不同粒用高粱品種產量和農藝性狀及品質的差異性分析

摘要：【目的】分析不同粒用高粱品種的產量、農藝性狀及籽粒品質，篩選出適宜新疆和田地區種植的優質釀酒高粱品種。【方法】以25個粒用高粱品種為材料，分析其品質性狀和農藝性狀。【結果】25個高粱品種均可正常生長并成熟，適應性強，其中極早熟特矮品種僅1個龍雜20（95 d），適合機械化栽培的中桿品種有晉糯103、晉雜111和主濟粱3號等20個品種。產量變化156.53～1 182.61 kg/667m2，品種2878A×IR60的產量為最低，濟粱4號的產量最高。龍雜20的糖分含量（18.42 g/kg）及賴氨酸含量最高（3.26 g/kg），單寧含量最低（0.66 g/kg）。濟粱3號與濟粱4號的淀粉含量最高且差異不顯著。【結論】農藝性狀、產量及釀酒品質各品種間均存在差異，濟粱4號的綜合表現更佳。

關鍵詞：粒用高粱；農藝性狀；產量；品質

中圖分類號：S514文獻標志碼：A文章編號：1001-4330（2024）09-2160-08

0引 言

【研究意義】高粱因具有高含量的淀粉、低含量蛋白質和脂肪等獨特優勢，成為白酒釀造的最佳原料［1］。高粱釀酒不僅出酒率高，而且醇厚濃郁。高粱的品質直接決定白酒的質量，不同品種高粱淀粉、蛋白質、脂肪、單寧、灰分及粗纖維等含量亦不同［2］。高粱產量與品質受品種基因特性和環境因素的影響，高粱籽粒的組成成分含量及其淀粉特性對釀酒過程影響較大。因此，引進新品種并研究品種適應性及品質特性，對高粱產業高質量發展具有重要意義。【前人研究進展】目前對不同酒用高粱品種產量、適應性及釀酒品質分析已有較多研究［3-5］，趙小敏等［6］對8個酒用高粱品種進行比較試驗并篩選出了紅纓子和茅粱糯2號等酒用型優質高粱品種。毛祥等［7］研究不同釀酒高粱的主要成分及淀粉特性，表明美國高粱直鏈淀粉、脂肪含量最高，而紅矛6號蛋白質和單寧含量最多。田曉紅等［2］對高粱淀粉微觀結構進行研究，發現直鏈淀粉含量、物理特性在品種之間有較大的差異。【本研究切入點】目前有關新疆釀酒籽粒高粱品種適應性、豐產性及品質特性差異的研究較少。需分析不同粒用高粱品種的產量、農藝性狀及籽粒品質。【擬解決的關鍵問題】選擇25個不同粒用高粱品種為材料，比較其農藝性狀、產量及籽粒可溶性總糖、淀粉、賴氨酸和單寧含量的變化，研究不同品種之間的差異性，篩選適宜新疆墨玉縣生態區域種植的優質高產高粱品種，為該地區高粱產業高質量發展提供參考。

1材料與方法

1.1材 料

田間試驗地點位于新疆農業科學院墨玉試驗站（79°63′E，37°16′N），海拔1 310.94 m，該地地勢平坦，耕性良好，排灌方便，前茬蔬菜作物為蘿卜。土質為黑土，pH值 8.1、有機質 20.7 g/kg、堿解氮62.4 mg/kg、有效磷 19.1 mg/kg、速效鉀 76.12 mg/kg。

選擇高粱品種25個：晉糯103、晉雜111、濟粱3號、泉粱5號、濟糯粱2號、濟粱1號、濟粱4號、JN11、JN7、JN8、104、冀鄉粱1號、28A×恒純、冀鄉粱2號、2878A×IR60、赤雜131、平試16、遼雜52、遼糯10、遼糯11、遼糯13、遼糯18、晉白糯1號、晉白糯3號、龍雜20。

1.2方 法

1.2.1試驗設計

田間試驗為隨機區組排列，重復3次，6行區，行長5 m，行距0.5 m，株距0.18 m、小區面積15 m2。4月23日播種，5月12日定苗，5月28日中耕除草。5月12日、5月23日、6月3日、6月11日和7月2日灌水，全育期灌水量為300 m3/667m2。

