阿依古麗·艾買爾 阿依夏姆古麗?麥麥提 張?zhí)K江

摘要 [目的]篩選適合南疆氣候土壤特性的飼用甜高粱品種。[方法]以8個甜高粱品種為試驗材料，通過田間栽培試驗對8個品種甜高粱的主要性狀進行了比較分析。[結(jié)果]甜高粱M81的生物產(chǎn)量、株高、單株鮮重、分蘗數(shù)、莖節(jié)數(shù)、莖粗、葉長和葉寬最高，其次是麗歐和吉甜1號，LAMBAS和AS142較低；在成熟期麗歐和吉甜1號莖桿糖錘度最高，分別達到了23%和21%，其次是M81和新甜2號，糖錘度為19%和18%；延遲7～14 d收獲可以明顯提高甜高粱的糖含量。[結(jié)論]綜合考慮8個供試甜高粱品種的主要性狀表現(xiàn)，M81、吉甜1號和麗歐適應(yīng)性較好，可以作為南疆飼用甜高粱品種進行利用。

關(guān)鍵詞 甜高粱；生物產(chǎn)量；性狀；糖錘度

中圖分類號 S54 文獻標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）32-0040-03

Comparative Analysis of Major Characteristics of Several Feeding Sweet Sorghum Cultivars in Southern Xinjiang

Aygul·Amar1，2，Ayshemgul·Memet2，ZHANG Sujiang1，2 （1.Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300；2.College of Animal Science，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300）

Abstract [Objective ]To select cultivars of forage sweet sorghum suitable for climate and soil characteristics in southern Xinjiang.[Method]The major characters of eight sweet sorghum cultivars were compared through field cultivation experiments.[Result] M81 sweet sorghum was the largest in biological yield，plant height，fresh weight per plant，tiller number，stem node，stem diameter and leaf length，followed by Lio and Jitian 1.Lambas and As142 were relatively low.The sugar content of sweet sorghum could be improved significantly by delaying harvest for 7-14 d.[Conclusion]The cultivars M81，Jitian 1 and Lio could be used as the forage sweet sorghum cultivars in southern Xinjiang because of good comprehensive performances of main characters compared with the other sweet sorghum cultivars.

Key words Sweet sorghum；Biological yield；Traits；Sugar brix

基金項目 國家自然科學(xué)基金項目（31160472，31260565）。

作者簡介 阿依古麗·艾買爾（1994—），女，維吾爾族，新疆拜城人，碩士研究生，研究方向：飼料資源開發(fā)利用研究。*通訊作者，教授，碩士生導(dǎo)師，博士，從事動物營養(yǎng)與飼料專業(yè)的教學(xué)與研究。

收稿日期 2018-09-10

南疆位于天山與昆侖山之間，面積53萬km2，約占新疆總面積的2/3，全國面積的1/10[1]。受沙漠氣候影響，南疆干旱少雨、鹽堿化嚴重、無霜期長、光照充足。隨著人民生活水平的提高，肉食品在人民生活的比例快速上升，這為南疆牛羊的養(yǎng)殖提供了發(fā)展機遇。然而，受干旱沙漠環(huán)境的影響，南疆粗飼料資源嚴重不足，直接導(dǎo)致了牛羊養(yǎng)殖效益較差。為了解決粗飼料不足的問題，增加牛羊的養(yǎng)殖水平和效益，有必要選擇生物產(chǎn)量高、抗逆性強、需水量低、營養(yǎng)價值高的飼料作物進行人工栽培。

