高粱屬（學名：Sorghum Moench）是禾本科下一個屬。高大的一年生或多年生草本；具或不具根狀莖。稈多粗壯而直立。葉片寬線形、線形至線狀披針形。圓錐花序直立，稀彎曲，開展或緊縮，由多數含1-5節的總狀花序組成；總狀花序軸節間與小穗柄線形，其邊緣常具纖毛；第二穎舟形，具脊；第一外稃膜質，第二外稃長圓形或橢圓狀披針形，全緣，無芒，或具2齒裂，裂齒間具1長或短的芒。
高粱屬分布於全世界熱帶、亞熱帶和溫帶地區，模式種高粱原產熱帶，是喜溫作物，在生育期間所需的溫度比玉米高，並有一定的耐高溫特性，全生育期適宜溫度20～30℃。
高粱屬植物多為抗旱作物，在世界各地被廣泛種植，作為糧食、飼料、工業原料等，具有很高的經濟價值。
基本介紹
植物學史,起源,系統位置,分類學,形態特徵,生長環境,分布範圍,生長習性,繁殖方法,下級分類,主要價值,經濟,飼用,食用,藥用,保護現狀,物種危害,植物文化,
植物學史
起源
2009年Mercadert在“Science”發表了最早的高粱屬化石記錄，是非洲莫三比克一個溶洞內的高粱穀粒化石，年齡為更新世晚期10.5萬年前。Christin等採用分子鐘方法，估測禾本科須芒草族冠群分化時間約在中新世中期17.1百萬年前。植物起源時間一般比本身的化石記錄早，而比所歸屬類群的分化時間晚，因此高粱屬的起源時間估計早於更新世晚期10.5萬年前，晚於中新世中期17.1百萬年前。
系統位置
傳統分類學將須芒草族分為兩個類群：同性對小穗（無柄小穗和有柄小穗均可育）類群，以甘蔗亞族（Saccharinae）為代表；異性對小穗類群，以高粱亞族（Sorghinae）為代表。根據Clayton和Renvoizem對高粱亞族各屬的描述，我們認為高粱屬是連線高粱亞族內部異形異性對小穗類群[Sorghastrum Nash、Cleistachne Benth.、細柄草屬（Capillipedium Stapf）]和同形異性對小穗類群[孔穎草屬（Bothriochloa Kuntze）、金須茅屬（Chrysopogon Trin.）、雙花草屬（Dichanthium Willemet）]的“演化橋樑”。然而，分子系統學研究結果表明，高粱屬與甘蔗亞族分支關係更近，在高粱屬群（Sorghum group）[高粱亞族7屬、莠竹屬（Mierostegium Nees）、芒屬（Miscanthus Andersson）、甘蔗屬（Saccharum L.、水蔗草屬（Apluda L.）、金髮草屬（Pogonatherum P. Beauv.）共12屬]內部，高粱屬與Cleistachne、莠竹屬、芒屬形成姐妹群，Mathews等和Teerawatananon等的研究結果表明，在須芒草族內高粱屬與甘蔗亞族的金茅屬（Eulalia Kunth）和單序草屬（Polytrias Hackel）及鴨嘴草亞族的水蔗草屬和薏苡屬（Coix L.）關係較近，與高粱亞族其他成員並不近緣。高粱屬系統位置的爭議，暗示須芒草族仍處於劇烈的演化過程。
分類學
高粱屬是由德國學者ConradMoench建立。Garber根據形態學和細胞遺傳學證據，將高粱屬分為6亞屬：高粱亞屬（Sorghum）、擬高粱亞屬（Parasorghum）、有柄高粱亞屬（Stiposorghum）、多毛高粱亞屬（Chaetosorghum）、異高粱亞屬（Heterosorghum）和Sorghastrum亞屬。Celarielx、Clayton和Renvoize支持Sorghastrum亞屬獨立成為Sorghastrum屬，認為高粱屬有5亞屬：①高粱亞屬（Sorghum），稈節光滑，葉枕顯著，漿片背面具柔毛，圓錐花序具有3級以上分枝，有柄小穗具有外稃，無柄小穗第一穎10～22脈，染色體基數X=10或20；②擬高粱亞屬（Parasorghum），桿節（上部）具髯毛，圓錐花序2級分枝（不再分小枝），穎基鈍短，不長於0.5毫米，芒顯著，成熟穎果倒卵球形，染色體基數x=5或10；③有柄高粱亞屬（Stiposorghum），桿節（上部）具髯毛，圓錐花序2級分枝，穎基尖銳，長1.0～7.5毫米，芒顯著，染色體基數x=5或10；④多毛高粱亞屬（Chaetosorghum），稈節光滑，葉枕顯著，漿片背面無毛，圓錐花序具有3級以上分枝，有柄小穗無外稃，無柄小穗第一穎10～22脈，染色體基數X=10；⑤異高粱亞屬（Heterosorghum），稈節光滑，葉枕不明顯，漿片背面具柔毛，圓錐花序具有3級以上分枝，無柄小穗第一穎9～12脈，染色體基數X=10。Lazarides等研究澳大利亞分布的高粱屬種類，支持Clayton和Renvoize的5亞屬的處理。
