Status and Countermeasures of Sorghum Industry in Zhejiang Province

Zou Guihua, Zheng Xueqiang, Lv Xuegao, Liu Heqin, Liu Xiuhui, Chen Heyun

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Journal of Agriculture ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (10) : 120-124. DOI: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0140

Status and Countermeasures of Sorghum Industry in Zhejiang Province

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Abstract

Sorghum plays an important role in the rural revitalization in Zhejiang, to promote the comprehensive development of sorghum industry, the status of production and deep processing of the sorghum industry was summarized. The reasons that restricted the large-scale production, less processed product and limited industry expansion were analyzed. The problems of the lack of governments’ policy guiding and support and the conflict between the market supply and demand were point out. Countermeasures were put forward about strengthening the introduction and cultivation in scientific research institutions, developing the contract sorghum planting, constructing the demonstration bases of elite sorghum varieties and planting, studying the deep processing technology of sorghum products to promote the comprehensively utilized value.

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Sorghum Industry / Production / Processing / Status / Countermeasures

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Zou Guihua , Zheng Xueqiang , Lv Xuegao , Liu Heqin , Liu Xiuhui , Chen Heyun. Status and Countermeasures of Sorghum Industry in Zhejiang Province. Journal of Agriculture. 2021, 11(10): 120-124 https://doi.org/10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0140

0 引言

全球气候变暖已成为事实，气候变化是当今重要的研究热点问题之一，翟盘茂等[1]许多学者从不同角度揭露了气候变暖的事实[2⇓⇓-5]。气候变暖引起高温干旱发生频率和强度递增，灾害天气多发，严重影响着作物生长发育和粮食安全[6⇓⇓-9]。陇东黄土高原是中国半湿润与半干旱气候的过渡地带，是全球气候变化较为敏感的区域之一，施雅风等[10]也对西北地区气候变化进行过深入研究，认为西北气候有暖湿化趋势，气候变化造成粮食生产的不确定性增加[11⇓⇓⇓⇓⇓-17]。干旱半干旱区是中国玉米主产区之一[18-19]，玉米也是陇东黄土高原半干旱雨养农业区重要的高产优势作物，已成为当地第一大种植作物。玉米生长受温度、降水、日照等环境因素的影响较大[20]，由于特殊地理环境和气候特点，夏季气候对陇东黄土高原春玉米发育期及产量有重大影响，在全球气候暖湿化的背景下，玉米的生长过程中干旱、高温、连阴雨、冰雹等灾害天气频发，影响玉米的正常生长。近年来，万信等[21]国内外学者对西北地区玉米气候生产力方面做了大量工作，探讨该地区玉米对全球气候变化的最新响应[22⇓⇓⇓⇓⇓⇓-29]。干物质是光合作用的产物，有效干物质的积累决定了作物产量高低，干物质积累的多少与气象因素密切相关，但就气象因素与干物质的具体关系研究较少，本研究定量分析研究了气象因素变化对玉米干物质积累过程的影响，以期明确其影响及胁迫机制，为调整种植结构和保证粮食安全提供理论依据。

1 研究区概况和资料方法

1.1 研究区概况

研究区在西峰农业气象试验站开展，位于陇东黄土高原旱作雨养农业区的庆阳市西峰区(107°38′E, 35°42′N, 1421 m)。陇东庆阳市处于胡焕庸线与博台线交汇处，属于典型的半干旱半湿润气候过渡区，年平均气温8.6~10.0℃，年平均降水量427.8~630.5 mm，年平均日照时数2310.0~2556.7 h，无霜期143~163 d，夏半年（4—9月）集中了年降水量的80%以上，雨热同季，光、温、水匹配基本合理，在作物生长季内有利于农业气候资源的综合开发利用，粮食作物主要是玉米和冬小麦。