甜高粱[Sorghum bicolor （L.） Moench]起源于非洲，屬禾本科一年生草本植物，是普通高粱的一個變種。甜高粱屬C4 植物，CO2 光補償點低、飽和點高，具有在強光和高溫下光合效率高的特點[2]。甜高粱在我國有悠久的栽培歷史，其生物學(xué)性狀隨品種不同有很大的差異[3]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院對甜高粱的種質(zhì)資源調(diào)查表明[4]，甜高粱主要性狀的波動范圍是生育期90～170 d，糖錘度4%～20%，株高200～435 cm，千粒重15～35 g，穗粒重20～70 g。甜高粱在旱季通過收縮氣孔可以減少水損失，進而提高了水分的利用率[5]。甜高粱莖葉表面的臘質(zhì)也有利于減少水分的損失[6]。由于具有耐鹽堿、抗旱、光合效率高和生物產(chǎn)量高的特性[2，6-7]，甜高粱已經(jīng)引起了普遍重視。不同甜高粱品種在南疆種植表型性狀差異的研究較少，為了進一步研究不同甜高粱種質(zhì)資源在南疆地理氣候環(huán)境下的差異表現(xiàn)，筆者以8個甜高粱品種為試驗材料，對其主要的生物學(xué)性狀進行比較分析，旨在為甜高粱在南疆地區(qū)的開發(fā)利用、解決南疆粗飼料資源不足的問題提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于新疆阿拉爾市塔里木大學(xué)試驗基地進行，年均氣溫10.7 ℃，年均日輻射6 000 MJ/m2 ，年積溫4 700 ℃，無霜期200～240 d，年日照2 500～3 000 h，4—10月平均日照9.5 h，屬典型溫帶大陸性干旱荒漠氣候[8]。土壤類型為沙壤土，春灌1 次，播種前精細整地，施尿素150 kg/hm2，磷酸二銨225～300 kg/hm2，鉀肥150～225 kg/hm2，結(jié)合犁地深翻入土。

1.2 試驗材料 甜高粱品種有AS142、M81、LAMBAS、吉甜1號、X096、新甜2號、麗歐和高丹草，均由塔里木畜牧科技兵團重點實驗室動物營養(yǎng)研究室提供。

儀器包括游標(biāo)卡尺，卷尺、糖度計、拭鏡紙、鐵鍬、枝剪鉗、電子秤、紙袋子等。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積為30 m2 ，播種按行距0.60 m、株距0.15 m，播量為22.5 kg/hm2，播種深度為2.5～3.5 cm。播種采用穴播器人工播種。

1.4 田間管理

幼苗2～3葉期，進行1次間苗、中耕和鋤雜草作業(yè)，4～6葉時結(jié)合鋤雜草進行2次中耕，深度在10 cm 左右；當(dāng)植株長到 70 cm 左右再進行1次中耕培土，將行間土壤培于甜高粱的根基部，在行間形成壟溝，以促進根生長。全生育期灌水4次。頭水在播種后 25 d進行，此后每隔1個月左右進行1次灌水。

1.5 測定指標(biāo)及方法

試驗期間參照盧慶善提供的方法[9]，甜高粱在收獲時每個區(qū)選取10株分別測定株高、莖粗、葉長、葉寬、節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)、單株質(zhì)量、單株葉質(zhì)量、單株莖質(zhì)量、糖錘度。其中，糖錘度使用糖錘度計（ ATAGO，PAL-1 日本愛拓公司） 測定，莖粗采用電子數(shù)顯示游標(biāo)卡尺測定，株高、葉長、葉寬用普通米尺測定，單株質(zhì)量、葉質(zhì)量和莖質(zhì)量用普通電子稱測量。臘熟期田間收獲3 行，計產(chǎn)面積10 m2，測定小區(qū)生物產(chǎn)量。測定延遲7～21 d收獲時的糖錘度。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft office辦公軟件包中的 Excel進行數(shù)據(jù)整理，數(shù)據(jù)分析采用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0進行單因素方差分析 （One Way ANOVA），多重比較采用 Duncans法，顯著性檢驗水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種甜高粱株高、鮮重、葉重、莖重和生物產(chǎn)量的比較

不同甜高粱品種株高、鮮重、葉重、莖重和穗重的比較見表1。從表1可以看出，不同品種之間的株高、鮮重、葉重、莖重和生物產(chǎn)量均存在顯著性差異（P<0.05），其中M81E株高和生物產(chǎn)量最大，分別為為375 cm和113 730 kg/hm2，顯著高于其它品種甜高粱株高和生物產(chǎn)量（P<0.05），AS140、LAMBAS、X096、新高粱2號和高丹草株高和生物產(chǎn)量較低，低于310 cm和90 000 kg/hm2，而吉甜1號和麗歐兩個品種的株高和生物產(chǎn)量居中，超過了340 cm和90 000 kg/hm2。除高丹草在葉重和穗重方面與M81無顯著差異外（P>0.05），其他幾個品種在鮮重、葉重和莖重方面的變化與株高的變化趨勢基本一致。

