甜高粱分蘖特性国内研究进展

贺捷

（甘肃省武威市凉州区金羊镇农产品质量安全监管检测中心，武威733000）

甜高粱分蘖特性国内研究进展

贺捷

（甘肃省武威市凉州区金羊镇农产品质量安全监管检测中心，武威733000）

论述了甜高粱分蘖的基本特点，分析了分蘖对甜高粱农艺性状及产质量状况的影响，归纳了不同影响因素与甜高粱分蘖特性之间的关系，展望了甜高粱分蘖性状研究在甜高粱产质量提升和品种选育方面的应用前景。

甜高粱；分蘖特性；研究进展

甜高粱是粒用高粱的一个变种，其生长迅速，糖分积累快，生物学产量高，具有抗病性强、抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、适应性广、茎秆富含糖分等特性，是C4作物中光合作用效率最高的作物之一[1]。在世界矿物质能源逐渐匮乏的大趋势下，生物质能源的研究开发方兴未艾，作为新兴的能源、饲料和糖料作物的甜高梁在研究开发和综合利用上展现出广阔的市场前景。甜高粱具有节水、节能的优势，在盐碱地、沙荒地等地力差贫瘠土地的开发和提升耕地质量、增产增收等方面凸显重要的意义[2]。进行甜高粱分蘖特性的研究，全面掌握甜高粱的生物学特性，提高单位面积甜高粱产质量，对于稳定国内外食糖、能源市场、满足家畜饲草料需求、保障农业和工业生产具有重要的战略地位。

分蘖是增加水稻、小麦、大麦等主要农作物穗数或茎数，进而影响作物单产的重要影响因子，对提高作物产量具有至关重要的作用[3]。目前我国甜高粱主要采取去除分蘖的栽培方式，去蘖栽培过程中耗费大量人力、物力和财力，使甜高粱种植成本增加，已成为影响甜高粱高效生产和大面积推广的重要影响因素之一[4]。邵荣峰等人对去除分蘖和自然生长条件下甜高粱的主要农艺性状和经济性状进行研究，结果发现去蘖处理使穗长显著变短，鲜重极显著降低；保留分蘖栽培不仅可减少栽培中因去除分蘖造成的人力、财力浪费，而且能达到更高的产量[4]。在甜高粱主要农艺性状研究过程中发现，除甜高粱穗长与茎秆鲜重相关不显著以外，其它性状均与茎秆鲜重呈极显著正相关，株高与其它性状均呈极显著正相关[5]。为此在甜高粱生产育种中，充分发挥甜高粱遗传多样性丰富的优势，合理利用甜高粱的分蘖特性，有助于增加甜高粱的产量、提高茎秆含糖量[6]。

1 甜高粱分蘖特性的基本特点

甜高粱的整个生育期可分为播种期、出苗期、拔节期和孕穗期，受北方地区早霜冻天气的影响，通常不能完成孕穗，故不能结实，在南方地区可正常结实孕穗。分蘖主要集中在出苗后期，甜高粱幼苗4～5片真叶展开时，蘖苗萌出，7～8片真叶展开时大量出蘖，拔节期12片真叶时整个蘖苗开始生长，逐步发育成甜高粱主茎。加强甜高粱分蘖形状的研究，掌握甜高粱分蘖过程中的营养需求变化规律，将为推广甜高粱优质高产栽培技术，加快甜高粱高产育种步伐奠定良好的基础。

2 分蘖对甜高粱性状的影响

2.1 甜高粱分蘖对群体光合物质生产的影响

分蘖是甜高粱重要的生物学性状，关于甜高粱分蘖对主要农艺性状和产质量相关情况的研究，主要集中在对群体光合物质生产、茎秆含糖量和糖分积累、土壤水分利用效率以及产量方面[7]，研究保留分蘖的利弊对甜高粱轻简化栽培和高产育种都具有重要的意义。王艳秋等人通过对去除分蘖与保留分蘖处理下甜高粱株高、叶面积、叶绿素含量、光合物质分配进行了比较分析，结果发现保留分蘖会小幅度降低群体的株高；去除分蘖处理在开花期、灌浆期和成熟期的叶面积指数比保留分蘖处理分别降低1.70、1.78和1.65，去除分蘖处理较保留分蘖处理叶绿素有小幅度增加[8]。在甜高粱栽培上采用保留分蘖虽能小幅度降低群体的株高，提高植株群体的叶面积，但保留分蘖较去除分蘖处理胞间二氧化碳浓度增加会造成主茎光合速率下降。