1.2 资料来源

玉米干物重、生长率、灌浆速度等生物资料来自西峰国家一级农业气象试验站，按照《农业气象观测规范》[30]规定进行测定；气象资料来源于西峰国家基本气象站，产量资料来源于庆阳市统计局。资料序列从1994—2022共29 a。

1.3 分析方法

采用Microsoft Excel 2003软件进行数据分析、制图、计算相关系数，建立回归模拟方程，分析气象要素变化及对干物质积累、生长率变化、产量因素等的影响，揭示玉米对气候变化的响应。

2 结果与分析

2.1 干物重变化特征分析

2.1.1 干物重增长统计特征

从玉米干物重和生长率随发育期变化统计表（表1）看出，不同年份干物重和生长率差异巨大，成熟期最大干物重达到最小干物重的3倍以上，生长率差距更大，达到8~38倍。29 a来玉米干物重波动较大，试验地在种植制度、栽培方式和措施等基本一致的情况下，这些差异主要是由当年的外部环境造成的，可见气象因素对于干物质积累有重大影响。
表1 干物重和生长率随发育期变化统计表
发育期 单株干物重/（g/株） 生长率/（g/株·d）
三叶 七叶 拔节 抽雄 乳熟 成熟 七叶 拔节 抽雄 乳熟 成熟
平均 0.09 1.26 33.20 133.65 303.56 445.48 0.35 7.17 23.11 28.81 30.83
最大 0.17 2.70 56.80 232.90 492.72 670.09 0.80 13.59 41.20 46.79 57.31
最小 0.00 0.63 15.64 84.45 149.90 224.66 0.16 2.60 2.10 6.10 1.50
由干物重极端年份气象要素统计表（表2）可见，干物重最大的年份，全生育期降水量偏多，而且分配均匀，拔节—抽雄关键期降水充足，干物重最小的年份，全生育期降水量不足，尤其是拔节—抽雄关键期降水量严重不足，可见降水量是影响半干旱区玉米干物重的最主要气象因素。干物重最大和最小年份，≥10℃积温和日照时数总量相差不大，但抽穗—乳熟期的高温会加重干旱影响并催熟，生殖生长期的日照偏少影响灌浆，干物重的高低主要由拔节期以后光、热、水的合理匹配程度决定。
表2 干物重极端年份气象要素统计表
项目 播种—七叶 七叶—拔节 拔节—抽雄 抽雄—乳熟 乳熟—成熟 营养生长期 生殖生长期 全生育期
干物重最大年 降水量/mm 94.5 59.3 103.3 72.8 24.0 153.8 200.1 353.9
≥10℃积温/℃ 520.5 349.2 633.9 612.1 487.9 869.7 1733.9 2603.6
日照时数/h 243.7 179.0 265.6 192.0 196.8 422.7 654.4 1077.1
干物重最小年 降水量/mm 46.5 9.5 19.1 95.0 20.2 56.0 134.3 190.3
≥10℃积温/℃ 548.0 471.1 491.5 803.8 452.1 1019.1 1747.4 2766.5
日照时数/h 298.8 215.6 175.2 289.7 164.2 514.4 629.1 1143.5

