小宗粮食作物

1第十四章小宗粮食作物第一节小宗禾谷类作物一、高粱（一）概述高粱，又称蜀黍、芦穄、秫秫、茭子、芦粟，一年生草本植物，是世界重要作物之一，主要分布在亚洲、非洲和北美洲，栽培最多的是印度、美国、尼日利亚、墨西哥、中国等。据FAO统计，2007年全世界高粱种植面积为4379.5万hm2，我国为56.3万hm2。我国高粱栽培历史已有5000多年。高粱适应性强，我国各地均有种植，但主要集中于东北、华北和西北地区，其它地区一般是零星种植。高粱用途广泛，根据栽培目的及用途，可分为粒用高粱（食用、饲用、酿造用）、糖用高粱、饲草用高粱、帚用高粱和兼用高粱等几种类型。高粱籽粒含有丰富的营养成分，含淀粉65.9%~77.4%，蛋白质8.42%~14.45%，粗脂肪2.39%~5.47%，粗纤维1.34%~3.87%，每克籽粒可释放热量1.53×104J。籽粒加工后的副产品如糠麸、粉渣、酒糟等是优良的家畜饲料。高粱茎秆也有广泛用途，可作为燃料、造纸原料、建筑材料等，糖粒兼用高粱品种的茎秆含糖量10%左右，是良好的饲料（部分红高粱品种中体内氰酸含量较多，会引起家畜中毒，不宜直接青饲）。糖用高粱不但可产一定产量的籽粒，而且茎秆的含糖量较高，最高可达19%左右，可供生食和制糖，也可用于酿酒。帚用高粱脱粒后的穗轴可做扫帚。此外，高粱的茎秆中含有红色的花青素，可提取作为染料。高粱茎秆中约含有0.3%的蜡质，浸出后可供制蜡纸、油墨和鞋油等。（二）特征特性1．形态特征高粱属于禾本科高粱属，学名为Sorghumbicolor(Linn)Moench，其形态如图14-1。（1）根须根系，很发达，入土深度可达140~170cm，但多分布在30cm土层内，横向分布达120cm左右。由于发生的时间和部位不同，其根系可分为初生根、次生根和支持根。初生根即种子根，次生根从地下各茎节上发生，根数比玉米多1倍左右，这是高粱抗旱性与耐旱性强于一般作物的原因之一。支持根又叫气生根，由地上靠近地表的1~3个茎节上发生，具有吸收养分、水分和支持植株抗倒伏的作用。（2）茎为直立茎。一般品种茎秆有10~18个节，上部节间较长，下部节间较短。图14-1高粱茎的每个节间都有1个纵沟，内有1个腋芽，一般呈休眠状态。在肥水充足时腋芽可长成分蘖。在生长季节长的地区或杂交制种花期不遇时，可利用休眠芽的再生特性，使其抽穗、开花、结实。（3）叶由叶片、叶鞘和叶舌组成。叶片互生，每一节长1片叶，其数目因品种和生育期的长短而有很大差异，一般早熟品种8~12片，中晚熟品种14~18片。同一品种、同一地区的不同年份和不同栽培条件下稍有变化，但差异不大。同一品种在不同地区变化较大。春播高粱比夏播高粱多1~3片叶。（4）穗与花穗为圆锥花序，可分为散穗型和密穗型两种。花序主轴上有4~11个节，每节环生5~10个一级枝梗，一级枝梗上着生二级枝梗，二级枝梗上着生三级枝梗，三级枝梗上一般不再分枝，而着生一对或几对小穗。成对着生的小穗中，一个为无柄小穗，另一个为有柄小穗。无柄小穗较大，其内有2朵小花，上位花为能够结实的完全花，有内颖、外颖、3个雄蕊、1个雌蕊和2个鳞片；下位花为不能结实的退化花。因此，无柄小穗一般仅能结1个籽粒。有柄小穗较小，有2朵不完全花，不能结实，所以又叫雄性小穗或不孕小穗。2．生物学特性高粱与其他粮食作物相比，具有以下突出特点：（1）喜温、喜光高粱原产热带，是喜温作物，生育期间所需温度比玉米高，并有一定耐高温特性，全生育期适宜温度为20~30℃。高粱是C4作物，全生育期都需要充足的光照。高粱属于短2日照作物，任何品种在短日照处理下都能加速发育。（2）抗旱、抗涝、耐盐碱、耐瘠薄高粱根系发达，根细胞具有较高的渗透压，从土壤中吸收水分能力强。同时，茎、叶表面有一层白色蜡质，干旱时能减少水分蒸发，增强抗旱能力，水淹时能防止水分渗入茎内，增强耐涝能力。叶片表面气孔的表面积较小，空气干旱时叶片能自动卷缩，植株呈休眠状态，当水分充足时，重新恢复生长。