播期对甜高粱不同生育时期生物产量及品质的影响
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作者: 罗峰 陈鹏 裴忠有等
摘要：以甜杂2号为材料研究了播期对甜高粱生育期以及不同生育时期绿叶数、生物产量、含糖量、粗蛋白和粗纤维的影响。结果表明，生育期随播期推迟而缩短；在蜡熟期和完熟期，第二和第四播期甜高粱的生物产量显著高于另两个播期；整个生育期内，第二播期的绿叶数始终最高；甜高粱的含糖量随播期的推迟呈逐渐下降的趋势；不同播期的粗纤维含量呈现出先升高后降低或升-降-升的变化趋势；播期对粗蛋白含量的影响不显著。在北方甜高粱春播区，尤其是天津地区，最适播期在5月11日左右，并且通过分期播种，可延长其加工期近3个月。
关键词：甜高粱；播期；生育时期；生物产量；品质
中图分类号：S514.042 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）14-3260-04
甜高粱[Sorghum bicolor（Moench）L.]是粒用高粱的一个变种，具有生物学产量高，含糖量高，抗性优良，适口性好，乙醇转化率高等特点，可用于制糖、饲用、生产生物燃料、酿酒、造纸等，是近年来新兴的一种饲用作物和能源作物[1-4]。播期对甜高粱的生育期、主要生物性状、生物学产量以及茎秆的含糖量均会产生一定的影响[5，6]。并且，由于甜高粱茎秆的糖分易发酵而不易储存，因此，甜高粱的加工期较短，是限制其种植和推广的重要因素之一[7]。因此，研究播期对甜高粱性状的影响，通过分期播种延长甜高粱的加工期十分必要。
前人关于播期对甜高粱的影响进行了研究。张志鹏等[5]认为甜高粱生育期随播期延后而缩短，株高增高，茎粗差异达到显著水平，子粒产量随播期延后而有所降低，鲜重变化不大。沈飞等[6]研究了播期对甜高粱主要生物性状及成糖的影响，认为推迟甜高粱的种植时间30 d左右，可以延长甜高粱茎秆中糖分的保持时间10～14 d，并有利于提高甜高粱茎秆汁液中总糖的积累水平。李子芳等[8]研究了播期对5个甜高粱品种产量和锤度的影响，结果表明，早播使甜杂2号、辽甜1号和绿能2号的鲜重显著提高，晚播使4个品种的锤度均随着播期的延后而提高。周绍东等[9]研究了播期对各生育时期甜高粱叶片性状的影响，结果表明，叶面积指数随播种期延迟有下降趋势， 但晚播甜高粱在成熟期时叶面积指数较高，绿叶数的变化趋势类似于叶面积指数。总之，前人关于播期对甜高粱的影响主要集中在形态性状、产量和含糖量等方面，而关于品质性状方面的研究较少。该试验就播期对甜高粱生物产量和品质的影响展开研究，以期为甜高粱生产及加工利用提供一定理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为沈阳农业大学选育的甜高粱杂交种甜杂2号。
1.2 试验设计
试验于2009年在天津市静海县良种场和天津农学院作物遗传育种重点实验室进行。试验采用完全随机区组设计，3次重复。播期分别为4 月10 日（第一播期）、5 月11 日（第二播期）、6 月10日（第三播期）和6月27 日（第四播期），共4个播期。小区面积为10 m2，行长4.0 m，行距0.5 m，种植密度为 75 000株/hm2。其他管理同一般生产田。于拔节期、抽穗期、乳熟期、蜡熟期和完熟期每个小区选择具有代表性的植株 5 株，测定生物产量、干物质重、茎秆含糖量。然后将植株在105 ℃下杀青30 min，再降至65 ℃烘至恒重，样品粉碎过筛（40目），用杜马斯燃烧法测定粗蛋白质含量，仪器为Elementar公司产Rapid N cube定氮仪；粗纤维含量用酸碱洗涤法测定，仪器为Foss公司产FebertecTM 2010型纤维素测定仪。数据处理采用DPS系统。
2 结果与分析
2.1 播期对甜高粱生育期的影响
不同播期条件下甜高粱生育期的变化见表1。由表1可见，甜高粱的生育期受播期的影响较大。随着播期的推迟，甜高粱生长发育过程中所需的温度和光照条件逐渐适合，使其生长发育速度加快，因而生育期缩短。第一播期植株在8月15日达到蜡熟，虽然子粒未完全成熟，但此时即可利用茎叶进行发酵制乙醇或饲用；第四播期材料在11月25日达到完全成熟，此时仍可进行加工或饲用。因此，甜高粱最早可在8月中旬收获，最晚可在11月下旬收获，使加工期达100 d以上，比以往延长了近3个月。
2.2 播期对不同生育时期甜高粱绿叶数的影响
