对粒用高粱育种的思考

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摘要 阐述了粒用高粱育种应重视株型改良、培育适宜机械化的矮秆品种；对高粱倒伏问题、站秆成熟问题进行了讨论；指出高粱的销路是影响高粱发展的重大问题，以引起广大高粱工作者的广泛重视。

关键词 粒用高粱；育种；株型；机械化；倒伏；站秆成熟

中图分类号 S514.038 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）10-0031-02

随着农业现代化的发展，我国粒用高粱育种遇到了新的问题和挑战。笔者通过近几年的观察和分析，认为我国粒用高粱育种应该着重解决株型、适宜机械化作业、倒伏、站秆成熟和销路等问题。

1 重视高粱的株型改良

有关株型育种在玉米、水稻等作物上研究较多，而且取得了长足的进步，获得明显的效果[1-2]。高粱的高度处在玉米和水稻之间，也应有良好的改良收益。因此，高粱育种也应重视株型改良[3]。笔者在20世纪80年代末期开始注意高粱株型问题，虽然取得一些进展[4-5]，但还不够明显，有待于高粱育种家深入研究探索，便于进一步改良株型，提高产量。

1.1 降低株高有利于进一步提高产量

植株较高的高粱品种，生产过程中栽培密度不宜太大，否则容易出现倒伏，造成增产的潜力不大。目前，我国在高粱生产上种植密度普遍偏高，尤其是春播晚熟区栽植的品种，栽培密度较大[6]，当出现大风等不良气候条件时，常常发生大片倒伏，影响产量。中矮秆类型品种在适宜密植、耐肥抗倒、收获指数等方面优势明显。因此，现代育种在中、矮秆耐密植品种方面研究较多，以通过增加群体的数量，协调群体的产量结构，从而达到增产的目的。要求品种不仅要适应自然环境，也要适应人工环境[7]，更要适应生产发展需求，否则就收不到预期的效果。高粱杂交种的株高应根据需要确定，人工收割为主的品种、机械收割的矮秆杂交种株高分别为160～180、120 cm以下[8]。

1.2 改良叶性状有利于改善群体生态环境

理想株型要求叶片呈直立性，从而使叶片均匀受光，特别是群体获得较大叶面积指数时，上层叶片直立能够使光透射到群体内部，保证中下层叶片能够均匀受光，从而改善植株内部的生态环境。叶片的直立性分为直和立2种，“直”指叶片弯曲程度，要求叶片直而不弯；“立”指叶片与茎的基角。叶片的直立性与叶片的厚度、长度有关，叶片短、厚有利于直立，可防止叶片下披。近年提出上部叶片要短、窄、柔、活，其中“柔”指叶片不死板，能随风摆动以减少风阻。这与以前强调的叶片挺、直是不同的。“活”指叶片大小具有弹性，能随种植密度不同进行自我调节。在作物株型育种中，关于叶片直的看法比较一致，要求叶片直而不下披；关于叶片立的程度，即茎叶夹角的看法不一，大多认为旗叶基角以10°～20°为宜。研究表明有些作物的旗叶与产量相关不显著，特别是高粱旗叶与产量关系不大，与产量相关最密切的是上数第4、5片叶[9]。所以高粱上部叶片适当小，有利于叶片直立，旗叶以下逐渐加大，形成塔型结构，以便充分利用光能。

1.3 增加密度有利于提高光能利用率

通过降低株高改良株型，使品种的耐密性加强，叶面积指数和收获指数提高。从植物生长前期光能利用来看，作物群体在光能利用上存在明显的缺陷，即苗期至拔节封行期间叶片不能充分覆盖地面，漏光损失较大；加大密度时，可多截获光能，尽早封行，所以增加密度是提高光能利用率的有效方式[10]。

2 重视培育适宜机械化作业的矮秆品种

高效农业是我国农业发展的必然选择，是由传统农业向现代农业转化的必然之路。以往粒用高粱育种培育的品种主要以人工收获为主，因此大部分品种植株偏高不适宜机械化收割，随着科技进步和社会发展，农业机械化是农业发展的必然结果。发展农业机械化有利于改善生产条件，降低生产成本，增加收益；有利于推动土地规模化种植、农业产业化经营、提高农业生产组织化程度。高粱种植面积小，更应该集约经营管理。因此，高粱育种必须培育适宜全程机械化的品种[11]。

（1）品种本身具有较强的生产力。一般来说植株过矮生产能力降低，所以要保持一定的高度，但一般要求矮秆，株高在150 cm以下。株型要好，耐密植，自身调节能力强，有较强的分蘖力。

