甜高粱糖生產(chǎn)力及其與主要生物學性狀的相關(guān)研究.pdf

1、甜高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]為短日照C4植物,生長能力特別強,有“高能作物”之稱,發(fā)展種植甜高粱對推進我國現(xiàn)階段以“非糧”原料為主的生物質(zhì)能源工程,保障能源、糧食和環(huán)境安全具有重要意義。中國甜高粱資源豐富,但對甜高粱的研究起步較晚,有關(guān)其栽培生理研究亦相對薄弱。本研究探討了不同糖生產(chǎn)潛力類型甜高粱品種主要生物學性狀的差異,為甜高粱高產(chǎn)高效育種及栽培提供理論依據(jù)。于2006～2007年度用30個來自國內(nèi)外不

2、同地區(qū)、遺傳背景差異大的品種為供試材料,在高肥力大田條件下,采用15000株·ha-1密度以充分發(fā)揮品種個體生產(chǎn)潛力,比較研究了不同糖產(chǎn)量類型甜高粱品種植株主要農(nóng)藝性狀、物質(zhì)生產(chǎn)和氮磷吸收利用特性的差異及與糖產(chǎn)量的關(guān)系,主要研究結(jié)果如下： 1、供試30個甜高粱品種可溶性糖含量和單株糖產(chǎn)量潛力變異較大。含糖量平均值為35.59％,變異系數(shù)達32.82％；糖產(chǎn)量平均值為219.54g·株-1,變異系數(shù)達81.65％,高產(chǎn)品種僅占供試

3、品種的26.7％。說明高產(chǎn)育種具有很大改良空間,其中Rio、M81E、Honey、Smith、Roma、Ramada和Cowley在含糖量、糖產(chǎn)量及植株抗倒伏、抗病蟲害等方面均較其它品種表現(xiàn)良好。 2、供試品種植株主要農(nóng)藝學性狀存在明顯差異。隨品種糖產(chǎn)量增加,植株主莖稈高大粗壯,節(jié)數(shù)、分蘗數(shù)明顯增加,生育后期綠葉數(shù)多、葉片厚、葉片持綠性強,熟期較晚,穗長、穗柄長無明顯差異。因此,提高植株主莖稈高度,增加莖粗,增強植株葉源供應(yīng)能力

4、,并結(jié)合地域性盡可能選育較長生育期的品種,適當降低穗柄長,增強植株抗倒伏能力,可獲得高生物產(chǎn)量。 3、供試品種在物質(zhì)積累分配上存在顯著差異。隨品種糖產(chǎn)量增加,抽穗期和成熟期植株莖稈、葉片、穗各器官的物質(zhì)生產(chǎn)能力較高：莖稈干重占植株總干重比例明顯提高,穗干重所占比例降低,莖穗比值顯著提高,葉片占干重比例抽穗期較低而成熟期類型間差異較小。說明甜高粱高產(chǎn)品種葉源量大,物質(zhì)生產(chǎn)能力強,相對擴大了莖稈庫容潛力和增加莖稈分配比例,降低籽粒庫

5、容比重,有效協(xié)調(diào)生育后期籽粒和莖稈兩個庫營養(yǎng)分配,獲得高糖產(chǎn)量。 4、供試品種在氮磷吸收利用特性存在豐富變異。成熟期植株含氮量和氮積累總量總變異系數(shù)分別為14.78％和50.27％；含磷量和磷積累總量總變異系數(shù)分別為17.88％和38.99％。隨品種糖產(chǎn)量增加,植株含氮磷水平明顯降低,而氮磷吸收總量均明顯增加。氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和糖產(chǎn)量生產(chǎn)效率品種間變異較大,分別為15.48％和47.24％；磷素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和糖產(chǎn)量生產(chǎn)效率分

6、別為19.90％和49.98％。隨品種糖產(chǎn)量增加植株氮磷素生產(chǎn)效率均明顯提高。 植株各器官氮磷吸收利用特性表現(xiàn)不同。與中產(chǎn)型和低產(chǎn)型相比,高產(chǎn)型品種成熟期莖稈和葉片含氮量降低,穗含氮量較高；各器官氮分配比例為莖稈>葉片>穗。植株含磷特性方面表現(xiàn)與含氮特性相似趨勢。相關(guān)分析和通徑分析表明,總氮磷吸收量、氮素糖產(chǎn)量生產(chǎn)效率和磷素干物質(zhì)生產(chǎn)效率與糖產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān),且對糖產(chǎn)量正直接作用較大,植株含氮磷水平則表現(xiàn)相反,對糖產(chǎn)量起負作

7、用。說明提高植株營養(yǎng)元素總吸收能力和生產(chǎn)效率,適當降低植株含氮磷水平,可作為選育高糖產(chǎn)量甜高粱品種重要參考指標。 5、在高低種植密度下,與同密度條件下單莖稈處理相比,保留植株分蘗一定程度上可顯著提高糖產(chǎn)量。分蘗植株的莖稈生物量一定程度上補償了主莖稈生物量的降低,可獲得較高群體生物量：去除和保留分蘗在高密度下對含糖量影響較小,盡管低密度下主莖稈含糖量明顯降低,但分蘗含糖量則與相應(yīng)單莖稈的接近或略高,分蘗糖產(chǎn)量的增加補償了主莖稈糖產(chǎn)