高粱属

禾本科下的一属

高粱属（学名：Sorghum Moench）是禾本科下一个属。高大的一年生或多年生草本；具或不具根状茎。秆多粗壮而直立。叶片宽线形、线形至线状披针形。圆锥花序直立，稀弯曲，开展或紧缩，由多数含1-5节的总状花序组成；总状花序轴节间与小穗柄线形，其边缘常具纤毛；第二颖舟形，具脊；第一外稃膜质，第二外稃长圆形或椭圆状披针形，全缘，无芒，或具2齿裂，裂齿间具1长或短的芒。

植物学史

起源

2009年Mercadert在“Science”发表了最早的高粱属化石记录，是非洲莫桑比克一个溶洞内的高粱谷粒化石，年龄为更新世晚期10.5万年前。Christin等采用分子钟方法，估测禾本科须芒草族冠群分化时间约在中新世中期17.1百万年前。植物起源时间一般比本身的化石记录早，而比所归属类群的分化时间晚，因此高粱属的起源时间估计早于更新世晚期10.5万年前，晚于中新世中期17.1百万年前。

系统位置

传统分类学将须芒草族分为两个类群：同性对小穗（无柄小穗和有柄小穗均可育）类群，以甘蔗亚族（Saccharinae）为代表；异性对小穗类群，以高粱亚族（Sorghinae）为代表。根据Clayton和Renvoizem对高粱亚族各属的描述，我们认为高粱属是连接高粱亚族内部异形异性对小穗类群[Sorghastrum Nash、Cleistachne Benth.、细柄草属（Capillipedium Stapf）]和同形异性对小穗类群[孔颖草属（Bothriochloa Kuntze）、金须茅属（Chrysopogon Trin.）、双花草属（Dichanthium Willemet）]的“演化桥梁”。然而，分子系统学研究结果表明，高粱属与甘蔗亚族分支关系更近，在高粱属群（Sorghum group）[高粱亚族7属、莠竹属（Mierostegium Nees）、芒属（Miscanthus Andersson）、甘蔗属（Saccharum L.、水蔗草属（Apluda L.）、金发草属（Pogonatherum P. Beauv.）共12属]内部，高粱属与Cleistachne、莠竹属、芒属形成姐妹群，Mathews等和Teerawatananon等的研究结果表明，在须芒草族内高粱属与甘蔗亚族的金茅属（Eulalia Kunth）和单序草属（Polytrias Hackel）及鸭嘴草亚族的水蔗草属和薏苡属（Coix L.）关系较近，与高粱亚族其他成员并不近缘。高粱属系统位置的争议，暗示须芒草族仍处于剧烈的演化过程。

分类学

高粱属是由德国学者ConradMoench建立。Garber根据形态学和细胞遗传学证据，将高粱属分为6亚属：高粱亚属（Sorghum）、拟高粱亚属（Parasorghum）、有柄高粱亚属（Stiposorghum）、多毛高粱亚属（Chaetosorghum）、异高粱亚属（Heterosorghum）和Sorghastrum亚属。Celarielx、Clayton和Renvoize支持Sorghastrum亚属独立成为Sorghastrum属，认为高粱属有5亚属：①高粱亚属（Sorghum），秆节光滑，叶枕显著，浆片背面具柔毛，圆锥花序具有3级以上分枝，有柄小穗具有外稃，无柄小穗第一颖10～22脉，染色体基数X=10或20；②拟高粱亚属（Parasorghum），杆节（上部）具髯毛，圆锥花序2级分枝（不再分小枝），颖基钝短，不长于0.5毫米，芒显著，成熟颖果倒卵球形，染色体基数x=5或10；③有柄高粱亚属（Stiposorghum），杆节（上部）具髯毛，圆锥花序2级分枝，颖基尖锐，长1.0～7.5毫米，芒显著，染色体基数x=5或10；④多毛高粱亚属（Chaetosorghum），秆节光滑，叶枕显著，浆片背面无毛，圆锥花序具有3级以上分枝，有柄小穗无外稃，无柄小穗第一颖10～22脉，染色体基数X=10；⑤异高粱亚属（Heterosorghum），秆节光滑，叶枕不明显，浆片背面具柔毛，圆锥花序具有3级以上分枝，无柄小穗第一颖9～12脉，染色体基数X=10。Lazarides等研究澳大利亚分布的高粱属种类，支持Clayton和Renvoize的5亚属的处理。

形态特征

高大的一年生或多年生草本；具或不具根状茎。秆多粗壮而直立。叶片宽线形、线形至线状披针形。圆锥花序直立，稀弯曲，开展或紧缩，由多数含1～5节的总状花序组成；小穗孪生，一无柄，一有柄，总状花序轴节间与小穗柄线形，其边缘常具纤毛；无柄小穗两性，有柄小穗雄性或中性，无柄小穗之第一颖革质，背部凸起或扁平，成熟时变硬而有光泽，具狭窄而内卷的边缘，向顶端则渐内折；第二颖舟形，具脊；第一外稃膜质，第二外稃长圆形或椭圆状披针形，全缘，无芒，或具2齿裂，裂齿间具1长或短的芒。

