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高粱属

高粱属

高粱属（食虫类：Sorghum Moench），为禾本目（Poales）禾本科（Poaceae）下的一属植物。高粱属植物原产阿富汗、婆罗洲、加那利群岛、中国、库克群岛等地，引种栽培于亚拉巴马州、巴西、加利福尼亚州、哥伦比亚等地，截至2023年10月15日数据统计，高粱属有22个公认的物种，根据中国物种名录数据显示，该属在中国有光高粱组（Sect. Parasorghum）和高粱组（sect. Sorghum）两个属下分组，光高粱组的属下物种是光高粱（Sorghum nitidum），高粱组又可分为石茅亚组（Subsect. Halepensia）和高粱亚组（Subsect.Sorghum）。高粱属植物在中国南北均有栽培。

高粱属植物是高大的一年生或多年生草本植物。具有抗旱、耐涝、耐高温、耐瘠薄、耐盐碱、抗病虫害及抗倒伏等优良特性。秆多粗壮而直立。叶片宽线形、线形至线状披针形。复总状花序直立。无柄小穗两性，有柄小穗雄性或中性。第一外膜质，第二外稃长圆形或椭圆状披针形。

高粱属的植物用途十分广泛，主要被用于食用、饲用、工业原料、医用等。如高粱（S. bicolor）是白酒酿造的主要原料；高粱米是高粱碾去皮层后的颗粒状成品粮，在中国、朝鲜、印度及非洲等地皆为食粮作物，在摩洛哥、利比亚和突尼斯等北非国家，人们常把高粱做成古斯米和意大利面等食物。饲用高粱属作物是畜牧业良好的饲草，主要有苏丹草（S. sudanense (Piper) Stapf）、高丹草（S. bicolor × sudanense）和甜高粱（Sorghum bicolor cv. Dochna）等。在中医药领域，据中国药用典籍记载，该属高粱的种仁可入药，具有健脾止泻、化痰安神的功效。

栽培的高粱属植物主要为高粱，俗称蜀黍、红梁、红粮等，属于C4植物，是最早驯化的禾谷类作物之一，种植面积和总产量位于小麦、玉米、水稻和大麦之后，为世界上第五大谷物。2017年数据显示，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，种植面积居世界第10位。

高粱属植物有相当一部分是入侵植物或具有入侵性的种类，代表性的有石茅（Sorghum halepense (L.) Pers.），石茅是危害大、繁殖快、难防治的世界十大恶性禾本科杂草之一。

高梁属还有一保护物种为拟高粱（S. pro松属quum (Kunth) Hitchc.），被中国《国家重点保护野生植物名录》列为II级保护野生植物。

历史

考古发现

自20世纪50年代以来，中原地区先后出土了一些重要的高粱文物。石玉学等研究人员通过研究考古挖出的炭化高粱文物，发现从周代就有高粱被栽培，而周朝距今已有5000多年的历史，到汉朝时已经被广泛种植，由此证明高粱是中国的古老作物。1955年在河北省石家庄市、辽宁省辽阳市都有炭化高粱籽粒出土；1953-1960年在广州市发现了高粱；1957年在陕西省发现了使用高粱茎秆的痕迹。根据中国考古材料表明，中国的高粱栽培历史最早，可追溯到新石器时代，主要分布在黄河流域，商周至汉朝已分布很广，中国的辽宁省、河北省、陕西、江苏省、广东省、山西省等地都有较大范围的栽培。甜高粱在非洲是一种具有五千多年栽培历史的古老作物，于公元前4世纪1传入印度，公元4世纪传到中国，到公元5-8世纪经朝鲜半岛传到日本，据甲骨文记载和考古学上的发现，甜高粱有着悠久的栽培历史。

古籍记载

在中国，高粱在先秦时期被称为粱，两汉时期又称为粱秫。《国语·晋语》中有写到“晋人惧，怀公奔高粱”。最早出现“高粱”这个词语的是《黄帝内经》和《孟子》。古籍中不单只对高粱的名称、品质有所描写，连高粱的著名产区和特殊品种也有介绍。例如，东汉时期张衡曾在《七辨》中提到了高粱的产区“冀野之粱”；同时期的马也在《七依》中提到了“玄山之粱”；汉朝的《礼记·月令》中有提到黄粱；战国时期的《管子地员》中有写到“其种青粱、黑茎黑秀”，青粱就是高粱的一个特殊品种。

