植物學史
栽培歷史
據甲骨文記載和考古學上的發現,甜高粱有著悠久的栽培歷史。儘管甜高粱在中國具體的栽培起始時間尚不清晰,但鑒於其在中國品種豐富、栽培範圍廣泛,被中國視為甜高粱可能的原產地之一。然而,根據現有資料,甜高粱被廣泛認為是從非洲傳入中國的,它首先在非洲有著超過五千年的栽培歷史,隨後在公元前4世紀傳入印度,公元4世紀到達中國,並進一步在公元5至8世紀經朝鮮半島傳至日本,其傳播路徑與粒用高粱的傳播緊密相關。1970年以前國外用之取糖漿,充作甜食冷飲原料;1969年美國開始用它制出結晶糖;1977~1979年中國有些省市也先後用它制出過紅白砂糖。
中國作為一個耕地資源有限而人口眾多的開發中國家,非常適合甜高粱的生產。1983年數據顯示,中國高粱播種面積占全球的6%,但總產量卻占全球的16%,單位面積產量是世界平均產量的3.7倍,這凸顯了甜高粱在中國農業生產中的重要地位和發展潛力。自20世紀80年代起,中國開始雜交甜高粱的研究,並成功培育出遼飼雜1號、沈農甜雜2號等一批具有強大雜種優勢的甜高粱雜交種,這些品種生物產量高、莖稈多糖多汁、抗逆性強,莖稈產量平均可達52500kg/hm左右。
命名由來
甜高粱是高粱變種,植株高大,生物學產量高,稈中富含糖分,因此而得名。
形態特徵
一年生植物。
根莖
鬚根較粗,常於稈的基部具支撐根。稈粗壯,高2-4米,基部徑2-2.5厘米,多汁液,味甜。
葉
葉7-12片或較多,長約1米,寬約8厘米;葉舌硬膜質;葉鞘無毛或有白粉。
花
花序緊密或稍緊密,橢圓形,橢圓狀長圓形或長圓形,長20-40厘米,寬5-15厘米;花序梗直立,主軸延伸,具數節至多節;分枝多數至數枚於節上近輪生,直立或斜升,通常疏生柔毛或具細刺毛而粗糙。無柄小穗橢圓形、橢圓狀長圓形至倒卵狀長圓形,長4.5-6毫米,花時寬2-3毫米,結果時寬3.5毫米,基盤無毛或具髯毛;穎幼時紙質或薄革質,熟時硬紙質,第一穎頂端鈍,具12-15脈,上部較明顯,常於中部以下漸消失或隱約可見,並具3-6條橫脈,上部1/3處具脊,微呈狹翅,脊上具微刺毛而粗糙,頂端具3小齒;第二穎舟形,具不明顯的7-9脈,並有1-4條橫脈,頂端具脊,邊緣有纖毛;外稃膜質透明,橢圓形或橢圓狀長圓形,多少具毛,長4-6毫米;內稃橢圓形至卵形,頂端近全緣,或微2裂,具1.5-2毫米的芒或無芒;花葯長3-4毫米。花期6-9月。
果實
穎果成熟時頂端或兩側裸露,稀完全為穎所包,橢圓形至橢圓狀長圓形,或向基部漸狹成倒卵狀橢圓形,長3.5-5毫米,寬2-3毫米。果期6-9月。

甜高粱-果實
種子
種胚明顯,橢圓形,長約為穀粒之半。有柄小穗披針形,長4-6毫米,雄性或中性,宿存,第一穎7-9脈,第二穎5-7脈,無芒。

甜高粱-種子
分布範圍
全中國均有栽培,但以黃河流域以南諸省為多,隨著城鄉人民生活水平的提高,亦不再作為主食,栽培面積減少,現只見零星栽培。據記載該種原產印度和緬甸,現世界各大洲都有栽培。
生態習性
甜高粱喜溫暖,具有抗旱、耐澇、耐
鹽鹼等特性,在全球大多數
半乾旱地區都可以生長。對生長的環境條件要求不太嚴格,對土壤的適應能力強,特別是對鹽鹼的忍耐力比玉米還強,在
pH值5.0-8.5的土壤上甜高粱都能生長。甜高粱在10°C以上
積溫達2600°C-4500°C就可以生長。甜高粱是高能作物,其光合轉化率高達18%-28%。
繁殖方式
甜高粱多用種子繁殖,生長期短,一般4~6個月。由於甜高粱所具有的生理學和農藝學特性,它可以在熱帶、溫帶大範圍種植。
栽培技術
播種
選種
一般選擇生育期120天左右、莖稈堅韌抗倒伏的糧、稈兼用甜高粱雜交種,如平安甜糖6號,需有效積溫2100℃左右,株高350厘米、莖粗1.74厘米、單稈重1.08千克,畝產莖稈5000千克,莖汁糖度16.8%,穗長29厘米,紅殼白粒,穗粒重60-70克,畝產籽粒350千克左右,著殼率10%。
種子處理
播前將種子用清水浸泡一晝夜,撈出晾乾,可提高種子發芽率。
播種量
甜高粱發芽率較低,畝播種量為1.5千克。甜高粱根頸短,頂土能力弱,播種深度為3厘米。
田間管理
間苗、定苗、去分櫱