生长环境

高粱原产热带，是喜温作物，在生育期间所需的温度比玉米高，并有一定的耐高温特性，全生育期适宜温度20～30℃。高粱是C4作物，全生育期都需要充足的光照。高粱属于短日照作物，任何品种在短日照处理下都能加速发育。

分布范围

高粱属分布于全世界热带、亚热带和温带地区，包括非洲、欧洲、地中海、西亚、热带亚洲、温带亚洲、澳大利亚东北部和西南部、美洲等地；在中国有分布于东北、西南、华南各省（区）。

生长习性

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，从而增强耐涝能力。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。

石茅苗期生长比较缓慢，一般于5月底生出根茎并开始分蘖，6月下旬孕穗并抽穗，7月中旬开花，7月下旬至9月上旬结实并成熟，8月上旬至9月上旬收种，11月中旬以后地上部分枯死；第二年，一般于4月上旬返青，6月中旬开花，7月初种子即开始成熟。生育期110～120天，青草期210～220天。

拟高粱播种后，在适宜的温度和水分条件下，种子开始萌发，先长出胚根，后长出胚芽。出苗后茎基部开始长出须根，同时形成根状茎。根状茎穿透能力强，能在地下纵横蔓延，使地下部发展壮大，分布成片。根状茎的芽先侧生、后向上生长成为直立的新植株，到第一次刈割后，茎基部即大量分蘖，分蘖数一般为30～40个，高者可达176个。但收割次数要适中，过多或过少，均使分蘖数下降，并使茎秆变细，以平均每月收割1次为宜。收割时的茎、叶比为2：3，株高在100厘米左右。采种时，栽培的第一年，种子在10月份成熟，第二年以后，一年有2次成熟，第一次在6～7月份，第二次在9～10月。种子成熟期很不一致，宜早收获。11月下旬至次年2月生长缓慢，但到3月后迅速生长，3月中下旬即可供青饲。

繁殖方法

高粱属是须芒草族内异性对小穗（一无柄可育，一有柄雄性或不育）类群的典型代表，染色体倍性变异从二倍体到八倍体。高粱属部分物种繁殖方法参考如下：

石茅一般利用种子繁殖较多，也可用根茎繁殖。种子籽粒大，干粒重3.59，每千克约28万粒；一般每穗产种子500～1500粒。每公顷产种子450～750千克。种子发芽率高，成熟后易落粒，应及时分批采收。自然落粒的种子，经短时间休眠即可萌发。宜春播，在亚热带以南地区，秋播也可。每公顷播种量22.5～37.5千克，行距30～40厘米，播深3～4厘米。也可与燕麦、箭等豌豆等混播，以增加第一茬的收获量。生长3年后，应采取划破草皮，改善土壤的通透性，以促其生长。

苏丹草适应性较强，对土壤要求不太严格，除盐碱地、涝洼地和酸性较强的土壤不宜种植外，一般耕地均可种植。因其根系发达，播种土地应进行秋翻或春翻，翻后耙耱平整。为提高产草量，应施足底肥，每公顷可施农家肥20000～30000千克，或播种时每公顷施氮、磷复合肥300～450千克。适宜的播种期以土壤10厘米、土层温度10～12℃时播种。在吉林省，一般5月上旬播种。刈草地宜条播，行距30～45厘米，每公顷播种量30千克。采种地行距60厘米，每公顷播种量15～23千克。播种覆土厚度2～3厘米，播种后镇压。刈草地在苗期可除杂草1～2次，采种地可在苗期、拔节期除草、起垄2次。作青饲料用，可在孕穗初期（或拔节后期）利用；调制于草和青贮用，宜在抽穗初期1次收割。为促使再生草生长，第一次收割后每公顷可追施氮肥150～200千克。干旱地区有灌溉条件时，应于灌溉结合追肥。

拟高粱种子繁殖有两种方法，一种是温水浸种24小时后，直接进行穴播，每穴播2～3粒种子，而后用火烧或黑肥土盖种；另一种是将种子先经过温水浸种，而后再经过催芽，进行薄膜育苗，待苗长到15～25厘米时，再行移栽，每穴1株。株行距如前所述，但如育种或繁殖种子时，株行距最好为30厘米×50厘米或40厘米×50厘米。播种量，如育苗移植，每千克种子的苗，可供种植0.27～0.3公顷之用，如直接播种，其播量为15千克/公顷。红壤、黄壤或黑土地，均可播种或移植。将土地深耕后，略施农家肥或垃圾土7500千克/公顷或混合化肥375千克/公顷，则当年鲜草产量可达75吨/公顷以上。以后每收割1次，每公顷应追施氮肥60千克左右。在夏季收割利用时，留茬高度不得少于10厘米。

下级分类

高粱属约有33余种，在中国已知有11种（包括引种逸生）。模式种为高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）。

