遼寧省甜高粱研究進展

遼寧省甜高粱研究進展

國家高粱改良中心鄒劍秋

遼寧省高粱生產(chǎn)情況高粱是遼寧省主要農(nóng)作物之一現(xiàn)有高粱種植面積近300萬畝，約占全國高粱面積的五分之一。遼寧高粱生產(chǎn)水平很高，是北方雜交高粱的主產(chǎn)省和雜交高粱繁、制種的主要生產(chǎn)基地。遼寧省水資源短缺，其西、北部地區(qū)十年九旱，而且具有大量的鹽堿地，因此，高粱以其獨具的生物學抗旱、耐鹽堿優(yōu)勢而受到人們的認可，成為旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作物，為遼寧省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全做出了重要的貢獻。甜高粱的生物學特點甜高粱具有抗旱、抗?jié)?、耐鹽堿、耐瘠薄等多重抗逆性，適應性強，即使在條件惡劣的邊際性土地上種植，仍可以獲得較好的收成。甜高粱蒸騰系數(shù)為250～300，凋萎系數(shù)為5.9，比玉米和小麥均低；高粱可忍受0.5%～0.9%，甚至更高的鹽濃度，而小麥和玉米只能忍受0.3%～0.6%和0.3%～0.7%的鹽濃度；甜高粱在pH5～8.5的范圍內(nèi)均可正常生長。

甜高粱是最有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑镏?/p>

1、生物產(chǎn)量高，是非糧原料甜高粱同粒用高粱一樣，為C4植物，光合速率高，每公頃可產(chǎn)莖稈60～90噸左右，子粒3～噸。2、含糖量高，易于轉化

