不同藜麥材料在哈爾濱地區(qū)的適應(yīng)性研究

李佶愷，王建麗，尚晨，張海玲，劉杰淋，陳積山，潘多鋒，劉凱

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150086)

藜麥(Chenopodiumquinoa)又稱南美藜、藜谷等，屬藜科藜屬，一年生草本，起源于南美洲安第斯山脈，有著5000～7000多年的栽培歷史[1-2]，我國(guó)于1987年由西藏開始引種試驗(yàn)研究[3]，目前在山西、青海、甘肅等地都有較大面積的種植[4]。藜麥籽實(shí)蛋白質(zhì)含量高，具有人體所需的氨基酸[5-7]，礦物質(zhì)以及不飽和脂肪酸等，其他的營(yíng)養(yǎng)成分也十分豐富。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)認(rèn)為藜麥?zhǔn)沁m宜人類食用的“全營(yíng)養(yǎng)食品”[8]。由于藜麥幾乎不含麩質(zhì)成分，是乳糜瀉患者絕佳的營(yíng)養(yǎng)來源[9]；藜麥的低糖低熱量對(duì)降低血糖、血脂有一定的作用[10]；此外藜麥還可調(diào)節(jié)人體果糖的代謝過程，對(duì)心臟、腎臟和肝臟都具有保護(hù)作用[11]。藜麥的莖葉等副產(chǎn)物也有利用價(jià)值，藜麥葉可作為蔬菜炒食，其含有的酚類物質(zhì)還具有一定的抗癌作用[12]；藜麥莖稈可作為牛羊等牲畜的飼料[13]。藜麥還具有抗寒、抗旱、抗鹽堿、耐瘠薄等特性[14-16]，具有良好的生態(tài)適應(yīng)性。

近年來由于藜麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不斷升溫，我國(guó)多地開展了藜麥引種栽培方面的研究。周海濤等[17]對(duì)河北張家口地區(qū)試種藜麥的表現(xiàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。2016年黃杰等[18]對(duì)13個(gè)藜麥材料在甘肅臨夏地區(qū)的適應(yīng)性進(jìn)行了報(bào)道。李成虎等[19]也報(bào)道了在寧夏海原9個(gè)藜麥品種的種植表現(xiàn)。通過研究可知藜麥在不同地區(qū)的產(chǎn)量和品質(zhì)都有較大差異，然而藜麥在黑龍江哈爾濱地區(qū)的引種栽培研究還未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)通過研究分析8個(gè)藜麥材料在大田種植條件下的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀及倒伏率，旨在為哈爾濱地區(qū)藜麥生產(chǎn)和育種工作提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2017年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技示范園區(qū)草業(yè)研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于哈爾濱市道外區(qū)民主鄉(xiāng)(北緯45.2°，東經(jīng)122.6°)，海拔169 m。該地區(qū)平均氣溫5.1 ℃，極端最高氣溫37.5 ℃，最低氣溫-35.5 ℃，≥10 ℃年活動(dòng)積溫2887 ℃，無(wú)霜期150 d，年降水量550～600 mm，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，土壤為黑土，pH值為7.0～7.5，土壤有機(jī)質(zhì)41.35 g·kg-1，速效N含量為113.6 mg·kg-1，速效P含量為84.3 mg·kg-1，速效K含量為215.0 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

參試的藜麥材料共計(jì)8個(gè)，材料來源及相關(guān)特性詳見表1。

表1 藜麥材料來源及相關(guān)特性Table 1 Sources and characteristics of quinoa materials

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)材料3次重復(fù)。小區(qū)長(zhǎng)6 m，寬3 m，面積為18 m2，小區(qū)間和外圍設(shè)過道1 m。試驗(yàn)前一年秋季機(jī)耕整地，耕深20～25 cm，土地平整，無(wú)較大土塊和殘茬。5月上旬播種，播種量為1.78～9.61 kg·hm-2，開溝點(diǎn)播，播種深度3 cm，株距15 cm，行距50 cm。4～6葉期時(shí)間苗，同時(shí)進(jìn)行第一次中耕除草；株高在30 cm時(shí)第二次中耕除草，同時(shí)進(jìn)行培土。整個(gè)生育期間未澆水施肥，9月植株葉片變黃脫落時(shí)收割，脫粒后晾曬。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1生育期觀測(cè) 播種當(dāng)年觀察記錄不同藜麥材料的播種期、出苗期、分枝期、初花期和成熟期。

