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1、第四章 高粱栽培第一节 概 述一、高粱生产的国民经济意义 高粱是世界五大谷类（小麦、水稻、玉米、谷子、高粱）作物之一，也是中国最早栽培的禾谷类作物之一。高粱的生物学产量和经济产量均较高，具有较强的抗旱、耐涝、耐盐碱特性和适应性，在平原、山丘、涝洼、盐碱地均可种植，属于高产、稳产的作物。中国高粱生产以粒用高粱为主，兼有糖用、饲用和工艺高粱的栽培。高粱子粒淀粉含量为75左右，蛋白质为9左右，粗脂肪为3左右。高粱子粒中含有少量的单宁，影响了品质；子粒中含有较多难消化的醇溶蛋白质，且赖氨酸的含量较低，使其食用和饲用价值低于玉米、小麦和水稻等。高粱的茎秆和叶片是良好的粗饲料， (多数品种茎秆含剧毒物质氢
2、氰酸，会造成人畜中毒)。另外，广泛用于淀粉、酿酒和酒精工业。二、高粱的起源与分类(一)高粱的起源高梁在世界的分布广泛，形态变异多，非洲、印度和中国都是高粱多态性丰富的地区。多数认为，高粱原产于非洲，经驯化后先传人印度，后传人我国及远东。由于中国高粱有许多特征特性与非洲、印度高粱不同，同时又根据一些考古发现，有些学者认为高粱起源于中国，或至少在中国已有几千年的栽培历史。(二)栽培高粱的分类1粒用高梁 以获取子粒为目的。按子粒淀粉的性质不同，可分为粳型与糯型。2糖用高粱 茎高，分蘖力强。茎内富含汁液，随着子粒成熟，含糖量一般可达8-19。茎秆可做甜秆吃、制糖或制酒精等。3帚用高粱 穗大而散，通常无
3、穗轴或有极短的穗轴，侧枝发达而长，穗下垂。4饲用高粱 茎秆细，分蘖力和再生力强，生长势旺盛。穗小，子粒有稃，品质差。茎内多汁，含糖较高。三、高粱生产概况在世界上分布很广，主要在亚洲、非洲和美洲。1999年全世界种植4375万hm2，总产6269万t，单产1433kghm2。栽培面积最大的国家是印度，其次是苏丹、尼日利亚和美国。我国高粱的种植面积不断下降，单位面积产量逐渐上升，2001年为2903kghm2。辽宁省是全国栽培高粱面积最大、总产量最高。种植面积较大的其他几个省区包括内蒙古、黑龙江、吉林、山西、河北。第二节 高粱栽培的生物学基础一、高梁的生育期与生育时期1高粱生育期中国高粱生育期80
4、 d190d。栽培品种生育期100-150d之间。100d以下者，为极早熟品种；100115d之间为早熟品种；在116130 d之间为中熟品种；131一145d之间为晚熟品种；146d以上者为极晚熟品种。生育期的长短除与品种特性有关外，还与高粱所生长的环境条件和栽培措施有关。2。生育时期在高粱的整个生育期间，根据植株外部形态和内部器官发育的状况，可分为苗期、拔节期、挑旗期(孕穗期)、抽穗开花期、成熟期等几个主要生育时期。3.生育阶段分为营养生长阶段、营养生长和生殖生长并进阶段、生殖生长阶段。高粱自种子发芽，生根出叶到幼穗分化以前，称为营养生长阶段。该阶段形成了高粱的基本群体，是决定每公顷穗数的
5、时期。幼穗分化标志着生殖生长的开始。在进行生殖生长的同时，根、茎、叶等营养器官也旺盛生长，直到抽穗开花为止，称为营养生长与生殖生长并进阶段。是决定每穗粒数的关键时期，并为争取粒重奠定基础。抽穗开花到成熟阶段，营养生长基本停止，只进行生殖生长，即进行子粒的形成和充实，是决定粒重的关键时期。二、高梁器官形态与建成(一)根须根系。由初生根、次生根和支持根组成。发芽时，首先长出的一条根叫初生根，对幼苗初期营养和水分供应有重要作用。幼苗长出34片叶开始，由地下茎节陆续环生68层次生根，是高粱庞大根系的主体。抽穗前后至开花灌浆期，在靠近地面的地上l-3个茎节上长出几层支持根，亦称气生根。支持根较粗壮，入土