分类

分类变动

高粱属是由德国学者康拉德-莫恩奇（Conrad Moench）在1794年建立。1950年，加伯尔（Garber）根据形态学和细胞遗传学证据，将高粱属分为6亚属：高梁亚属（Sorghum)、拟高梁亚属（Parasorghum)、有柄高梁亚属(Stiposorghum)、多毛高梁亚属（Chaetosorghum)、异高梁亚属（Heterosorghum)和金粱草亚属（Sorghastrum）。1958年塞拉里耶以及1986年克莱顿和伦瓦兹支持将金粱草亚属独立成为金粱草属，认为高粱属有5个亚属：高粱亚属，秆节光滑，叶枕显著，浆片背面具柔毛，复总状花序具有3级以上分枝；拟高粱亚属，杆节（上部）具毛，圆锥花序2级分枝；有柄高粱亚属，杆节（上部）具髯毛，圆锥花序2级分枝；多毛高粱亚属，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；异高粱亚属，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。在2007年狄龙，以及在2010年努尼等基于核糖体脱氧核糖核酸中的内转录间隔区ITS(Internal transcribed spacer)、核基因和叶绿体基因序列，将高粱属划分为2个分支：高粱-多毛高粱-异高粱分支≈高粱亚属+多毛高粱亚属+异高粱亚属，秆节无髯毛；2拟高粱-有柄高粱分支≈拟高粱亚属+有柄高粱亚属，秆节有髯毛。。根据中国物种名录数据显示，1997年《中国植物志》将高粱属分为光高粱组（Sect. Parasorghum）和高粱组（sect. Sorghum），光高粱组的代表物种是光高粱（Sorghum nitidum），高粱组又被分为石茅亚组 Subsect. Halepensia和高粱亚组 Subsect. Sorghum。2012年，刘青等基于低拷贝核基因序列的分子系统学研究，认为多毛高粱亚属和异高粱亚属处理为单独一个分支较合适。

属下分类

截至2023年10月15日数据统计，高粱属有22个公认的物种，如下：

形态特征

高粱属为高大的一年生或多年生草本。

茎、叶

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。

花

复总状花序直立，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

果实和种子

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。

分布

高粱属内除少数几种为全世界引种栽培外，绝大多数的种自然分布在热带到亚热带地区。高粱属物种中有17个原产于澳大利亚，其中一些分布范围延伸至非洲、亚洲、中美洲以及印度洋和太平洋的某些岛屿。根据中国物种名录数据显示，该属在中国有11个物种两种，其中拟高粱（S. pro松属quum)和光高粱（S. nitidum)是本地种，高粱属植物在中国南北均有栽培。

生长习性

高粱属植物分布在全世界热带到温带地区，植株高大，茎叶繁茂，具有产量高、品质好、抗旱、耐涝、耐高温、耐瘠薄、耐盐碱、抗病虫害及抗倒伏等优良特性。

繁殖

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。高粱属花两性，在自然条件下自花授粉率为75%-95%，自花授粉率因穗型、株间距离、风向等因素而异。

栽培

高粱属有许多一年生和多年生的种，体细胞染色体数不等，但都是以x=5为基数。其中栽培用的粒用高粱都属于物种高粱，同时高粱也为高粱属的模式种。

播种

高粱播种时，常用的方法为点播、条播，条播法最为常见。播种时使用专用播种机一次性完成开沟、播种、覆土等各项工作，覆土厚度控制在2-3cm，行间距控制在55cm左右，播种深度控制好3～5cm，保证深浅一致，过深会影响幼苗出土，过浅则会导致种子落干，影响正常出苗。遵循“肥地宜密，薄地宜稀”的原则控制播种密度，播后3-4天及时除草喷药，喷药后及时覆膜，达到保温育苗的作用。

肥水管理

追肥方面，拔节期、孕穗期、灌浆期、抽穗期至灌浆期追施腐熟有机肥和尿素，每间隔两周喷施1次磷酸二氢钾，加快高粱成熟，其次，每次追肥应配合浇水，幼苗期占总需水量的11%左右，拔节期占51%，孕穗期占16%，灌浆期占21%，成熟期占6%，如干旱导致地面干裂，应及时浇水，如田间有积水，应及时排水，避免引发涝灾。

病虫害防治

常见虫害有蚜虫、蛞蝓等，防治蚜虫时可将涂有机油的黄板悬挂在高粱田内，当害虫数量较多时，可交替喷施乐果乳油、抗蚜威可湿性粉剂等进行防治；防治黏虫时可在配置的糖醋液中加入适量的敌百虫溶液，倒入盆中并放置于田间，可诱杀成虫，或利用害虫的趋光性特征，在高粱田内悬挂频振式杀虫灯、黑光灯来诱杀高粱黏虫，害虫数量较多时，可喷施敌百虫可溶粉剂、氰戊菊酯乳油。

