王致和,張亞萍,唐桃霞,張肖凌,張秀華
(甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術研究院,甘肅 武威 733006)
甜高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)又稱為糖高粱、甜稈、蘆粟等,是粒用高粱的一個變種,屬一年生草本植物,20世紀70年代由非洲引入我國[1-2]。甜高粱除了具有抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠、適應性強、對種植土壤要求不高等優(yōu)良特性外,還具有生物量大、糖分含量高、籽粒富含淀粉等優(yōu)點,是制糖、釀酒、飼用的最佳原料之一,其應用價值十分廣泛,在適宜地區(qū)發(fā)展甜高粱種植市場前景廣闊[3-7]。近年來,我國在甜高粱引種篩選上作了大量工作,北京[8]、湛江[8]、天津[9]、佛山[10]、重慶[11]、廣西[7]、南寧[12]、西寧[13]、內蒙古[14]等地均有甜高粱引種的相關研究。
甘肅省有關甜髙粱的研究始于上世紀90年代,近年來甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展更是迅速,從2012年開始,武威市大量引進國內外甜高粱品種(系)進行試驗,推動了甜高粱在武威市的廣泛應用[15-16]。自2015年以來,武威市在引進甜高粱品種(系)資源、推動甜高粱大面積種植上成效明顯,先后篩選出了tgl 1401、大力士、海牛等多個生長勢強、分蘗數(shù)多、產(chǎn)量高的優(yōu)良品種,同時推廣種植面積高達6.67萬hm2[15,17-18]。為進一步推動武威市甜高粱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,同時避免因盲目引種而造成在推廣過程中出現(xiàn)引種不當?shù)默F(xiàn)象,筆者特從國內外引進48份甜高粱材料,在甘肅武威地區(qū)進行不同品種(系)的種植比較試驗,觀察各品種在本地區(qū)的適應性和生產(chǎn)性能,篩選出適合在河西地區(qū)種植的具有較高產(chǎn)量和適宜含糖量的甜高粱品種(系),進而為甜高粱在河西地區(qū)的大面積推廣和利用提供技術支撐與理論依據(jù)。
試驗于2016年在甘肅省河西綠洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗示范基地科技創(chuàng)新區(qū)進行,試驗區(qū)屬大陸性干旱氣候。試驗地前茬為甜高粱,冬灌地,海拔 1740m,緯度 37°30′,經(jīng)度 103°5′,年平均氣溫 7.5~7.9℃,年平均降雨量190.5~200mm,年均日照時數(shù)2724.8h,無霜期150d左右。試驗地土壤為砂壤土,土壤肥力狀況:有機質1.8g/kg,速效氮 52.3mg/kg,速效磷 21.6mg/kg,速效鉀 187.5mg/kg,pH 值為 7.8。
供試甜高粱材料共48份(表1)。2016年3月15日試驗地畝(666.7m2)施尿素20kg、磷酸二銨20kg、硫酸鉀10kg,人工撒施后,旋耕機旋耕并鎮(zhèn)壓。3月19日機械鋪設滴灌帶覆膜一次完成,平作,膜面寬120cm,間距 30cm。田間設計采用隨機區(qū)組設計,3次重復,,小區(qū)面積 45 m2(4.5m×10m),小區(qū)間距 1.0m,一個小區(qū)種植3膜,一膜種植4行,總共12行,株行距40cm×20cm。覆膜前667m2用50%異丙草·莠除草劑200mL,兌水30kg地面噴施,除草效果達100%。于2016年4月20日播種,每穴下種3~5粒,播深3~4cm,9月20日收獲。
