干旱胁迫对甜高粱苗期性状与生产性能的影响

王晓武，姜丽丽，单华佳*

（1．武威市种子管理站，甘肃 武威 733000；2．武威市畜牧兽医科学研究院，甘肃 武威 733000）

甜高粱（Sorghum bicolor L．Moench）也称糖高粱，是普通高粱的变种，为短日照C4植物，具有适应性强、生长迅速、糖分积累快、产量高等诸多优点，作为新兴糖料作物、生物质能源作物和优质饲草作物受到广泛关注[1-3]。武威是甘肃省“十三五”草食畜牧业发展规划的甜高粱优势产区，在干旱少雨的气候环境条件下，将甜高粱产业作为加快农业结构调整、发展节水高效现代农业和提升畜牧业饲草料供给保障能力的重要举措，积极推进[4]。2016年，当地以龙头企业、专业合作社和种养大户为主体，种植甜高粱40．2万亩（2．68万公顷），建成万亩规模示范基地2个，千亩以上集中连片规模示范基地47个。甜高粱具有发达的根系和强大的次生根，使得根系有较强的渗透压，在干旱的土壤中也能吸收水分[5]。同时甜高粱的茎秆外面还包裹着一层白色的蜡质，这一成分也可以减少水分的蒸发[6]，在温度超过33℃的情况下，甜高粱的柱头及花粉的生命力比玉米可多保持2h以上[7]。这些特征都使得甜高粱具有较强的抗旱性。但是目前对甜高粱抗旱性的研究主要集中在根系和生理方面，对于甜高粱在干旱胁迫下的生态和产量及品质特征相关研究较少[8]，本文以甘肃省武威市广泛种植的BJ0603甜高粱为例，对此开展试验研究。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

武威市地处河西走廊的东段，与腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠相邻，属典型温带大陆性干旱气候。年平均气温 7．8℃，降水量 60～610 mm，蒸发量 1400～3010 mm，日照时数 2200～3030 h，无霜期 162 d。本次试验于2016年4月至10月在甘肃省武威市凉州区双城镇小果园村进行，位于东经102°57′327″，北纬38°09′609″，海拔1516 m，试验地块为流转耕地，土质为灌漠壤土，肥力中等，前茬作物也是BJ0603甜高粱。

1.2 试验材料与试验设计

供试品种为中科院近物所培育的BJ0603甜高粱，试验用种为武威市集中采购的包衣种子，甜高粱种植密度为16．68万株/hm2。试验所使用的土壤为耕地土壤，试验种植方法按照大田种植标准实施，在3～4叶期进行间苗，拔节前去分蘖1次。所有处理统一进行施肥和灌水，全生育期每亩施用尿素50kg、磷酸二铵30kg。

试验采用单因素试验设计，共设置了4个干旱胁迫处理水平，采用自然干旱的方法。对照处理（CK）全年灌水5次，采用漫灌的形式，每次灌水每亩耗水约25m3；轻度干旱胁迫（LS）、中度干旱胁迫（MS）、重度干旱胁迫（SS）分别为正常灌水量的80%、60%和40%。每个处理设置3个重复，共12个小区（每个小区长15 m，宽6 m），采用完全随机区组设计。

1.3 测定指标及测定方法

本次试验测定的指标包括苗期的根长、株高、干鲜重、含水量和根冠比，收获期产量、糖锤度等农艺性状、产量和含糖量指标[9]。

根长、株高：将植株的叶和根拉直后用米尺测量，精确到0．01m；干鲜重：出苗45d后取甜高粱幼苗样品，每个处理取10株，将幼苗冲洗干净，用吸水纸迅速擦干，称取鲜重并记录，然后将样品放于105℃的烘箱中杀青15min，再转移到65℃烘箱中烘至恒重，称取干重。

然而据调查发现，去年以来，受部分粮食品种价格下跌、缺乏国家标准等影响，“粮食银行”运行中暴露出多重风险，有的存在“跑路”“冒进”风险，有的甚至可能导致“系统”风险，威胁储粮农户利益。

各处理甜高粱产量的测定方法为：成熟期从甜高粱基部人工收割，称鲜重后折算公顷产量。锤度（%）的测定方法：使用手持式折光仪（量糖仪）测量植株茎中部节间糖汁锤度。

所有数据用Excel2007进行初步汇总，然后使用SPSS17．0进行统计分析。

2 结果与分析

试验结果表明，BJ0603甜高粱的幼苗在受到不同程度的干旱胁迫10d以后，与对照相比，其生长受到了不同程度的抑制，中度与重度干旱胁迫的叶片尖端有发黄或枯萎的现象，叶片的宽度比对照组明显变窄，重度干旱胁迫处理的甜高粱幼苗基本上没有产生新叶。表1是本次试验对甜高粱苗期性状的测定结果，从表中可以看出，受到干旱胁迫后，甜高粱幼苗的生长指标都受到了不同程度的影响，表现出明显随干旱程度的加重而显著下降的趋势。在株高方面，轻度干旱胁迫的株高最大，与对照处理差异不显著。与之相比，重度干旱处理的株高下降幅度达到了22．0%。在根长方面，干旱胁迫下甜高粱的根长得到了不同程度的提高，重度干旱胁迫处理的根长较对照处理增高了20．0%。在甜高粱苗期地上和地下干鲜重指标方面，随着干旱胁迫的加重，甜高粱的地上和地下生物量都表现出了明显的下降趋势。

表2是不同程度干旱胁迫对BJ0603甜高粱的产量与含糖量影响的测定结果。从表中可以看出，干旱胁迫会对甜高粱的产量产生影响，随着干旱胁迫程度的加重，甜高粱产量呈现出不断下降的变化趋势，对照处理的产量最大，单株产量和每公顷产量分别达到566．24g和89．75t，轻度干旱胁迫的产量分别为 529．97g 和 86．32t，与对照处理差异不显著（P＞0．05），而重度干旱胁迫的产量分别为 382．62g 和 53．64t，单株产量和每公顷产量分别下降了32．4%和40．2%，差异极显著（P＜0．01）。试验结果表明，干旱胁迫能够少量提高甜高粱茎秆糖锤度，但影响作用不明显（P＞0．05）。

3 结论与讨论

干旱是武威农业生产面临的最大的自然胁迫之一，BJ0603甜高粱种植密度为16．68万株/hm2时在武威地区大田种植表现出一定的抗旱性，轻度干旱胁迫对甜高粱苗期生长发育及收获期产量、含糖量的影响不明显；但中度和重度干旱胁迫能够严重影响甜高粱的苗期生长发育性状和产量，苗期甜高粱的株高、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重等指标都显著下降，尤其是重度干旱胁迫下甜高粱的产量下降最为明显，下降幅度达到了40．2%。试验结果表明，甜高粱的生长发育除了受光照、养分条件的影响外，土壤水分是影响其生长发育、产量及含糖量的重要因素；尽管甜高粱具有较强的抗旱性，但在干旱缺水的条件下，产量会大幅下降，要获得高产，必须得保证充足的水肥条件[10]。在干旱胁迫条件下，甜高粱根系的长度受到环境刺激而高于正常水分条件，但其根系鲜重与干重则低于正常土壤水分条件，此结论与杨帆等人的研究结论一致[11]。