搜索
您的当前位置:首页正文

高产高糖甜高粱主要农艺性状相关性研究

来源:六九路网
新疆农业科学2011,48(8):1411—1417 Xinjiang Agricultural Sciences 高产高糖甜高粱主要农艺性状相关性研究 郭建富 ,叶凯 ,冯国郡2,涂振东 ,朱敏 (1.新疆农业科学院玛纳斯农业试验站,新疆玛纳斯832200;2.新疆农业科学院,鸟鲁木齐830091) 摘要:【目的】为了充分利用新疆灰漠土资源,通过对新高粱9号的主要农艺性状分析,探讨和筛选适合新 疆灰漠土种植的、糖一饲双高产能源型甜高梁优良品种。【方法】引进新高粱9号和新高粱3号(CK)进行种 植比较试验,对两者的株高、茎粗、生物学产量、茎秆产量、籽粒产量和茎秆锤度进行检测分析比较。【结果】 新高梁9号的锤度比对照无明显差异,但新高粱9号的株高、茎粗、生物学产量、茎秆产量、籽粒产量比对照有 明显的优势。生物学产量最高达到了5 469.7 kg/667 m2,比对照高24.4%;籽粒产量平均363.3 kg/667 m , 比对照高33.5%。【结论】新高粱9号的株高、茎粗、茎秆产量、籽粒产量等农艺性状均高于对照,是很好的 糖一饲双高产能源型甜高粱品种,适宜在新疆灰漠土推广种植。 关键词:灰漠土;甜高粱;农艺性状 中图分类号:s566.5 文献标识码:A 文章编号:1001—4330(2011)08—1411—07 Studies on the Genetic Correlation of Important Traits of High Yield and High Sugar Varieties of Sweet Sorghum GUO Jian—fu ,YE Kai ,FENG Guo—jun ,TU Zhen—dong ,ZHU Min (1.Manas Agricultural Experiment Station,Xinjiang Academy ofAgricultural Sciences,Manas Xinjiang 832200,China;2.Xinfiang Academy ofAgricultural Sciences,Urumqi 830091,China) Abstract:【Objective】The purpose of this program was to explore or screen out a high yield and high sugar content sweet sorghum by taking full advantage of the land resources on grey desert soil and studying the genetic correlation of important traits of hi gh yield and high sugar varieties of sweet sorghum.【Method】 Xingaoliang一9 and Xingaoliang一3 were introduced from Xinjiang Academy of Agricultural Sciences in order to screen out a more suitable variety.The two varieties underwent the comparative experiment and their stem length,spear thickness,biomass,stalk yield,seed yield and stalk birx were compared and analyzed. 