形態特徵
高大的一年生或多年生草本；具或不具根狀莖。稈多粗壯而直立。葉片寬線形、線形至線狀披針形。圓錐花序直立，稀彎曲，開展或緊縮，由多數含1～5節的總狀花序組成；小穗孿生，一無柄，一有柄，總狀花序軸節間與小穗柄線形，其邊緣常具纖毛；無柄小穗兩性，有柄小穗雄性或中性，無柄小穗之第一穎革質，背部凸起或扁平，成熟時變硬而有光澤，具狹窄而內卷的邊緣，向頂端則漸內折；第二穎舟形，具脊；第一外稃膜質，第二外稃長圓形或橢圓狀披針形，全緣，無芒，或具2齒裂，裂齒間具1長或短的芒。
生長環境
高粱原產熱帶，是喜溫作物，在生育期間所需的溫度比玉米高，並有一定的耐高溫特性，全生育期適宜溫度20～30℃。高粱是C4作物，全生育期都需要充足的光照。高粱屬於短日照作物，任何品種在短日照處理下都能加速發育。
分布範圍
高粱屬分布於全世界熱帶、亞熱帶和溫帶地區，包括非洲、歐洲、地中海、西亞、熱帶亞洲、溫帶亞洲、澳大利亞東北部和西南部、美洲等地；在中國有分布於東北、西南、華南各省（區）。
高粱屬分布圖
生長習性
高粱根系發達，根細胞具有較高的滲透壓，從土壤中吸收水分能力強。同時，莖、葉表面有一層白色蠟質，乾旱時能減少水分蒸發，增強抗旱能力，水淹時能防止水分滲入莖內，從而增強耐澇能力。葉片表面氣孔的表面積較小，空氣乾旱時葉片能自動捲縮，植株呈休眠狀態，當水分充足時，重新恢復生長。所以，高粱既耐土壤乾旱，又耐大氣乾旱。
石茅苗期生長比較緩慢，一般於5月底生出根莖並開始分櫱，6月下旬孕穗並抽穗，7月中旬開花，7月下旬至9月上旬結實並成熟，8月上旬至9月上旬收種，11月中旬以後地上部分枯死；第二年，一般於4月上旬返青，6月中旬開花，7月初種子即開始成熟。生育期110～120天，青草期210～220天。
擬高粱播種後，在適宜的溫度和水分條件下，種子開始萌發，先長出胚根，後長出胚芽。出苗後莖基部開始長出鬚根，同時形成根狀莖。根狀莖穿透能力強，能在地下縱橫蔓延，使地下部發展壯大，分布成片。根狀莖的芽先側生、後向上生長成為直立的新植株，到第一次刈割後，莖基部即大量分櫱，分櫱數一般為30～40個，高者可達176個。但收割次數要適中，過多或過少，均使分櫱數下降，並使莖稈變細，以平均每月收割1次為宜。收割時的莖、葉比為2：3，株高在100厘米左右。採種時，栽培的第一年，種子在10月份成熟，第二年以後，一年有2次成熟，第一次在6～7月份，第二次在9～10月。種子成熟期很不一致，宜早收穫。11月下旬至次年2月生長緩慢，但到3月後迅速生長，3月中下旬即可供青飼。
繁殖方法
高粱屬是須芒草族內異性對小穗（一無柄可育， 一有柄雄性或不育）類群的典型代表，染色體倍性變異從二倍體到八倍體。高粱屬部分物種繁殖方法參考如下：
- 石茅
石茅一般利用種子繁殖較多，也可用根莖繁殖。種子籽粒大，乾粒重3.59，每千克約28萬粒；一般每穗產種子500～1500粒。每公頃產種子450～750千克。種子發芽率高，成熟後易落粒，應及時分批採收。自然落粒的種子，經短時間休眠即可萌發。宜春播，在亞熱帶以南地區，秋播也可。每公頃播種量22.5～37.5千克，行距30～40厘米，播深3～4厘米。也可與燕麥、箭等豌豆等混播，以增加第一茬的收穫量。生長3年後，應採取劃破草皮，改善土壤的通透性，以促其生長。
- 蘇丹草
蘇丹草適應性較強，對土壤要求不太嚴格，除鹽鹼地、澇窪地和酸性較強的土壤不宜種植外，一般耕地均可種植。因其根系發達，播種土地應進行秋翻或春翻，翻後耙耱平整。為提高產草量，應施足底肥，每公頃可施農家肥20000～30000千克，或播種時每公頃施氮、磷複合肥300～450千克。適宜的播種期以土壤10厘米、土層溫度10～12℃時播種。在吉林省，一般5月上旬播種。刈草地宜條播，行距30～45厘米，每公頃播種量30千克。採種地行距60厘米，每公頃播種量15～23千克。播種覆土厚度2～3厘米，播種後鎮壓。刈草地在苗期可除雜草1～2次，採種地可在苗期、拔節期除草、起壟2次。作青飼料用，可在孕穗初期（或拔節後期）利用；調製於草和青貯用，宜在抽穗初期1次收割。為促使再生草生長，第一次收割後每公頃可追施氮肥150～200千克。乾旱地區有灌溉條件時，應於灌溉結合追肥。
- 擬高粱
