黄河三角洲地区耐盐碱高粱品种筛选

王润丰，王海莲，韩云，刘宾，张华文

(1.山东省农业科学院/山东省特色作物工程实验室，山东 济南 250100；2.新疆生产建设兵团第四师农业科学研究所，新疆 可克达拉 835219)

高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]是世界上第五大谷类作物，具有耐盐碱、耐贫瘠、耐涝、耐旱等多重抗性[1]。高粱在国外尤其是亚非干旱、半干旱地区是主要粮食作物，在发达国家已经发展成为典型的能源和外贸型以及饲用的经济作物。高粱曾经是我国重要的粮食作物，但近几十年来随着粮食作物品种的丰富，已逐渐转变为酿酒的主要原料，大约85%的高粱籽粒用于酿酒。目前，我国高粱主要种植在盐碱、干旱等边际性土地上[2，3]。盐碱地区种植高粱，不但有利于盐碱土壤的利用和改良，而且对扩大耕地面积、增加农民收入、实现乡村振兴具有重要意义。

黄河三角洲地区生态系统类型独特、生物资源丰富，目前区内拥有未利用土地近53.3万hm2，其中盐碱地18万hm2、荒草地多于9.8万hm2、滩涂14.1万hm2；另有浅海面积近100万hm2[4]。该地区是我国少有的具有新增土地能力的地区之一，农业开发潜力巨大。长期以来，由于土地盐渍化程度较高、淡水资源贫乏，黄河三角洲地区农业发展受到严重制约，但高粱在该地区有着巨大发展潜力。其原因，一是得天独厚的土地优势:黄河三角洲土地资源丰富，但多数土地含盐量高，不适合普通作物生长，而高粱在盐碱度0.3%～0.6%的土地上仍能较好的生长发育，非常适合规模化、机械化、标准化高粱种植；二是高粱作为酿造白酒的主要原料之一，市场需求旺盛，而山东全省规模以上白酒生产企业130多家，酿酒所需高粱本省供不应求，多数要从外地调入，为降低成本、保障质量，很多白酒企业都希望发展自己的高粱生产基地；三是从全国范围来看，南方酒厂受制于当地自然条件的限制，强烈希望在北方建立高粱生产基地，而山东耕地地势平坦，适宜规模化、机械化种植，可有效减少原料成本。

本试验以山东生态区表现良好的15个高梁品种为试材，采用室内鉴定和田间鉴定相结合的方法，筛选适于黄河三角洲地区种植的耐盐碱、优质且适宜机械化耕作的高粱品种，以便于扩大并高效开发利用盐碱地，促进该地区现代农业发展，满足山东酿造企业对高粱不断增长的需要。

1 材料与方法

1.1 试验材料

根据多年田间试验结果，本研究选择在山东生态区表现良好的15个品种(表1)为试材，其中吉杂123为对照。

表1 参试高粱品种名称及来源

1.2 室内种子萌发期耐盐鉴定

种子萌发期耐盐鉴定方法参考高春华等[5]的报道，蒸馏水培养为对照组，2% NaCl培养为处理组，重复3次。取50粒饱满一致的种子放入铺有一层滤纸的培养皿中，处理组加入2% NaCl溶液6 mL，对照组加蒸馏水6 mL，用封口膜把每个培养皿封住，防止水分蒸发。之后，两组培养皿放入光照培养箱中，22℃暗培养10 h、27℃光照培养14 h，光强12 000 Lux，此条件下培养3天和7天时调查发芽情况。为减少品种间种子发芽率不同对试验结果的影响，本研究采用相对发芽势和相对发芽率作为耐盐性评估指标，计算公式如下:

相对发芽势(%)＝萌发第3天处理发芽势÷对照发芽势×100 ；

相对发芽率(%)＝萌发第7天处理发芽率÷对照发芽率×100 。

按照张笛等[6]的方法用相对发芽率来划分耐盐性等级。其中，1级:极强(RS≥80%)；3级:强(60%≤RS＜80%)；5级:中等(40%≤RS＜60%)；7级:弱(20%＜RS＜40%)；9级:极弱(RS≤20%)。

1.3 田间性状表现评估

田间试验于2021年在山东省农业科学院黄河三角洲农业高新技术园区(北纬37°19′，东经118°38′)进行。试验地土壤为盐化潮土，其理化性状见表2。随机区组设计，重复3次。小区行长5 m，行距0.5 m，10行区种植。6月13日播种，7月1日定苗，留苗密度12万株/hm2。于成熟期每小区选取10株长势一致的高粱植株，调查不同高粱品种的农艺性状(株高、茎粗、穗长、穗柄长和生育期)，收获中间4行计产，并对产量性状(穗粒重、千粒重和单产)进行调查。

表2 试验地土壤理化性状

1.4 酿造品质指标测定

收获后所取高粱样品由江苏三黍生物科技有限公司采用国标法测定总淀粉、粗蛋白、粗脂肪和单宁含量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2021对原始数据初步整理，运用SPSS 26.0软件中的混合线性模型进行方差分析[7，8]。

