干旱脅迫對甜高粱苗期性狀與生產性能的影響

王曉武，姜麗麗，單華佳*

（1．武威市種子管理站，甘肅 武威 733000；2．武威市畜牧獸醫(yī)科學研究院，甘肅 武威 733000）

甜高粱（Sorghum bicolor L．Moench）也稱糖高粱，是普通高粱的變種，為短日照C4植物，具有適應性強、生長迅速、糖分積累快、產量高等諸多優(yōu)點，作為新興糖料作物、生物質能源作物和優(yōu)質飼草作物受到廣泛關注[1-3]。武威是甘肅省“十三五”草食畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃的甜高粱優(yōu)勢產區(qū)，在干旱少雨的氣候環(huán)境條件下，將甜高粱產業(yè)作為加快農業(yè)結構調整、發(fā)展節(jié)水高效現代農業(yè)和提升畜牧業(yè)飼草料供給保障能力的重要舉措，積極推進[4]。2016年，當地以龍頭企業(yè)、專業(yè)合作社和種養(yǎng)大戶為主體，種植甜高粱40．2萬畝（2．68萬公頃），建成萬畝規(guī)模示范基地2個，千畝以上集中連片規(guī)模示范基地47個。甜高粱具有發(fā)達的根系和強大的次生根，使得根系有較強的滲透壓，在干旱的土壤中也能吸收水分[5]。同時甜高粱的莖稈外面還包裹著一層白色的蠟質，這一成分也可以減少水分的蒸發(fā)[6]，在溫度超過33℃的情況下，甜高粱的柱頭及花粉的生命力比玉米可多保持2h以上[7]。這些特征都使得甜高粱具有較強的抗旱性。但是目前對甜高粱抗旱性的研究主要集中在根系和生理方面，對于甜高粱在干旱脅迫下的生態(tài)和產量及品質特征相關研究較少[8]，本文以甘肅省武威市廣泛種植的BJ0603甜高粱為例，對此開展試驗研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

武威市地處河西走廊的東段，與騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠相鄰，屬典型溫帶大陸性干旱氣候。年平均氣溫 7．8℃，降水量 60～610 mm，蒸發(fā)量 1400～3010 mm，日照時數 2200～3030 h，無霜期 162 d。本次試驗于2016年4月至10月在甘肅省武威市涼州區(qū)雙城鎮(zhèn)小果園村進行，位于東經102°57′327″，北緯38°09′609″，海拔1516 m，試驗地塊為流轉耕地，土質為灌漠壤土，肥力中等，前茬作物也是BJ0603甜高粱。

1.2 試驗材料與試驗設計

供試品種為中科院近物所培育的BJ0603甜高粱，試驗用種為武威市集中采購的包衣種子，甜高粱種植密度為16．68萬株/hm2。試驗所使用的土壤為耕地土壤，試驗種植方法按照大田種植標準實施，在3～4葉期進行間苗，拔節(jié)前去分蘗1次。所有處理統一進行施肥和灌水，全生育期每畝施用尿素50kg、磷酸二銨30kg。

試驗采用單因素試驗設計，共設置了4個干旱脅迫處理水平，采用自然干旱的方法。對照處理（CK）全年灌水5次，采用漫灌的形式，每次灌水每畝耗水約25m3；輕度干旱脅迫（LS）、中度干旱脅迫（MS）、重度干旱脅迫（SS）分別為正常灌水量的80%、60%和40%。每個處理設置3個重復，共12個小區(qū)（每個小區(qū)長15 m，寬6 m），采用完全隨機區(qū)組設計。

1.3 測定指標及測定方法

本次試驗測定的指標包括苗期的根長、株高、干鮮重、含水量和根冠比，收獲期產量、糖錘度等農藝性狀、產量和含糖量指標[9]。

根長、株高：將植株的葉和根拉直后用米尺測量，精確到0．01m；干鮮重：出苗45d后取甜高粱幼苗樣品，每個處理取10株，將幼苗沖洗干凈，用吸水紙迅速擦干，稱取鮮重并記錄，然后將樣品放于105℃的烘箱中殺青15min，再轉移到65℃烘箱中烘至恒重，稱取干重。