主要价值

经济

高粱属植物多为抗旱作物，在世界各地被广泛种植，作为粮食、饲料、工业原料等，具有很高的经济价值。在中国广泛种植的饲料用高粱属作物有高粱、苏丹草以及高粱和苏丹草的杂交种高丹草，是国家草种质资源库重点收集的种质资源之一。

光高粱种子含淀粉，可磨粉或酿酒。拟高粱纤维是工业原料。甜高粱茎秆中的糖经生物发酵转化成乙醇，乙醇单独或与汽油混合，成为汽车燃料，甜高粱又称“高能作物”，甜高粱茎秆还可制糖、糖浆。高粱壳可提取生物色素，茎秆还可制作板材、造纸，髓加工成食用纤维，高粱蜡粉加工成蜡质，耐高温，可用于航空器。

2017年，全世界高粱种植面积基本稳定在4400～4500万公顷，总产59834万吨，单产1.330吨/公顷。高粱是中国最早栽培的禾谷类作物之一，在2017年种植面积居世界第10位，占世界高粱种植总面积1.6%，总产量不到300万吨，平均单产达4.69吨/公顷。中国进口高粱数量巨大，2015年高粱进口量达1069.97万吨，2021年全年进口高粱942万吨，主要来源于美国（占70%左右）、阿根廷和澳大利亚。

饲用

高粱属大多作为谷物和饲料栽培。甜高粱具有生物产量高、抗旱性强、耐贫等特性，且营养价值高、适口性良好。苏丹草具有抗旱、抗倒伏和抗病能力强的优势，在中国国内被广泛推广种植。高丹草是高粱和苏丹草的杂交种，结合了高粱和苏丹草的特性，其抗旱、抗倒伏及分能力和再生能力较强。

高粱属饲料作物，是畜牧业一种很好的饲草来源。饲料高粱既可做牧草放牧，又可刈割做青饲、青贮和干草。饲料高粱产量高，适应性强，在弱酸和轻度盐渍土上能生长。饲料高粱含有丰富的可消化营养物质及良好的适口性，在干物质中粗蛋白的含量为10～15%，其营养成分相当于青刈玉米或好于青刈玉米。

食用

高粱属植物的高粱按其性质可分为颗性和糯性两种，按照粒质又可分为硬质和软质。高粱为粗粮，谷粒供食用、酿酒（高粱酒）或制饮糖；杆可制糖浆或生食；穗可制答量或炊带；高粱籽粒加工后即成为高粱米，可做干饭，也可磨制成粉后再做成其他食品，如面条、煎饼、年糕等。另外，中国的一些名酒，如贵州茅台、泸州老窖等，都是以高粱为主料酿造的。

药用

高粱的颖果可入药，可宁心安神、燥湿祛痰。高粱具有一定的药用功效，可和胃、消积、温中、健脾、涩肠胃。它所含有的丹宁可收敛固脱，但便秘者不宜食用。高粱根也可入药，有平喘、止血、利尿的功效。它的茎杆可用来榨汁熬糖。黏性较强的高粱，尤适合肺结核患者食用。

保护现状

2021年，拟高粱列入中国《国家重点保护野生植物名录》——Ⅱ级。

羽高粱、普通野生高粱等7个物种均被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN）——无危。

2023年，3种高粱属物种被列入《中国生物多样性红色名录—高等植物卷（2020）》，等级如下：

物种危害

高粱属中也有相当一部分是人侵植物或具有入侵性的种类，代表性的有石茅。石茅是危害大、繁殖快、难防治的世界十大恶性杂草之一，为中国进境植物检疫性有害生物。石茅为疏丛根茎型禾草，二年生的株丛可分蘖4～10个，粗壮而脆嫩的根茎长达25～30厘米，极易折断而独立繁殖成株，刈割3～4一茬仍能再生。一旦侵入农田，是很难清除的恶性杂草，适宜作为建立永久性草地的草种。杂高粱的种子多混杂在商品粮或其他作物种子中随调运传播，也可随水流、工具等携带传播，杂高粱是宿根多年生杂草，根茎发达，以种子和地下根茎进行繁殖，具有很强的竞争力，是一种危害很大且难以防治的杂草。杂高粱与石茅的生长习性基本相同，常混合发生，对农作物造成严重危害。美国大部分地区将石茅和杂高粱同视为有害杂草。可通过重视和加强进境植物检疫工作，加强技术研发、提高实验室检测能力，规范检疫处理等方法进行防治。

植物文化

高粱寓意出人头地。在5000年前，东非埃塞俄比亚地区的一种野草，虽能充饥，但口感不好，随后逐渐驯化。阿拉伯人从沿海一带将种子带入印度，被广泛种植，后又传入中国。高粱在宋朝已经广为栽培。蜀黍因为种子来源于蜀，形状似黍，故名。在万历年间（1573-1620年），徐光启在《农政全书》中写道：“其黏者近秫，顾借名为秫。一名芦榛、一名芦粟、一名高粱。”

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