近20a来，随着人口和经济的持续增长，能源消费量也在不断增长，世界正面临能源与环境问题的严峻挑战。为此，我国从2006年1月开始实施可再生能源法，大力研究和开发生物质能源。其中，最有效的途径之一是开发生物质乙醇。在众多生物质能源作物中，甜高梁以其独有的高含糖量、高生物产量、高乙醇转化率和高抗逆性被誉为“高能作物”，成为符合我国国情、适合我国国土和气候条件、既产能源又产粮食的理想作物之一。加强甜高梁茎秆生物质能源综合开发利用，对缓解国家能源紧张、改善生态环境、促进国民经济稳定持续发展，都具有十分重要而深远的意义。

1  我国甜高粱育种中存在的问题

在甜高梁新品种选育上，美国起步较早，20世纪60年代就已经开始。我国甜高粱育种起步较晚。近年来，随着人们对甜高梁的认识加深，甜高梁育种已成为育种者的工作重点之一，其虽取得了一定的进展，但与先进国家相比，还有差距。

1.1  科技创新投入不足

由于人力和资金等因素的限制，多数科研单位在甜高梁育种方面投入的人力、物力明显不足，从而导致了甜高粱新品种选育多年徘徊不前的局面。

1.2资源匮乏

在我国国家种质资源库的10414份高粱种质中，甜高梁品种只有125份，占总量的1.2%。而且甜高粱专用亲本少，母本含糖量普遍偏低。

1.3优良能源甜高梁品种少

现有的甜高粱品种茎秆产量一般为60-75 t/hm2，含糖锤度为16% - 18%，多为常规种，植株高大，在生长后期遇暴雨和大风很容易倒伏。而生物产量高、富含糖份的杂交品种极少。据统计，“十一五”期间，各省通过审定的甜高粱杂交种只有4个，远不能满足甜高梁发展的需要。

另外，与甜高粱品种相配套的栽培技术、加工利用技术缺乏，推广力度不够，甜高梁生产缺乏政策引导等因素，造成甜高粱的栽培价值、利用价值不能充分发挥，甜高粱的产业化发展步伐明显缓慢。

2  甜高梁育种方法探讨

目前，我国的甜高梁品种要么含糖量不高，要么产量不高，很难找到高产、高糖、抗倒伏的品种，而且多为常规种，杂交种较少。因此，创新育种思路，加快品种选育尤其是杂交种选育是目前的主要工作之。

2.1  常规种或恢复系的选育

2.1.1现有品种提纯复壮由于各种原因，一个品种一般在生产上应用几年后会出现不同程度的退化，对其进行提纯复壮，使其恢复原有的性状，可以继续在生产中利用，以弥补品种不足的现象。刘晓辉等研究表明，多年种植的甜高梁品种经过改良、选育，可以进一步大幅度提高其含糖量，这为甜高粱的系统选育、性状改良、提纯复壮提供了依据。

2.1.2杂交育种其是育种中常用的有效方法，即利用不同的品种杂交，以高糖为目标的新品种选育。根据甜高梁性状遗传力较强的试验结果( N2= 83.09%)，可从早代开始，约经过3-4代的连续选择便可稳定下来f91。在甜高梁品种选育中，可采用以下方法。

2.1.2.1  甜高梁与甘蔗杂交  吉甜3号甜高梁是吉林省农业科学院作物研究所于1999--2005年从高梁蔗3号自然变异群体中通过系统选育而成的甜高粱新品种。高梁蔗3号是由轻工业部甘蔗糖业科学研究所海南甘蔗育种场用高粱与甘蔗杂交育成的高梁蔗。

2.1.2.2外引甜高粱品种与当地自选甜高梁品种杂交新高粱2号是新疆农业科学院吐鲁番研究所以当地主栽品种克皮西巴西为母本，从海南岛引进的红粒甜高粱品种海南高粱蔗作父本培育而成的常规种。辽甜1号的父本LTR 102是利用国外引进的甜高梁恢复系ICSV 111与1022远缘杂交，历经10代选育而成的。

2.1.2.3甜高梁品种与草高粱品种杂交  在草高梁育种中，天农2号的父本TS175，是用含糖17%（锤度）的抗蚜140粒用高梁与IS720苏丹草杂交，经系谱法选择出的恢复系，天农2号的含糖量达到15%。

2.1.3诱变育种它是采用人工的诱变方法，使农作物产生变异，然后选择和稳定这种新的变异，培育出新品种。诱变育种的方法和途径很多，有一些已在高梁中取得显著进展，对甜高粱育种有一定的借鉴作用。

2.1.3.1  辐射育种  山西省吕梁农业科学研究所于1967年用60Co-7射线2.4万R的剂量照射晋杂5号零代干种子，选出了优良新恢复系晋辐1号。刘立德用y射线处理晋杂12号，选出了恢复系矮丰2号。

2.1.3.2航天育种其就是利用返回式卫星或热气球所达到的空间环境（空间宇宙射线、微重力、高真空、交变磁场等因素）对农作物种子或微生物产生诱变作用，使其产生变异，再经地面常规选育，培育出新种质、新品系、新品种的育种新技术。它属于辐射育种的新领域，开辟了培育新品种及特异种质资源的新途径。山西省农业科学院高粱研究所和中国科学院植物研究所合作，1996年选用优良高粱恢复系Rill，利用返回式卫星搭载处理后，获得了矮秆早熟突变株；选育出提早成熟15d，株高降低40 cm，穗粒数增加400粒，亮氨酸增加15%，可溶性糖增加25%，单宁降低30%的优良品系和一批不育材料，目前已组配出杂交种进行试验示范。航天育种能够使可溶性糖增加，如用于甜高梁育种，有望提高其含糖量。