（2）成熟时植株整齐度好，高度基本一致；分蘖穗高度与主穗高度基本一致。

（3）保证种子质量。机械化播种多是精量播种，对种子质量要求高，籽粒整齐、饱满，发芽率高，芽势强。因此，育种中要考虑到种子籽粒大，根茎长，拱土能力强。

（4）秆强抗倒伏能力强。机械收割一般多在籽粒脱水后进行，收获较晚，因此一定要秆强不倒伏。

（5）耐除草剂。机械化作业不需要人工除草，要求化学药剂灭草，因此筛选耐除草剂品种。

3 重视高粱倒伏问题

茎秆不但为植株的生长输送养料和水分，而且支撑叶片和花果等，直接决定各器官的空间分布，是重要性状。在育种中进一步提高产量的首选方式是增强植株耐密性来增加密度，而增加密度带来的第一个问题就是倒伏。因此，要加大种植密度提高产量必须增强抗倒性。倒伏分为茎倒和根倒，茎秆倒伏较多，而且影响较大。不同时期倒伏对产量和品质影响不同，一般倒伏越早影响越大。

3.1 重视茎秆强度的选拔

抗茎秆倒伏分为韧性抗倒和刚性抗倒[12]。因此，提高茎秆的韧性或机械强度是解决抗茎秆倒伏问题的重要途径。 一是增强植株茎秆硬度，基部节间缩短、茎粗壁厚；茎秆的机械强度主要体现在次生细胞壁的强度上。二是提高植株茎秆的韧性，提高茎秆的纤维化、木质化程度和避免植株早衰[13]。茎壁密度和厚度增加，茎秆的充实度好，不仅可显著提高茎秆的刚韧性、抗折力，而且能够改善穗的性状，提高单穗重和籽粒产量。

为提高高粱的抗倒伏能力，要求其茎秆粗壮，但并非越粗越好，因为茎太粗不仅消耗大量营养，而且体积大，不利于提高经济系数。而通过适当缩小茎秆直径，缩短基部节间长度，增加茎壁的厚度，提高茎秆的韧性、硬性，从而提高植株的抗倒性、产量。因此，要求茎秆坚韧、抗倒性强，籽粒完熟后茎秆仍直立，不仅便于机收，而且有利于籽粒脱水。所以，必须培育直立不倒，适于机械化、耐密植的矮秆中穗的杂交种。

3.2 对根系的研究

根系除具有吸收、合成等作用外，还有固定防倒的作用。因此，根系是非常重要的，应引起广大研究人员的广泛重视。当前生产中推广品种的根系不够发达，多数品种没有气生根，常导致根倒伏。根要下扎早、下扎深，须根发达，呈张开状抓住地面，防止发生根倒伏；而且能高效吸收水肥，提高抗性。

3.3 抗生物和非生物因子能力强有利于抗倒伏

提高高粱抗生物和非生物因子能力有利于抗倒伏。高粱是抗逆境较强的作物，一般多种植在生长条件较差的土地上，因为高粱抗性较强，所以育种者对高粱的抗逆性有所忽视，没有重视抗性选择，要创造胁迫选择环境，加强对抗逆境的选择。造成倒伏的虫害主要是玉米螟，病害主要是茎腐病，应培育耐螟虫、抗茎腐病的杂交种。

4 关于高粱站秆成熟问题

站秆成熟是指植株站立种子已经完熟。站秆成熟又分为活秆成熟与干秆成熟。

4.1 干秆成熟

干秆成熟是随着灌浆结束叶片逐渐自然死亡，籽粒、茎秆脱水，茎叶呈金黄色，植株站立不倒，而且籽粒饱满成熟度好。中国高粱的特点之一是干秆成熟，茎叶都失去绿色和大部分水分；茎秆柔韧性好，水分含量少，农民多用作编织、架材、烧柴等。国外高粱品种籽粒成熟时茎秆含有较多的水分。近年有时把干秆成熟的品种误认为是叶病，这是一种错误思维；籽粒成熟后植株自然脱水，茎叶变黄，这是自然现象，不是病害；有时候籽粒成熟后，叶部病斑也较多，但对产量没有影响，也不属于病例。植株叶片发病时期与产量关系密切，早期发病影响大，后期发病影响小甚至对产量没有影响。因此，在评价品种抗叶部病害的时候就要考虑籽粒成熟度。

4.2 活秆成熟

活秆成熟是指植株青枝绿叶，且含水量高，但籽粒已经完熟。这类品种在水分充足时对抗倒伏有一定的作用，但是活秆成熟的品种在缺水的情况下茎秆失水后容易在茎基部倒折发生茎倒伏。因此，此类品种可能不大适宜干旱区域。活秆成熟的品种可用作青贮饲料，作为其他用途不大适宜。