2.2 甜高粱分蘖对茎秆含糖量及糖分积累情况的影响

据吴秋平的研究，在高密度种植条件下的去留分蘖，对甜高粱茎秆含糖量的影响较小，差异不大。在低密度种植条件下主茎秆含糖量明显降低，但分蘖茎产生的含糖量与主茎秆的接近或略高，分蘖茎糖产量的增加补偿了主茎秆糖产量的降低，保留植株分蘖一定程度上可显著提高糖产量[9]。为研究甜高粱不同茎秆节间含糖量的情况，张德梅等人就不同种植密度条件下饲用型甜高粱产量情况进行研究，结果发现：饲用型甜高粱植株节间含糖量表现情况为茎秆中部第六节的含糖量高于基部第二节的含糖量，变化幅度范围为0.7%～1.6%[10]。在甜高粱茎秆糖分积累变化情况上，宋朝辉就不同收获时期分蘖去留对饲用甜高粱茎秆含糖量进行田间试验，结果发现：在去留分蘖条件下随着收获时间的延迟，茎秆含糖量随着糖分的积累不断提高，在收获后期含糖量开始下降[11]。对去留分蘖条件下糖产量的研究上，吴秋平等人还对甜高粱分蘖去留不同处理的糖产量进行比较分析，结果发现在不同种植密度条件下，保留分蘖植株较去除分蘖甜高粱植株在开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量和含糖量均显著增加，总生物量显著提高，分别达21.9%和81.6%，总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。甜高粱保留分蘖在常规密度和较低密度条件下分蘖茎糖产量的补偿效应分别达20%和62%以上，能有效增加甜高粱糖产量，达到简化栽培管理和降低经济、人力投入的目的[12]。

2.3 甜高粱分蘖对产量情况的影响

产量是提高农作物种植效益的关键，众多学者对提高甜高粱产量的措施进行了多方面的研究，一致认为采用综合农艺措施均能促进甜高粱分蘖和蘖苗的生长，提高甜高粱产量。据张德梅等人的研究，饲用型甜高粱在保留分蘖全膜双垄沟栽培条件下，种植密度为138000株/hm2时产量最高，达到了135.87t/hm2[10]。为对比去留分蘖条件下甜高粱产量的变化情况，宋朝辉对收获时期与分蘖去留对饲用甜高粱产量及含糖的影响进行了观察，发现饲用甜高粱保留分蘖不同收获时期平均产量126.37t/hm2，较掰除分蘖增产24.5%[11]。在一定种植密度下的保留分蘖能促进甜高粱产量的增加，对于推动甜高粱在饲料化、工业化的利用上有一定的指导作用。

2.4 甜高粱分蘖对土壤水分利用率的影响

孙学保通过对保留分蘖、不间苗高密度种植条件下饲用型甜高粱土壤含水量及产量进行了研究，结果发现在播前储水量、降水量、灌水量一致的情况下，保留分蘖、不间苗处理条件下，种植密度为13.9万株～15万株/hm2时，土壤水分利用率平均达到264.35kg/（mm·hm2），比种植密度为9.2万株/hm2土壤水分利用率提高了52.68kg/（mm·hm2）[13]。充分地利用自然降水和田间灌水，增加了植株的群体长势，为提高产量奠定了良好的基础。

3 不同影响因素对甜高粱分蘖特性的表现关系

3.1 不同种植密度对甜高粱分蘖性状的影响

合理密植是指根据不同作物品种、不同施肥管理水平、不同土壤气候条件，充分利用土壤条件和阳光光照，使甜高粱正常生长、单株重量大且有效茎数多，从而获得相对较高产量的种植密度[14]。在北方地区随着种植密度的增加，单株分蘖数在明显减少，在种植密度在7.5万株/hm2时达到最大为2.4个，在种植密度为13.8万株/hm2时为0.5个，种植密度在13.9万株～15万株/hm2时单株分蘖数平均达到了0.4个，在18万株/hm2时，单株分蘖数达到了0.2个，种植密度的增加，单株分蘖数在不断减少；在保留分蘖、不间苗处理下适宜的种植密度能促进甜高粱分蘖使茎秆数量增多[10，13]。为了研究饲用型甜高粱掰除分蘖和保留分蘖不间苗同产量的关系，孙学保对保留分蘖、不间苗高密度种植条件下饲用型甜高粱产量情况进行了研究，结果发现保留分蘖、不间苗处理能使植株显著增高，单株总茎数增加，显著增加产量，较掰除分蘖、间苗处理增产12.87%[15]。因此，在适宜密度下甜高粱种植中保留分蘖不间苗不仅能显著增加产量，同时还可以减少掰除分蘖和间苗、定苗造成的人力、财力损失[16]。

