盐胁迫对甜高粱茎秆糖分积累的影响及其生理机制

本项目针对我国发展非粮生物质能源作物甜高粱（Sorghum bicolor ）生产，将主要依赖盐碱地资源的特点，采用在大田和控制条件下土壤盐分胁迫的方法，研究不同土壤盐分浓度胁迫对甜高粱茎秆糖产量（茎秆产量×茎秆含糖量）和糖分组成以及光合生理指标的影响；通过分析不同土壤盐分浓度条件下甜高粱茎秆产量、茎秆含糖量和糖组分的变化特征以及光合生理指标的变化规律，阐明盐分处理下，甜高粱茎秆产量和茎秆含糖量的关系以及不同糖组分之间互相转化的关系，揭示土壤盐分胁迫导致甜高粱茎秆糖产量变化的生理基础，提出不同程度盐碱地种植甜高粱的主要经济技术指标，为我国利用盐碱地种植甜高粱发展生物质能源提供技术指导和理论依据。

摘要：鉴于甜高粱作为能源植物的多方面的优势，中国政府积极鼓励利用边际性土地，以甜高粱为原料生产燃料乙醇，并已经出台了相关的政策。主要经济技术指标不清楚是限制利用盐碱地发展甜高粱生物能源产业的主要障碍，阐明土壤盐分对甜高粱茎秆糖分积累影响机理对于指导盐碱地栽培甜高粱十分重要。本项目围绕土壤盐分对甜高粱茎秆糖分积累的影响，利用室内盆栽、室外盐池模拟土壤盐分胁迫和大田盐碱地种植三种方式，研究了土壤盐分胁迫对甜高粱发芽和出苗以及成熟期间茎秆产量、茎秆含糖量、糖分组成、糖代谢有关酶活性的影响，提出了利用盐碱地种植甜高粱的主要生产指标。主要研究成果如下：宁夏地区大田条件下，轻度的盐碱地（耕层土壤总盐平均含量0.3%左右）条件下，甜高粱平均茎秆产量40-60吨/公顷, 汁液糖锤度为 16.5-20% Brix, 茎秆汁液含量 70-80%，每公顷折合糖产量为5,660Kg，同时籽粒产量为每公顷2.5-6吨，因此，认为甜高粱适合在轻度盐碱地上大面积推广种植，其综合产糖量会高于耕地。生产上推荐使用的品种为：晚熟品种：M81-E，中熟品种：辽甜1号、醇甜2号，早熟品种：能饲杂1号。盐碱地种植甜高粱的关键环节是提高发芽率和出苗率。土壤盐分通过对甜高粱叶片光合作用、渗透调节和糖代谢相关酶的平衡影响，而导致甜高粱茎秆糖分积累的变化。