所以，高粱既耐土壤干旱，又耐大气干旱。高粱耐盐碱的特性也优于一般作物，但苗期对盐碱较为敏感。（3）植株中含氢氰酸有毒物质高粱在成熟以前，籽粒、茎秆和叶片中都含有氢氰酸，这是由植物体内的糖化物转化而成的有毒物质。植株矮的品种比植株高大的含量高，糖用品种比帚用品种含量高。苗期含量最高，以后逐渐减少，至成熟时基本消失。高粱氢氰酸的含量受环境条件的影响，生育期间如遇低温或干旱，则含量增高；土壤湿润，蒸发量大时，氢氰酸易挥发，因而含量降低。为此，应采用干制茎叶作饲料，以免家畜中毒。（4）富含单宁高粱种皮含有较多的单宁（0.027%~0.96%），其能使蛋白质从溶液中析出，产生不溶于水的化合物，影响人和牲畜对蛋白质的消化吸收，所以高粱食品常带不同程度的涩味。为改善高粱品质，选种指标中单宁含量应在0.2%以下。（三）关键栽培技术1．整地高粱根系发达，深耕创造深厚疏松的土层，有利于根系纵向伸展，扩大吸收面积，同时能改善土壤的水、肥、气、热状况，有利于根际微生物活动，加速土壤养分转化，为高粱生长发育创造良好条件。2．播种(移栽)播前精选种子，用55℃温水浸种3~5min，有防病催芽作用。播种时适宜土壤含水量为16%~18%，适宜温度为5cm土层温度达12℃以上。播种量应根据品种特性、种子千粒重和种子质量等因素确定。一般发芽种子数与留苗数的比例以5：1为宜，每公顷播种量约15~22.5kg。每公顷留苗数，高秆品种和多穗高粱60000~90000株，中秆品种90000~120000株，矮秆品种和饲用高粱120000~150000株。播种方式一般采用方形点播或宽行条播，行距约70cm，株距16~33cm，播种深度3~4cm。南方春高粱常采用育苗移栽法，3月中下旬播种，薄膜覆盖，4月中旬移栽。3．间苗、定苗和中耕培土幼苗2~3叶期，开始间苗；5~6叶期，结合中耕，按留苗密度定苗。一般苗期中耕3次，第一次在2~3叶期结合间苗顺行浅锄，第二次在5~6叶期结合定苗扒根蹲苗，第三次在第二次中耕后10~15d进行。拔节后中耕要结合培土进行。4．肥水管理高粱既耐瘠又耐肥。据分析，每生产100kg籽粒，需纯氮2.6kg、磷1.4kg、钾3kg。施肥原则为，在施用基肥和种肥的基础上，追肥1~2次。一般基肥用量为每公顷有机肥30000~45000kg，结合深耕施用；种肥用量为尿素37.5~45kg或硫铵75kg；第一次追肥于拔节时施用硫铵225~300kg，第二次看苗追肥，如植株长势差，可在挑旗时轻施穗肥。高粱苗期耐旱性强，拔节后耐旱性下降，尤其是挑旗孕穗期为需水高峰期，此时干旱会造成“卡脖旱”，应注意灌溉。南方春高粱苗期雨水多，应及时做好排水防涝工作。5．病虫防治高粱的主要病虫害有地下害虫、蚜虫、螟虫、高粱黑穗病、叶斑病等，应采用综合措施防治病虫害。6．收获高粱的适宜收获期为籽粒蜡熟末期。此时籽粒呈现出品种固有的颜色和形状，粒质变硬，已无浆液，粒色鲜艳而有光泽。（四）再生高粱的栽培技术要点再生高粱即头季高粱成熟收获后，利用其茎节上的腋芽萌发成苗、抽穗，再收获一季或两季高粱籽粒。我国长江流域以南地区，无霜期长，热量资源丰富，可进行高粱再生栽培。再生栽培省种、省工、生产费用低，管理得当，产量可接近甚至超过头季。同时，生育期较接茬复种短，成熟早，有利于冬种。种好再生高粱，应注意以下技术环节：1．选用良种再生栽培用的高粱品种必须抗病、抗倒伏、再生力强、增产潜力大。如湘糯粱1号、泸糯杂1号、晋杂12号、豫粱6号等。32．适时播种和收获头季高粱头季高粱适时早播或移栽，争取早收，这是保证再生高粱安全成熟，两季高产的关键措施。长江流域地区，头季高粱需在7月底前收获，使再生高粱有95~100d以上的生育期，才能保证安全成熟。因此，头季高粱须在3月中下旬播种，再生高粱可在10月底至11月上旬成熟。3．加强头季高粱管理首先要加强肥水管理。施用优质有机肥作基肥，以有机肥和化肥混合作追肥，不仅当季增产，而且对再生高粱的再生率、穗长、穗粒数和千粒重都有明显的促进作用。