2.1.2 干物重年际变化

从玉米不同发育期干物重的年际变化（图1）和玉米不同发育期生长率的年际变化（图2）可以看出，玉米干物重和生长率的年际变化趋势基本一致，均为抽雄以前变化振幅较小，抽雄以后振幅增大，说明气候变化对营养生长期影响较小，对生殖生长期影响较大。抽雄以前不同发育期随年代变化趋势基本一致，乳熟期干物重和生长率、成熟期干物重随年代变化均为上升趋势，成熟期生长率为下降趋势，说明气候变化对干物质积累和生长率的影响不一致，有利有弊。出现这种现象的原因主要是在营养生长期影响玉米生长的气象灾害是晚霜冻和干旱，玉米采用地膜种植和适时晚播等方式，晚霜冻对其影响减小，干旱主要影响玉米播种和出苗，近年来西北初春降水增多，有暖湿化趋势[31]，加之采用秋覆膜或初春顶凌覆膜等种植技术，使得干旱对玉米播种出苗影响减小。2019年和2022年春季4月降水偏少，出现干旱和较严重的晚霜冻，但玉米苗期受影响较小，干物重和生长率正常；而在生殖生长期，也就是玉米乳熟期前后，特别是在玉米灌浆关键期7月下旬—8月中旬前后，出现高温少雨时段，对其籽粒形成影响较大。如乳熟期单株干物重平均为303.56 g/株，而最大值达到492.7 g/株（2012年），最小值仅149.9 g/株（1995年）；成熟期单株干物重平均值445.48 g/株，却在1997年出现最小值224.66 g/株，2002年达最大值670.09 g/株，变幅达到3倍，主要是因为1995、1997年夏季出现了严重伏旱，而2002、2012年夏季光温水匹配比较好。
图1 玉米不同发育期干物重的年际变化

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图2 玉米不同发育期生长率的年际变化

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2.1.3 干物重增长速率

玉米产量主要是由有效干物重决定的，玉米抽雄以前，以营养生长为主，主要生长茎和叶，为产量形成打好基础，除受冰雹、洪涝等灾害性天气胁迫外，受气象因素影响较小。抽雄开花以后，植物便由营养生长进入生殖生长期，也就是有效干物重增长关键期，主要受制于灌浆速度、灌浆期长短、百粒重等产量因素，受气象因素影响加大。由百粒重和灌浆速度随生长天数变化曲线图（图3）可见，百粒重从开花后10 d开始到开花后60 d内呈波动增加趋势，这个时期也就是有效干物重增长关键期，每年波动变化3~8 d。灌浆速度从开花后10 d开始迅速增大，到开花后25 d达到最大，之后波动性下降，至开花后56 d左右有个回弹，此时正值玉米乳熟期，灌浆速度和灌浆期长短直接影响有效干物重的积累。
图3 百粒重和灌浆速度随生长天数变化曲线图

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2.2 干物重与气象因素分析

2.2.1 干物重与降水量分析

旱作区玉米全生育期耗水量约350~400 mm[32]，陇东黄土高原玉米生育期（4—9月）降水总量400~450 mm，基本上可以满足要求，但由于降水年际变化大，时空分配不均，干旱成为当地农业生产的主要制约因子。从不同发育期干物重与降水量相关系数（表3）看出，玉米抽雄期单株干物重与播种—三叶期降水呈现正相关，相关系数为0.3797，在乳熟期和成熟期干物重与拔节—抽雄期降水均呈现显著正相关，相关系数达0.4266和0.3879，均通过R0.05显著性检验，说明前期降水量是影响旱作区玉米干物质积量的重要因子。七叶—抽雄期是玉米叶片迅速增大、茎节伸长等营养器官旺盛生长和雌雄穗等生殖器官强烈分化与形成期，耗水量增加，是玉米需水的高峰期和临界期，同时也与当地高温少雨时段重叠，此时也是黄土高原伏旱最易发生时段，“卡脖子”旱是陇东玉米最大的制约因素。而全生育期降水量与玉米各发育期干物重相关性未通过显著性检验，乳熟期和成熟期干物重与抽雄至乳熟期和乳熟至成熟期降水呈现弱的负相关，这是由于在玉米生殖生长期（抽雄—成熟的7月中旬—8月下旬）该区出现暴雨或连阴雨等极端天气气候事件频次增加所致，同时玉米进入乳熟生长期后，对水分需求的敏感性降低，根系吸收利用较深土层（30 cm以下）水分能力增强，也是该区降水量较多时段，水分能满足其生长需求，降水多反而使日照减少影响干物重增加。
表3 不同发育期干物重与降水量(R)的相关系数
发育期 三叶 七叶 拔节 抽雄 乳熟 成熟
播种—三叶R -0.0174 -0.3045 0.0612 0.3797* 0.2441 0.2077
三叶—七叶R -0.1088 -0.0832 0.0794 0.2151 0.1796
七叶—拔节R 0.2789 0.3159 0.1313 0.2429
拔节—抽雄R 0.117 0.4266* 0.3879*
抽雄—乳熟R -0.1125 -0.0932
乳熟—成熟R -0.0898
全生育期R 0.0583 -0.1861 0.2342 0.1477 0.2356 0.2754
注：表中**表示通过R0.01检验，*表示通过R0.05检验，n=29。下同。