2.1.3.3体细胞无性系变异体细胞无性系变异源的存在给作物新品种选育奠定了新的物质基础，也为新育种方法的形成创造了条件。王良群等f16J经过多年的研究探索，初步建立了一套高粱室内组培和田间选育的技术体系。他们选育出的Rlll是高梁骨干恢复系晋粱5号的一个无性变异系，以Rill为父本与7501A配制的杂交种，已通过山西省农作物品种审定委员会审定，命名为晋杂18号。

2.1.4生物技术育种

2.1.4.1外缘DNA导入技术利用花粉管通道进行外缘DNA导人技术，已在多种作物上得到基因表达。王黎明等研究表明，利用花粉管通道将外缘DNA导人高梁是可行的，可有效地利用热带高梁茎秆多汁、含糖量高的优良特性，提高当地品种的含糖量，可作为甜高粱育种的一个辅助手段。

2.1.4.2分子标记辅助育种通过加强对甜高梁抗病、抗虫、含糖量等性状的遗传规律和分子标记研究，实现田间选择鉴定和实验室选择鉴定相结合，将会大幅度提高选育的准确性和效率。

2.2杂种优势利用

利用高梁三系配套进行杂交，杂交一代(F1)比它们的双亲表现优良，生长健壮、产量高、适应性广、抗逆性强等的现象叫做杂种优势。在粒用高梁中，杂种优势利用研究已近50a，为高粱的生产作出了巨大贡献。相信在甜高粱育种中，杂种优势利用有广阔的前景。

2.2.1粮糖兼用型2006年，我国生物质能源工作会议提出了生物质能源的发展方针是非粮替代，即发展能源作物生产要做到不与粮争地、不与民争粮，合理利用劣质土地川。发展粮糖兼用型甜高粱品种，可以很好地贯彻这一方针。

产粮为主的甜高粱杂交种，产量接近普通粒用高梁，但其植株高大、茎秆多汁、含糖量较高，籽粒是主产品，茎秆是副产品。

产糖为主的甜高粱杂交种，植株高大，茎秆多汁粗壮，含糖量高，籽粒产量4500 kg/hm2左右，茎秆是主产品，而籽粒是副产品。辽甜l号即属于此类型【10]。

2.2.2自交不结实类型  自交不结实类型即只要茎秆，不考虑籽粒产量。虽然在去穗、留穗植株中所测得的纤维素的含量相似，从茎的结构来证明抗倒伏未必可靠，但因为甜高粱植株很高，植株顶部高粱籽粒的质量作用于茎秆上的杠杆作用是值得考虑的。去穗或选用自交不结实类型品种后，没有籽粒产量，整个植株的重心高度降低，间接提高了抗倒伏性能，减少了茎秆倒伏，并且去穗或自交不结实类型品种植株具有较高的含糖量。可见，选用自交不结实的品种，既可省去人工去穗的繁重劳动，又可使植株的光合产物完全贮藏于茎秆之中，使植株茎秆具有较高的含糖量，并可提高其抗倒伏性能，在生产实践中有重大意义。但要求此类型的生物产量超高产，茎秆含糖量高，以其高产优质优价来补偿或提高农户的收入。

利用A。型不育系与甜高梁品系进行杂交，F．自交不结实，而含糖量显著提高。生育期特别长的品种，在高纬度和高海拔的地方，光周期不能满足甜高梁正常抽穗开花而导致不育，如甜格蕾兹在山西以北地区不能抽穗开花【18】。

2.2.3早熟型  因其早熟，如按正常播期（5月上旬）播种，9月上中旬可成熟；晚播1个月（6月上旬）或更晚，到10月上中旬也能成熟，这样就可以利用分期播种、分期成熟，来延长供应期。2.2.4草高梁类型多次刈割，产量高，含糖量高，供应期延长。刘晓辉等究表明，利用高梁与苏丹草杂交选育富含糖份的草高粱，可以实现多次刈割，提高产量，延长供应期。如键宝在珠江三角地区，一年四季均可种植；牧特利、晋草l号含糖量分别可达到17。 Bx和200 Bx左右，而且在华北、华中地区每年可刈割2-3次。

3  甜高粱育种及应用前景展望

针对不同地区、不同生态区的生产实践需求，多途径、多方法、有目的地进行甜高粱育种研究，将有力地推动甜高粱产业的发展。

“十一五”期间，甜高梁已被列入再生能源生产计划和国家科技支撑项目。我国已有多个省区开展了能源甜高梁推广示范和生物质能源产业化，并有一些生物质能源加工企业建成投产，如中兴能源（内蒙古）有限公司、北京巴奥燃料技术有限公司、辽宁国福生物质能源发展有限公司。2008年以来，山西省晋中市、太原市、吕梁市陆续有小型的生物质能源加工企业建成投产，如晋中德牧农业开发有限公司，在这些地区能源甜高粱种植面积有所扩大。

“十一五”期间，全国高粱品种区域试验增加了能源／青贮组，并鉴定通过了部分能源专用甜高梁品种，为种植业结构调整、发展高粱产业、促进农村经济发展作出了贡献。

田森林，赵威军，郑丽萍（山西省农业科学院高梁研究所，山西晋中030600）

山西农业科学2011，39(5)：419-421，455