6、后形成许多分枝，吸收养分和水分，并有支持植株抗倒伏的作用。由于高粱根系发达，入土深广，其根细胞渗透压高(为1.21.5MPa)，吸水吸肥力强。高粱根的内皮层中有硅质沉淀物，使根非常坚韧，能承受土壤缺水收缩产生的压力。因此，高粱有较强的抗旱能力。在孕穗阶段，根皮层薄壁细胞破坏死亡，形成通气的空腔，与叶鞘中类似组织相连通，起到通气的作用，这是高粱耐涝的原因之一。(二)茎高粱茎节早熟种1015节，中熟种1620节，晚熟种20节以上。根据茎秆的高低可将栽培种分为矮秆型，l1.5m；中秆型，1.52m；高秆型，2m以上。目前我国栽培的粒用高粱杂交种，株高多为2m左右的中高秆类型，饲用甜高粱杂交种多为3m
7、以上的高秆类型。茎拔节后地上伸长节间开始伸长。茎秆生长最快时期是挑旗至抽穗，开花期茎秆达最大高度。高梁生育的中、后期，在茎秆表面上形成白色蜡粉，能防止水分蒸腾，增强抗旱能力；在淹水时又能减轻水分渗入茎内，提高抗涝能力。另外，茎的表皮由排列整齐的厚壁细胞组成，其外部硅质化，致密、坚硬，不透水，也增强了茎秆的机械强度和抗旱、涝能力。（三）叶高粱叶互生，由叶片、叶鞘和叶舌组成。呈披针形，中央有主脉(中脉)，颜色因品种而异。主要有白、黄、暗绿三种。叶片的数量与茎节数目相同。下部叶片较小，特别是l-7叶，窄而短小。高粱前期叶面积增长速度慢。抽穗开花期是高粱叶面积最大的时期，高产高粱群体最大叶面积指数为4
8、5。形成高粱子粒产量的光合产物主要来源于植株上部的6个叶片。上数第二叶对高粱子粒产量贡献最大。高粱叶片的上下表皮组织紧密，分布的气孔体积较小，其长度仅为玉米的23，能有效地减少水分的蒸腾；进入拔节期以后，叶面生有一层白色蜡粉，具有减少水分蒸腾的作用；叶片上有多排运动细胞，在叶片失水较多时，使叶片向内卷曲以减少水分的进一步散失。这些是高粱抗旱的叶部原因。高粱叶鞘中的薄壁细胞，在孕穗前后破坏死亡，形成通气的空腔，与根系的申腔相连通，有利于气体交换，增强耐涝性。(四)穗1穗的构造 圆锥花序；中间有一穗轴。穗轴上生410个节，每节轮生510个分枝，称为第一级枝梗。第一级枝梗上长出第二、第三级枝梗。有多
9、种穗形，如纺锤形、牛心形、筒形(棒形)、伞 形、帚形等。另外，根据各级枝梗的长短、软硬以及小穗着生疏 程度不同，还可将穗子划分为紧穗、中紧穗、中散穗和散穗四种穗型。小穗成对着生于二级或第三级枝梗上。成对小穗中，较大的是无柄小穗，较小的是有柄小穗。在第三级枝梗的顶端，一般并生三个小穗，中间小穗无柄，两侧有柄。无柄小穗外有二枚颖片，将发育成颖壳。无柄小穗内有两朵小花，上方的为可育花，下方的为退化花。有柄小穗比较狭长，成熟时或宿存或脱落。有柄小穗亦含两朵小花，一朵完全退化，另一朵只有雄蕊正常发育，为单性雄花，开花较与之相邻的无柄小穗小花晚24d。2幼穗分化 高粱从拔节开始进入穗分化期。根据穗分化过程
10、与外部形态的关系，将穗分化过程分为以下六个时期。(1)生长锥伸长期。 (2)枝梗分化期。枝梗分化期是决定枝梗数与穗大码密的关键时期。(3)小穗小花分化期。(4)雌雄蕊分化期。(5)减数分裂期。减数分裂期是决定结实率和每穗粒数的关键时期，此时正值高粱挑旗期。(6)花粉粒充实完成期。(五)子粒形成与成熟高粱抽穗后，24d开始开花。开花的顺序由穗顶部开始向下进行，呈离顶式。开花受精后18d，子粒已基本形成，随着养分不断充实最后形成成熟的子粒。其成熟过程可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期三个阶段。三、干物质积累分配与产量形成(一)干物质积累与分配高粱全株干物质积累、各器官的生长均呈S形曲线。叶片、叶鞘干重，