2.2.2 干物重与≥10℃积温

从不同发育期干物重与≥10℃积温相关系数（表4）看出，玉米干物重变化与不同发育期≥10℃积温呈现不同相关，播种—三叶期≥10℃积温与乳熟期和成熟期干物重呈现显著负相关，相关系数达0.4385和0.4266，通过R0.05显著性检验；三叶—七叶期≥10℃积温与拔节期和乳熟期干物重呈现极显著负相关，相关系数达0.5363和0.4562，通过R0.01显著性检验，说明苗期低温蹲苗有利于产量形成。拔节—抽雄期≥10℃积温与抽雄期、乳熟期干物重呈现正相关，其相关系数虽未通过显著性检验，但其相关性较高；拔节—抽雄期≥10℃积温与成熟期干物重呈现显著正相关，相关系数为0.3615，通过R0.05显著性检验。主要是由于玉米拔节以后，进入旺盛生长期，对热量条件要求较高，同时此阶段（6月下旬—8月）该区进入多雨季节，降水较多，出现低温时段（如2018年7月7—11日，出现连阴雨过程，降水量为117.2 mm，平均气温为18.1℃，平均最高气温为20.2℃；2019年8月20日—31日平均气温为17.2℃，每天日平均气温均低于20℃）有不利影响，此时≥10℃积温增加有利于玉米干物质积累，对增加产量有利。
表4 不同发育期单株干物重与≥10℃积温(∑T≥10)相关系数
发育期 三叶 七叶 拔节 抽雄 乳熟 成熟
播种—三叶∑T≥10 0.2200 -0.0239 -0.2796 -0.3283 -0.4385* -0.4266*
三叶—七叶∑T≥10 0.1452 -0.5363** -0.3080 -0.4562** -0.2942
七叶—拔节∑T≥10 0.1198 -0.0010 -0.0560 -0.0631
拔节—抽雄∑T≥10 0.2772 0.2217 0.3615*
抽雄—乳熟∑T≥10 -0.0177 -0.2814
乳熟—成熟∑T≥10 0.0683
全生育期∑T≥10 -0.0728 -0.1341 0.0625 0.0222 -0.0599 0.0481

2.2.3 干物重与日照时数

从不同发育期干物重与日照时数相关系数（表5）可见，播种—乳熟的日照时数与各发育期干物重基本呈现负相关，说明日照基本能满足玉米生长发育的需要。播种—三叶日照时数与抽雄期、乳熟期和成熟期干物重呈现极显著负相关，相关系数达0.5463、0.6138和0.5519，通过R0.01显著性检验；三叶—七叶日照时数与拔节期干物重也呈现显著负相关，相关系数达0.4355，通过R0.05显著性检验，说明苗期的日照强会加快玉米生长，同时也加重干旱机率，不利于形成高产。但在生长中后期，如乳熟—成熟期的日照时数与成熟期干物重呈现正相关，虽未通过显著性检验，但相关系数为0.2586，相对较高，是由于这时候常常会出现连阴雨天气过程，造成日照不足，影响光合作用和干物质积累；因此，此时日照时数增加，对干物质积累量和玉米产量的增加有利。
表5 不同发育期单株干物重与日照时数(S)相关系数
发育期 三叶 七叶 拔节 抽雄 乳熟 成熟
播种—三叶S 0.0704 0.0773 -0.2037 -0.5463** -0.6138** -0.5519**
三叶—七叶S 0.1267 -0.4355* -0.2571 -0.2968 -0.2016
七叶—拔节S 0.1147 -0.0120 -0.1388 -0.1208
拔节—抽雄S 0.1236 -0.0433 0.0001
抽雄—乳熟S 0.0951 -0.1759
乳熟—成熟S 0.2586
全生育期S -0.1432 0.0824 -0.2433 -0.1096 -0.2685 -0.2748