【Result】The result showed that agronomic traits,yield and stalk birx of Xingaoliang一9 were all better htan hte Contro1.The highest yield reached 5 469.7 kg/667 m ,24.4%more than the control,and the kernel highest yield reached 363.3 kg/667 m ,33.5%more than the control,and per—mu yield of sugar was signiifcantly higher than the contro1.【Conclusion】Xingaoliang一9 plant height,stem diameter/spear thickness,stem yield were higher than the contro1.It is suitable for cultivation on grey desert soil. Key words:grey desert soil;sweet sorghum;agronomic characters 0 引言 【研究意义】甜高粱属禾本科1年生草本植物,其特点是茎秆汁液富含糖分…,刘兆庆等-2 对甜高 粱形态性状的实验结果表明:1 hm 甜高梁每天合成的碳水化合物可产酒精48 L,而玉米产酒精只有15 L,小麦为3 L,粒用高梁为9 L。甜高梁适应性强,抗旱、耐涝、耐盐碱,对土壤肥力要求不高,生长迅速, 茎秆富含糖分,生物学产量高 j。即使在沙地和盐碱地等土壤肥料较差的土地上也能获得较好的收 成。灰漠土是典型的干旱荒漠地带性土壤,是新疆北疆的重要农业土壤之一 6 J,由于灰漠土大部分土 层深厚,土质较细,加之光、热、水资源比较丰富,已成为新疆粮、棉、油、糖的主要产地印】。受成土母质 收稿日期:2011—07—11 基金项目:国家自然科学基金(31060036) 作者简介:郭建富(1982一),男,河北人,助理农艺师,研究方向为能源作物栽培及推广,(E—mail)gjf198229@sina.conr 通讯作者:叶凯(1962一),男,浙江人,研究员,研究方向为生物质能源产业化,(E—mail)yekai486@sohu.tom ・l412・ 新疆农业科学 48卷 影响,新疆灰漠土盐碱化程度较高,土壤肥力低下 。因此开展甜高梁在灰漠土种植的农艺性状研究, 对充分利用灰漠土资源有重要意义。【前人研究进展】陈连江等 9 通过在黑龙江对当地15个有代表性 的甜高梁品种(系)生育性状、产量性状和品质性状之间关系进行研究,认为甜高粱茎粗、株高、汁液锤 度与蔗糖含量、总糖分含量呈极显著的正相关;杨伟光等_1。。在吉林对中外22个品种进行主要农艺性状 问的相关性及对生物产量的作用研究,认为植株含糖量增加不利于植株生物学产量增加;赵香娜等¨川 在北京昌平对国内外206份材料进行种质资源研究,认为全生育期与株高、茎粗、单株鲜茎重呈极显著 正相关,全生育期越长,越有利于物质积累,产量越高。【本研究切人点】关于在新疆灰漠土种植的甜高 梁的农艺性状还需要进一步的研究。【拟解决的关键问题】新疆地域辽阔,有耕地402.546×10 hm (6 038.19万亩),后备土地资源331.90×10 hm (4 978.51万亩) 引,其中灰漠土总面积1 789.5 X 10 hm ,其中耕地57.49×10 hm 。研究甜高梁在灰漠土生物学性状,筛选出适应新疆灰漠土种植生长的 甜高粱品种,在新疆灰漠土推广甜高粱的生产面积。 1 材料与方法 1.1 材料 2008~2010年,试验在玛纳斯试验站进行。前茬为玉米+甜高梁+甜高粱。秋翻春灌,播前精细 整地,施人3 m。/667 m 农家肥做基肥。试验地的土质为灰漠土,地势平整,易于灌溉。 新高梁3号(CK),新高梁9号。 1.2方法 随机区组随机品种排列,两端设保护行2行。每个品种播种1次为1个处理,重复3次,5行区,小 区面积15 m ,行长5 m,行距0.6 m,株距0.2 m,密度5 555 667 m。。播种后在株行10 cm左右处开 沟,人工施肥,667 m。