孕穗至抽穗期每公顷施75kg硫铵，既利于穗粒发育，还可使腋芽发育健壮。抽穗开花期应保持土壤湿润，防止腋芽和根系早衰。如后期干旱，可在砍秆前后灌一次跑马水，或以茎秆覆盖，仅露出茬头，待再生苗发出后，再将茎秆运出。头茬收获时，留桩高度需适宜。因茎秆不同节位的腋芽具有不同的生育特点，越是下位的腋芽，其再生能力越强，长势越好，产量越高，但成熟较迟。因此，在保证安全成熟的前提下，通常采取低桩留芽法，一般留桩4~7cm，保留近地面2个节。头季高粱砍秆应抢晴天进行，若雨天砍秆，老根易腐烂，再生力降低。砍秆应用利刀斜砍，“一刀清”，防止撕裂根茬。4．再生期的管理头季收获砍秆后，立即犁垄破畦，深中耕20cm左右，促使新根大量发生。破垄后在靠近根部处条施优质有机肥或化肥，随后浅覆土。如遇天旱应灌水。砍秆后3~4d，再生苗开始发生，5~8d即可齐苗。待幼苗3~4叶时，及时疏苗，一般单株留苗1~2个，每公顷留苗150000左右。定苗后，立即进行深中耕，破除土壤板结，消灭杂草。封垄前追肥1次，促进幼穗分化，一般每公顷施人粪尿22500kg或硫铵75kg。抽穗前用75kg硫铵偏追弱株，促使抽穗一致，成熟整齐。二、荞麦（一）概述荞麦，又名乌麦、花麦、三角麦。主要分布于东亚和欧美。前苏联种植最多，占世界种植面积的60%。我国荞麦种植面积和产量均居世界第二位，是世界上最大的荞麦出口国。2007年我国荞麦种植面积为90万hm2，占世界30.67%。我国南北方都有种植，但主要分布在内蒙古、甘肃、宁夏等省区和西南地区。荞麦主要有2个栽培种：普通荞麦（F.esculentumMoench），又叫甜荞麦，北方多种此类型；鞑靼荞麦（F.tataricum(L.)Gaertn），又称苦荞麦，以西南山区较多。荞麦营养价值高，是一种很受欢迎的杂粮。据分析，荞麦籽粒中蛋白质含量为7.94%~17.15%，脂肪含量为2%~3.64%，淀粉含量为67.45%；每100g荞麦粉含钙49mg，磷287mg，铁1.4mg，胡萝卜素0.12mg，热量1.42×106J。另外，还含有多种维生素。荞麦粉中的维生素B1和B2比小麦粉多3~4倍，赖氨酸和精氨酸含量远高于大米、小麦粉、玉米、谷子、高粱、黍子等。荞麦面粉可加工成多种风味小吃，荞麦籽实可作为糖果点心工业的原料；茎叶以及籽实加工的废弃物（皮壳、麸皮）含有较多的蛋白质和脂肪，是优质饲料；壳中还含有30%~40%的氧化钾，除作肥料外，可供制造碳酸钾之用；茎叶柔软多汁，易于腐烂，可作绿肥。荞麦药用价值很高，其幼苗、花、叶中含有芦丁（苷糖化合物），能治疗高血压病和微血管出血，防止中风。苦荞麦的根苦寒，有解毒消肿、活血散瘀、止痛之功效。籽粒可用于治疗肺脓疡、肺炎、咽喉肿痛、乳腺炎、关节疼痛、淋巴结核，以及跌打损伤、狂犬、蛇咬伤等症。荞麦适应性很强，抗旱、耐瘠，且生育期短。在农业生产上，可作为新垦地或贫瘠地的先锋作物，也可作为填闲作物和灾后补救作物。同时，荞麦是我国三大蜜源作物之一，每公顷荞麦可采蜜45~60kg。（二）特征特性1．形态特征荞麦属于蓼科荞麦属，一年生草本植物。学名为FagopyrumMill.sp.，其形态如图14-2。4（1）根为直根系，不太发达，入土深度一般为33~56cm，但吸收能力强，尤其对难溶性磷的吸收能力强。（2）茎直立，一般高50~100cm，中空，表面光滑。向阳面呈红色，背阴面呈绿色。主茎节数9~17节，平均13节左右，一般着生一级分枝4~8个，二级分枝4个左右，株型松散。（3）叶互生于茎及分枝上，为戟形或心形。叶面光滑无毛，通常为绿色，叶柄和叶脉多呈红紫色。植株下部叶较大，向上逐渐变小，叶柄也由下至上逐渐变短，最上部叶几乎无柄。托叶呈鞘状，包围茎节。（4）花为总状花序，由若干玫瑰色或粉白色的花朵集合而成。花基部有蜜腺，能分泌蜜汁。花为两性异型花，即一种花雄蕊长而花柱短，另一种花花柱长而雄蕊短。只有短雄蕊的花粉粒落到短花柱的柱头上，或长雄蕊的花粉粒落在长花柱的