然而據調查發(fā)現，去年以來，受部分糧食品種價格下跌、缺乏國家標準等影響，“糧食銀行”運行中暴露出多重風險，有的存在“跑路”“冒進”風險，有的甚至可能導致“系統”風險，威脅儲糧農戶利益。

各處理甜高粱產量的測定方法為：成熟期從甜高粱基部人工收割，稱鮮重后折算公頃產量。錘度（%）的測定方法：使用手持式折光儀（量糖儀）測量植株莖中部節(jié)間糖汁錘度。

所有數據用Excel2007進行初步匯總，然后使用SPSS17．0進行統計分析。

2 結果與分析

試驗結果表明，BJ0603甜高粱的幼苗在受到不同程度的干旱脅迫10d以后，與對照相比，其生長受到了不同程度的抑制，中度與重度干旱脅迫的葉片尖端有發(fā)黃或枯萎的現象，葉片的寬度比對照組明顯變窄，重度干旱脅迫處理的甜高粱幼苗基本上沒有產生新葉。表1是本次試驗對甜高粱苗期性狀的測定結果，從表中可以看出，受到干旱脅迫后，甜高粱幼苗的生長指標都受到了不同程度的影響，表現出明顯隨干旱程度的加重而顯著下降的趨勢。在株高方面，輕度干旱脅迫的株高最大，與對照處理差異不顯著。與之相比，重度干旱處理的株高下降幅度達到了22．0%。在根長方面，干旱脅迫下甜高粱的根長得到了不同程度的提高，重度干旱脅迫處理的根長較對照處理增高了20．0%。在甜高粱苗期地上和地下干鮮重指標方面，隨著干旱脅迫的加重，甜高粱的地上和地下生物量都表現出了明顯的下降趨勢。

表2是不同程度干旱脅迫對BJ0603甜高粱的產量與含糖量影響的測定結果。從表中可以看出，干旱脅迫會對甜高粱的產量產生影響，隨著干旱脅迫程度的加重，甜高粱產量呈現出不斷下降的變化趨勢，對照處理的產量最大，單株產量和每公頃產量分別達到566．24g和89．75t，輕度干旱脅迫的產量分別為 529．97g 和 86．32t，與對照處理差異不顯著（P＞0．05），而重度干旱脅迫的產量分別為 382．62g 和 53．64t，單株產量和每公頃產量分別下降了32．4%和40．2%，差異極顯著（P＜0．01）。試驗結果表明，干旱脅迫能夠少量提高甜高粱莖稈糖錘度，但影響作用不明顯（P＞0．05）。

3 結論與討論

干旱是武威農業(yè)生產面臨的最大的自然脅迫之一，BJ0603甜高粱種植密度為16．68萬株/hm2時在武威地區(qū)大田種植表現出一定的抗旱性，輕度干旱脅迫對甜高粱苗期生長發(fā)育及收獲期產量、含糖量的影響不明顯；但中度和重度干旱脅迫能夠嚴重影響甜高粱的苗期生長發(fā)育性狀和產量，苗期甜高粱的株高、地上鮮重、地下鮮重、地上干重、地下干重等指標都顯著下降，尤其是重度干旱脅迫下甜高粱的產量下降最為明顯，下降幅度達到了40．2%。試驗結果表明，甜高粱的生長發(fā)育除了受光照、養(yǎng)分條件的影響外，土壤水分是影響其生長發(fā)育、產量及含糖量的重要因素；盡管甜高粱具有較強的抗旱性，但在干旱缺水的條件下，產量會大幅下降，要獲得高產，必須得保證充足的水肥條件[10]。在干旱脅迫條件下，甜高粱根系的長度受到環(huán)境刺激而高于正常水分條件，但其根系鮮重與干重則低于正常土壤水分條件，此結論與楊帆等人的研究結論一致[11]。