷山脈、四川盆地等地貌單元，地形地貌十分復(fù)雜。全區(qū)土地總面積中，丘陵山地和高原占90%以上，河谷平原和山間平地僅占5%。生產(chǎn)條件較差，旱土坡地為主，地塊零碎，土壤瘠薄，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，旱澇災(zāi)害頻繁。簡述了西南高粱產(chǎn)區(qū)生態(tài)特點、現(xiàn)有酒用高粱品種特性及存在的問題。對西南生態(tài)區(qū)酒用高粱育種目標(biāo)進行了展望：1）將提高高粱產(chǎn)量作為育種的主要目標(biāo)。2）在選育高產(chǎn)品種時注重釀酒相關(guān)品質(zhì)提升。3）品種要有較強的氣候適應(yīng)性。4）選育適宜機械化種收的品種。

關(guān)鍵詞 西南地區(qū);生態(tài)特點;酒用高粱;育種目標(biāo)

中圖分類號：S330 文獻標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.03.023

高粱（Sorghum bicolor）是五大禾谷類作物之一[1-2]，在我國有著悠久的栽培歷史，對我國農(nóng)耕文化中旱作生態(tài)農(nóng)業(yè)體系起著至關(guān)重要的作用[3-4]。我國地貌廣闊，不同地區(qū)生態(tài)條件、生活習(xí)性有較大差異，通過長期的自然與人工選擇，形成了適應(yīng)各生態(tài)區(qū)且有著特定用途的高粱[5]。衛(wèi)永太等對我國8個生態(tài)區(qū)2 000多份高粱進行了分析，得出不同生態(tài)區(qū)的高粱品質(zhì)有較大的差異[6];張晗等對我國12個地區(qū)高粱進行研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)高粱遺傳變異水平存在明顯差異[7]。本文結(jié)合西南生態(tài)區(qū)特點、西南現(xiàn)有高粱品種特性，對西南生態(tài)區(qū)高粱育種目標(biāo)進行了展望。

1? 高粱種植分布情況

目前，中國高粱主要有東北、華北、西南三大主產(chǎn)區(qū)，西南高粱主產(chǎn)區(qū)包括四川省、貴州省和湖南省等。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年全國共種植高粱71萬hm2，西南生態(tài)區(qū)種植面積為21萬hm2，占全國種植面積的29.6%。

2? 西南高粱產(chǎn)區(qū)生態(tài)特點

西南高粱產(chǎn)區(qū)跨越云貴高原、武陵山區(qū)、秦巴山地、橫斷山脈、四川盆地等地貌單元，地形地貌十分復(fù)雜。全區(qū)土地總面積中，丘陵山地和高原占90%以上，河谷平原和山間平地僅占5%。本區(qū)屬溫帶和亞熱帶濕潤、半濕潤氣候，雨量豐富，水熱條件較好，但大部分地區(qū)光照條件較差，且各地光照條件因海拔不同而變化較大。生態(tài)條件區(qū)域差異大，農(nóng)業(yè)立體性很強，種植業(yè)垂直分布十分明顯，可謂“一山分四季，十里不同天”。生產(chǎn)條件較差，旱土坡地為主，地塊零碎，土壤瘠薄，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，旱澇災(zāi)害頻繁。

2.1? 氣候類型

西南高粱產(chǎn)區(qū)氣候類型多樣，區(qū)域氣候特色明顯，各地氣候因海拔不同而變化較大。本區(qū)由南到北呈現(xiàn)熱帶、南亞熱帶和中亞熱帶等地帶性氣候，而高粱種植大部分地區(qū)屬溫帶和亞熱帶濕潤、半濕潤氣候。

2.2? 熱量資源

西南高粱生態(tài)區(qū)熱量資源豐富，年平均氣溫10～24 ℃，不同地區(qū)的溫度和積溫差別明顯，整體呈現(xiàn)從西北到東南逐步增高的趨勢。除部分高山地區(qū)外，歷年無霜期平均240～330 d，平均258 d;高粱有效生長期105～135 d，從4—10月平均氣溫在15 ℃以上。

2.3? 降水

西南高粱產(chǎn)區(qū)降水豐富，但區(qū)域性差異大。除川西高原、干熱干暖河谷外，降水量自南往北減少，全年降水量800～1 200 mm。該區(qū)降雨主要集中在4—7月，盛夏7月之后進入規(guī)律性少雨季節(jié)，夏秋高溫干旱，該區(qū)山地降水較平地多而均勻，一般降雨量隨海拔上升而增加。

2.4? 太陽輻射能量和日照時數(shù)

西南高粱產(chǎn)區(qū)年總輻射量在3 500～6 500 MJ·m-2，總體呈現(xiàn)西多東少、南多北少的特點。年日照時數(shù)區(qū)域性差異大，四川盆地、湘西、鄂西地區(qū)，年日照時數(shù)在1 400～1 600 h，為全國低值區(qū)。四川盆地西南、黔東北年日照時數(shù)不到1 200 h，為全國日照時數(shù)最低值區(qū)，其余地區(qū)年日照時數(shù)大多超過1 600 h。