2.2.4 干物重气候模型

根据相关系数，选取七叶—拔节、拔节—抽雄降水量，拔节—抽雄、抽雄—乳熟积温，拔节—抽雄、抽雄—成熟日照时数等气象因子与成熟期干物重进行回归计算，得到干物重气候模型式(1)。
W=89.4953+0.5629R+0.3168∑T⩾10+0.2348S(F=4.0746>F0.05=3.37,n=29)
(1)
式中，W为玉米成熟期干物重，R为七叶至抽雄期降水，∑T⩾10为拔节至抽雄期≥10℃积温，S为抽雄—成熟期日照时数。
从中可以看出，七叶—抽雄期降水是影响干物重积累的主要因子，拔节—抽雄期≥10℃积温和抽雄—成熟期日照时数是次要因子。

3 结论及讨论

（1）29 a来玉米干物重年际波动较大，这些差异主要是由当年的外部环境造成的，气象因素对于干物质积累有重大影响。同一发育期因受降水等气候、环境因子的影响不同，干物重的年际变化有明显差异，与气候年型关系密切。
（2）陇东黄土高原玉米干物重年内变化呈先缓慢增长，后快速增长的特点。干物重不同年份年际变化趋势基本一致，抽雄以前变化振幅较小，抽雄之后振幅增大，在营养生长期受气候影响较小，在生殖生长期受气候影响较大。
（3）开花后10 d开始到开花后60 d是有效干物重增长关键期，灌浆速度和灌浆期长短直接影响有效干物重的积累，干物重的高低主要由拔节期以后光、热、水的合理匹配程度决定，拔节—抽雄期降水充足、热量适宜，乳熟期光照充足对干物质积累极为重要。
（4）降水量是影响半干旱区玉米干物重的最主要气象因素，七叶—抽雄期降水是影响干物重积累的关键因子。前期和后期的降水对干物质积累影响较小，生育中期降水对干物重的积累贡献最大，产生的效益最高，伏期“卡脖子”旱成为陇东玉米最大的制约因素。由于气候变暖和耕作措施改进，晚霜冻和春旱对玉米的影响逐渐减小，但伏期高温干旱和秋季阴雨影响加大。
（5）三叶—七叶期≥10℃积温与拔节期干物重呈现极显著负相关，苗期低温蹲苗有利于产量形成；抽雄、乳熟、成熟期干物重呈现正相关，≥10℃积温增加有利于玉米干物质积累，对增加产量有利。
（6）玉米干物重与拔节—抽雄和抽雄—乳熟期日照显著相关，生长前期为负相关，生长后期为正相关，生长中后期陇东常常会出现秋季连阴雨，影响了光合作用和干物质积累。
（7）在农业生产管理上，要引进抗旱新品种，采用地膜种植，注意根据气候年型选择适宜的播种期，使玉米在拔节发育期后的生长处于较为适宜气候环境中，使有效干物重增长关键期避开伏期干旱、秋季阴雨等时期，延长灌浆期，提高灌浆速度，增加干物重，提高产量。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
邹剑秋. 高粱抗丝黑穗病菌3号生理小种的遗传及抗性基因标记研究[D]. 沈阳:沈阳农业大学, 2015.
本文引用 [1]
[2]
卢庆善, 丁国祥, 邹剑秋, 等. 试论我国高粱产业发展—二论高粱酿酒业的发展[J]. 杂粮作物, 2009, 29(3):174-177.
本文引用 [1]
[3]
曾祥忠, 郑传芳, 胡永刚. 加快遵义市酒用高粱产业发展实践与对策[J]. 中国种业, 2013(9):8-10.
本文引用 [1]
[4]
李春宏. 酿酒高粱在江苏的发展前景与展望[J]. 大麦和谷类科学, 2019(4):18-20.
本文引用 [7]
[5]
杭州日报宣传编辑部 .酒厂生意太好原料供不应求, 诸暨同山烧全国寻高粱[N]. 浙商, 2012-08-24.