基肥：有機無機混合肥667m2施肥量：40 kg（含N∶P∶K=10∶10∶5）。

種肥：磷酸二銨667m2施肥量：15 kg （含N：18%，含P：46 %）；

頭水：滴尿素10 kg/667m2（含N：46 %）；

追肥：尿素667m2施肥量：5 kg（含N：46 %，5月23日）；

追肥：尿素667m2施肥量：5 kg（含N：46 %，6 月3 日）。

1.2.2測定指標

1.2.2.1農藝性狀

出苗期、抽穗期、開花、成熟期、株高等采用《高粱種質資源描述規范和數據標準》［8］采集試驗材料觀察田間數據。

籽粒產量：單位面積土地上所收獲的籽粒產量。

1.2.2.2營養成分

取成熟期的籽粒，每個小區隨機取5株，籽粒烘干粉碎后混勻，3個重復，最后取平均值。

可溶性總糖的測定采用直接滴定法［9］。淀粉利用（GB5009.9-2008）法；賴氨酸含量測定采用茚三酮比色法［10］；單寧采用（GBT 15686-2008）法。

1.3數據處理

采用 SPSS 24 統計分析軟件進行方差分析和Origin 2018對數據進行作圖。

2結果與分析

2.1不同高粱品種農藝性狀

研究表明，不同高粱品種的生育期存在著明顯差異。25個高粱新品種的生育期范圍在95 d～139 d，其中生育期100 d以下的極早熟品種有龍雜20，生育期在101～115 d的早熟品種有晉糯103。生育期在116～130 d的中熟品種有晉雜111、濟粱3號、冀鄉粱1號、28A×恒純、冀鄉粱2號、2878A×IR60、赤雜131、平試16、遼糯13、晉白糯1號等10個品種，生育期在131 d以上的晚熟品種有泉粱5號、濟糯粱2號、濟粱1號、濟粱4號、JN11、JN7、JN8、104、遼雜52、遼糯10、遼糯11、遼糯18、晉白糯3號等13個品種。25個不同品種的出苗時間基本相同，相差1～2 d，從播種到出苗為5～7 d。表1

不同種質資源高粱品種的株高和穗長存在差異。不同高粱品種的株高為92～191 cm，株高100 cm以下超矮品種僅有1個龍雜20號，株高101～150 cm范圍的矮稈品種有晉糯103、晉雜111、濟粱3號、泉粱5號、濟糯粱2號、濟粱1號、濟粱4號、JN11、JN7、JN8、104、冀鄉粱1號、28A×恒純、冀鄉粱2號、赤雜131、平試16、遼雜52、遼糯10、晉白糯1號、晉白糯3號等20個品種。株高151～250 cm范圍的中稈品種有遼糯11、遼糯13、遼糯18、2878A×IR60等4個品種。不同品種的穗長變化范圍在28.60～37.60 cm，其中濟粱3號的穗37.60 cm為最長，冀鄉粱2號和遼雜52的穗均為28.60 cm，在所選的25個高粱品種中穗長度最短。表2

2.2不同高粱品種產量特性

研究表明，不同高粱品種籽粒產量大小順序為濟粱4號＞JN7＞泉粱5號＞晉糯103＞JN8＞遼糯18＞遼糯11＞平試16＞濟糯粱2號＞104＞濟粱3號＞遼糯10＞JN11＞冀鄉粱2號＞濟粱1號＞赤雜131＞晉雜111＞晉白糯1號＞遼糯13＞晉白糯3號＞冀鄉粱1號＞28A×恒純＞遼雜52＞龍雜20＞878A×IR60。品種濟粱4號的產量為最高1 182.61 kg/667m2，品種2878A×IR60的產量為最低156.53 kg/667m2。濟粱4號產量與JN7、泉粱5號、晉糯103、JN8、遼糯18、遼糯11、平試16、濟糯粱2號、104、濟粱3號、遼糯10、JN11、冀鄉粱2號產量差異不顯著（P＞0.05）。而產量最低的878A×IR60與龍雜20產量差異不顯著。

濟粱4號產量比其他品種提高幅度為3.23%～86.76%。圖1

2.3不同高粱品種籽粒可溶性糖分含量

研究表明，不同高粱籽粒可溶性糖分含量呈明顯的不同。籽粒的可溶性糖分含量大小順序為龍20gt;遼糯18gt;平試16gt;104gt;晉糯103gt;濟粱3號gt;晉白糯1號gt;濟粱4號gt;JN7。龍雜20的糖分含量18.42 g/kg為最高，品種JN7的糖分含量13.17 g/kg為最低。龍雜20可溶性糖分含量與濟粱4號、JN7和晉白糯1號的可溶性糖分含量差異顯著，與晉糯103、濟粱3號、104、平試16、遼糯18等差異不顯著。表3

