论文摘要
甜高粱[Sorghum bicolor （L.） Moench]为短日照C4植物,生长能力特别强,有“高能作物”之称,发展种植甜高粱对推进我国现阶段以“非粮”原料为主的生物质能源工程,保障能源、粮食和环境安全具有重要意义。中国甜高粱资源丰富,但对甜高粱的研究起步较晚,有关其栽培生理研究亦相对薄弱。本研究探讨了不同糖生产潜力类型甜高粱品种主要生物学性状的差异,为甜高粱高产高效育种及栽培提供理论依据。于2006～2007年度用30个来自国内外不同地区、遗传背景差异大的品种为供试材料,在高肥力大田条件下,采用15000株·ha-1密度以充分发挥品种个体生产潜力,比较研究了不同糖产量类型甜高粱品种植株主要农艺性状、物质生产和氮磷吸收利用特性的差异及与糖产量的关系,主要研究结果如下:1、供试30个甜高粱品种可溶性糖含量和单株糖产量潜力变异较大。含糖量平均值为35.6%,变异系数达32.8%;糖产量平均值为219.5g·株-1,变异系数达81.7%,高产品种仅占供试品种的26.7%。说明高产育种具有很大改良空间,其中Rio、M81E、Honey、Smith、Roma、Ramada和Cowley在含糖量、糖产量及植株抗倒伏、抗病虫害等方面均较其它品种表现良好。2、供试品种植株主要农艺学性状存在明显差异。随品种糖产量增加,植株主茎秆高大粗壮,节数、分蘖数明显增加,生育后期绿叶数多、叶片厚、叶片持绿性强,熟期较晚,穗长、穗柄长无明显差异。因此,提高植株主茎秆高度,增加茎粗,增强植株叶源供应能力,并结合地域性尽可能选育较长生育期的品种,适当降低穗柄长,增强植株抗倒伏能力,可获得高生物产量。3、供试品种在物质积累分配上存在显著差异。随品种糖产量增加,抽穗期和成熟期植株茎秆、叶片、穗各器官的物质生产能力较高;茎秆干重占植株总干重比例明显提高,穗干重所占比例降低,茎穗比值显著提高,叶片占干重比例抽穗期较低而成熟期类型间差异较小。说明甜高粱高产品种叶源量大,物质生产能力强,相对扩大了茎秆库容潜力和增加茎秆分配比例,降低籽粒库容比重,有效协调生育后期籽粒和茎秆两个库营养分配,获得高糖产量。4、供试品种在氮磷吸收利用特性存在丰富变异。成熟期植株含氮量和氮积累总量总变异系数分别为14.8%和50.3%;含磷量和磷积累总量总变异系数分别为17.9%和39.0%。随品种糖产量增加,植株含氮磷水平明显降低,而氮磷吸收总量均明显增加。氮干物质生产效率和糖产量生产效率品种间变异较大,分别为15.5%和47.3%;磷干物质生产效率和糖产量生产效率分别为19.9%和45.0%。随品种糖产量增加植株氮磷素生产效率均明显提高。植株各器官氮磷吸收利用特性表现不同。与中产型和低产型相比,高产型品种成熟期茎秆和叶片含氮量降低,穗含氮量较高;各器官氮分配比例为茎秆>叶片>穗。植株含磷特性方面表现与含氮特性相似趋势。相关分析和通径分析表明,总氮磷吸收量、氮糖生产效率和磷干物质生产效率与糖产量均呈极显著正相关,且对糖产量正直接作用较大,植株含氮磷水平则表现相反,对糖产量起负作用。说明提高植株营养元素总吸收能力和生产效率,适当降低植株含氮磷水平,可作为选育高糖产量甜高粱品种重要参考指标。5、在高低种植密度下,与同密度条件下单茎秆处理相比,保留植株分蘖一定程度上可显著提高糖产量。分蘖植株的茎秆生物量一定程度上补偿了主茎秆生物量的降低,可获得较高群体生物量;去除和保留分蘖在高密度下对含糖量影响较小,尽管低密度下主茎秆含糖量明显降低,但分蘖含糖量则与相应单茎秆的接近或略高,分蘖糖产量的增加补偿了主茎秆糖产量降低。