本文引用 [1]
[6]
许仟红, 刘婧. 浙江老字号企业的发展瓶颈与对策分析. 企业改革与管理, 2016(9):43.
本文引用 [1]
[7]
贾巧唤, 任石苟. 浅述酸、酯、醇等成分对白酒的影响[J]. 食品工程, 2008(4):12-13.
本文引用 [1]
[8]
辛磊. 白酒微量成分与酒体风格特征关系的探讨[J]. 食品与机械, 2004(2):49-50.
本文引用 [1]
[9]
袁蕊, 敖宗华, 丁海龙. 不同品种高粱糊化特性研究[J]. 粮食与油脂, 2011(8):26-27.
本文引用 [1]
[10]
宋高友, 张纯慎. 高粱籽粒品质对出酒率影响的初步探讨. 辽宁农业科学, 1986(5):6-8.
本文引用 [2]
[11]
卢庆善, 孙毅. 杂交高粱遗传改良[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2005:549-550.
本文引用 [2]
[12]
焦少杰, 王黎明, 姜艳喜, 等. 高粱与固态白酒关系的研究综述[J]. 酿酒, 2015(1):13-16.
本文引用 [2]
[13]
龙江“酿酒高粱”行情渐起[N]. 黑龙江日报. 2015-11-12.
本文引用 [1]
[14]
柳发财, 孙志强. 甘肃省高粱产业发展现状与对策[J]. 农技服务, 2019(10):102-103.
本文引用 [2]
[15]
邹剑秋, 朱凯, 张志鹏, 等. 国内外高粱深加工研究现状与发展前景[J]. 杂粮作物, 2002(52):296-298.
本文引用 [1]
[16]
邹剑秋. 加快高粱体系建设促进高粱产业发展[J]. 农业技术与装备, 2010(9):6-9.
本文引用 [1]
[17]
吕玉璋, 张宏宇, 李韬, 等. 高粱红色素的开发及利用现状[J]. 农产品加工, 2010(6):39-40,46.
本文引用 [2]
[18]
孙杰杰, 江波, 朱锦茹, 等. 应用生态位模型预测檫木在浙江省的潜在适生区与主导环境因子[J]. 东北林业大学学报, 2020, 48(2):1-6.
本文引用 [2]
[19]
浙江省政府网. 浙江省概况[EB/OL]. http:\www.zj.gov.cn.
http:\www.zj.gov.cn
本文引用 [1]
[20]
杨莹, 庹讯, 焦仁军. 遵义市玉米调减经济效益分析[J]. 南方农业, 2019, 13(3):99-100.
本文引用 [1]
[21]
邱兴, 罗庆川, 汪忠华, 等. 种植有机高粱与种植玉米效益比较试验[J]. 农民致富之友, 2013(16):103.
本文引用 [1]
[22]
李楚羚, 林立坚, 唐有全, 等. 杭州市淳安县红高粱品比试验初报[J]. 上海农业科技, 2018(2):52-53.
本文引用 [1]
[23]
科技特派员给农牧民送上致富“金钥匙”[N]. 新疆经济报. 2015-11-09.
本文引用 [1]
[24]
闫松显, 吕云怀, 王莉, 等. 西南区酿酒高粱的种质形成和发展[J]. 中国酿造, 2017, 36(5):17-21.
本文引用 [1]
[25]
胡鹏, 冉帅. 三年升级建设100万亩酿酒专用粮基地[N]. 宜宾日报, 2018-07-18(第A4版).
本文引用 [1]

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