不同品种酿酒高粱在盐碱地种植的适应性研究

杨 博，屈忠义，刘 霞，孙慧慧，孙宇乐

（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特010018）

我国盐碱地总面积达9913万公顷，约占全国土地面积的1/10，其分布范围广且类型复杂，既是我国经济社会生态可持续发展的主要障碍因子，又是重要的后备土地资源［1，2］。根据土壤盐分含量高低，可将土壤划分为非盐化土、轻度盐化土、中度盐化土、重度盐化土及盐土等五类。盐碱地土壤中可溶性盐分离子含量较高时，能抑制作物对土壤水分的吸收［3］，土壤高pH值还会对作物产生碱胁迫作用，研究表明碱胁迫比盐胁迫对作物的危害更大。目前，种植耐盐作物葵花是内蒙古河套灌区利用盐碱地的主要方法之一。巴彦淖尔市可耕地面积为72.31万公顷，向日葵种植面积在23.33万公顷以上，占全市总播种面积的32%［4］，葵花总产量约是内蒙古自治区的53%，约是全国的25%。近年来，随着向日葵种植面积逐年扩大，向日葵种子价格持续走高，每公斤种子价格高达320～520元。长年种植向日葵造成轮作倒茬困难，病虫草害发生严重［4，5］，如列当、菌核病、黄萎病、葵螟等，造成葵花大量减产甚至绝收，出现农民种植葵花高投入低产出甚至亏损的现象。

内蒙古河套酒业地处杭锦后旗陕坝镇，是中国轻工业酿酒行业十强企业，每年都需要大量酿酒原料。大量研究表明［6～11］，用高粱酿酒不仅出酒率高，而且所产白酒浓香，远胜其他原料所酿的酒质，在白酒酿造上独具优势，因此，高粱成为全国大部分名优酒厂主要的酿造原料。高粱具有耐盐碱又抗寒耐涝等特点［12］。在“不与民争粮、不与粮争地”方针的指导下，为合理开发利用盐碱地资源，筛选出耐盐、优质高产的酿酒高粱品种，丰富河套灌区种植结构，避免因长年种植葵花引起的各种病虫害，为内蒙古河套酒业提供优质酿酒原材料，特进行本试验。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗三道桥，106°34′E ～107°34′E，40°26′N～41°13′N，年平均降水量138.2 mm，蒸发量2096.4 mm；年日照时数3220 h以上，昼夜平均温差8.2℃，年平均无霜期135 d左右。土壤基础理化性质如表1、表2所示，根据土壤盐分含量划分，试验区属轻度盐碱地。

表1 试验区土壤主要物理性质Table 1 Main physical properties of soil at test points

表2 试验区土壤主要化学性质Table 2 Main chemical properties of soils at test sites

1.2 试验材料及设计

在杭锦后旗盐渍化农田上种植3个高粱品种（吉杂127、辽杂19和辽杂37），分别编号为S1、S2和S3。种植方式为一膜双行，株距25 cm，膜内行距40 cm，膜间行距70 cm，小区面积5.5 m×6 m，每个小区种植5膜，设3个重复。底肥施用磷酸二铵450 kg/hm2，硫酸钾150 kg/hm2。

2017年秋收后于11月进行非作物生育期秋浇灌溉，灌水量3150 m3/hm2。待地表温度稳定在10℃以上且土壤含水率适宜时，于2018年5月6日进行机械播种，每穴播种子2～3粒，并于5月15日进行人工点播补种。吉杂127和辽杂19每公顷保苗约10.5万株，辽杂37每公顷保苗约9.9万株。分别于6月20日、7月10日、8月8日3次引黄渠道灌溉，每次灌水量1050 m3/hm2，且7月10日随水冲施尿素300 kg/hm2。