2.5? 土壤

西南高粱產(chǎn)區(qū)土壤類型主要有紅壤、黃壤、赤紅壤、磚紅壤，還包括大面積的紫色土和部分石灰（巖）土等初育性土壤。該區(qū)土壤表現(xiàn)為“黏、酸、瘦、缺磷”等特點，均不同程度存在土層淺薄、開墾過度、保水保肥力差、供氮水平低、有效磷缺乏、有效鉀、鉬、硼不足等問題。

3? 西南生態(tài)區(qū)高粱現(xiàn)狀

西南大部分高粱用作釀酒原料，以糯高粱為主。現(xiàn)主要推廣的糯高粱品種有紅纓子、紅珍珠、青殼洋、黔高系列、瀘糯系列、兩糯系列等。

3.1? 西南生態(tài)區(qū)酒用高粱特性

不同香型的酒對高粱的品質(zhì)需求不同，比如張文毅等認(rèn)為釀造高粱要有較高的淀粉含量和單寧含量，較低的蛋白質(zhì)和脂肪含量[8]。高粱的淀粉含量與出酒率呈正相關(guān)，適量的單寧對發(fā)酵過程中的有害微生物有一定抑制作用，且單寧產(chǎn)生的香味物質(zhì)還能增加白酒的芳香。一般認(rèn)為酒用高粱要達到以下標(biāo)準(zhǔn)：籽粒淀粉含量≥70%，支鏈淀粉含量占總淀粉含量的90%以上，蛋白質(zhì)含量7%～11%，單寧含量（1.0±0.5）%。中國高粱遺傳變異主要存在于地區(qū)內(nèi)材料間或生態(tài)區(qū)內(nèi)材料間[4]。閆松顯等利用主成分判別法對目前主要的27個釀酒高粱品種進行分類，得出西南生態(tài)區(qū)高粱與其他生態(tài)區(qū)的高粱有所不同[9]。西南生態(tài)區(qū)的主要酒用高粱特征特性有：總淀粉含量在70%左右，蛋白含量在7.53%～11.80%，單寧含量在1.09%～1.68%，千粒重約為21 g，籽粒大小為中偏小，株高（180～260 cm）有著較大變幅，生育期110～131 d，表現(xiàn)為中晚熟，有較強的抗病、抗蟲、抗倒等特點（見表1）。

3.2? 西南生態(tài)區(qū)高粱存在的問題

3.2.1? 品種老化、創(chuàng)新不足

西南高粱產(chǎn)區(qū)的材料與其他產(chǎn)區(qū)相比，有著較明顯的遺傳差異，但育種材料間的種質(zhì)結(jié)構(gòu)比較單一，導(dǎo)致選育品種同質(zhì)化嚴(yán)重[10]。西南高粱產(chǎn)區(qū)，目前有部分主要種植品種使用長達20余年，在生產(chǎn)上存在嚴(yán)重退化[11]。同時在高粱育種方面延續(xù)使用老方法、舊模式，缺乏相應(yīng)的創(chuàng)新技術(shù)和手段等，所選育品種難以滿足生產(chǎn)的實際需求。

3.2.2? 品種產(chǎn)量低、適應(yīng)性弱

在全國高粱雜交種大面積推廣種植的背景下，只有西南區(qū)的貴州和四川部分區(qū)域仍以種植高粱常規(guī)種為主。常規(guī)高粱一般從地方品種選育而出，其適應(yīng)區(qū)域狹窄，產(chǎn)量水平低且不穩(wěn)。茅臺酒廠唯一指定用有機高粱原料品種紅纓子[12]，其適宜種植區(qū)域要求海拔低于1 000 m，在多山地的西南生態(tài)區(qū)，種植區(qū)域有限。西南生態(tài)區(qū)的高粱平均產(chǎn)量約為6 000 kg·hm-2，大部分農(nóng)戶認(rèn)為高粱是低產(chǎn)作物，對高粱種植的意愿不強，這些都嚴(yán)重影響了酒用高粱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4? 西南產(chǎn)區(qū)高粱育種目標(biāo)展望

4.1? 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)

目前西南生態(tài)區(qū)高粱平均產(chǎn)量較低，遠低于其他生態(tài)區(qū)，相比于西南區(qū)其他作物產(chǎn)量也較低，導(dǎo)致農(nóng)民對高粱的種植積極性不高。提高高粱產(chǎn)量成為西南生態(tài)區(qū)高粱育種的主要目標(biāo)。西南生態(tài)區(qū)高粱主要用于釀酒，故在選育高產(chǎn)品種時也要注重釀酒相關(guān)品質(zhì)提升。

4.2? 適應(yīng)區(qū)域廣

西南生態(tài)區(qū)的山地農(nóng)業(yè)垂直方向變化明顯，環(huán)境類型多樣，這樣的環(huán)境要求我們所選育的高粱要有較強的氣候適應(yīng)性，才能更好地在西南產(chǎn)區(qū)大面積推廣種植。

4.3? 適應(yīng)機械化

近些年我國農(nóng)村大部分人員選擇外出務(wù)工，務(wù)農(nóng)人員老齡化嚴(yán)重，勞動成本逐年增高。種植機械化呼聲甚高，國家也出臺了該方面的政策，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系啟動、壩區(qū)與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、合作社的建立等，機械化栽培成為未來高粱種植發(fā)展的必然趨勢。因此，選育適宜機械化種收的品種，也是高粱育種的重要目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）

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