2.4不同高粱品種籽粒淀粉含量

研究表明，不同高粱籽粒淀粉含量存在著較大的差異。籽粒淀粉含量大小順序為濟粱3號gt;濟粱4號gt;JN7gt;104gt;平試16gt;龍雜20gt;晉白糯1號gt;遼糯18gt;晉糯103。品種濟粱3號的淀粉含量最高，為608.51 g/kg，品種晉糯103的淀粉含量最低，為333.76 g/kg。品種濟粱3號的淀粉含量與品種濟粱4號的淀粉含量差異不顯著，而與晉糯103、JN7、104、平試16、遼糯18、晉白糯1號和龍雜20的淀粉含量存在顯著差異。表4

2.5不同高粱品種籽粒單寧含量

研究表明，不同種質資源高粱籽粒單寧含量大小順序為遼糯18 gt;濟粱3號gt;晉糯103＞平試16＞JN7＞晉白糯1號＞濟粱4號＞104＞龍雜20。品種遼糯18的單寧含量3.99 g/kg含量最高，而品種龍雜20的單寧含量最低，只有0.66 g/kg。品種遼糯18的單寧含量與品種濟粱4號、JN7、104、晉白糯1號和龍雜20的單寧含量差異顯著，與晉糯103、濟粱3號、平試16單寧含量差異不顯著。表5

2.6不同高粱品種籽粒賴氨酸含量

研究表明，不同種質資源高粱籽粒賴氨酸含量大小順序為龍雜20gt;平試16gt;晉糯103＞104＞濟粱4號＞濟粱3號＞遼糯18＞JN7＞晉白糯1號。龍雜20賴氨酸含量最高，為3.26 g/kg。晉白糯1號的賴氨酸含量最低，為0.15 g/kg。龍雜20的賴氨酸含量與其余8個品種的賴氨酸含量差異顯著。表6

3討 論

3.1生育期、農藝性狀的比較

豐富的種質資源是挖掘優良作物基因、改良作物性狀以及創新種質的基礎，通過開展作物種質資源的研究與篩選，可高效選出作物在不同地區的種植率［11-13］。通過25個不同高粱品種生育期、農藝性狀和品質性狀的對比發現不同高粱品種的生育期存在明顯差異，生育期在95～139 d，生育期最短的是龍雜20，為95 d；生育期最長的是遼糯18和遼雜52生育期為139 d；并且不同種質資源高粱品種的株高和穗長存在明顯差異。與李資文等［14］由24個雜交組合所構成的群體各農藝性狀間變化程度不同的結果一致，這些品種大部分屬于矮稈適合機械化栽培的品種。

3.2產量及品質性狀的比較

作物的生長受氣候、土壤、地形等外界影響較大，基于基因與環境的互作影響，不同高粱品種的生長速度、產量和營養品質均存在差異［12，15］，研究也發現類似的情況，不同種質資源高粱籽粒產量及淀粉含量、單寧、賴氨酸、糖分等品質均有一定差異。濟粱4號產量為最高1 182.61 kg/667m2，品種2878A×IR60的產量為最低156.53 kg/667m2。濟粱4號產量與JN7、泉粱5號、晉糯103、JN8、遼糯18、遼糯11、平試16、濟糯粱2號、104、濟粱3號、遼糯10、JN11、冀鄉粱2號產量差異不顯著（P＞0.05）。其中除了晉糯103之外其他品種都屬于中熟品種，生育期在123～139 d。

淀粉是釀酒高粱籽粒的主要成分，質量分數在65.3%～81.0%［16］，高粱主要用途與淀粉組成特性有很大關系。不同的釀酒工藝對原料品質的需求不同，表現為總淀粉含量要高，蛋白質含量和單寧含量適中［17］。試驗結果表明25種不同粒用高粱的淀粉含量有一定差異，淀粉含量在333.76～608.51 g/kg。其中濟粱3號的淀粉含量最高，為608.51 g/kg，并且與濟粱4號的淀粉含量差異不顯著，2個品種比較適合用作釀酒原料。晉糯103的淀粉含量最低，為333.76 g/kg，晉糯103與平試16、遼糯18、晉白糯1號、龍雜20等淀粉差異不顯著，不太適合當釀酒原料。

高粱單寧含量隨殼顏色的加深而變高，適量單寧可以抑制釀造過程中一定量的有害微生物，并提高出酒率及釀造品質［18］。0.5%～1.5%單寧含量能有效抑制雜菌的繁殖并使高粱酒散發出醇香細致的風味，而當單寧含量超過3%時，酒的口感會變澀變差［19］。試驗結果顯示，遼糯18的單寧含量3.99 g/kg在所有品種中含量最高，而龍雜20的單寧含量最低，只有0.66 g/kg。龍雜20單寧含量與濟粱4號、104、晉白糯1號差異不顯著。4個品種單寧含量較低，其中龍雜20不僅單寧含量低賴氨酸含量顯著高于其他品種，經脫皮處理后可去除絕大部分的單寧，可制作高粱加工食品，如高粱面包、高粱休閑食品等，是一種優良食用高粱品種。