2-3葉時間苗,4-6葉時定苗,結合定苗去除分櫱,促使單株壯苗。甜高粱分櫱力較強,一般分櫱在3株以上,且分櫱長勢強,若不及早去除,主莖、分櫱混長,消耗養分,延長主莖的生育期,造成主莖細軟、晚熟等不良後果。
中耕培土
幼苗2-3葉期進行第1次中耕,可起到消滅雜草、防旱保墒的作用;4-6葉時結合定苗進行第2次中耕,深度在10厘米左右;第3次中耕,在第2次中耕後10-15天進行,當植株長到70厘米左右、即將封行時進行中耕培土,將行間的土壤培於甜高粱的根基部,在行間形成壟溝,促進支柱根的生長。
中後期管理
甜高粱開花至成熟期,生育中心轉移到籽粒成熟過程和甜高粱莖稈糖分積累過程,籽粒產量和莖稈糖分積累基本是同步進行的。此階段要注意養根護葉,防止植株早衰。抽穗後植株若有脫肥現象,可用磷酸二氫鉀溶液等進行葉面噴施,以促進籽粒成熟和莖稈糖分的積累。田間若發現黑穗病,應及時拔除病株,隨即深埋處理。
水肥管理
巧施拔節肥施足基肥,根據長勢適量追肥,以利糖分積累。種植甜高粱中後期不宜過多施入氮肥,以免貪青徒長,影響莖稈中糖分積累和籽粒的正常成熟。追肥可在拔節初期,結合第3次中耕進行追肥,畝追施尿素10-15千克,嚴禁將肥料施於土壤表面。
適時灌水甜高粱一生總需水量是“兩頭少、中間多”。全生育期灌水3-4次。第1次灌水在播種後25-30天左右的拔節期(7月20-25日),結合追肥進行;第2次灌水一般在第1次灌水後15天,高粱抽穗揚花後(8月10日左右)進行;第3次灌水一般在9月初高粱灌漿期進行。後期灌水時要防止低洼地積水,特別要注意天氣變化,嚴防倒伏。
病蟲防治
甜高粱抗病性較強,但抗蟲性差,因莖葉中糖分含量較高,易受鑽心蟲和蚜蟲的危害,應及早防治。防治方法:蚜蟲用
溴氰菊酯1:2000倍液或速滅殺丁5000-6000倍液噴灑防治;鑽心蟲危害時可在心葉處撒數粒呋喃丹防治;
地老虎危害時畝用敵殺死50克兌水30-45千克噴灑防治。
採收
甜高粱莖稈中糖分含量最高時期與籽粒成熟同步,若植株已成熟遇霜凍,莖稈中的糖分就會流失,要適時收穫。蠟熟末期籽粒變黑時,籽粒乾物質積累最大值,籽粒水分含量在20%左右,莖稈含糖量最高,出汁率也最高,是最佳收穫時期。甜高粱收穫時,用鐮刀近地面處割下莖稈,再割下果穗。果穗運往曬場晾曬脫粒,曬乾揚淨保存(也可不割果穗)。莖稈除去葉片後,裝車拉運。
主要變種
工藝高梁(學名:Sorghum dochna (Forssk.) Snowden var. technicum (Koern.) Snowden)
圓錐花序疏鬆,分枝聚集於主軸的頂端呈傘房或近傘形狀排列;總花梗直立,基部直徑5-10毫米;分枝粗壯,具棱,光滑無毛或具柔毛,長30-50厘米,下垂或鋪散;無柄小穗橢圓形或橢圓狀長圓形,長4.5-6毫米,寬2.5-3毫米;第一穎花時多少近革質,果時為硬紙質,具7-9脈,中部以上明顯,向下消失或隱約可見;第二穎舟形,中部以上具明顯的脊;第一外稃膜質,狹橢圓形,第二外稃無芒或具長約10毫米的芒。穎果橢圓形或橢圓狀長圓形,約與穎等長,成熟時頂端或兩側微露,或完全為穎所包被。花果期7-9月。
中國自東北至華南均有栽培,但以
黃河流域為多。世界各大洲均栽培。
該變種與原變種的主要區別是:圓錐花序的分枝聚集於主軸的頂端近傘形或傘房狀排列。
主要價值
食用價值
莖稈含糖量高,可與南方甘蔗媲美。是農村的天然
美食。
飼用價值
甜高粱在中國和
澳大利亞等許多國家主要作為飼料用。甜高粱具有較強的生物學優勢,各項營養指標均優於玉米,含糖量比
青貯玉米高2倍;無氮浸出物和粗灰分分別比玉米高。
經濟價值
甜高粱製糖甜高粱的莖稈富含糖分,可用以製糖漿和結晶糖。甜高粱莖稈中含有豐富的糖分汁液,可用於生產酒產品,還可用高粱糠和甜高粱製糖後的殘渣和廢稀制酒。甜高粱莖稈產量高並含有14%-18%的纖維素,是造紙的好原料。甜高粱的纖維結構具有高的密度和產生同質片狀物,因此非常適於用作造紙的原料。甜高粱莖稈表皮組織緻密堅韌,可加工出高質量的建材板。
甜高粱無論種子還是莖稈均可用以生產
酒精,是一種非常理想的能源作物。甜高粱是一種新型可再生的高效能源作物,用甜高粱莖稈粉碎後發酵制酒精,在國外研究和套用較多。