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高粱

來源:  |   作者:   |  發布日期: 2018-12-21   |  閱讀次數:13177次

  


高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)又名蜀黍、蘆粟、秫秫,英文名Sorghum,是世界五大谷類作物之一,也是中國最早栽培的禾谷類作物之一。高粱具有獨特的抗逆性(抗旱、耐澇、耐鹽堿)和適應性,在平原、山丘、澇洼、鹽堿地均可種植,屬于高產穩產作物。高粱曾是我國北方地區的主要糧食作物之一,隨著人民生活水平的提高,其食用的重要性有所下降,但仍然是部分地區人民不可缺少的調劑食品。高粱的莖稈和葉片是良好的粗飼料,既可作干草又可作青貯和青飼。特別是甜高粱作青貯喂養奶牛,可明顯提高產奶量。高粱不僅是糧飼兼用作物,還廣泛用于淀粉、釀酒和酒精工業。中國的眾多名酒一般都是以高粱為主要原料釀制而成的。因此,高粱又是重要的經濟作物。近幾十年發展甜高粱制糖和制酒精工業,前景廣闊,高粱可望成為重要的能源作物。高粱的莖稈表皮堅硬,機械性強,是農村傳統的建筑材料和蔬菜架材。高粱莖稈的外皮可用于編織。穗蕘(花序)可制掃帚、炊帚及工藝品等。

 

形態特征

高粱根系由初生根和永久根組成,永久根又分次生根和支持根(也稱氣生根)兩種。初生根、次生根和支持根上又可長出很多側根,形成發達的根系。當高粱植株長到6-8片葉時,根系入土深度通常可達100-150cm,完全長成的根系入土深入可達180cm以上。高粱根系的主要部分在30cm土層以內,這些根系的吸收能力也最強。

高粱初生根是由胚根發育形成,只有1條。在次生根形成之前,種子根的作用很重要,它能保證最初10—15天內幼苗生長所需水分、營養物質的吸收和運輸。當次生根長出后,種子根的作用逐漸減弱,以至消失。當幼苗長出3-4片葉時,從地下莖節上依次長出次生根。次生根從產生到成熟一直起著吸收水分營養的作用,因此次生根又稱永久根。抽穗之后,在莖基部的1-3節上還生有支持根。支持根開始暴露于空氣中,表皮角質化,含膠質、有時含葉綠素,呈淡綠色。支持根厚壁組織發達,支撐能力強,特別是入土中的支持根,能增強植株抗倒伏力。

高粱莖稈絕大多數為直立的,呈圓筒形,表面光滑。高粱莖稈高度變異幅度很大,從0.45-5m。按株高分成不同等級,100cm以下者為特矮稈,101-150cm者為矮稈,151-250cm者為中稈,251-350cm者為高稈,351cm以上者為特高稈。高粱莖稈的粗度也是很不同的,莖基部直徑在0.5-3cm的范圍內。

高粱莖稈由節和節間組成,一般早熟種10-15節,中熟種16-20節,晚熟種20節以上,極晚熟種30節以上。同一品種因光照長度和栽培條件的變化節數不同。同一株上的各節間長度亦不相同,一般是基部的節間短,越往上越長,最長的節間是著生高粱穗(花序)的穗柄。

高粱拔節后的節間表面覆蓋著白色蠟粉,下部節間蠟粉更多,甚至可掩蓋住莖稈固有的顏色。蠟粉是表皮細胞分泌物,它既可防止或減少體內水分蒸發,又可防止外部水分滲入,是高粱增強耐旱澇能力的重要生理構造之一。

高粱莖稈是實心的,髓可以是堅實多汁的,無味或有甜味;髓也可以是干燥的(成熟時)。一般來說,中國高粱為干燥型莖稈,外國高粱多為多汁型莖稈。

高粱葉片一般呈披針形或呈直線披針形,由葉片、葉鞘及其相連的節結和著生于葉結上的葉舌組成。葉的兩面有單列或雙列氣孔,葉上有多排運動細胞,在干旱條件下,這些細胞能使葉片向內卷起。葉片在莖稈上的排列不完全一樣,多數高粱的葉片按2排在莖稈的相對位置交替排列,即互生葉片;但是,也有相當多的品種葉片兩排排列不是在相對位置上,而是按一定角度互相排列。

高粱葉鞘著生于莖節上,邊緣重疊,幾乎將節間完全包裹。這些葉鞘在連續節上交替環繞。葉鞘長度不同,在15cm到35cm之間。葉鞘是光滑的、有平行細脈,有一精細的脊,這是由于與主葉脈互相接近所致。拔節后葉鞘常有粉狀蠟被。特別是上部葉鞘。當這種蠟被淀積很重時,葉鞘則表現青一白色。在與節連接的葉鞘基部上有一帶狀白色短茸毛。葉鞘有防止雨水、病原菌、昆蟲及塵埃危及莖稈和加固莖稈增加強度的作用。