磷酸二铵l2 kg,重过磷酸钙5 kg,硫酸钾镁8 kg;结合头水追肥尿素20 kg/667 m 。3—5叶期人工间苗,人工除分蘖2~3次,并在除分蘖前进行调查记录分蘖数,5—7叶期定苗。头 水前中耕三次,并人工培土。头水前除草3次。头水后喷施高效氯氰菊酯、定虫咪除虫。全生育期浇水 4~5次。 1.3检测项目 1.3.1植株性状 在甜高梁盛花期后,在每个小区中间一行连续选取10株,用米尺、游标卡尺分别测其株高、秆长、德 长和茎粗,并分别计算对应的平均值。 1.3.2抗性 收获前调查植株抗性性状:抗倒伏性、抗虫性和抗病性。每个小区调查植株倒伏性、抗虫性和抗病 性。以倒伏、受虫害、受病害影响植株产量性状植株数所占小区株数比例为准。 1.3.3茎秆汁液锤度 在甜高粱完熟时在中间行的中部连续取5株甜高梁,自下而上分别取第4节、第9节、第l4节三节 汁液,用ATAGO数显锤度计测汁液锤度,并求平均值。 1.3.4生育期调查 记载甜高粱的出苗期、拔节期、挑旗期、抽穗期、开花期、成熟期,每个时期的记载以75%达到要求 进行记载,并计算生育期天数。 1.3.5产量性状 成熟时将2个边行作为保护行不计产量,收获中间3行进行测产,测定小区植株生物学产量、茎秆 产量、籽粒产量,折算出667m 的生物学产量、茎秆产量、籽粒产量。 1.3.6室内考种 在每个小区中间一行中部选取连续10株,进行室内考种,测量穗粒重、粒色、千粒重等项目。 2结果与分析 2.1 新高粱9号的物候期 试验结果表明,新高梁9号的生育期最长为2010年147 d,最短为2008年142 d,比对照新高粱3 号生育期长25 d左右,属于晚熟品种。2010年新高粱9号和新高梁3号的生育期都相对较长,主要是 8期 郭建富等:高产高糖甜高粱主要农艺性状相关性研究 ‘1413・ 由于2010年5月中旬遭遇倒春寒,致使幼苗受到冻害,部分幼苗冻伤冻死,导致生育期普遍延长。由于 不同年份间气候条件不完全相同,导致生育期也不尽相同,玛纳斯地区,新高梁9号可以完熟。表1 表1物候期记载(月・日) Table 1 Recorded in table of growth period 2.2新高梁9号的性状分析比较 试验结果表明,新高粱9号植株高度以2008年最高,达到了417.3 cm,比对照高46.6%;茎粗以 2008年最粗,达到了28.10 mm,比对照高12.9%;锤度以2009年最高,达到了22.2,最高比对照高 3.8%。新高粱9号平均株高为383.6 cm,比对照高31.1%;平均茎粗为26.64 mm,比对照高15.3%; 平均锤度为21.5,比对照高0.6%。在新高梁9号的农艺性状中,比起对照锤度无明显差异,而株高、茎 粗均明显优于对照。表2,表3 表2新高粱9号性状 Table 2 Characters analysis of Xingaoliang 9 2.3新高梁9号的抗性性状 研究表明,新高梁9号的抗倒伏率2008年、2009年均为100%,平均抗倒伏率98.3%,比对照高出 15.6%;抗病率为100%,比对照高出3.1%;抗虫率2008年最高为100%,平均抗虫率为99%,比对照 高出2.5%。甜高粱的抗病性、抗虫性都表现出了很好的性状,抗倒伏性却随着年间气候的差异而有所 区别。一般来说,甜高粱的抗倒伏性与株高成反比,与茎粗成正比。甜高粱可以由田间栽培管理措施来 提高它的抗倒伏性,中耕后人工根部培土可以降低甜高粱的倒伏率。玛纳斯在8月底9月初时有大风, 因此在浇灌浆水的时候要密切注意天气,不可在有风的时候浇水,可以降低甜高梁的倒伏率。表4,表5 2.4新高梁9号生物学产量 研究表明,新高粱9号的生物学产量2008年最高,达到5 778.0 kg/667 In ,比对照高出23.4%;茎 秆产量2008年最高,达到5 431.3 kg/667 m ,最高比对照高出23.3%;籽粒产量2009年最高达 ̄1]383.9 kg/667 m ,比对照高出30.5%;千粒重2009年最高,达到26.607 g,最高比对照高出21.5%。