2.2 不同品種甜高粱分蘗數(shù)、莖節(jié)數(shù)、莖粗、葉寬、葉長比較 由表2可知，甜高粱品種M81的分蘗數(shù)、莖節(jié)數(shù)、莖粗，葉寬和葉長 等指標(biāo)最高，顯著大于AS142、X096、LAMBAS和新甜2號（P<0.05），吉甜1號、麗歐則居中。高丹草的葉寬和葉長與M81相比無顯著差異（P>0.05）。

2.3 不同品種甜高粱延遲收獲糖錘度變化

由表3可知，成熟期糖錘度大于20%的甜高粱品種有麗歐、吉甜1號，顯著高于其他品種糖錘度（P<0.05），糖錘度小于15%的甜高粱品種有AS142、LAMBAS、X096，糖錘度大于15%而小于20%的品種有M81、新甜2號和高丹草3個品種。延遲收獲7～14 d可以增加相同品種甜高粱的糖分含量，但延遲到21 d時糖分含量的增幅度并不明顯。

3 結(jié)論與討論

甜高粱品種M81的生物產(chǎn)量為113 738.70 kg/hm2，吉甜1號和麗歐甜高粱品種的生物產(chǎn)量均超過了90 000 hm2，高丹草和AS142的生物產(chǎn)量最低，不足75 000 hm2。從株高、單株鮮重、莖重、葉重、莖節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)、莖粗等指標(biāo)來看，M81甜高粱品種的數(shù)值也最大， 吉甜1號和麗歐2個甜高粱品種的上述指標(biāo)稍低于M81，但M81、吉甜1號、麗歐3個甜高粱

品種均高于其余5個品種相應(yīng)的表型性狀。趙香娜等[10]以206 份甜高粱種質(zhì)資源進行研究發(fā)現(xiàn)株高、莖直徑變異幅度大，株高平均值為272.33 cm，最高達409.93 cm，莖直徑平均值為1.70 cm，最粗可達2.50 cm。有研究發(fā)現(xiàn)[11]，甜高粱的生物產(chǎn)量在國外的高產(chǎn)紀錄為168 990 kg/hm2，國內(nèi)的高產(chǎn)紀錄為1 575 495 kg/hm2，一般產(chǎn)量為60 000～120 000 kg/hm2。Tefera 等[12]發(fā)現(xiàn)，晚熟的高粱品種與早熟品種間種會獲得較高的產(chǎn)量。高明超等[13]統(tǒng)計了22個甜高粱品種的農(nóng)藝性狀參數(shù)，結(jié)果表明分蘗數(shù)和株高對生物產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大，株高、穗長、節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)、主莖粗與生物產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，M81、吉甜1號和麗歐高粱品種較高的株高、較重的單株重及較多的分蘗數(shù)是引起其生物產(chǎn)量較高的重要因素。生物產(chǎn)量性狀對甜高粱作為飼料作物在南疆的利用具有十分重要的意義。

此外，高丹草株高雖然只有307 cm，顯著低于M81的株高，但其葉重、葉長和葉寬與M81均無顯著性差異（P>0.05），這說明高丹草葉量豐富，莖葉比較低，因此可能更容易被牛羊消化。中國科學(xué)院植物研究所對30 個不同種質(zhì)資源甜高粱的研究顯示[9]，甜高粱的莖稈節(jié)數(shù)多在10～20 節(jié)，葉片平均長度為93 cm，幅度在75～112 cm，葉片平均寬度為9.1 cm，幅度為7.7～11.2 cm，這與該試驗的研究結(jié)果相似。