擬高粱種子繁殖有兩種方法，一種是溫水浸種24小時後，直接進行穴播，每穴播2～3粒種子，而後用火燒或黑肥土蓋種；另一種是將種子先經過溫水浸種，而後再經過催芽，進行薄膜育苗，待苗長到15～25厘米時，再行移栽，每穴1株。株行距如前所述，但如育種或繁殖種子時，株行距最好為30厘米×50厘米或40厘米×50厘米。播種量，如育苗移植，每千克種子的苗，可供種植0.27～0.3公頃之用，如直接播種，其播量為15千克/公頃。紅壤、黃壤或黑土地，均可播種或移植。將土地深耕後，略施農家肥或垃圾土7500千克/公頃或混合化肥375千克/公頃，則當年鮮草產量可達75噸/公頃以上。以後每收割1次，每公頃應追施氮肥60千克左右。在夏季收割利用時，留茬高度不得少於10厘米。
下級分類
高粱屬約有33餘種，在中國已知有11種（包括引種逸生）。模式種為高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）。
序號 | 中文名 | 學名 | 備註 |
|---|---|---|---|
1 | Sorghum nitidum （Vahl） Pers. | 光高粱組 | |
2 | Sorghum × almum Parod. | 高粱組 | |
3 | Sorghum halepense （L.） Pers. | ||
4 | Sorghum propinquum （Kunth） Hitchc. | ||
5 | Sorghum bicolor （L.） Moench | ||
6 | Sorghum caffrorum （Retz.） Beauv. | ||
7 | Sorghum cernuum （Ard.） Host. | ||
8 | Sorghum dochna （Forssk.） Snowden | ||
9 | Sorghum durra （Forssk.） Stapf | ||
10 | Sorghum nervosum Bess. ex Schult. | ||
11 | Sorghum sudanense （Piper） Stapf | ||
12 | / | Sorghum amplum Lazarides | / |
13 | / | Sorghum angustum S.T.Blake | / |
14 | 普通野生高粱 | Sorghum arundinaceum （Desv.） Stapf | / |
15 | / | Sorghum bulbosum Lazarides | / |
16 | / | Sorghum brachypodum Lazarides | / |
17 | / | Sorghum controversum （Steud.） Snowden | / |
18 | / | Sorghum ecarinatum Lazarides | / |
19 | / | Sorghum exstans Lazarides | / |
20 | / | Sorghum grande Lazarides | / |
21 | / | Sorghum intrans F.Muell. ex Benth. | / |
22 | / | Sorghum interjectum Lazarides | / |
23 | / | Sorghum laxiflorum F.M.Bailey | / |
24 | / | Sorghum leiocladum （Hack.） C.E.Hubb. | / |
25 | / | Sorghum macrospermum E.D.Garber | / |
26 | / | Sorghum matarankense E.D.Garber & Snyder | / |
27 | 羽高粱 | Sorghum plumosum （R.Br.） P.Beauv. | / |
28 | / | Sorghum purpureosericeum （Hochst. ex A.Rich.） Schweinf. & Asch. | / |
29 | / | Sorghum stipoideum （Ewart & Jean White） C.A.Gardner & C.E.Hubb. | / |
30 | / | Sorghum timorense （Kunth） Buse | / |
31 | / | Sorghum trichocladum （Rupr. ex Hack.） Kuntze | / |