1.3 测定指标

在成熟期时，各处理随机选取10株有代表性的高粱植株测量株高、茎粗、各部分干物质量、穗长，并考种测定千粒重和单穗粒重计算高粱产量。同时，每个处理选取3株长势较均匀有代表性的植株通过人工挖掘取出根系，将根系带回实验室用水冲洗，去除杂物。采用EPSON Perfection 4990进行根系扫描、分析，得到相应处理高粱的根长、根表面积、根体积等各项特征参数值，并将根系及其对应植株的地上干物质烘干（65℃）称重。

检测高粱品质，检测项目包括容重、水分、淀粉、脂肪、蛋白质。

1.4 数据处理

用Excel 2016整理数据、统计绘图，SPSS Statistics 22软件进行差异性和相关性分析，差异显著性采用最小显著差异法（LSD）。

2 结果与分析

2.1 高粱农艺性状

由表3、图1可知，各品种株高表现为S2＞S3＞S1，S2品种的平均株高最大，为162.47 cm，且在p＜0.05水平下与S1和S2差异显著；茎粗表现为S1＞S2＞S3，但3品种间无显著性差异。干物质总积累量S1和S2略大于S3但无明显差异。S2品种叶片干质量占作物干物质总量的百分比最大，为26.56%。以上分析表明，S2品种综合生长发育较好。

表3 成熟期不同品种株高与茎粗Table 3 Plant height and stem thickness of different varieties in mature period

图1 成熟期不同品种各部分干物质积累量Fig.1 Dry matter accumulation in mature period

2.2 产量及其构成因素

从表4可以看出，S1品种的平均穗长最长，为29.27 cm，其次为S2，穗长28.40 cm，但3品种间穗长没有显著性差异。S1、S2、S3的千粒重分别为27.80、27.09、25.80 g，与S3相比，S1和S2的千粒重分别高7.75%和5.0%，说明S1和S2品种的高粱籽粒更加饱满；S1、S2、S3的单穗粒重分别为103.04、99.21、96.97 g，S1和S2的单穗粒重与S3相比分别高6.26%和2.31%。

S1、S2、S3 品 种 的 产 量 依 次 为10 832.0、10 429.8、9594.3 kg/hm2，S1 略 高 于 S2，增 产3.8%，S1、S2的产量与S3有显著性差异。

表4 3个高粱品种的产量及产量构成Table 4 Yield and components of 3 sorghum cultivators

2.3 酿酒高粱籽粒品质指标比较

淀粉是高粱酿酒的基础。从表5可看出，S1和S2品种淀粉含量最大，都为71.9%，S3品种淀粉含量较低，为70.2%。

从表5可以看出，S2品种的蛋白质和脂肪含量均最小，分别为7.64%和3.1%。相较于S2，S1和S3品种的蛋白质和脂肪含量均不同程度地增加，可能会增大在酿酒过程中产生杂醇油或者酸的可能性，影响酒的口感。

根据GB/T 8231-2007，各类高粱按容重可划分为三个等级和等外高粱（即不合格）。S1、S2、S3品种水分为6.19% ～8.3%（≤14%，符合GB/T 8231-2007标准），S1、S2、S3品种容重分别为717、754和666 g/L，其中S2品种被评定为一级，而S3品种被评定为不合格（表5）。

良好的酿酒高粱原料应有高含量的淀粉、低含量的蛋白质和脂肪等特性，以达到高出酒率的目的。基于高粱产量及淀粉、蛋白质、脂肪的含量、容重等指标，综合分析认为S2（辽杂19）为最佳酿酒高粱品种，其次为S1（吉杂127）。