1.4.2生物學(xué)性狀測(cè)定 藜麥成熟期每小區(qū)隨機(jī)抽取10株分別進(jìn)行生物學(xué)性狀測(cè)定：1)株高：地面量至植株生長(zhǎng)最高部位的自然高度。2)分枝數(shù)、有效分枝數(shù)：從地面起每株的分枝數(shù)記為總分枝數(shù)；其中結(jié)實(shí)的分枝記為有效分枝數(shù)。3)主枝穗長(zhǎng)、側(cè)枝穗長(zhǎng)：主穗基部量至主穗頂端記為主枝穗長(zhǎng)；側(cè)枝穗基部至側(cè)枝穗頂端記為分枝穗長(zhǎng)。

1.4.3產(chǎn)量測(cè)定 成熟期時(shí)收割、脫粒、晾曬后記錄小區(qū)所有籽粒質(zhì)量。

1.4.4品質(zhì)測(cè)定 產(chǎn)量測(cè)定后每小區(qū)對(duì)混合藜麥籽粒進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果均以樣品干物質(zhì)含量表示。隨機(jī)選取1000粒種子稱重得到千粒重，采用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量[20]，采用旋光法測(cè)定淀粉含量[21]，采用索氏抽提法測(cè)定脂肪含量[22]，采用灼燒法測(cè)定灰分含量[23]，采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定鈣含量[24]，采用鉬黃比色法測(cè)定磷含量[24]。

1.4.5倒伏率測(cè)定 成熟期統(tǒng)計(jì)每小區(qū)倒伏株數(shù)，倒伏率=小區(qū)倒伏株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藜麥材料農(nóng)藝性狀的比較

2.1.1不同藜麥材料生育期的比較 由表2可知，各參試材料的生育期為112～121 d，其中材料LM-4和LM-7的生育期最長(zhǎng),為121 d；材料LM-5的生育期最短，為112 d。生育期長(zhǎng)短的順序?yàn)椋篖M-4=LM-7>LM-1>LM-8>LM-2>LM-6>LM-3>LM-5。

表2 不同藜麥材料生育期比較Table 2 Comparison of growth periods of different quinoa materials

2.1.2不同藜麥材料生物學(xué)性狀的比較 8份材料的株高為133.20～173.07 cm，不同材料株高差異顯著，LM-3株高最低,為133.20 cm，顯著低于其他藜麥材料；LM-2株高最高,為173.07 cm，顯著高于其他藜麥材料(表3)。不同材料的分枝數(shù)為18.10～23.10 個(gè)，其中LM-2分枝數(shù)最低,為18.10 個(gè)，顯著低于材料LM-1、LM-3；LM-3分枝數(shù)最高,為23.10 個(gè)。不同材料的有效分枝率為64.34%～72.87%，其中LM-6有效分枝率最低,為64.34%，LM-7有效分枝率最高,為72.87%。不同材料的主枝穗長(zhǎng)差異均不顯著，主枝穗長(zhǎng)為28.60～30.20 cm，其中LM-8主枝穗長(zhǎng)最短,為28.60 cm，LM-1主枝穗長(zhǎng)最長(zhǎng),為30.20 cm。不同材料的側(cè)枝穗長(zhǎng)為18.30～23.10 cm，其中LM-7側(cè)枝穗長(zhǎng)最短,為18.30 cm；LM-4側(cè)枝穗長(zhǎng)最長(zhǎng),為23.10 cm，顯著高于其他材料側(cè)枝穗長(zhǎng)。

表3 不同藜麥材料生物性狀的比較Table 3 Comparison of biological characters of different quinoa materials

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著，下同。

Note: The different small letters in the same column stand for significant difference at 0.05 level, The same below.

2.1.3不同藜麥材料產(chǎn)量性狀的比較 各參試材料的折合產(chǎn)量為1395.02～2965.88 kg·hm-2，其中材料LM-4折合產(chǎn)量最低,為1395.02 kg·hm-2，顯著低于其他材料；材料LM-3折合產(chǎn)量最高,為2965.88 kg·hm-2，顯著高于其他材料(圖1)。不同藜麥材料折合產(chǎn)量的排序?yàn)椋篖M-3>LM-1>LM-8>LM-7>LM-6>LM-5>LM-2>LM-4。