生育期記載:詳細記載整個生育期的各個時期,包括出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期,以各生育期50%的指標出現(xiàn)為度。農(nóng)藝性狀測定:收割前每小區(qū)中間行選取連續(xù)的10株,調查株高、莖粗、生長節(jié)間數(shù)。株高用卷尺測植株由地面到頂端的長度;使用游標卡尺測定莖粗,以植株地表起三分之一處節(jié)間的直徑為準;伸長節(jié)間數(shù)為從地表5cm以上數(shù)起的節(jié)數(shù)。糖分及產(chǎn)量:使用WYT型手持糖量計(成都光學儀器廠)取自基部向上數(shù)第四節(jié)莖稈汁液測定含糖量,精度為0%~32%。收獲時測定小區(qū)秸稈總鮮重,再折合成畝產(chǎn)。采用 Excel 2003及SPSS19.0進行數(shù)據(jù)分析和圖表制作。
整個生育期結果(表1)顯示,48個甜高粱品種(系)生育早期差異不明顯,拔節(jié)期之后不同品種(系)間生育期表現(xiàn)出差異。4月20日統(tǒng)一播種,5月1日至3日出苗,黃河甜最早進入拔節(jié)期,其出苗期到拔節(jié)期僅需32d,其他各品種苗期生長緩慢,出苗期到拔節(jié)期需51~56d;拔節(jié)到抽穗期需29~56d,11號抽穗最早(7月24日),品鑒II-8抽穗最晚(8月13日),與11號相比,晚20d。根據(jù)收割時甜高粱的成熟情況,可將其分為早熟、晚熟、極晚熟3類,3號、30號、晉甜雜3號等14個品種(系)收割時已成熟的為早熟類,大獎2180a、大獎2180f、BJ0603等23個品種(系)收割時抽穗但未成熟為晚熟類,品鑒I-1、品鑒I-2、品鑒I-3等11個品種(系)收割時既未抽穗又未成熟為極晚熟類。
2.2.1 不同品種(系)甜高粱株高、莖粗比較 收獲時對不同品種(系)甜高粱的株高、莖粗進行了測定(圖1),由圖1可以看出,48個甜高粱品種(系)株高均較高,不同品種(系)間差異較大,品鑒I-1、品鑒II-4、品鑒II-10、品鑒I-5和品鑒I-6株高均超過了400cm,其中品鑒II-4株高最高,為417.2cm,黃河甜株高最低,為262.4cm;主莖粗 13.5~23.5mm,6 號最粗,品鑒 II-5 最細。
2.2.2 不同品種(系)甜高粱節(jié)數(shù)、糖錘度比較 莖稈汁液糖錘度是衡量甜高粱的一個重要指標,在甜高粱收獲時,采用WYT型手持糖量計對其糖錘度進行測定,由圖2可以看出,不同品種(系)甜高粱的糖錘度為4.0%~19.5%,品種(系)間糖錘度差異大,早牧糖錘度最高,1號糖錘度最低;節(jié)數(shù)最多的是品鑒 II-10,為 15.8節(jié),最少的是黃河甜,僅有7.2節(jié)。
2.2.3 不同品種(系)甜高粱鮮草產(chǎn)量比較 甜高粱收獲時莖葉鮮草產(chǎn)量是衡量甜高粱能否作為飼料作物種植的重要指標之一。48個品種(系)間的莖葉鮮草產(chǎn)量表現(xiàn)出顯著差異,產(chǎn)量最高的為12號,達9037.9kg/666.7m2,其次是品鑒 II-2,最低的是晚牧,為 5113.7kg/666.7m2(圖 3);就單株莖葉產(chǎn)量而言,48 個甜高粱品種間差異較大,變化在697.0~1854.7g之間,最高的為品鑒I-6,其次為品鑒I-1,最低的為晚牧。