2 结果与分析

2.1 不同高粱品种萌发期耐盐鉴定

对15个高粱品种进行室内耐盐鉴定，结果如表3所示。相对发芽势从高到低依次是济粱2号、冀酿2号、汾酒粱1号、机糯粱1号、济粱4号、金糯粱1号、吉杂123、济糯粱2号、济粱1号、晋糯3号、龙杂11、济粱3号、冀酿3号、泉粱5号、济糯粱1号，其中相对发芽势最高的济粱2号为46.67%，最低的济糯粱1号为6.84%，对照吉杂123为29.54%。

表3 不同高粱品种的相对发芽势、相对发芽率和耐盐等级

相对发芽率从高到低依次是冀酿2号、济粱2号、汾酒粱1号、济粱4号、金糯粱1号、济粱3号、泉粱5号、晋糯3号、机糯粱1号、济糯粱2号、济粱1号、龙杂11、吉杂123、冀酿3号、济糯粱1号，其中相对发芽率最高的冀酿2号达83.33%，最低的济糯粱1号为10.26%，对照吉杂123为35.61%。

各品种耐盐级别中，冀酿2号为1级极强耐盐；汾酒粱1号和济粱2号为3级强耐盐；机糯粱1号、济粱3号、济粱4号、泉粱5号、金糯粱1号和晋糯3号为5级中等耐盐；济粱1号、济糯粱2号、冀酿3号、龙杂11和吉杂123为7级弱耐盐；济糯粱1号为9级极弱耐盐。

2.2 不同高粱品种盐碱地条件下的农艺性状表现

本试验盐化潮土条件下15个高粱品种成熟时的株高、茎粗、穗长和穗柄长的田间表现情况如表4所示。株高平均为173.59 cm，最高的品种冀酿2号为198.80 cm，最矮的品种济粱1号为139.13 cm，对照吉杂123为193.20 cm。茎粗平均为21.82 mm，最细的品种冀酿2号为17.71 mm，最粗的品种济粱1号为25.39 mm，对照吉杂123为21.96 mm。穗长范围为30.47～37.73 cm，最短的品种为冀酿2号，最长的品种为晋糯3号，穗长平均为33.29 cm，对照穗长为36.97 cm。穗柄长变化较大，最短为0.93 cm(龙杂11)，最长为10.50cm(济糯粱2号)，对照吉杂123为6.17 cm，平均为6.13 cm。全部品种生育期的平均值为102.96天，最长的品种济粱1号和晋糯3号均为107天，最短的品种机糯粱1号为98.33天，对照吉杂123为103.33天。

表4 不同高粱品种盐碱地条件下的农艺性状表现

2.3 不同高粱品种的产量性状分析

15个高粱品种的穗粒重和千粒重在盐碱地环境下的表现情况如表5所示。穗粒重平均为63.48 g，最高的品种龙杂11为77.10 g，最低的品种济粱1号为46.73 g，对照吉杂123为69.49 g。千粒重平均为29.08 g，最高的济粱2号为35.75 g，最低的济粱3号为22.46 g，对照吉杂123为32.98 g。

表5 不同高粱品种的穗粒重和千粒重

由表6可以看出，15个高粱品种单产平均为6 868 kg/hm2，变异系数9.58%，其中对照吉杂123的单产为6 554 kg/hm2，变异系数6.45%。较对照品种增产10%以上的品种有5个，由高到低依次为汾酒粱1号，单产7 912 kg/hm2，较对照增产20.72%，变异系数3.44%；泉粱5号单产7 662 kg/hm2，较对照增产16.91%，变异系数6.28%；冀酿3号单产7 520 kg/hm2，较对照增产14.74%，变异系数4.80%；济粱4号单产7 420 kg/hm2，较对照增产13.21%，变异系数7.15%；济粱3号单产7 321 kg/hm2，较对照增产11.70%，变异系数7.44%。较对照减产的品种共4个，其中龙杂11单产为6 432 kg/hm2，较对照减产1.86%；济粱1号单产6 285 kg/hm2，较对照减产4.10%；机糯粱1号单产5 793 kg/hm2，较对照减产11.61%；金糯粱1号单产5 608 kg/hm2，较对照减产14.43%。

表6 不同高粱品种的产量表现

2.4 不同高粱品种的籽粒酿造品质分析

由表7可见，对酿造品质有重要影响的4个品质指标中，15个品种总淀粉含量平均为71.50%，对照吉杂123含量最低，为69.42%，含量最高的济粱1号为73.54%，且品种间总淀粉含量差异不显著。粗蛋白含量平均为10.47%，含量最高的金糯粱1号为12.44%，含量最低的冀酿3号为9.07%，对照品种为9.79%。与总淀粉含量类似，粗脂肪含量品种间差异也不显著，粗脂肪含量平均为3.10%，含量最高的机糯粱1号为4.22%，最低的济粱1号为2.12%，对照含量为2.81%。总单宁含量平均为0.91%，含量最高的泉粱5号为1.16%，最低的济粱1号为0.22%，对照吉杂123含量为1.08%。