新高梁9 号的生物学产量平均5 628.1 kg/667 m ,比对照高23.6%;茎秆产量平均5 264.8 kg/667 m ,比对照高 ・1414・ 新疆农业科学 48卷 23.0%;籽粒产量平均363.3 kg/667 m ,比对照高33.5%;千粒重平均25.174 g,比对照高24.7%。以 上农艺性状均明显优于对照,是糖一粒双高产能源型的甜高梁优良品种。表6,表7 表3新高粱9号性状方差分析 Table 3 Analysis of variance on characters analysis of Xingaofiang 9 表4新高粱9号抗性分析 Table 4 Resistance analysis of Xingaofiang 9 表5新高粱9号抗性分析方差分析 Table 5 Analysis of variance on resistance analysis of Xingaoliang 9 8期 郭建富等:高产高糖甜高粱主要农艺性状相关性研究 ’1415・ 表6新高粱9号产量 Table 6 Yield analysis of Xingaoliang 9 表7新高粱9号产量方差分析 Table 7 Analysis of variance on yield analysis of Xingaoliang 9 3 讨论 3.1 同一品种在同一地区的种植,由于年份不同气候相差较大的原因,表现出了明显的差异,如新高粱 9号生育期有5 d的差距,2008年生育期为142 d,2010年为147 d;新高粱3号的生育期有8 d的差距, 在2008年为1 13 d,2010年为121 d。2010年遭遇倒春寒致部分幼苗冻死,对产量也有一些影响。为减 少温度差异对甜高粱的影响,可以采取覆膜播种,既可以保证苗期温度,又可以保证苗期水分。幼苗破 膜长出后,人工覆土,将幼苗根部用土包住,这样即使温度下降,由于膜内温度高,可以将幼苗受害程度 降到最低。2010年倒春寒冻死的部分幼苗就是由于破膜长出后没有覆土或者覆土没有包住幼苗根部, 致使遭遇温度下降时冻死。 3.2 目前参加试验的品种在不同年份都有不同程度的倒伏。倒伏的内因主要是植株高度、茎粗,外因 主要是密度过大、灌浆期浇水遇风;植株太高、茎粗太细、种植密度过大容易倒伏,而灌浆期浇水遇风更 易倒伏。倒伏带来的问题是多方面的,甜高粱倒伏导致干物质积累少、产糖量降低、不利于收割,对籽粒 产量也有极大的影响。焦少杰等 认为不同甜高梁品种的产量差异极显著,同一品种不同栽培密度问 的差异极显著,品种与不同栽培密度互作问的差异极显著;品种间的含糖量差异极显著,同一品种不同 栽培密度间的含糖量差异不显著,不同甜高粱品种与不同栽培密度组合后,含糖量发生了变化,但互作 ・14l6・ 新疆农业科学 48卷 效应对含糖量的影响较低。但是如果种植密度过大,则容易倒伏,影响甜高粱的糖分积累,因此从长远 来看选育抗倒、耐密、高含糖量品种是提高甜高梁糖产量的有效途径。为避免倒伏现象可以采取以下措 施:一是降低植株密度,不要种植过密,适宜密度为5 555~7 500彬667 m ;二是中耕时在根部培土,从 苗期开始固定植株根系;三是在浇灌浆水的时候要注意天气,尽量挑选无风的时候,这样可以最大限度 的减少甜高粱成熟期植株倒伏的现象。新高梁9号茎粗性状明显优于对照,并且在中耕期间适当培土, 新高粱9号平均倒伏率只有1.7%。进一步探讨研究更适合新高梁9号的种植密度,使甜高梁9号的生 物学产量和锤度得到明显的提高是当前需要思考的问题。 3.3在甜高粱的所有农艺性状中,甜高粱的株高、茎粗、密度与茎秆产量成正比,锤度与茎秆含糖量成 正比,茎秆糖产量是由茎秆糖含量和茎秆产量成正比。因此,甜高梁的株高、茎粗、茎秆产量与单产糖量 成正比。遗传分析表明El4],大幅度地提高茎秆汁液锤度难度较大,而提高茎秆产量容易收到较好的效 果。而通过改善植物营养、建立合理群体等农艺措施充分挖掘品种生产力相对容易,是实现当前品种高 糖产量的有效措施。