32 | / | Sorghum versicolor Andersson | / |
33 | 柳葉高粱 | Sorghum virgatum （Hack.） Stapf | / |
主要價值
經濟
高粱屬植物多為抗旱作物，在世界各地被廣泛種植，作為糧食、飼料、工業原料等，具有很高的經濟價值。在中國廣泛種植的飼料用高粱屬作物有高粱、蘇丹草以及高粱和蘇丹草的雜交種高丹草，是國家草種質資源庫重點收集的種質資源之一。
光高粱種子含澱粉，可磨粉或釀酒。擬高粱纖維是工業原料。甜高粱莖稈中的糖經生物發酵轉化成乙醇，乙醇單獨或與汽油混合，成為汽車燃料，甜高粱又稱“高能作物”，甜高粱莖稈還可製糖、糖漿。高粱殼可提取生物色素，莖稈還可製作板材、造紙，髓加工成食用纖維，高粱蠟粉加工成蠟質，耐高溫，可用於航空器。
2017年，全世界高粱種植面積基本穩定在4400～4500萬公頃，總產59834萬噸，單產1.330噸/公頃。高粱是中國最早栽培的禾穀類作物之一，在2017年種植面積居世界第10位，占世界高粱種植總面積1.6%，總產量不到300萬噸，平均單產達4.69噸/公頃。中國進口高粱數量巨大，2015年高粱進口量達1069.97萬噸，2021年全年進口高粱942萬噸，主要來源於美國（占70%左右）、阿根廷和澳大利亞。
飼用
高粱屬大多作為穀物和飼料栽培。甜高粱具有生物產量高、抗旱性強、耐貧等特性，且營養價值高、適口性良好。蘇丹草具有抗旱、抗倒伏和抗病能力強的優勢，在中國國內被廣泛推廣種植。高丹草是高粱和蘇丹草的雜交種，結合了高粱和蘇丹草的特性，其抗旱、抗倒伏及分能力和再生能力較強。
高粱屬飼料作物，是畜牧業一種很好的飼草來源。飼料高粱既可做牧草放牧，又可刈割做青飼、青貯和乾草。飼料高粱產量高，適應性強，在弱酸和輕度鹽漬土上能生長。飼料高粱含有豐富的可消化營養物質及良好的適口性，在乾物質中粗蛋白的含量為10～15%，其營養成分相當於青刈玉米或好於青刈玉米。
食用
高粱屬植物的高粱按其性質可分為顆性和糯性兩種，按照粒質又可分為硬質和軟質。高粱為粗糧，穀粒供食用、釀酒（高粱酒）或制飲糖；桿可製糖漿或生食；穗可制答量或炊帶；高粱籽粒加工後即成為高粱米，可做乾飯，也可磨製成粉後再做成其他食品，如麵條、煎餅、年糕等。另外，中國的一些名酒，如貴州茅台、瀘州老窖等，都是以高粱為主料釀造的。
藥用
高粱的穎果可入藥，可寧心安神、燥濕祛痰。高粱具有一定的藥用功效，可和胃、消積、溫中、健脾、澀腸胃。它所含有的丹寧可收斂固脫，但便秘者不宜食用。高粱根也可入藥，有平喘、止血、利尿的功效。它的莖桿可用來榨汁熬糖。黏性較強的高粱，尤適合肺結核患者食用。
保護現狀
2021年，擬高粱列入中國《國家重點保護野生植物名錄》——Ⅱ級。
羽高粱、普通野生高粱等7個物種均被列入《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》（IUCN）——無危。
2023年，3種高粱屬物種被列入《中國生物多樣性紅色名錄—高等植物卷（2020）》，等級如下：
瀕危（EN） | 無危（LC） | |
|---|---|---|
擬高粱 | 石茅 | 光高粱 |
物種危害
高粱屬中也有相當一部分是人侵植物或具有入侵性的種類，代表性的有石茅。石茅是危害大、繁殖快、難防治的世界十大惡性雜草之一，為中國進境植物檢疫性有害生物。石茅為疏叢根莖型禾草，二年生的株叢可分櫱4～10個，粗壯而脆嫩的根莖長達25～30厘米，極易折斷而獨立繁殖成株，刈割3～4一茬仍能再生。一旦侵入農田，是很難清除的惡性雜草，適宜作為建立永久性草地的草種。雜高粱的種子多混雜在商品糧或其他作物種子中隨調運傳播，也可隨水流、工具等攜帶傳播，雜高粱是宿根多年生雜草，根莖發達，以種子和地下根莖進行繁殖，具有很強的競爭力，是一種危害很大且難以防治的雜草。雜高粱與石茅的生長習性基本相同，常混合發生，對農作物造成嚴重危害。美國大部分地區將石茅和雜高粱同視為有害雜草。可通過重視和加強進境植物檢疫工作，加強技術研發、提高實驗室檢測能力，規範檢疫處理等方法進行防治。
植物文化
高粱寓意出人頭地。在5000年前，東非衣索比亞地區的一種野草，雖能充飢，但口感不好，隨後逐漸馴化。阿拉伯人從沿海一帶將種子帶入印度，被廣泛種植，後又傳入中國。高粱在宋朝已經廣為栽培。蜀黍因為種子來源於蜀，形狀似黍，故名。在萬曆年間（1573-1620年），徐光啟在《農政全書》中寫道：“其黏者近秫，顧借名為秫。一名蘆榛、一名蘆粟、一名高粱。”
