不同基因型甜高粱糖分積累規律研究*

艾買爾江·吾斯曼，王冀川，吐熱衣夏木·依米提，張蘇江

（1.塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學動物科學學院）

不同基因型甜高粱糖分積累規律研究*

艾買爾江·吾斯曼1，王冀川1，吐熱衣夏木·依米提1，張蘇江2*

（1.塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學動物科學學院）

本試驗選用不同基因型甜高粱為材料，通過田間試驗和室內檢測方法，研究了不同基因型甜高粱品種的糖分積累規律，結果表明：（1）不同基因型甜高粱品種糖分積累規律的總趨勢是從出苗至拔節期幾乎不積累糖分；拔節至抽穗階段開始積累糖分；抽穗至成熟期糖分積累達到高峰。（2）在同一播期條件下，不同基因型甜高粱其進入各個生育階段的時間和持續天數不同，其在同一個生育階段里的糖分積累量也不同。（3）同一個品種在不同的生育階段中所積累的糖分總量不同。因此，欲求增加甜高粱的糖分含量，就須選含糖量較高的品種，并在糖分積累期采取相應栽培措施，促進其糖分積累。

甜高粱；不同基因型；生育階段；糖分積累規律

甜高粱是粒用高粱的一個變種，除具有抗旱、耐瘠、耐鹽堿的特性外，還有生長快、莖稈產量高和莖汁液豐富、含糖量高的特點。甜高粱除作為飼料和釀酒等用途外，還被列為歐共體未來有待開發的再生性能源[1-2]。甜高粱是以糧食、飼料、能源為一體的高產、高生物量、高效益作物。人類目前開發利用的主要能源是化石能源，包括石油、天然氣和煤炭，而且這些能源面臨著枯竭的危險[3]。同時，大量消費化石能源所排放的CO2和SO2已嚴重威脅到人類賴以生存的生態環境，造成全球變暖、酸雨等災難性后果[3，4]。因此，開發和研究新的生物質能源來取代化石能源是避免21世紀即將發生嚴重的、災難性能源危機和環境危機的有力手段[5]。新疆屬于典型的大陸性氣候地區，干旱、降雨量少、日照充足、晝夜溫差大，而且具有廣闊的邊際土地，適合于開發甜高粱飼草種植業。本項研究主要針對新疆上述生態條件，以不同基因型甜高粱為研究材料，對不同基因型甜高粱的糖分積累規律進行了研究，以便為將來大面積種植和推廣甜高粱，實現甜高粱高產、高生物量、高糖、高效栽培提供科學依據。

1 材料與方法

試驗設在塔里木大學教學試驗場。以甜高粱考利、綠能2號、凱勒（中國農業大學農業與生物技術學院提供）為研究材料，隨機區組設計，重復3次，小區面積為90 m2。試驗于2010年4月25日播種，以55 cm行距和20 cm株距進行人工點播，出苗后調查記載生育期，并于拔節期、抽穗期、成熟期每小區取長勢長相一致的代表性植株5株，烘干粉碎處理后用蒽酮-濃硫酸-可見分光光度法測定總糖含量。

2 結果與分析

2.1 不同甜高粱品種生育進程比較

表1 生育進程調查 日/月

表2 不同基因型甜高粱品種各生育階段持續天數 d

不同基因型甜高粱品種生育進程、生育天數存在差異，從表 1可見，在同期播種的情況下，考利品種的拔節、抽穗、成熟期早于綠能 2號和凱勒。從表2可以看出，拔節至抽穗期，綠能2號持續天數為 56 d，凱勒為76 d，考利為33 d；抽穗至成熟期凱勒品種為21 d，綠能2號為41 d，考利為62 d。說明不同基因型甜高粱品種在同一個生育階段其生長量不同，這是由甜高粱不同基因型所決定的。