表5 3个高粱品种籽粒品质检测结果Table 5 Quality detection of 3 sorghum cultivators

2.4 高粱产量指标与农艺性状的相关分析

选取高粱的农艺性状和产量指标进行相关性分析，农艺性状主要包括株高、茎粗、地上干物质、根系干重、根系长度和根系体积；产量性状主要包括穗长、千粒重和穗粒重。由表6可知，根系长度与根系干重和根系体积分别呈显著性正相关和极显著性正相关，说明根系在空间深扎增长有利于根系的综合生长发育。因此，可在高粱苗期适时进行松土以增大土壤的孔隙度，促进高粱根系的综合生长发育。地上干物质与根系干重呈极显著性正相关，与根系体积呈显著性正相关，说明根系的生长发育会促进地上干物质的形成。高粱的单穗粒重与穗长呈极显著性正相关，与千粒重呈显著性正相关，与根系干重和地上干物质呈正相关但不显著，说明根系干重和地上干物质在一定程度上会促进高粱单穗粒重的增加，但穗长和千粒重是影响高粱单穗粒重的主要因素，因此，应继续探究如何采取措施增加高粱的穗长和千粒重，从而提高高粱的单穗粒重以达到增产的目的，如在拔节至抽穗期施肥或在灌浆期灌水等等。

表6 产量指标与农艺性状的相关系数Table 6 Correlation analysis between yield indexes and agronomic traits

2.5 经济效益分析

根据已有资料［4，13］，对种植酿酒高粱与葵花进行了经济效益分析。如表7所示，种植高粱总投入每公顷为5565元，比种植葵花高555元，主要是未计算葵花的播种及收割费用。河套灌区葵花种植机械化水平较低，种子价格比较高，为保证出苗率，在种植向日葵时一般采取手工播种，从播种到收获全部依靠人工，增加了劳动成本；若以100元/日的人工费计算，种植葵花的投入成本将增加2000～3000元/hm2。现以不计种植户人工费用计算，种植高粱比种植葵花净收入可增加5070元/hm2；种植高粱的净收入是葵花的1.43倍。

由于向日葵对河套灌区盐碱地具有良好的适应性，近年来巴彦淖尔市向日葵种植面积逐年扩大，种子价格的上涨增加了种植户的投入成本；此外，种植户因不能科学地进行种植与管理，导致病虫草害严重，造成葵花大量减产甚至绝收，出现农民种植葵花高投入低产出甚至亏损的现象。若以酿酒高粱替代葵花，合理地进行轮作倒茬，不仅能提高种植户收入，改善种植户的生活条件，还能够为河套酒业提供品质优良的酿酒原材料。

表7 经济效益对比分析Table 7 Economic benefit analysis

3 结论与讨论

盐碱地上种植耐盐作物是简单有效利用盐碱地的一种方法。有关盐碱地耐盐作物的研究已有一些报道，油菜［14］、棉花［15］、葵 花［16］、盐角 草［17］及 羊草［18］均具有较好的耐盐效果。高粱［12，19］本身具有耐旱、耐涝、耐盐碱、适应性强等特点，主要应用于酿酒、制糖及饲料等方面。本试验中，吉杂127和辽杂19的产量明显高于辽杂37，说明吉杂127和辽杂19具有较强的耐盐碱能力；且吉杂127和辽杂19高粱籽粒的淀粉含量较高，而辽杂19高粱籽粒的蛋白质和脂肪含量均最低，更符合高淀粉、低蛋白质和低脂肪含量的酿酒原料要求。与种植葵花对比，种植高粱可提高种植户收入5070元/hm2，有利于改善其生活条件。综合农艺性状、产量、高粱籽粒淀粉含量及容重等因素考虑，认为辽杂19为杭锦后旗轻度盐碱地上最适合的酿酒高粱品种，其次为吉杂127。

本试验结论是在杭锦后旗轻度盐碱地上采用当地管理水平条件下得到的，未进行各高粱品种最优水肥制度下的探究与比较。在农艺性状和产量方面，吉杂127和辽杂19均较优于辽杂37；但是吉杂127和辽杂19在产量和高粱籽粒的淀粉含量上无显著性差异。因此，可以通过室内不同浓度盐碱溶液条件下高粱种子萌发试验与室外中、重度盐碱地大田试验相结合，进一步筛选耐盐、优质高产的酿酒高粱品种并探究该品种适宜的水肥制度，对合理开发利用盐碱地资源，扩大盐碱地的高粱种植面积具有重要意义。