高粱葉舌是葉片和葉鞘交接處的膜狀薄片。葉舌較短小,為直立狀突出物,長1-3cm。葉舌起初透明,后變為膜質并裂開,葉舌上部的自由邊緣有纖毛。

高粱的穗為圓錐花序,著生于穗柄的頂部。穗中間有一明顯的直立主軸,即穗軸。穗軸具棱,由4-10節組成,一般生長細茸毛。從穗柄長出第一級枝梗,通常每節輪生長出5-10個;從第一級枝梗再長出第二級枝梗;有時還長出第三級枝梗。小穗就著生在第二、第三級枝梗上。由于各級枝梗長短的不同,軟硬和小穗著生疏密程度不同,還可將高粱穗分為緊穗、中緊穗、中散穗和散穗四種穗型。

高粱總狀花序成對著生小穗,每對中一個是無柄小穗(可育的),另一個是有柄小穗(雄性可育或不育)。無柄小穗有2個穎片,形狀呈卵形、橢圓形、倒卵形等;顏色有紅、黃、褐、黑、紫、白等;亮度多數發暗,少數有光澤。下方的穎片稱為外穎,上方的穎片稱為內穎,其長度幾乎相等,但一般是外穎包著內穎的一小部分。有柄小穗位于無柄小穗的一側,形狀細長,常常只由兩個穎殼組成,有時有稃。

高粱無柄小穗里有兩朵小花,較上面的一朵花發育完好,為可育花;較下面的不育,為退化花,只有一個稃組成,形成一個寬的,膜質的,有緣毛的相當平的苞片。可育小花有一外稃和內稃,均是膜質。外稃較大,內稃小而薄。在內外稃之間有3枚雄蕊和1個雌蕊。雄蕊由花絲和花藥組成。花絲細長,頂端生有2裂4室筒狀花藥,中間有藥隔相連。雌蕊由子房、花柱、柱頭組成,居小花中間。子房上位卵圓形,上側方有2個長花柱,末端為羽毛狀柱頭,它可分泌粘液以利授粉。

果實

高粱籽粒習慣上稱為種子,屬穎果。成熟的種子其大小是不一樣的,一般用千粒重來表示。千粒重在20.0g以下者為極小粒品種;20.1—25.0g為小粒品種;25.1—30.0g為中粒品種;30.1—35.0g為大粒品種;35.1g以上者為極大粒品種。

高粱成熟種子的結構可分果皮、種皮、胚乳和胚果皮就是由子房壁發育來的,包括外果皮,中果皮和內果皮。種皮沉積的色素以花青素為主,其次是類胡蘿卜素和葉綠素。一般淡色種子花青素很少或沒有。種皮里還含有另一種多酚化合物—單寧。種皮里的單寧既可以滲到果皮里使種子顏色加深,也可滲入胚乳中使之發澀。胚乳中的淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉能溶于水,支鏈淀粉不溶于水。一般粒用高粱品種直鏈淀粉與支鏈淀粉之比為31,稱為粳型。蠟質型胚乳卻幾乎全由支鏈淀粉組成,也稱為糯高粱。

胚位于籽粒腹部的下端,稍隆起,呈青白半透明狀,一般為淡黃色。

 

分布與生產

高粱在世界上分布很廣,主要種植在亞洲、非洲和美洲。1999年全世界高粱種植面積4374.6萬hm2。栽培面積最大的國家是印度,播種面積1040萬hm2,其次是蘇丹(473萬hm2)、尼日利亞(460萬hm2)和美國(346萬hm2),中國、墨西哥也是高粱種植面積較大的國家,播種面積接近100萬hm2

高粱是我國重要的旱地農業作物之一。1914年,全國高粱播種面積為740萬hm2,主要分布在黃河、秦嶺以北的北方地區,栽培面積最大的省份是遼寧和山東,均在200萬hm2以上;其次是河北和吉林省,各在67萬hm2以上;30萬hm2以上的省份有河南、熱河、山西、江蘇、湖北和黑龍江;30萬hm2以下的省區有新疆、湖南、四川、陜西、甘肅、云南和廣東;而浙江、廣西、貴州、福建、察哈爾等省區也有零星種植。當年,全國高粱平均每公頃產量為1117.5kg,較高的省是山東和遼寧,分別是每公頃1792.5kg和1267.5kg。1990-1999年,全國高粱面積基本上穩定在130萬hm2,比1985-1989年年平均面積減少了52萬hm2;但單產有了較大提高,平均每公頃達到3950kg。1999-2001年由于氣候干旱,水資源短缺,高粱面積又開始回升。北方高粱產區各省(區)的種植面積變化大致如下,1980年高粱面積超過6.7萬hm2100萬畝)的省有10個,排在前5位的省有遼寧、河北、黑龍江、山西、山東;每公頃產量超過2250kg的省有6個,其中遼寧省最高,為4125kg,其次是山西和吉林省,分別為3270kg和2895kg。1990年高粱面積超過6.7萬hm2的省有8個,前5名逐次是遼寧、山西、河北、黑龍江、內蒙古等。1999年高粱面積超過6.7萬hm2的省有6個,前5名逐次是遼寧、內蒙古、黑龍江、吉林、山西。