3.2 不同施肥比例对甜高粱分蘖性状的影响

肥料作为影响作物生长的关键因素，寻求最优肥料配施方案是提高作物产量和品质重点。在甜高粱产质量提升上，王致和等人按照N2P1K2的施肥水平，在甜高粱种植过程中667m2施入尿素40kg+普钙33.3kg+硫酸钾20kg，磷钾肥作为底肥一次性施入，氮肥2/3作为基肥、1/3作为追肥，结果发现甜高粱的分蘖数达到了2.16个，比对照不施肥（1.58个）高，且与收获秆数表现一致，说明土壤肥料的合理使用对甜高粱的分蘖具有显著的影响作用[17]。在甜高粱种植过程中必须科学合理地施肥，根据甜高粱品种特性的不同，土壤地力条件的不同，农艺操作时节的不同，进行土壤的均衡优化供肥，能促进甜高粱的生长发育，改善农艺性状，提高甜高粱的产量与品质[18]。

3.3 降水量对甜高粱分蘖性状的影响

影响作物生长的条件包括3个方面：气象条件、土壤条件和生物条件，其中土壤条件和生物条件是人为可控的，气象条件是人为不可控的，然而气象条件中降水量是影响甜高粱种植和育种过程中的主要因素。据严洪东等人的研究，甜高粱生长过程中出苗后30d形成分蘖，在温湿度相同降水量差异的情况下，甜高粱的分蘖性状没有显著的变化，说明了甜高粱分蘖受降水量多少的影响不大，其他气象因素对甜高粱分蘖的影响目前还未见报道，甜高粱的分蘖特性主要取决于品种本身、种植密度和土壤地力因素[19]。

3.4 不同土壤温度和内源性激素对甜高粱分蘖性状的影响

陈连江等人对甜高粱分蘖数量、不同土层温度变化及分蘖植株体内几种主要激素的变化关系进行了研究，结果表明：甜高粱的分蘖性，因品种的不同存在明显差异；不同品种分蘖性具有随播种至分蘖期土壤温度的升高而降低的趋势。甜高粱的内源激素玉米素（ZR）、脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA3）对分蘖影响均表现出随内源激素含量的增加分蘖数减少的趋势[20]。

4 展望

目前，在作物分蘖特性的研究上，相对于水稻、拟南芥等类植物，糖料作物的研究普遍较少。甜高粱作为一种糖饲兼用型经济作物，在甜高粱种植过程中保留分蘖对于降低种植成本、获得更高产量的优势仍不容忽视，去留分蘖作为一种主要的增产方法在甜高粱种植生产中必须与栽培种植方式、种子种质特性和土壤肥力状况有机结合才能体现出来。闫峰在研究过程中发现甜高粱种质具有丰富的遗传多样性，穗长和全生育期株高的遗传力较高，受环境影响小，可世代选择；茎秆鲜重与穗长的遗传进度高，获得遗传增量的潜力大[5]，在今后研究中应加大对甜高粱分蘖特性相关遗传因素和分子生物学特性方面的研究应用，为全面提高甜高粱产质量状况奠定良好的基础。

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Research Progresses on Tillering Characteristics of Sweet Sorghum in China

HE Jie
(Agricultural Product Quality Safety Supervision and Inspection Center of Jinyang Town,Liangzhou District,Wuwei City,Gansu Province,Wuwei 733000)

The basic tillering characteristics of sweet sorghum were introduced,and the effects of tillering on agronomic traits,yield and quality was analyzed.This paper summarized the relationship between different effect factors and tillering characteristics,and discussed the application prospect of tillering research in improvement of yield and quality,moreover,breeding of sweet sorghum.

sweet sorghum;tillering characteristics;research progresses

S566.9

B

1007－2624（2017）02－0065－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.022

2016-08-28

贺捷（1987-），女，甘肃武威人，在读硕士，助理农艺师，从事农产品安全监管检测工作。E-mail：13893521922@163.com