試驗還發現25個高粱品種中2878A×IR60、遼雜52、遼糯13、晉白糯1號、晉白糯3號、龍雜20等6個品種比較受鳥害，其中2878A×IR60和龍雜20鳥害最嚴重，導致產量下降。龍雜20單寧含量最低，并賴氨酸和可溶性總糖含量最高。

4結 論

不同粒用高粱的生育期、農藝性狀、籽粒產量、可溶性糖分含量、淀粉含量、單寧含量和賴氨酸含量之間存在一定的差異。25個高粱品種在本地區均能成熟，適應性很好。其中龍雜20號屬于特矮極早熟品種，適合于麥后復播或林下套種。濟粱4號、JN7、泉粱5號、晉糯103、JN8、遼糯18、遼糯11、平試16、濟糯粱2號、104、濟粱3號、遼糯10、JN11、冀鄉粱2號等14個品種產量表現最高，是適合機械化生產的正播高產品種。其中晉糯103是早熟高產品種，其他13個品種均為中熟品種，在墨玉縣及同邊地區均可以春播。不同品種的淀粉含量在333.76～608.51 g/kg。其中濟粱3號的淀粉含量最高，為608.51 g/kg，并且與濟粱4號的淀粉含量差異不顯著，2個品種為中熟矮稈釀造型首選品種。

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Study on the agronomic traits and quality differences of grain sorghum in Xinjiang

ZHANG Niao1， WANG Hui2， FENG Guojun2， Zaituniguli Kuerban1

（1.College of Resources and Environment， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 2. Research Institute of Food Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091，China）

Abstract：【Objective】 To analyze the yield， agronomic traits， and grain quality of different grain sorghum varieties， select high-quality brewing sorghum varieties suitable for planting in the Hotan area of southern Xinjiang in the hope of providing raw material support for the development of the sorghum industry in this region.

【Methods】 25 grain sorghum varieties were used as materials to study the quality and agronomic traits.

【Results】 The results showed that there were differences in agronomic traits， yield， and brewing quality among different varieties. All 25 varieties grew and matured normally in the local area， with strong adaptability. Among them， there was only one extremely early maturing and dwarf variety， Longza 20 （95 d）， and 20 medium stem varieties suitable for mechanized cultivation included Jinnuo 103， Jinza 111， and Jiliang 3. The yield variation ranged between 156.53 kg/667m2 and 1182.61 kg/667m2， with variety 2878A×IR60， the yield was the lowest， and the yield of Jiliang 4 was the highest. Longza 20 had the highest sugar content （18.42 g/kg） and lysine content （3.26 g/kg）， but the lowest tannin content （0.66 g/kg）. The starch content of Jiliang 3 and Jiliang 4 was the highest and the difference was not significant.

【Conclusion】 In summary， considering the characteristics of growth period， agronomic traits， yield， and quality， Jiliang 4 has better comprehensive performance with good promotion prospects， so it is recommended to prioritize planting in the Hotan area.

Key words：sweet sorghum; different fertilization; growth period; soil nutrients

Fund projects：Project of the Basic Scientific R amp;D Program of Public Welfare Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region\"Study on the Mechanism of Nitrogen Dosage and Nitrogen Shift Mode on Physiological Characteristics of Sorghum and Utilization Efficiency of Nitrogen Fertilizer\" （KY2023031）; Project of Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region \"Study on the Interrelation between Sorghum Variety and Water and Fertilizer Management and the Mechanism of Carbon and Nitrogen Accumulation\" （2021D01A107）; China Agricultural Research System （CARS-06-14.5-B30）

Correspondence author：Zaituniguli Kuerban（1981-），female，from Xinjiang，researcher，Ph.D.， research direction：cultivation and physlology of millet and sorghum， （E-mail）490507273@qq.com

收稿日期（Received）：2024-03-10

基金項目：新疆維吾爾自治區公益性科研院所基本科研業務費項目“施氮量及氮后移模式對高粱生理特征及氮肥利用效率的影響機制研究”（KY2023031）；新疆維吾爾自治區自然科學基金項目“高粱品種與水肥管理互作關系及其碳氮積累機理研究”（2021D01A107）；國家谷子高粱產業技術體系（CARS-06-14.5-B30）

作者簡介：張鳥（1996-），男，貴州人，碩士研究生，研究方向為農業資源與環境治理，（E-mail）2918847723@qq.com

通訊作者：再吐尼古麗·庫爾班（1981-），女，新疆人，研究員，博士，研究方向為谷子高粱栽培與生理，（E-mail）490507273@qq.com