在育种中均要求作物站秆成熟，但不一定是活秆成熟。所以应根据育种需要培育不同用途的品种。

5 籽粒的销路问题

一个作物能否发展，主要是由市场经济决定。农民种植什么作物，一是取决于产品的销路，二是看其能否获得较好的收益。只有产量高效益好农民才喜欢种、愿意种。当前高粱销路是影响高粱生产发展的一个大问题。销路不好就是用途不多、不广，导致需求量少，高粱面积就上不去，所以开发高粱的用途很重要。扩大应用范围，加强宣传，增加用量，这样才能扩大销路，扩大生产，扩大高粱面积。

5.1 食用

高粱磨成米和面，做成米食和面食较为普遍。20世纪80年代以前中国人讲的是吃饱，在吃饱的问题上高粱发挥了重要作用。那时高粱是北方人们的主食，需求量比较大，高粱面积也较大；当吃饱问题解决以后，人们就要吃好，这时候吃高粱的人减少，高粱的口感确实不及稻麦，但不要忘记“良药苦口利于病”的道理；吃好以后人们就要考虑下一个问题，即吃的健康，这时就应该重新把高粱列入健康食品中来。高粱自古以来就有较高的药用价值。高粱具有降低“三高”、减肥等功效，所以吃高粱食品利于健康长寿。

5.2 加工用

一是酿造：用高粱酿造白酒、醋等，高粱酿酒历史悠久，我国所有名酒均以高粱为主料酿制而成。当前我国每年酿酒和醋大约需要高粱250万t[14]。培育适宜酿造用高粱品种，以提高淀粉含量为主。二是工业加工：生产淀粉、酒精等，只要采用合适的方法，完全可以得到优质的高粱淀粉。三是食品加工：加工各类食品、糖等，加入少量高粱面粉制作面包、甜点等早餐食品[15]。

5.3 作饲料

在发达国家高粱籽粒均用作饲料，我国饲料中添加较少，甚至不加高粱。高粱是生产有机食品的好原料。将高粱籽粒粉碎添加在各种畜禽饲料中，特别在生产有机食品类畜禽产品中添加高粱很重要。高粱起到抗生素的作用，有利于防病治病、提高肉蛋奶品质；有利于生产有机食品，提高瘦肉率。因此，育种要改良高粱品质，增加蛋白质，提高赖氨酸含量，降低单宁，提高消化率。

5.4 出口

主要出口周边国家日本、韩国及我国的台湾，保证质量，籽粒饱满，杂质少。

6 参考文献

[1] 李登海，杨金胜，柳京国，等.对超级玉米杂交种的选育与推广的思考[J].玉米科学，2008，16（5）：1-2.

[2] 陈温福，徐正进，张文忠，等.中国超级稻育种研究进展与前景[J].沈阳农业大学学报，2007，38（5）：662-666.

[3] 高士杰，刘晓辉，李继洪.高粱高产育种应重视株型和穗结构性状的改良[J]，种子，2007，26（3）：83-84.

[4] 高士杰，李继洪，李伟.高粱优良恢复系吉R105的选育与利用[J].种子，2009，28（5）：107-108.

[5] 陈冰嬬，李继洪，高士杰，等.高粱长穗型恢复系吉R107的创制与利用[J].现代农业科技，2011（24）：107-108.

[6] 高士杰，刘晓辉，李继洪.我国粒用高粱育种现状、问题与对策[J].作物杂志，2006（3）：11-13.

[7] 高士杰.21世纪初粒用高粱的育种目标与策略[J].杂粮作物，2002，22（6）：330-331.

[8] 高士杰，刘晓辉，李继洪.粒用高粱超高产育种的思考[J].中国农业科技导报，2006，8（1）：23-25：

[9] 高士杰.高粱叶性状间的相关及对产量的影响[J].农业与技术，1994（3）：24-25.

[10] 高士杰.作物株型育种研究与进展[J].吉林农业科学，1997，22（2）：21-24.

[11] 高士杰，刘晓辉，李继洪.中国杂交高粱育种研究进展[J].中国农业信息，2009（1）：19-23.

[12] 孙守钧，曹秀云，侯秀英，等.高粱抗到机理研究[J].辽宁农业科学，1999（1）：1-4.

[13] 孙世贤.中国农作物品种管理与推广[M].北京：中国农业科技出版社，2003：145-160.

[14] 卢庆善，丁国祥，邹剑秋，等.试论我国高粱产业发展——二论高粱酿酒业的发展[J].杂粮作物，2009，29（3）：174-174.

[15] 邹剑秋.高粱籽粒深加工及其加工产业[J].农产品加工，2005（9）：28-29.