常见病害有紫斑病、苗枯病、炭疽病、黑穗病等，防治紫斑病需要在播种前深翻晾晒土壤以杀灭残留病菌，同时需要及时追肥，并增施腐熟有机肥和磷钾肥，少施氮肥，此外还应及早将植株下部叶片摘掉达到提前预防的目的，发病后可喷施甲基硫菌灵可湿性粉剂、代森锌可湿性粉剂等进行防治；苗枯病防治时可采用播种前用种衣剂与新高脂膜拌种相结合的防治方法，同时播种时需要控制好密度等；炭疽病可通过选用高抗病性高粱品种、播种前用多菌灵可湿性粉剂拌种等进行防治；黑穗病防治方法为播种前用萎锈灵乳油兑水拌高粱种子、适当晚播等。

用途

食用

高粱属中主要用于食用的物种为高粱，高粱是白酒酿造的主要原料。高粱米是高粱碾去皮层后的颗粒状成品粮，在中国、朝鲜、印度及非洲等地皆为食粮作物，在中国北方部分地区的吃高粱米。高粱食品有很多如面制食品有皎子、刀削面、窝窝头和锅烙等；公制食品有米粥和米饭；膨化食品有爆米花和膨化酥等。在摩洛哥、利比亚和突尼斯等北非国家，人们常把高粱做成古斯米和意大利面等食物。

饲用

饲用高粱属作物，是畜牧业一种良好的饲草，既可做牧草放牧，又可割做青饲、青贮饲料或调制干草。研究表明，大多数饲用高粱属作物具有产量高、品质好、抗逆性强、适应性广等特点。其中，苏丹草分蘖能力强、再生性好、营养价值高、适口性好；高丹草茎秆细，茎叶柔软，再生性好；饲用甜高粱产量高，抗性好，且具有较高的糖类，应用广泛。

医学药用

在中医药领域，据中国药用典籍记载，高粱属物种高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）的种仁具有健脾止泻、化痰安神的功效，主治脾虚泄泻，霍乱，消化不良，痰湿咳嗽，失眠多梦；拟高粱药用名称高粱七，以根状茎入药，具有清肺止咳，健脾利湿，活血止血的功效，主治痨伤咳嗽，吐血，腹泻，消化不良，跌打肿痛。

能源与加工

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、果葡糖浆。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。

保护

在中国，拟高粱由于多为野外生存，人为的直接采挖或砍伐导致其数量减少。野外调查发现拟高粱居群数目较少，在中国乐昌发现2个居群，每个居群个体数目小于50。1999年高粱属拟高粱被中国《国家重点保护野生植物名录（第一批）》收录，列为II级保护野生植物。2013年《中国生物多样性红色名录（高等植物卷）》将高粱属拟高粱列为濒危物种。2021年中国《国家重点保护野生植物名录》再次将高粱属拟高粱列为II级保护野生植物。1978年，中国福建农学院牧草组的专家在闽中三明市沙溪河发现该拟高粱后，经过9年的引种驯化，于1987年培育出了"明福一号"拟高粱。1990年，从中国福建农学院引进1千克拟高粱种子在光山县水牛场试播。1991年春，通过育苗移栽扩大养殖面积。1992年开始进行拟高粱南草北繁技术研究，突破了人工繁殖技术和宿根越冬技术，进一步使拟高粱在北方地区人工繁育大面积铺展。

此外，高粱属的柳叶高粱（Sorghum virgatum）和羽状高粱（Sorghum plumosum）等7个物种均被《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN）收录并被评估为无危（LC）物种。

危害

高粱属植物有相当一部分是入侵植物或具有入侵性的种类，代表性的有石茅和杂高粱（Sorghum almum）。石茅，又称假高粱，是危害大、繁殖快、难防治的世界十大恶性禾本科杂草之一，和黑高粱（Sorghum almum）均为是中国进境植物检疫性有害生物。黑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，黑高粱是宿根多年生杂草，根状茎发达，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。黑高粱与假高粱的生长习性基本相同，常混合发生，对农作物造成严重危害。美国大部分地区将假高粱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。

生态作用

有学者研究了高粱属牧草对土壤重金属镉的响应及富集效应，发现高粱属牧草对土壤中的镉元素均有不同程度的富集效应，且高粱属牧草根系中镉元素的富集量最高，为进一步研究高粱属植物在生态修复中的作用奠定了基础。甜高粱在各个时期耐盐碱性都比较高，可以显著改善盐碱土土壤环境。苏丹草具有耐盐碱性、抗旱性较强等优点，适用于改良盐碱土。