1980年以來,隨著我國經濟改革發展和加入WTO,以及農村產業結構的調整,城鄉居民生活水平的提高和膳食結構的改變,使我國高粱生產形勢發生了顯著變化。在種植地域上,由生產條件較好的地區向干旱、半干旱、瘠薄、澇洼、鹽堿等生產條件較差的地區發展;在用途上,由大部分直接食用向飼用、釀造、加工等綜合利用方向發展;在生產指標上,由單純增加糧食產量向增加糧食、莖稈及提高品質等多經濟效益發展,成為重要的旱地經濟作物之一。

 

栽培區劃

高粱早熟區  本區包括黑龍江、吉林、內蒙古等省區的全部,以及遼寧省北部、河北省承德、張家口壩下地區、山西、陜西省北部、寧夏回族自治區干旱區和南部山區、甘肅省中部和河西地區、新疆維吾爾自治區的北疆平原及準噶爾盆地和伊犁河谷。高粱常與玉米、谷子、小麥、大豆實行輪作。一般在4月下旬至5月上旬播種,9月下旬收獲。品種類型多采用中緊穗和中散穗。本區內東北地區的栽培形式為壟作清種;華北、西北各地為平作清種。

高粱晚熟區  本區包括遼寧、河北、山西、陜西等省的大部分地區,北京、天津、寧夏的引黃灌區、甘肅南部和東部及新疆的南疆和東疆盆地。栽培形式以壟作清種或平作清種為主,兼有帶田間種、套種。品種類型多以緊穗和中穗為主,中散穗為輔。高粱生產的不利條件是由于冬季降水量少,春季蒸發量大,容易出現春旱。

春夏高粱區  本區包括山東、江蘇、河南、安徽、湖北諸省的全部,四川省大部分和河北省的南部地區。既可以春播也可以夏播,春播高粱多在低洼易澇、土壤瘠薄和沙堿地區種植。夏播高粱多與冬小麥輪作,分布于平肥地上。基本的耕作方式為平作。品種類型為中緊穗、中散穗或散穗型的高稈中熟品種或雜交種。

南方高粱區  本區包括華中地區南部,華南、西南地區。高粱是零星種植,可以春播又可夏播或秋播,也常采取再生栽培或育苗移栽的種植方法。高粱品種有粒用型、糯高粱和帚用型。大多數品種具有分蘗性。主要用于飼料、食品加工和釀酒。

 

品種資源

1949年以前,全國高粱品種資源絕大部分散落在農家,僅有很少數農業研究單位進行了高粱品種資源的搜集、保存和整理。1956年全國首先在15個高粱主產省(區)進行地方品種的征集工作,共征集到16842份材料,其中東北各省6306份,華北、西北、華中各省10536份。1978年,在湖南、浙江、福建、貴州、廣東、廣西等省(區)進行了短期的高粱品種資源考察和征集,收到了198份地方品種。1982年-1986年又在全國范圍內進行了高粱品種資源的補充征集,共得到3000余份。此外,還在西藏、新疆、湖北神農架和海南等省(區)的農作物品種資源考察中,搜集到部分高粱地方品種。經3次較大規模的高粱品種資源征集,證實除青海省外,中國其余30個省、市、自治區均有高粱品種資源的發現和保存。各省高粱研究單位在品種征集的基礎上,進行了登記和整理,去掉同種異名,區分開同名異種,并對主要藝性狀進行了初步的觀察和鑒定,編輯出版了《中國高粱品種志》(上冊、下冊)、《中國高粱品種資源目錄》和《中國高粱品種資源目標續編》等專著。截止1989年底,全國征集保存的10414份中國高粱品種資源已全部完成整理登記工作,其中地方品種9652份,育成品種762份。在10414份中國高粱品種資源中,粒用占9892份,糖用125份,飼用、工藝用394份。

 

品種類型

中國高粱品種主要集中分布于溫帶和寒溫帶,屬于溫帶型。其生育特點和對溫光的反應與典型的熱帶高粱(非洲、印度高粱)有明顯的區別。多數中國高粱品種對光照和溫度的反應不很敏感,短光照(10小時)條件下生育日數縮短不多,屬中間型反應。籽粒顏色有褐、紅、黃、白4種,以紅粒最多(3541份,占46%)。殼色有黑、紫、褐、紅、黃、白6種,以紅(3070份)和黑(2988份)兩種居多。春播地區以黑殼品種為多,南方栽培區以紫、褐殼品種為多。75%以上的中國粒用高粱品種的穎殼較軟,籽粒包被度小,易脫粒。從北方到南方,硬殼型品種和籽粒包被度大的品種逐漸增多。

 

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