能源作物甜高粱的研究进展

张 静

（锦州市农业财务结算中心，辽宁 锦州 121000）

能源植物通常指有机质合成迅速、生物质积累量高的植物；蔗糖、淀粉和纤维素含量高的糖类植物；油脂含量高的植物以及可产生类似或替代石油等不可再生资源成分且成本低、利用率高的植物[1]。

甜高粱（Sorghum dochna(F.)Snowden）属于禾本科一年生草本作物，生物学产量高，有“高能作物”之称。具有耐旱、耐涝、耐贫瘠、耐盐碱等多种特性，抗逆性强且适应性广，被称为作物中的“骆驼”[2]，适合种植在水分、气候、土壤等环境恶劣的地区。可再生而且不仅不会造成环境污染还可以吸收空气中过多的二氧化碳，具有强大的生物学优势以及经济学潜势，在一定程度上可以替代石油、天然气等燃料。对农业可持续发展以及促进生态环境建设有很高的发展潜力，利用甜高粱来生产燃料乙醇，因生物乙醇可再生性被认为是替代化石能源的最佳途径[3]。甜高粱是研究作物抗旱机制的优良模式作物，多分布于干旱、半干旱地区。甜高粱茎秆可用于制糖、酿酒和制酒精燃料、造纸以及用作饲料等。有研究表明，每公顷甜高粱可加工的酒精量比甘蔗高30%，同时高出玉米达3倍[4]，高达6t/hm2。甜高粱每公顷茎秆能产糖高出甜菜榨糖效益35%，高达900～1500kg，在世界上很多地区把甜高粱当作糖料作物广泛种植[5]。由于甜高粱具有很广泛的应用价值，是近年来一种新兴的能源作物，取之不尽，再生而又环保，对经济发展和环境保护具有重要的意义[6]。

1 耐旱性研究现状

甜高粱生长过程中对水分的需求量比较少，只需甘蔗需水量的1/3左右。同等条件下甜高粱每生产1kg干物质仅需250～350kg水，低于大豆和小麦生产同等干物质的需水量[7]。对高粱的研究发现，抗旱性强的品种比抗旱性弱的品种叶水势高、叶片水分利用效率高、气孔阻力大、蒸腾速率低、光合速率高等[8]。实验发现，高粱在中度胁迫下地上部分生物量与正常供水下的地上部分生物量之间差异不大，甚至稍高于对照，高粱植株在水分胁迫时的茎粗系数高于正常供水的茎粗系数，表明水分亏缺时高粱自身生理机制产生了补偿效应，在缺水条件下反而增大了高粱的抗倒伏能力[9]。

2 耐盐碱性研究现状

甜高粱种子萌发阶段耐盐范围为土壤含盐量为0～2.88g/kg，土壤含盐量达到4.06g/kg以上，甜高粱种子萌发受到抑制作用[10]。

前人研究表明，甜高粱在0.3%浓度水平以下的盐胁迫条件下能够进行正常的生长发育，但地上部分生物量鲜重和穗籽粒重量遭受到土壤生长环境的轻微影响，产量有所下降，但下降幅度不明显，通过对不同类型品种之间的生理指标进行比较，甜高粱品种中杂交种较常规种具有明显的抗盐胁迫优势[11]。Almodares等发现盐胁迫处理使甜高粱的地上部分生物量减少，茎秆中的可溶性糖含量下降，但与普通高粱的下降幅度相比不明显[12]。

3 耐重金属胁迫研究现状

有研究结果表明：甜高粱地上部分植株高度随土壤中Pb含量的增加而降低，在低浓度Pb处理下甜高粱地上部分生物量干重较对照略有增加，甜高粱对Pb与Zn的耐受性略高于 Cu，对Cu的耐受性略高于玉米[13]。