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西南高粱产区生态特征与育种目标展望

2022-03-15赵强周棱波汪灿张国兵彭方丽高杰邵明波

南方农业·上旬 2022年2期
关键词:西南地区

赵强 周棱波 汪灿 张国兵 彭方丽 高杰 邵明波

摘 要 西南高粱产区是我国三大高粱产区之一,该区生态条件与高粱主要用途都有别于其他产区。西南高粱产区跨越云贵高原、武陵山区、秦巴山地、横断山脉、四川盆地等地貌单元,地形地貌十分复杂。全区土地总面积中,丘陵山地和高原占90%以上,河谷平原和山间平地仅占5%。生产条件较差,旱土坡地为主,地块零碎,土壤瘠薄,雨养农业,旱涝灾害频繁。简述了西南高粱产区生态特点、现有酒用高粱品种特性及存在的问题。对西南生态区酒用高粱育种目标进行了展望:1)将提高高粱产量作为育种的主要目标。2)在选育高产品种时注重酿酒相关品质提升。3)品种要有较强的气候适应性。4)选育适宜机械化种收的品种。

关键词 西南地区;生态特点;酒用高粱;育种目标

中图分类号:S330 文献标志码:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.03.023

高粱(Sorghum bicolor)是五大禾谷类作物之一[1-2],在我国有着悠久的栽培历史,对我国农耕文化中旱作生态农业体系起着至关重要的作用[3-4]。我国地貌广阔,不同地区生态条件、生活习性有较大差异,通过长期的自然与人工选择,形成了适应各生态区且有着特定用途的高粱[5]。卫永太等对我国8个生态区2 000多份高粱进行了分析,得出不同生态区的高粱品质有较大的差异[6];张晗等对我国12个地区高粱进行研究发现,不同地区高粱遗传变异水平存在明显差异[7]。本文结合西南生态区特点、西南现有高粱品种特性,对西南生态区高粱育种目标进行了展望。

1  高粱种植分布情况

目前,中国高粱主要有东北、华北、西南三大主产区,西南高粱主产区包括四川省、贵州省和湖南省等。据国家统计局统计数据显示,2018年全国共种植高粱71万hm2,西南生态区种植面积为21万hm2,占全国种植面积的29.6%。

2  西南高粱产区生态特点

西南高粱产区跨越云贵高原、武陵山区、秦巴山地、横断山脉、四川盆地等地貌单元,地形地貌十分复杂。全区土地总面积中,丘陵山地和高原占90%以上,河谷平原和山间平地仅占5%。本区属温带和亚热带湿润、半湿润气候,雨量丰富,水热条件较好,但大部分地区光照条件较差,且各地光照条件因海拔不同而变化较大。生态条件区域差异大,农业立体性很强,种植业垂直分布十分明显,可谓“一山分四季,十里不同天”。生产条件较差,旱土坡地为主,地块零碎,土壤瘠薄,雨养农业,旱涝灾害频繁。

2.1  气候类型

西南高粱产区气候类型多样,区域气候特色明显,各地气候因海拔不同而变化较大。本区由南到北呈现热带、南亚热带和中亚热带等地带性气候,而高粱种植大部分地区属温带和亚热带湿润、半湿润气候。

2.2  热量资源

西南高粱生态区热量资源丰富,年平均气温10~24 ℃,不同地区的温度和积温差别明显,整体呈现从西北到东南逐步增高的趋势。除部分高山地区外,历年无霜期平均240~330 d,平均258 d;高粱有效生长期105~135 d,从4—10月平均气温在15 ℃以上。

2.3  降水

西南高粱产区降水丰富,但区域性差异大。除川西高原、干热干暖河谷外,降水量自南往北减少,全年降水量800~1 200 mm。该区降雨主要集中在4—7月,盛夏7月之后进入规律性少雨季节,夏秋高温干旱,该区山地降水较平地多而均匀,一般降雨量随海拔上升而增加。

2.4  太阳辐射能量和日照时数

西南高粱产区年总辐射量在3 500~6 500 MJ·m-2,总体呈现西多东少、南多北少的特点。年日照时数区域性差异大,四川盆地、湘西、鄂西地区,年日照时数在1 400~1 600 h,为全国低值区。四川盆地西南、黔东北年日照时数不到1 200 h,为全国日照时数最低值区,其余地区年日照时数大多超过1 600 h。

2.5  土壤

西南高粱产区土壤类型主要有红壤、黄壤、赤红壤、砖红壤,还包括大面积的紫色土和部分石灰(岩)土等初育性土壤。该区土壤表现为“黏、酸、瘦、缺磷”等特点,均不同程度存在土层浅薄、开垦过度、保水保肥力差、供氮水平低、有效磷缺乏、有效钾、钼、硼不足等问题。