新高粱9号的锤度、株高、茎粗、茎秆产量均表现优异,明显优于对照。 沈飞等¨ 通过对抽穗后茎秆糖含量变化动态的分析认为,茎秆总糖含量呈“M”型变化趋势,即经 历了先升、后降、再升、再降的过程;而茎秆中的还原糖(主要指葡萄糖和果糖)含量波动不大,但它和总 糖含量呈现互补趋势,在总糖含量有大幅增加时,还原糖含量出现下降趋势,而在总糖含量大幅减少时, 还原糖含量呈现上升趋势。李正祥 1刮研究发现蔗糖含量自挑旗期或始穗期至蜡熟期逐渐升高,完熟期 有所下降,蔗糖含量的这种变化与植株的光合作用、光合产物分配等有关。李正祥¨ 的研究与 Lingle_l 基本一致,从孕穗到蜡熟期,蔗糖含量呈增加趋势,生理成熟期略有下降,以蜡熟期最高;而葡 萄糖和果糖含量则以开花期最高。卞云龙等 也发现糖分含量先升高后降低,在蜡熟期达最高,从糖 分含量考虑,蜡熟初期是甜高梁整株利用的最佳时期。袁翠平等¨ 认为茎秆糖分不仅在横向分布上存 在差异(即茎髓和茎皮糖分含量不同),而且在纵向分布上也差异明显。一般来讲,自穗柄而下,不同节 间的锤度呈先增加后下降的“低一高一低”波形变化趋势,即茎秆中上部节间锤度最高,下部和上部节 问锤度低。李正祥¨钊对品种“丽欧”茎秆蔗糖含量的分析结果表明,蔗糖在各节间的分布亦不相同,以 中、下部节问较高(1~9节问),在12%以上,上部节间(10~13节间)较低。不仅不同节问的锤度存在 差异,即便同一节间的锤度也不均匀。因此新高粱9号、新高粱3号的锤度测量就是在蜡熟初期进行测 量,在每个小区中间一行连续选取10株,每株自下而上分别取第4节、第9节、第14节三节汁液,每节 测量三次,并求平均值。 3.4 连作也对甜高梁产生一定的影响,王友如等 叫在种植水稻连作时,作物生长产生连作效应,使土 壤形成连作障碍,产生对水稻生长不利的生态环境。由于今年来春季低温发生频繁、高粱连作现象严 重,高梁土、种传病害的发生与危害呈加重趋势。在我国高粱生产区,严重威胁高梁生产的土、种传病害 主要有4种,即丝黑穗病、茎腐病、顶腐病和黑束病,这些病害严重制约了甜高粱产量的增加。在同一块 地里连续3年种植新高粱9号,株高2008年为417.3 em,2009年为368.8 cm,而2010年只有364.7 em;生物学产量在2008年为5 778 kg/667 m。,2009年为5 636.7 kg/667 m ,而2010年只有5 469.7 kg/ 667 m 。 3.5种植甜高梁的经济效益明显。在玛纳斯,农户种植新高梁9号667 m 收获籽粒按350 kg计算,每 kg籽粒价格按1.5元计算,籽粒收入可达525元;秸秆产量按5 500 kg,1 kg秸秆按0.2元计算,秸秆可 收入1 100元,二项收人可达1 625元。种植玉米667 m 按收获玉米700 kg,每1 kg籽粒价格1.6元计 算,籽粒收入为1 120元;可获含水量20%以下干秸秆650 kg,1 kg秸秆按0.2元计算,秸秆收入130 元,二项收入达1 250元。从以上分析可以看出,农户种植甜高梁比玉米多收人375 fvJ667 m 。种植新 高粱9号同玉米比较起来,新高粱9号更耐旱、抗虫性强、抗病性强,田间管理更加简单,无形之中又节 约一笔开支。如果甜高粱种植户就地加工成粗乙醇,效益将更加显著。 种植新高粱9号可以充分利用土地资源。1 hm 甜高梁产5 t籽粒,按3 t籽粒产1 t乙醇计算,可 产2 t乙醇;1 hm 甜高粱产秸秆80 t,按10 t秸秆产1 t粗乙醇(酒精度50%一60%),2 t粗乙醇产1 t无 水乙醇(酒精度99%以上)计算,可产4 t乙醇。1 hm 新高粱9号可产乙醇6 t。1 hm 玉米产10 t籽粒 按3 t籽粒产i t乙醇计算,可产3.3 t乙醇;1 hm 玉米产含水量小于20%的玉米秸秆10 t,按7 t秸秆 产1 t乙醇计算可产1.4 t乙醇(这项技术目前还不成熟),合计1 hm 玉米可产乙醇4.7 t。由此可见, 8期 郭建富等:高产高糖甜高粱主要农艺性状相关性研究 。