甜高粱资源的鉴定与利用评价

宋旭东 张桂香 史红梅 张海燕

摘要：对196份甜高粱材料进行了糖锤度测定及综合评价，结果表明，糖锤度≥21%的材料49份，其中有4份材料糖锤度达到23%以上，糖锤度在16%~20%之间的材料113份，糖锤度≤15%的材料34份，供试材料糖锤度平均18.25%。对这些材料具有适应性广，籽粒产量高、有较强抗旱性和耐瘠薄性的特点，其中4份高糖锤度材料可以根据育种目标和生产需求进行性状改良，筛选和培育综合性状优良的材料，有直接应用于生产的可能。

关键词：甜高粱；鉴定；利用评价

中图分类号：S514文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.01.030

Identification and Use Evaluation in Sweet Sorghum Resources

SONG Xu-dong，ZHANG Gui-xiang，SHI Hong-mei，ZHANG Hai-yan

(Sorghum Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Jinzhong，Shanxi 030600，China )

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Brix sugar evaluation in 196 copies of sweet sorghum were studied. The results showed that 49 copies had brix sugar ≥ 21%, of which four materials brix sugar were more than 23%. 113 copies had 16%~20% brix sugar 34 copies had brix sugar ≤ 15%. On average, the all tested materials were 18.25% brixsugar. These materials had the character of wide adaptability, high grain yield, and strong resistance to drought and barren. According to breeding goals and production requirements, we can improve traits, screen and train excellent comprehensive properties materials with 4 copies of high brix sugar. There also may be directly applied to production.

Key words: sweet sorghum; identification; evaluation of use

甜高粱作为能源作物因其生物学产量高而引起人们的高度关注，甜高粱有两个光合产物贮藏库，一个是穗部的籽粒，含有淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质；一个是茎秆薄壁细胞中的糖，含有葡萄糖、果糖和蔗糖等[1]，因此，可产6万~7.5万 kg·hm-2富含糖分的茎秆和2 750~4 500 kg·hm-2粮食，是世界上生物学产量最高的作物[2]。优良的甜高粱品种，含糖量可与甘蔗相媲美。甜高粱具有适应性强，抗旱、耐涝、耐盐碱，对土壤、肥料要求不高，生长迅速，糖分积累快的特点[3]，已引起许多国家的广泛重视和积极研究并大力推广。它是优良的饲料作物，推广甜高粱作饲料，其经济效益比种玉米、大麦等饲料作物高得多，是大有希望的糖料作物。甜高粱茎秆汁液锤度一般在17%~22%之间。和甘蔗相比，甜高粱生长期短，收获次数多，适于机播，比较耐旱，生产成本低得多。甜高粱是新的能源作物，其生物量高，每公顷可产酒精6 106 L，而号称太阳能最有效转化器的甘蔗只有4 680 L。用甜高粱秆生产酒精作燃料，可大大减少大气污染，经济效益和社会效益显而易见，甜高粱的纤维结构非常适于生产高质量纸张，无污染又节水，是造纸工业的新原料。鉴于甜高粱的诸多特点，我们开展了甜高粱资源的收集与利用评价，初步筛选出糖锤度在21%以上的材料49份，这些资源可作为甜高粱育种与开发利用的基础材料。

1材料和方法

1．1供试材料

供试材料来自中国农业科学院品种资源研究所，共196份。试验按随机区组设计，2行区， 3次重复。

1．2糖分测定方法

由于甜高粱茎秆中以中部节间含糖量最多[4]，于试材成熟期每小区取样5株，用手持糖量计测定各株茎汁糖锤度，取其平均值作为该小区的观察值。

2结果与分析

2．1供试材料糖锤度测定结果

在参试的196份材料中，糖锤度≥21%的材料49份，占25%，其中有4份材料糖锤度达到23%以上，糖锤度在16%~20%之间的材料113份，占58%，糖锤度≤15%的材料34份，占17%，供试材料糖锤度平均含量18.25%，甜选190糖锤度最高，为24%，甜选195糖锤度最低，为9%，参试材料的糖锤度差异很大，可供选择的范围很广。

从表1糖锤度在21％以上的材料的主要农艺性状的调查统计结果看，参试材料糖锤度的高低与株高、茎粗、壳色、粒色没有显著的相关关系，其株高从250～370 cm，茎粗在1.13～1.98 cm之间，壳色、粒色也是多种多样，只是糖锤度在23％以上的4份材料甜选5、甜选112、甜选188、甜选190的壳色、粒色均为紫、红、深红或深紫色等较深的颜色，但表1中所列的其他高糖锤度材料的壳色、粒色没有呈现出这样的现象，所以不能定义糖锤度的高低与壳色、粒色的关系。至于糖锤度与株高、茎粗之间的关系也没有呈现出一定的规律，有待以后在这方面作进一步的研究。