2.2 不同基因型甜高粱品種糖分積累量對比分析

甜高粱生物量高低和莖稈含糖量的多少決定了單位面積的產糖量，不同基因型品種在同一個生育階段所積累的糖分存在較大差異，這些差異與不同基因型品種的同一生育階段持續時間長短有關。從表3可見，不同基因型甜高粱品種從生育前期至后期其糖分積累量逐漸增加，但在同一生育階段里糖分積累量有較大差異。出苗至拔節期，考利品種糖分積累量高于凱勒和綠能2號，占總糖分量的1.53%；拔節期至抽穗期，凱勒品種糖分積累量高于考利和綠能2號，占總糖分量的60.69%；抽穗至成熟期，考利品種糖分積累量高于凱勒和綠能2號，占總糖分量的83.69%。說明不同基因型甜高粱品種在同一個生育階段里所積累的糖分量是不同的。

2.3 不同基因型甜高粱糖分日積累量對比分析

不同基因型甜高粱品種在不同的生育階段其糖分日積累量不同，而且在同一個生育階段里的糖分日積累量也有差異，總的趨勢是隨著生育進程的推進糖分日積累量逐漸增加。從表4可見，出苗至拔節期，考利品種生育天數為34 d，比綠能2號和凱勒少10 d，但糖分日積累量分別比綠能2號和凱勒多0.007 5 g和0.005 0 g；拔節至抽穗期，綠能2號的生育天數為56 d，糖分日積累量最高，為0.368 g，明顯高于凱勒和考利品種；從抽穗至成熟期，凱勒的生育天數最短，為21 d，但其糖分日積累量為0.771 g，明顯高于考利和綠能2號品種。

3 小結與討論

表3 不同基因型甜高粱品種不同生育階段的糖分積累量

表4 不同基因型甜高粱品種不同生育階段的干物質日積累量

甜高粱作為能源作物，其利用價值取決于莖稈含糖率的高低，因此，莖稈中含糖率高的品種其利用價值越高[6，7]。本研究表明，不同基因型甜高粱品種糖分積累規律是不同的，而且不同基因型甜高粱在同一生育期糖分積累量和糖分日積累量存在差異。參試品種在出苗至拔節期糖分積累量較少，占總糖分積累量的0.56%～1.53%，拔節至抽穗期和抽穗至成熟期糖分積累量差異較大，凱勒品種在拔節至抽穗期的糖分積累量最多，占總糖分積累量的60.69%；考利品種在抽穗至成熟期糖分積累量最多，占總糖分積累量的84%左右。另外，不同基因型甜高粱品種在某一生育階段，其生育持續天數越少，糖分日積累量越高；持續天數越多，其糖分日積累量越少。因此，應根據不同基因型甜高粱的糖分積累規律特點，在不同生育階段采取相應的栽培措施，以實現高產、高生物量、高糖、高效栽培的目的。

[1]馬鴻圖.甜高粱——歐共體未來能源所在 [J].世界農業，1994（8）：13-16.

[2]曹文伯.發展甜高粱生產開拓利用能源新途徑[J].中國種業，2002（1）：28-29.

[3]謝風周.糖高梁莖稈糖分積累規律初步研究[J].遼寧農業科學，1988（5）：50-51.

[4]張志鵬，朱凱，王艷秋.甜高粱不同播種期對主要性狀影響的研究[J].遼寧農業科學，2005（3）：69-70.

[5]李軍.能源植物的研究進展及其發展趨勢 [J].自然雜志，2005（29）：35-36.

[6]黎大爵，廖馥蓀.甜高粱及其利用[M].北京：科學出版社，1992.

[7]周鴻飛，陳志斌，關欣.甜高粱糖分積累動態生物量積累的數學模型[J].遼寧農業科學，2001（6）：16-18.

2014—12—09

國家自然科學基金項目，項目編號：31160472。

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：張蘇江（1968.02-），男，副教授，博士，主要從事動物營養與飼料資源開發方面的教學和研究工作，E-mail：zsjdky@126.com。