甜高粱莖稈中汁液豐富，含糖量高，一般汁液錘度在14%～25%之間，可以通過發(fā)酵生產(chǎn)酒精。甜高粱中的糖漿型甜高粱主要含葡萄糖和果糖，易于轉化為乙醇，而且轉化率高，可達45％以上。3、綜合加工利用價值高以甜高梁為原料生產(chǎn)乙醇可獲得多方面效益：其莖稈汁液可為乙醇生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)原料；乙醇產(chǎn)后廢渣可作飼料或制取柴油、紙和纖維板等；籽粒既是糧食，又是飼料和乙醇生產(chǎn)的原料；葉片是良好的青飼料。目前，在眾多生物質(zhì)能源作物中，甜高粱以其獨具的高含糖量、高生物產(chǎn)量、高酒精轉化率和高抗逆性成為符合我國國情、適合我國國土、氣候條件、既產(chǎn)能源又產(chǎn)糧食的理想作物。遼寧省甜高粱研究單位遼寧省甜高粱研究單位有很多，如：遼寧省農(nóng)科院高粱所（國家高粱改良中心）沈陽農(nóng)業(yè)大學錦州市農(nóng)科院鐵嶺市農(nóng)科院沈陽市農(nóng)科院等遼寧省雜交甜高粱育種成就遼寧省在甜高粱種質(zhì)資源收集引進與篩選鑒定、甜高粱育種技術、新品種選育、高產(chǎn)高糖生理、配套栽培技術、甜高粱莖稈制取酒精技術、甜高粱產(chǎn)業(yè)化等方面取得了良好的進展。甜高粱種質(zhì)資源收集引進與篩選鑒定經(jīng)過多年的收集、整理和引進，我省已擁有近300份國內(nèi)外甜高粱資源，如Rio,Roma,M81-E,Honeydew,Wray,Sumac,Atlas,Cowley及一些甜高粱地方品種如甜稈、甜稈大彎頭、甜秫稈、黑殼甜高粱等。通過鑒定和篩選，有些材料表現(xiàn)含糖量高、莖稈產(chǎn)量高，已直接用于甜高粱生產(chǎn)，例如麗歐、M-81E等；有的品種具有早熟、抗病、產(chǎn)量高、含糖量高、抗倒伏等優(yōu)良性狀，成為親本用于雜交種；有些有些成為育種的原始材料，為我省乃至我國甜高粱的發(fā)展起到了巨大的推動作用。甜高粱育種技術基本技術系統(tǒng)選育技術雜交選育技術雜種優(yōu)勢利用技術由于雜交種的產(chǎn)量和抗性優(yōu)勢，未來甜高粱生產(chǎn)將會以雜交甜高粱為主。甜高粱育種技術育種新技術1、應用群體改良技術選育甜高粱新材料，盡可能將多個親本的不同優(yōu)良性狀集中到一起從而獲得符合要求的優(yōu)良新材料。2、應用A3型甜高粱不育系作為新選保持系的測驗系，節(jié)省人力、物力和時間，加快育種進程，提高育種效率。3、用生物技術中的分子標記方法鑒選甜高粱新材料。如甜高粱持綠性、抗絲黑穗病等性狀的標記工作已取得了一定的進展。4、將中國恢復系親緣加入到不育系中，以改善不育系的一些性狀。提高不育系的抗寒性、適應性等性狀。甜高粱新品種選育為了進一步提高甜高粱的產(chǎn)量和抗性，以獲得最佳的經(jīng)濟效益，遼寧省農(nóng)業(yè)科學院高粱研究所暨國家高粱改良中心最先開展了甜高粱雜交種選育工作?！案弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)甜高粱品種選育”從“七五”開始就列為農(nóng)業(yè)部重點課題，“八五”列為國家攻關課題。1989年第一個選育出由全國牧草品種委員會審定通過的遼飼雜1號甜高粱雜交種，并獲得遼寧省農(nóng)牧廳科技進步二等獎。甜高粱新品種選育進入20世紀90年代以后，遼寧省農(nóng)科院高粱研究所加強了雜交甜高粱的育種攻關，工作重心轉向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、專用雜交甜高粱的研究。經(jīng)過多年努力，一舉攻克了多年來困擾雜交甜高粱發(fā)展的生物學產(chǎn)量低、含糖錘度低和生態(tài)適應性差等難題，成功選育出4個不同生育期、含糖錘度高的骨干不育系（母本）和10多個優(yōu)質(zhì)、配合力高的骨干恢復系（父本），目前已有遼飼雜1～4號、遼甜1號、遼甜2號6個雜交甜高粱新組合通過全國牧草審定委員會審定和國家高粱品種鑒定委員會鑒定，還有5個新組合陸續(xù)進入試驗試種和審定階段。一些農(nóng)業(yè)科研院所和大專院校也先后開展了甜高粱雜交種選育工作。例如，沈陽農(nóng)業(yè)大學選育出沈農(nóng)甜雜1號（623A×6993）和沈農(nóng)甜雜2號（623A×1375）甜高粱雜交種，莖稈產(chǎn)量分別為35.13t/hm2和51.42t/hm2，莖稈汁液錘度分別為15.3%和16.0%。遼寧省錦州農(nóng)科院、沈陽市農(nóng)科院、鐵嶺市農(nóng)科院等單位甜高粱育種工作也取得了一定的進展，育成了一批親本系，并已有一些組合參加全國高粱區(qū)域試驗“能源/青貯組”的試驗。