2.2参试材料的综合评价

对参试材料的综合观察评价认为该部分材料除具有较大的生物产量外，还具有以下特点：

（1）适应性广，有较强的抗旱性和耐瘠薄性。参试的196份材料生育期大部分在125～135 d之间，在种植区域内都能够正常成熟，虽然抽穗较晚，但后期籽粒干物质积累很快，能够在秋后不良气候条件到来之前成熟，保证茎叶产量和籽粒产量。此外，大部分材料具有抗旱和耐瘠性强的特点，因为它的根系比较发达，而且扎根深，吸水能力强，干旱时可以吸收土壤深层的水分；(2)籽粒产量高。中国传统的甜高粱农家品种籽粒较小，一般千粒质量在11.3～29.0 g之间，平均19.1 g，穗子小而紧凑，籽粒颜色大都为红、褐、黄等较深的颜色。而这部分材料千粒质量范围在13.9～28.9 g之间，平均22.6 g，籽粒颜色除了红、褐、黄等较深的颜色外，还有白、淡黄、土黄等较浅的颜色。 这些性状的改变是人工选择和遗传改良的结果，其目的是茎叶产量和粮食产量二者兼顾，在获得较高的茎叶产量外，还收获不低的粮食产量。就我们目前的甜高粱育种和生产情况看，倾向于提高茎叶产量，选择穗小或培育无穗品种，这样，可以有效防止茎秆倒伏，提高茎叶产量，产生更大的经济效益。

2.3高糖锤度材料的改良利用

甜高粱可作为煤炭、石油、天然气之补充[5]，从甜高粱作为能源作物的角度来看，其品质改良的重要指标是：提高茎秆的榨汁率，增加茎秆的含糖量，尤其要增加葡萄糖等单糖的含糖量，即选育出糖浆型甜高粱品种，因为葡萄糖等易转化为酒精。从甜高粱作为制糖原料方面看，其品质要求，除含糖量要高外，要尽量增加结晶糖的含量，即选育糖晶型品种，这是高糖锤度种质筛选和遗传改良的目标。这些目标任务的完成将为酿造业和能源工业的发展提供原料。

甜高粱的主要育种目标是高产量和高含糖量，抗病虫和抗逆性强，适应性广[6]，在甜高粱的利用方面，直接利用了地方品种和引进种，对当时的糖料、饲料和能源的发展起了较大的作用[7]。本试验对4份高糖锤度材料进行产量、抗性及其他综合农艺性状的观察鉴定， 认为可以根据育种目标和生产需求进行性状改良，筛选和培育具有抗病虫、抗倒伏、高产特性的优异材料，也有直接应用于生产的可能。

3讨论

3.1品种选择

决定甜高粱茎秆糖锤度高低的因素主要取决于品种的特性。甜高粱茎秆分髓质与多汁[8]，茎秆汁液含糖量的多少与髓部质地是密切相关的[9]。茎秆内部有的实心多汁，有的空心少汁，即使是糖锤度一样的品种，也会因实心多汁、空心少汁的原因出现生物学产量不同的结果，而导致加工效率的不一样，因此，选择好的品种既要考虑糖锤度的高低，也要顾及茎秆内部的类型，这样才会达到事半功倍的效果。

3.2配方施肥

甜高粱在栽培管理技术上与粒用高粱有许多相似的地方，但因其植株高大、茎秆多汁，生物量极高，因此需要更多的营养和水分。在施肥方面，较粒用高粱施肥量要大，在缺乏钙质的土壤中要施用石灰，以增加茎秆的强度，在微量元素的吸收方面，除需要氮、磷、钾肥外，还需要镁、硫、钙、铁、硼和锌，研究表明，当锌取最高浓度时，会促进含糖量的增加，而在镁和锌共同作用下，甜高粱表达出最大鲜质量[10]。合理的施肥可以增加甜高粱的植株高度和分蘖数[11] ，从而大幅度提高籽粒和茎秆的产量。

参考文献：

[1] 卢庆善. 甜高粱[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2008.

[2] 刘晓辉，高士杰，杨明，等. 浅谈甜高粱的利用价值[J]. 种子，2006, 25（9）：98-99.

[3] 邹剑秋，宋仁本，卢庆善, 等. 新型绿色可再生能源作物—甜高粱及其育种策略[J]. 杂粮作物，2003,23（3）：134-135.

[4]卞云龙，邓德祥，徐向阳，等. 高粱茎秆中糖分含量的变化[J].杂粮作物，2004 ，24（5）: 282-283.

[5] 曹文伯.发展甜高粱生产，开拓利用能源新途径[J].中国种业，2002(1):28-29.

[6] 高士杰，刘晓辉，李玉发，等.中国甜高粱资源与利用[J].杂粮作物，2006,26（4）：273-274.

[7] 曹文伯.我国甜高粱种质资源鉴定及利用概况[J].植物遗传资源科学，2001（2）：58-62.

[8] 卢庆善，孙毅.杂交高粱遗传改良[M].北京：中国农业科学技术出版社，2005.

[9] 曹文伯.在甜高粱上利用杂种优势的探讨[J].植物遗传资源科学，2002, 3（3）：15-20.

[10] 于萍，段有厚，张志鹏，等.甜高粱的发展、利用及高产栽培管理技术[J].杂粮作物，2007，27（2）：112-113.

[11] 葛江丽，姜闯道，石磊，等.甜高粱研究进展[J].安徽农业科学，2006,34（22）：5815-5816.

收稿日期：2011-10-21；修订日期：2011-12-30

作者简介：宋旭东（1959-），男，山西文水人，研究员，主要从事高粱栽培与开发利用研究。