1417・ 同等耕地面积1 hm 新高粱9号比1 hm 玉米多产酒精1.3 t,是玉米的1.3倍,也就是说1 hm2甜高粱 相当于1.3 hm 玉米生产乙醇的量。 甜高粱适宜在北疆地区作为倒茬作物,为北疆广大棉区的产业结构调整提供了能源作物一经济作 物的种植模式,同时为北疆发展畜牧业提供优质饲料。糖一饲高粱的开发利用还可以生产其他工农业 产品。茎秆榨出汁生产糖或糖浆可以解决农区缺糖状况;用糖浆发酵生产酒精作为生物能源。 4 结论 在新疆灰漠土条件下选育糖一饲双高产的甜高粱品种时,注意选择植株高大、节数多,茎秆粗壮、锤 度高、籽粒产量高的品种,同时要兼顾生育期。通过新高粱9号在玛纳斯三年的区域试验和大田示范, 该品种表现出了很好的适应性,株高、茎粗、生物学产量、籽粒产量和锤度都达到了很高的要求,符合作 为糖一饲双高产能源型甜高粱的推广要求。 参考文献: [1]冯国郡,叶凯,涂振东,等.甜高粱主要农艺性状相关性和主要成分分析[J].新疆农业科学,2010,47(8):l 552一I 557. [2]刘兆庆,李达,王曙文,等,甜高粱生物能源——未来能源的希望[J].农产品加工,2005,(6):34—35. [3]曹文伯.发展甜高粱几个问题的思考[J].中国种业,2002,(1):28—29. [4]张福耀,赵微军,平俊爱.高能作物一甜高粱[J].中国农业科技导报,2006,8(1):14—17. [5]冯斗,席世丽,张涛.九个甜高粱品种引种研究初报[J].中国农学通报,2009,25(21):102—106. [6]刘晔,王讲利,谭新霞,等.长期定位施肥对灰漠土磷肥肥效与形态的影响[J].新疆农业科学,2003,40(2):l11一l15. [7]崔文采,李子熙.新疆土壤[M].北京:科学出版社,1996:182—196. [8]周斌,王周琼.长期定位施肥对灰漠土养分的影响及评价[J].干旱地区农业研究,2003,21(4):35—39. [9]陈连江,陈丽,赵春雷.甜高粱品种(系)主要性状间关系的初步研究[J].中国糖料,2007,(4):16—18. [10]杨伟光,杨福,高春福,等.甜高粱主要农艺性状相关性研究[J].吉林农业大学学报,1995,17(1):29—31,453. [11]赵香娜,李桂英,刘洋,等.国内外甜高粱种质资源主要性状遗传多样性及相关性分析[J].植物遗传资源学报,2008,9(3):302— 3o7. [12]王兆木,涂振东,贾东海.新疆甜高粱开发利用研究[J].新疆农业科学,2007,44(1):50—54. [13]焦少杰,王黎明,姜艳香,等.不同栽培密度对甜高粱产量和含糖量的影响[J].中国农学通报,2010,26(6):115—118. [14]江又舟,李凤英.甜高粱主要性状遗传力和相关性的初步研究[J].吉林农业科学,1990,(4):14—16. [15]沈飞,刘荣厚.甜高粱糖分积累规律及其酒精发酵的研究[J].农机化研究,2007,(2):149—152,181. [16]李正祥.糖高粱糖分积累规律初步研究[J].宁夏农林科技,1980,(4):11—12. [17]Lingle S E.Sucrose metabolism in the primary euhn of sweet sorghum during development[J].Crop Sci.,1987,27:1 214—1 219. [18]卞云龙,邓德祥,徐向阳,等.高粱茎秆中糖分含量的变化[J].杂粮作物,2004,24(5):282—283. [19]袁翠平,王永军,吴秋平,等.甜高梁茎秆糖产量形成及其调控研究进展[J].中国农业科技导报,2008,10(3):12—17. [2O]王友如,徐玉芳,纪效艳,稻麦连作田水稻生理性青枯病发生原因及防治对策[J].现代农业科技,2010,(8):201-203. 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top