表7 不同高粱品种的营养品质指标(干基)(%)

3 讨论与结论

黄河三角洲地区是黄河流域的最末端，呈现出特有的水、陆、海交互的地理风貌和生态系统，为区域内农业发展提供了良好的基础条件[9]。该区域总面积接近2.7万km2，其中未利用土地约有53.3万hm2，人均可利用土地是东部沿海省份人均用地的1.5倍[4]。黄河三角洲区域内物候条件相对较好，全年平均温度12.2℃，无霜期211天，全年＞0℃积温4 714℃，全年＞10℃积温4 245℃，年均日照时数超过2 600 h，基本可以保证农作物一年两季成熟的要求[10]。黄河三角洲地区的农业产业发展潜力巨大、优势凸显，但面临的首要难题是严重的土壤盐碱化，以及盐碱化程度存在时间和空间的不均匀问题[11]。

如何解决区域内土壤盐碱化的问题成为实现黄河三角洲地区农业产业高质量发展的关键[12]。通过不断的研究摸索和经验总结，发现在黄河三角洲盐碱地上种植耐盐碱经济作物的生物改良方式是破局该区域内农业产业发展桎梏的合理、有效、绿色、经济的重要手段[13，14]。其中，高粱、棉花等作物盐碱耐受力较高，可种植在土壤含盐量在0.3%～0.6%的地区，而其它作物，如小麦、玉米和花生等，一般都种植在土壤含盐量0.2%～0.4%或者更低的区域内[9]。另外，高粱盐碱地上种植，无论是籽粒还是生物量均有所下降，但相对于玉米、小麦等常规粮经作物的降幅都低[15]。因此，黄河三角洲区域内种植高粱相较于其它作物对边际土地开发利用、农业经济发展、白酒酿造相关产业带动等都有显著提升作用。

本研究旨在为黄河三角洲盐碱地区初步筛选出高产稳产、适宜机械化收获的优质高粱品种，试验中对15个供试高粱品种进行了萌发期耐盐能力室内鉴定分级、盐碱地条件下的农艺性状和产量表现分析、收获期宜机收性状分析，并以产量性状为重要依据，综合考虑酿造对籽粒营养组分含量的需要对其进行全面评价。结果显示，相较于对照吉杂123，有4个品种减产，10个品种增产。其中汾酒粱1号、泉粱5号、冀酿3号、济粱4号、济粱3号长势优异，增产均在11%以上，增产最多的汾酒粱1号达到20.72%。在黄河三角洲盐碱地条件下，这5个品种株高在158.07～169.67 cm之间，汾酒粱1号最矮，泉梁5号最高；穗柄长济粱4号最短，为5.83 cm，汾酒粱1号最长，达到9.53 cm。筛选符合现代化农业生产要求的宜机收高粱品种，株高和穗柄长为重点关注的农艺性状指标[16]。一般认为宜机收高粱品种应具有稍长的穗柄，其株高应在120～170 cm之间[17－19]。本研究筛选出的5个高粱品种穗柄长、株高均在要求范围内，符合宜机收条件。5个高粱品种生育期适中，103天左右，且其余产量和农艺性状均表现良好。

此外，高粱籽粒营养组分也是影响以其为原料的白酒品质的关键因素。品质化验结果表明，这5个高粱品种总淀粉含量均在70%左右，济粱4号最高，为72.97%，而汾酒粱1号最低，为69.67%；粗蛋白含量在9.07%～10.64%之间，冀酿3号含量最低，泉梁5号含量最高；粗脂肪含量最低的济粱4号为2.44%，含量最高的冀酿3号为3.32%；总单宁含量在0.75%～1.08%之间，其中冀酿3号最低，汾酒粱1号最高。2009年全国高粱品种鉴定委员会对酿造高粱品质指标的最新修订结果 为，总 淀 粉 含 量≥70.0%，蛋 白 质 含量≤11.0%，粗脂肪含量≤4.0%，单宁含量定为1.0%±0.5%[2，20]。以此衡量，汾酒粱1号、济粱4号、冀酿3号、泉粱5号和济粱3号均符合优质酿造高粱品质标准，耐盐性除冀酿3号较弱外，其它均具有中上等级耐盐能力。

黄河三角洲地区盐碱地上种植高粱，不仅可促进盐碱地的开发利用，也对实现该地区的乡村振兴有重大意义。本研究从耐盐性、产量、酿造品质、宜机收4个方面对15个供试高粱品种进行综合评价，并从中初步筛选出汾酒粱1号、泉粱5号、冀酿3号、济粱4号和济粱3号这5个高产高效优质宜机收品种。下一步需要对这5个高粱品种进行大面积试验示范，验证其在黄河三角洲盐碱地区的环境适应性。