11、拔节前缓慢增长，拔节后迅速增加，至抽穗期前后达到最大值，以后因养分向穗部输出，干重缓慢下降。茎秆干重在拔节后迅速增长，抽穗前后增长最快。茎秆干重与子粒产量显著正相关。受精后，子粒体积和鲜重增长较快，但干重增长缓慢。子粒干重在开花后1535d增长迅速，以后增长速度下降。(二)产量形成高粱群体干物质积累与分配的过程就是产量形成的过程。干物质积累决定生物产量，分配决定经济系数。子粒产量来源于两个部分，一部分是开花后生产的光合产物，约占子粒产量的80；另一部分是抽穗前营养器官贮积物质的转移，约占子粒产量的20。前期培育壮秆，贮积更多的干物质，后期加强田间管理，提高叶片光合能力，是实现高产的重要途径。培
12、育和选用经济系数高的品种也是获得高产的重要途径。高粱经济系数一般为035045。四、高粱的品质1食用高粱 子粒有较高的营养价值和良好的适口性。单宁含量在02以下，出米率在80以上，蛋白质含量在10以上，赖氨酸含量占蛋白质的25以上，角质率适中，不着壳。酿造用高粱要求子粒淀粉含量不低于70，其中支链淀粉比例占90以上，子粒红色。2子粒饲用高粱 蛋白质含量和氨基酸平衡，如饲喂猪、鸡等单胃畜禽，还要求子粒中单宁含量02以下。茎叶饲用高粱要求产量高，茎秆含有一定糖度，不含或微含氢氰酸。3糖用高粱 要求茎秆含糖量高，易榨糖或发酵生产酒精。兼用高粱要求子粒品质好，茎秆质地优良，适于做建筑材料、架材、造纸制
13、板等。五、高梁对环境条件的要求(一)温度喜温作物。一定的高温提早幼穗分化，低则可延迟幼穗分化，此为高粱的感温性。 种子发芽最低温67，最适温2030，最高温4450。幼苗不耐低温和霜冻。出苗至拔节期适宜温度20-25。拔节至抽穗期适宜温度为2530。开花至成熟期最适宜温度为2630，低温会使花期推迟，影响授粉，如遇高温和伏旱，会使结实率降低。高粱灌浆阶段较大的温差有利于干物质的积累和子粒灌浆成熟。(二)光照1。光强。喜光作物，在生长发育过程中，要求有充足的光照条件。光照不足会延迟生育，产量降低，特别是后期光照不足，直接影响子粒的干物质积累。2。日长。短日照作物，缩短光照时数可提早抽穗和成熟，延
14、长光照则成熟延迟。南方品种引到北方种植，由于温度降低，光照时数延长，会导致高粱抽穗延迟，成熟期推后，甚至不能成熟；北方品种引到南方种植，会发生相反的变化。(三)水分抗旱能力较强，抗土壤干旱和大气干旱。同时高粱又具有耐涝性，其耐涝性在孕穗期以后尤为明显。在抽穗后如遇连续降雨，在短期内淹水不没顶，仍能获得一定的产量。但正常生长发育和获得高产仍需适宜的水分供应。苗期需水量较小，占全生育期总需水量10。拔节至孕穗期需水量最大，占50，这期间如水分不足，会影响植株生长和幼穗分化。孕穗至开花朗需水量约占15，水分不足会造成“掐脖旱”，是高梁需水临界期。灌浆期需水量占20，如遇干旱会影响干物质积累，降低粒重
15、。成熟期需水量显著减少，仅占5左右。全生育期降雨400500mm，分布均匀即可满足其生长需要。(四)土壤与矿质营养对土壤适应范围较广，能在多种土壤上生长。但要使高粱生育良好，达到高产、稳产，必须为之创造土层深厚、土质肥沃、有机质丰富、结构良好的土壤条件。高粱对土壤的适应性和耐瘠性与其具有较庞大的根系和较强的吸收能力有关。高粱每生产100kg子粒，约需吸收氮(N)26kg，磷(P2O5)136kg，钾(K20)306kg。增施有机肥或无机肥料对促进植株生长发育和提高产量都有良好作用。 第三节 高粱的栽培技术一、轮作倒茬忌重茬、迎茬。1）重茬、迎茬地块，病虫害严重，特别是黑穗病发生较多。这些黑穗病病原孢子遗留在土壤中，重茬和迎茬时，容易侵染种子而使高粱发病。2）重茬不利于合理利用土壤养分，使养分不均衡。实行合理轮作可消除这些不利因素的影响。对前茬的要求不严格，良好前茬有大豆、棉花、玉米、小麦等。具有一定耐盐碱能力。对土壤pH适应范围为5585，最适pH为6280。二、播种保苗(一)精细整地秋季耕翻，耕深2025cm，均匀一致，不漏耕、重耕，消灭立堡和大塑条。耕后要连续进行耙地、镇压整地作业。(二)种子准备1。选用良