播期对不同生育时期甜高粱绿叶数的影响见图1。由图1可知，绿叶数的多少和持绿性的强弱直接影响到甜高粱的干物质生产，进而影响到乙醇的转化率及喂饲效果。从整个生育期来看，第二播期的绿叶数最多，第一播期次之，第三和第四播期的绿叶数较少。这可能是由于晚播的甜高粱生长速度快，很快通过感光阶段而进入感温阶段，因此，绿叶数相对前两个播期要少。成熟时绿叶数多少顺序为第二播期、第一播期、第三播期、第四播期。多重比较结果表明，完熟期第二播期、第一播期与第三播期、第四播期间差异均达显著水平。这可能是由于后期气温低，致使叶片早衰造成的。
2.3 播期对不同生育时期甜高粱生物产量的影响
图2为播期对不同生育时期甜高粱生物产量的影响。从图2可以看出，随着生育进程的延伸，各播期甜高粱的生物产量均从抽穗期开始逐渐增加，并在蜡熟期达到最高值，而后又逐渐下降。这主要是因为随着生育进程推进其干物质不断积累，生物产量不断增加。但由于生育后期其茎、叶不断失水，因此，生物产量又有所降低。在蜡熟期和完熟期，甜高粱的生物产量高低顺序均为第四播期、第二播期、第三播期、第一播期。多重比较结果显示，第四播期和第二播期间差异不显著，但均与第三播期和第一播期间差异达显著水平。因此，若要获得较高的生物产量，可在5月11日或6月27日左右播种甜高粱。
2.4 播期对不同生育时期甜高粱茎秆含糖量的影响
从图3可以看出，第一播期和第二播期甜高粱茎秆的含糖量呈逐渐升高的趋势，并在完熟期分别达到最大值18.37%和16.28%；第三播期和第四播期甜高粱茎秆的含糖量呈现先升高后降低的趋势，并分别在蜡熟期和乳熟期达到最高值15.46%和15.40%。在完熟期，甜高粱茎秆含糖量的表现为第一播期>第二播期>第四播期>第三播期。由此可见，甜高粱茎秆的含糖量随播期的推迟呈下降的趋势，主要是因为随播期的推迟，生育期缩短，光合作用所合成干物质量减少，合成的糖类物质也相对减少，因此含糖量降低。蜡熟期和完熟期，各播期的甜高粱茎秆均保持了较高的糖含量，可达到发酵制乙醇或饲用的要求。 2.5 播期对不同生育时期甜高粱茎秆粗蛋白质含量的影响
从图4可以看出，甜高粱茎秆中的粗蛋白质含量总体上呈逐渐下降的趋势。在拔节期，各播期甜高粱茎秆的粗蛋白质含量均较高，为10.78%～13.78%。但从拔节期开始，随着植株生长势的增强，其茎秆粗蛋白质含量相对减少。并且从抽穗期开始，其主要营养物质向穗部积累，因而造成茎秆粗蛋白含量较低。不同播期甜高粱茎秆粗蛋白质含量间的差异不显著，说明播期对甜高粱茎秆粗蛋白质含量的影响不明显。
2.6 播期对不同生育时期甜高粱茎秆粗纤维含量的影响
粗纤维为甜高粱重要的品质性状之一，其对增加草食动物的饱腹感及促进排泄等方面具有重要作用[10，11]。从图5可以看出，第一播期的粗纤维含量先升高后降低，在乳熟期达到最高值32.33%。第二播期的粗纤维含量亦呈现先升高后降低的趋势，与前者不同之处在于其在抽穗期达到41.64%的最高值。第三播期和第四播期的粗纤维含量均呈现出升-降-升的变化，在完熟期分别达到最高值 36.48%和48.31%。完熟时粗纤维含量表现为第四播期>第三播期>第二播期>第一播期。多重比较结果显示，第四播期的粗纤维含量显著高于其他3个播期，第二和第三播期的粗纤维含量显著高于第一播期。
3 小结与讨论
适期播种对甜高粱的生产起到至关重要的作用。对于北方气候条件来说，播种太早，土温低，种子在地里时间长，容易霉烂，出苗率降低；播种太晚，无法争取到较长的生育时间而不能正常成熟，生物产量和品质会受到影响。因而，确定适宜播期是甜高粱高产和优质的重要保障。
研究结果表明，播期对甜高粱的生物产量影响较大。甜高粱适宜在蜡熟期至完熟期收获，此时其生物产量均表现第四播期和第二播期最高，且与另外2个播期间差异均达到显著水平。整个生育期内，第二播期的绿叶数均高于其他3个播期。研究表明，播期还会影响到甜高粱的品质。播期对甜高粱含糖量的影响比较明显，随着播期的推迟，甜高粱含糖量呈逐渐下降的趋势，这主要是由于生育期缩短而导致光合产物减少所致。第一和第二播期粗纤维含量均呈现出先升高后降低的趋势，分别于乳熟期和抽穗期达到最高值；第三和第四播期的粗纤维含量呈现升-降-升的变化趋势，均在完熟期分别达到最高值36.48%和48.31%。此外，播期对粗蛋白含量的影响不显著。通过上述分析认为，第二播期的甜高粱绿叶数最多，生物产量和含糖量较高，粗蛋白质和粗纤维含量适中。因此，在北方，尤其是天津地区，甜高粱适宜在5月11日左右播种。
根据试验结果，虽然随着播期的推迟甜高粱生育期缩短，但晚播的甜高粱仍然可以成熟。研究发现，晚播的甜高粱不仅长势快、含糖量较高，而且病虫害发生频率低。收获后，可将甜高粱茎秆打捆立于田间保存，在气温较低的条件下其不易变质。因此，在北方春播甜高粱产区，尤其是天津地区，通过分期播种，再配以有效的贮藏措施，可延长甜高粱的加工期近3个月。
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