有研究發(fā)現(xiàn)，甜高粱的糖錘度大于10.0%，一般品種糖錘度在15.0%～20.0%[14]。M81、吉甜1號，新甜2號和麗歐甜高粱的糖錘度大于18.0%，屬于含糖量較高的甜高粱；AS142、LAMBAS、X096甜高粱品種糖錘度小于13.0%，屬于低糖含量的甜高粱品種；高丹草糖錘度居中，為16.6%。甘肅省張掖農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院石龍閣[15]測定了2000個甜高粱樣本的汁液，糖錘度在16.0%～27.0%，表明甜高粱的糖錘度遠超甜菜的糖錘度（15.5%）。中國科學(xué)院植物研究所對28個引進的甜高粱品種每株籽粒產(chǎn)量與汁液錘度進行的相關(guān)性分析表明，汁液錘度與籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)[9]。此外，延遲收獲7～14 d可以在一定程度上增加甜高粱的糖分含量，但延遲21 d時收獲甜高粱糖分的增加幅度非常有限，這與艾買爾江·吾斯曼等[16]的研究結(jié)果基本一致。在供試的8個甜高粱品種中，M81的生物產(chǎn)量、株高、分蘗數(shù)、單株鮮重、單株葉重等指標(biāo)最高，吉甜1號和麗歐居中，這3個品種的糖分含量也較高，因此，M81、吉甜1號和麗歐3個甜高粱品種可以作為南疆地區(qū)適栽品種。

參考文獻

[1]

新疆維吾爾自治區(qū)統(tǒng)計局.新疆統(tǒng)計年年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2001.

[2] JOSHI G，PANDEY J K，RANA S，et al.Challenges and opportunities for the application of biofuel[J].Renewable & sustainable energy reviews，2017，79：850-866.

[3] 艾買爾江·吾斯曼，吐熱衣夏木·依米提，張?zhí)K江.不同基因型甜高粱品種干物質(zhì)積累規(guī)律研究[J].塔里木大學(xué)學(xué)報，2013，25（1）：39-41.

[4] 曹文伯.我國甜高粱種質(zhì)資源鑒定及利用概況[J].植物遺傳資源學(xué)報，2001，2（1）：58-62.

[5] DAR R A，DAR E A，KAUR A，et al.Sweet sorghuma promising alternative feedstock for biofuel production[J].Renewable and sustainable energy reviews， 2018，82（3）：4070-4090.

[6] UMAGILIYAGE A L，CHOUDHARY R，LIANG Y N，et al.Laboratory scale optimization of alkali pretreatment for improving enzymatic hydrolysis of sweet sorghum bagasse[J].Industrial crops & products，2015，74：977-986.

[7] HU S W，WU L M，STAFFAN P，et al.Sweet sorghum and Miscanthus：Two potential dedicated bioenergy crops in China[J].Journal of integrative agriculture，2017，16（6）：1236-1243.

[8] ZHANG S J，CHAUDHRY A S，RAMDANI D，et al.Chemical composition and in vitro fermentation characteristics of high sugar forage sorghum as an alternative to forage maize for silage making in Tarim Basin，China[J].Journal of integrative agriculture，2016，15（1）：175-182.

[9] 盧慶善.甜高粱[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2008：83-102.

[10] 趙香娜，李桂英，劉洋，等.國內(nèi)外甜高粱種質(zhì)資源主要性狀遺傳多樣性及相關(guān)性分析[J].植物遺傳資源學(xué)報，2008，9（3）：302-307.

[11] 康志河，楊國紅，楊曉平，等.發(fā)展甜高粱生產(chǎn)開創(chuàng)能源農(nóng)業(yè)新時代[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（1）：340-341，348.

[12] TEFERA T，TANA T.Agronomic performance of sorghum and groundnut cultivars in sole and intercrop cultivation under semiarid conditions[J].Journal of agronomy & crop science，2010，188（3）：212-218.

[13] 高明超，王鵬文.甜高粱主要農(nóng)藝性狀遺傳參數(shù)估計[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2007，13（5）：114，124.

[14] 趙立欣，張艷麗，沈豐菊.能源作物甜高粱及其可供應(yīng)性研究[J].可再生能源，2005（4）：37-40.

[15] 石龍閣.我國甜高梁產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析[J].雜糧作物，2007，27（3）：242-243.

[16] 艾買爾江·吾斯曼，吐熱衣夏木·依米提，張?zhí)K江.延遲收獲對甜高粱糖分含量的影響[J].新疆農(nóng)墾科技，2012（8）：9-10.