3  西南生态区高粱现状

西南大部分高粱用作酿酒原料,以糯高粱为主。现主要推广的糯高粱品种有红缨子、红珍珠、青壳洋、黔高系列、泸糯系列、两糯系列等。

3.1  西南生態区酒用高粱特性

不同香型的酒对高粱的品质需求不同,比如张文毅等认为酿造高粱要有较高的淀粉含量和单宁含量,较低的蛋白质和脂肪含量[8]。高粱的淀粉含量与出酒率呈正相关,适量的单宁对发酵过程中的有害微生物有一定抑制作用,且单宁产生的香味物质还能增加白酒的芳香。一般认为酒用高粱要达到以下标准:籽粒淀粉含量≥70%,支链淀粉含量占总淀粉含量的90%以上,蛋白质含量7%~11%,单宁含量(1.0±0.5)%。中国高粱遗传变异主要存在于地区内材料间或生态区内材料间[4]。闫松显等利用主成分判别法对目前主要的27个酿酒高粱品种进行分类,得出西南生态区高粱与其他生态区的高粱有所不同[9]。西南生态区的主要酒用高粱特征特性有:总淀粉含量在70%左右,蛋白含量在7.53%~11.80%,单宁含量在1.09%~1.68%,千粒重约为21 g,籽粒大小为中偏小,株高(180~260 cm)有着较大变幅,生育期110~131 d,表现为中晚熟,有较强的抗病、抗虫、抗倒等特点(见表1)。

3.2  西南生态区高粱存在的问题

3.2.1  品种老化、创新不足

西南高粱产区的材料与其他产区相比,有着较明显的遗传差异,但育种材料间的种质结构比较单一,导致选育品种同质化严重[10]。西南高粱产区,目前有部分主要种植品种使用长达20余年,在生产上存在严重退化[11]。同时在高粱育种方面延续使用老方法、旧模式,缺乏相应的创新技术和手段等,所选育品种难以满足生产的实际需求。

3.2.2  品种产量低、适应性弱

在全国高粱杂交种大面积推广种植的背景下,只有西南区的贵州和四川部分区域仍以种植高粱常规种为主。常规高粱一般从地方品种选育而出,其适应区域狭窄,产量水平低且不稳。茅台酒厂唯一指定用有机高粱原料品种红缨子[12],其适宜种植区域要求海拔低于1 000 m,在多山地的西南生態区,种植区域有限。西南生态区的高粱平均产量约为6 000 kg·hm-2,大部分农户认为高粱是低产作物,对高粱种植的意愿不强,这些都严重影响了酒用高粱产业的发展。

4  西南产区高粱育种目标展望

4.1  高产优质

目前西南生态区高粱平均产量较低,远低于其他生态区,相比于西南区其他作物产量也较低,导致农民对高粱的种植积极性不高。提高高粱产量成为西南生态区高粱育种的主要目标。西南生态区高粱主要用于酿酒,故在选育高产品种时也要注重酿酒相关品质提升。

4.2  适应区域广

西南生态区的山地农业垂直方向变化明显,环境类型多样,这样的环境要求我们所选育的高粱要有较强的气候适应性,才能更好地在西南产区大面积推广种植。

4.3  适应机械化

近些年我国农村大部分人员选择外出务工,务农人员老龄化严重,劳动成本逐年增高。种植机械化呼声甚高,国家也出台了该方面的政策,随着现代农业产业技术体系启动、坝区与高标准农田建设、合作社的建立等,机械化栽培成为未来高粱种植发展的必然趋势。因此,选育适宜机械化种收的品种,也是高粱育种的重要目标。

参考文献:

[1] 卢庆善.高粱学[M].北京:中国农业出版社,1999.

[2] 张福耀,平俊爱,赵威军.中国酿造高粱品质遗传改良研究进展[J].农学学报,2019,9(3):21-25.

[3] 吕富堂,韩爱清,杜秀兰,等.建国以来中国高粱发展历程及发展趋势[J].山西农业科学,2002,30(3):20-24.

[4] 刁现民.基础研究提升传统作物谷子和黍稷的科研创新水平[J].中国农业科学,2016,49(17):3261-3263.

[5] 王志广,赵颖华.中国高粱种质资源品质性状的鉴定与分析[J].辽宁农业科学,1982(1):13-17.

[6] 卫永太,张镔,张桂香.中国高粱品质性状的区域性差异[J].天津农业科学,2016,22(11):138-140.

[7] 张晗,王建成,王东建,等.中国高粱地方品种遗传多样性评价及中、外高粱遗传变异水平比较(英文)[J].作物学报,2011,37(2):224-234.

[8] 张文毅,赵金林. 中国高粱生产的发展趋向[J]. 辽宁农业科学,1985(5):1-3.

[9] 闫松显,吕云怀,王莉,等.西南区酿酒高粱的种质形成和发展[J].中国酿造,2017,36(5):17-21.

[10] 彭秋.贵州酿造高粱育种现状、问题及对策[J].种子,2011(2):68,71.

[11] 曹宁,高旭,丁延庆,等.贵州酒用高粱育种现状、问题及对策[J].农技服务,2018(4):99-100.

[12] 韦勤勋,涂佑能.红缨子高粱产业发展现状及对策浅析[J].南方农业,2020,14(22):56-58.

(责任编辑:丁志祥)

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