2.2 不同藜麥材料品質(zhì)性狀的比較

8份材料的千粒重為1.90～2.55 g，LM-5千粒重最低,為1.90 g，LM-2千粒重最高,為2.55 g(表4)。不同藜麥材料的蛋白質(zhì)含量為13.74%～14.50%，其中LM-5的蛋白質(zhì)含量最低,為13.74%，LM-3蛋白質(zhì)含量最高,為14.50%。不同藜麥材料的淀粉含量為42.15%～60.11%，其中LM-6淀粉含量最低,為42.15%，LM-8淀粉含量最高,為60.11%，材料LM-1、LM-2、LM-4和LM-6淀粉含量顯著低于材料LM-3、LM-5、LM-7和LM-8。不同藜麥材料的脂肪含量為4.26%～6.74%，其中LM-4脂肪含量最低,為4.26%，LM-5脂肪含量最高,為6.74%，且顯著高于其他材料。不同藜麥材料的灰分為3.94%～6.46%，其中LM-4灰分含量最低,為3.94%，LM-1灰分含量最高,為6.46%，材料LM-1、LM-2的灰分含量顯著高于其他材料(P<0.05)。不同藜麥材料的鈣含量為1.57～2.55 mg·g-1，其中LM-5鈣含量最低,為1.57 mg·g-1，LM-6、LM-8鈣含量最高,為2.55 mg·g-1。不同藜麥材料的磷含量為3.80～4.22 mg·g-1，其中LM-4磷含量最低,為3.80 mg·g-1，LM-5磷含量最高,為4.22 mg·g-1。

表4 不同藜麥材料品質(zhì)性狀的比較Table 4 Comparison of quality traits of different quinoa materials

2.3 不同藜麥材料倒伏率的比較

圖2 不同藜麥材料倒伏率的比較Fig.2 Comparison of lodging rate of different quinoa materials

各藜麥材料的倒伏率存在差異(圖2)，倒伏率為9.00%～13.67%，其中材料LM-3、LM-8倒伏率最低,為9.00%，其中材料LM-5倒伏率最高,為13.67%。不同藜麥材料倒伏率的排序?yàn)椋篖M-3=LM-8

2.4 不同藜麥材料產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法，通過對(duì)不同藜麥材料的產(chǎn)量及品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)綜合匯總，對(duì)藜麥材料進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。所有材料與理想值關(guān)聯(lián)順序中，綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)的藜麥材料是LM-3，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.9982，綜合評(píng)價(jià)最低的藜麥材料為L(zhǎng)M-4，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.9130(表5)。

3 討論

藜麥在哈爾濱地區(qū)試種均可完成生育期，按小區(qū)產(chǎn)量折算的公頃產(chǎn)量為1395.02～2965.88 kg·hm-2，遠(yuǎn)高于藜麥原產(chǎn)地印第安地區(qū)600 kg·hm-2[17]，這說明哈爾濱地區(qū)生態(tài)環(huán)境較原產(chǎn)地更利于藜麥產(chǎn)量的提升。然而哈爾濱地區(qū)產(chǎn)量最高的參試材料LM-3的折合產(chǎn)量(2965.88 kg·hm-2)卻較張家口地區(qū)產(chǎn)量最高的參試品種減產(chǎn)671.44 kg·hm-2[17]，較甘肅臨夏地區(qū)產(chǎn)量最高的參試品種減產(chǎn)1280.72 kg·hm-2[18]。這可能是由于哈爾濱地區(qū)年降水主要集中在7-8月，而且土壤為黑土，肥力優(yōu)于這兩個(gè)地區(qū)，導(dǎo)致藜麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過于旺盛，加上藜麥本身根淺、莖稈脆弱，從而使試種藜麥倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重，影響產(chǎn)量。

表5 不同藜麥材料與理想值的灰色關(guān)聯(lián)度Table 5 Grey relational degree of different quinoa materials and ideal variety

注：分辨系數(shù)ρ=0.5。

Note: Resolution coefficient ρ=0.5.

藜麥適應(yīng)性強(qiáng)，通過引種試驗(yàn)可知藜麥能夠適應(yīng)哈爾濱地區(qū)的生態(tài)條件。然而其產(chǎn)量卻相對(duì)于我國(guó)其他地區(qū)低。將藜麥在哈爾濱地區(qū)大規(guī)模推廣種植，需繼續(xù)選育適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的抗倒伏、高產(chǎn)品種，還可根據(jù)試種材料的特性，選育特殊用途品種；同時(shí)研制適宜哈爾濱地區(qū)的規(guī)范化藜麥栽培技術(shù)。

4 結(jié)論

8個(gè)參試材料都可在哈爾濱生態(tài)區(qū)正常成熟。通過對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合分析，材料LM-3的綜合表現(xiàn)最好，可作為哈爾濱地區(qū)的推廣材料。一些品種產(chǎn)量雖不高，但也具有自身的優(yōu)勢(shì)性狀，如材料LM-5生育期最短,為112 d，脂肪含量最高；LM-6、LM-8鈣含量最高；LM-3、LM-8倒伏率最低。這些都可作為優(yōu)勢(shì)性狀在藜麥的育種研究中利用。