利用SPSS 19.0軟件對48個甜高粱栽培品種(系)進行聚類分析,構建聚類圖(略)。通過聚類分析發(fā)現(xiàn),栽培品種(系)間表型變異較為豐富,平均歐式距離約為 5.0,把48個甜高粱品種(系)分為4類,第一類共12個品種(系)是 2 號、大卡、7 號、品鑒 I-5、44 號、大獎 2180f、品鑒 II-10、品鑒 II-1、品鑒 II-4、12 號、品鑒 I-1和品鑒II-2;第2類共19個品種為24號、晉甜雜1401、18號、6號、15號、濟甜2號、8號、品鑒I-4、品鑒II-5、品鑒 II-6、大獎 1180a、BJ0603、晉甜雜 3號、品鑒 II-9、3號、30號、晉甜雜 2號、品鑒 I-8和品鑒 I-6;第 3類是品鑒 II-7、品鑒 I-9、26 號、1 號、品鑒 I-2、4 號、品鑒 I-3、品鑒 II-3、11 號、黃河甜、品鑒 II-8、品鑒 I-10、品鑒I-7、20號和10號,共15個;第4類是早牧和晚牧兩個品種(系)。
各個分類甜高粱農(nóng)藝性狀均值如表2,結果表明,不同類群甜高粱農(nóng)藝性狀存在一定差異。4個分類中甜高粱節(jié)數(shù)無顯著性差異(p>0.05);株高、莖粗、莖葉鮮產(chǎn)量和單株莖葉鮮產(chǎn)量變化為第1類>第2類>第3類>4 類(p<0.05);4 類甜高粱品種(系)糖錘度之間差異顯著,第 4 類糖錘度顯著高于其它 3 類(p<0.05)。
從不同地區(qū)收集到的48個品種(系),在武威地區(qū)種植,觀察其適應性和生長性能,試驗結果表明,在海拔1740m鋪地膜,2016年4月20日播種,9月20日收割,48個品種(系)成熟性差異顯著。通過聚類分析發(fā)現(xiàn),第一類的12個品種(系)鮮草產(chǎn)量和生長勢均表現(xiàn)良好,除品鑒II-1外,其它11個品種(系)產(chǎn)量均超過了8000kg/666.7m2,其中12號、7號、2號和44號鮮重產(chǎn)量和莖稈糖錘度均表現(xiàn)良好,可用作養(yǎng)殖業(yè)的青貯飼料在河西地區(qū)推廣種植,尤其是12號產(chǎn)量高達9037.9kg/666.7m2,可作為飼用甜高粱的首選品種(系)。
與其它作物一樣,引種的甜高粱生育期、糖錘度、莖葉產(chǎn)量均隨種植地區(qū)降水、氣溫、日照、土壤等自然條件的差異和品種(系)不同而異[8]。本研究通過對48個引自不同地域和同一地域的不同甜高粱品種(系)的莖稈產(chǎn)量、含糖錘度、農(nóng)藝性狀和生育期等主要品種特性的測定分析,結果表明不同品種(系)之間均存在差異,這與前人在其它地區(qū)引種種植的結果相似[12-14,19-20]。不同品種(系)間成熟性差異顯著,根據(jù)成熟度和時間將其分為早熟型、中熟型和晚熟型3類,其中早熟14個品種(系),晚熟23個品種(系),極晚熟11個品種(系),山西省農(nóng)科院高粱所提供的20份甜高粱品種(系)均未成熟,但植株長勢較好。采用SPSS19.0對48個不同品種(系)甜高粱進行聚類分析,可初步將甜高粱分為長勢好、鮮草產(chǎn)量高的第一類;長勢、鮮草產(chǎn)量次之的第二類;長勢、鮮草產(chǎn)量較低的第三類;長勢、鮮草產(chǎn)量低的第四類。甜高粱的鮮草產(chǎn)量和莖稈糖錘度是衡量能否作為飼料作物種植的重要指標之一[2]。48份試驗材料中有11個品種(系)產(chǎn)量均超過了8000kg/666.7m2,產(chǎn)量最高的為 12 號,達 9037.9kg/666.7m2,其次是品鑒 II-2;不同品種(系)甜高粱的糖錘度在 4.0%~19.5%,早牧糖錘度最高,1號糖錘度最低。