甜高粱新品種選育高產(chǎn)高糖生理及配套栽培技術二十多年來，遼寧省農(nóng)科院和沈陽農(nóng)業(yè)大學對甜高粱莖稈糖分、生物量積累、莖稈含糖變化規(guī)律進行了研究，并對其高效栽培技術也進行了試驗研究，獲得了適宜遼寧省甜高粱生產(chǎn)的播期、種植密度、種植模式、施肥、收獲時期等，使遼寧省甜高粱生產(chǎn)水平有了穩(wěn)步提高。甜高粱莖稈制取酒精技術沈陽農(nóng)業(yè)大學1984年開始進行遼寧省科委重點攻關課題“甜高粱莖稈制取酒精及其應用的研究”，1987年通過了遼寧省科委鑒定，成果為國際先進水平。1989年又獲得聯(lián)合國糧農(nóng)組織UNDP項目的支持，對甜高粱種質(zhì)資源、育種、生物能源制取、秸稈綜合利用等方面開展了廣泛深入的研究工作，取得了一批重要科研成果，并于1994年組織國際專家對該項目進行了鑒定，研究成果受到了聯(lián)合國官員和學者的贊賞，并委托沈陽農(nóng)業(yè)大學在每年夏季為發(fā)展中國家舉辦農(nóng)村能源培訓班。甜高粱產(chǎn)業(yè)化甜高粱在生產(chǎn)乙醇中的巨大優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景已得到我省企業(yè)的高度重視，如:遼東鎂達集團中糧集團遼寧金信生化有限公司沈陽瑞志城建股份有限公司等企業(yè)已開始進行甜高粱轉化燃料乙醇項目的中試工作，取得了一定的進展，并正在進行相關設備的采購工作。甜高粱資源圃甜高粱不育系L0202A雜交甜高粱遼甜1號簡介遼甜1號是由國家高粱改良中心選育、2005年通過國家鑒定的甜高粱雜交種。該雜交種紅殼白粒，生育期134天，株高314厘米，莖粗2.02厘米，莖稈多糖多汁，莖汁含量65%，莖稈含糖錘度16－19%，抗葉病、耐脊薄、耐鹽堿、根系發(fā)達、較抗倒伏，對絲黑穗病免疫。生物學產(chǎn)量高：兩年鮮重平均畝產(chǎn)5453.2公斤，比對照增產(chǎn)21.75%，籽粒平均畝產(chǎn)375.96公斤，比對照增產(chǎn)2.25%。品質(zhì)好：經(jīng)測定莖葉粗蛋白4.92%，粗脂肪1.06%，粗纖維31.6%，粗灰分1.92%，可溶性總糖31.5%，無氮浸出物47.7%，莖和葉氫氰酸含量（株高132.6厘米）分別為38.4mg/kg和30.6mg/kg。雜交甜高粱遼甜1號簡介高粱在惡劣環(huán)境下生長的能力遼甜一號生產(chǎn)田遼甜1號制種田我國甜高粱區(qū)域試驗網(wǎng)2002年，根據(jù)甜高粱及畜牧業(yè)發(fā)展的要求，為了更好、更快地選育出產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗逆性強、適應性廣的飼用兼能源用高粱新品種，為國家品種鑒定提供科學依據(jù)，加速新品種的推廣，全國農(nóng)技中心委托國家高粱改良中心啟動了國家高粱品種飼用組區(qū)域試驗。飼用組區(qū)域試驗分青貯型和草型兩組。青貯組即為甜高粱組，對照為遼飼雜1號，遼飼雜4號和龍S2參加了試驗。共有來自黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、北京、山西、安徽、湖南、河南等12個單位承擔了本試驗。我國甜高粱區(qū)域試驗網(wǎng)根據(jù)滿足市場對能源用甜高粱品種的需求，為甜高粱轉化乙醇企業(yè)做必要的品種準備，2007年將飼用組區(qū)試調(diào)整為兩個組，一個是能源/青貯甜高粱組，一個是飼草高粱組。經(jīng)過幾年的共同努力，現(xiàn)在能源/青貯組參試品種已達8個，試驗點增加到15個，涵蓋了全國13個省區(qū)，北起黑龍江、南到廣東、西到新疆均有甜高粱試驗點。在此，向各甜高粱育種單位通報一下我國甜高粱區(qū)域試驗網(wǎng)的情況，希望大家能夠將自己的優(yōu)良品種和雜交種放到試驗網(wǎng)中，這樣，不僅有利于對你的品種進行橫行比較，發(fā)現(xiàn)其增產(chǎn)潛力和適應區(qū)域，也有利于新品種在全國的推廣，為甜高粱加工企業(yè)提供更多更好的優(yōu)異原料。

近幾年，甜高粱轉化燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但是，在甜高粱育種與生產(chǎn)中還存在一些問題，如：1、甜高粱資源匱乏，缺少抗倒伏、含糖量高的資源2、母本含糖量普遍偏低3、優(yōu)良能源甜高粱新品種少,類型單一，產(chǎn)量低4、甜高粱綜合抗性、特別是抗倒伏能力差5、雜交甜高粱推廣力度不夠，很多地區(qū)還以常規(guī)種為主6、與品種相配套的技術措施不完善7、甜高粱轉化乙醇技術研究滯后

如果不能將這些問題及時有效地解決，勢必會影響甜高粱燃料乙醇加工業(yè)的發(fā)展。

甜高粱育種與生產(chǎn)中存在的問題倒伏的甜高粱現(xiàn)階段研究工作技術難點與側重點1、引進和拓寬高糖資源和抗倒伏資源。2、創(chuàng)新育種技術路線，使高產(chǎn)與高糖有機地結合3、解決抗倒伏問題4、豐富甜高粱雜交種的類型5、采用新的育種方法和技術6、解決不同細胞質(zhì)甜高粱專用不育系的