周學永 付榮霞 李 航 周海濤 任貴興 肖建中 A H Rajasab
(1天津市農副產品深加工技術工程中心/天津農學院食品科學與生物工程學院,天津300384;2河北省張家口市農業科學院,張家口075000;3中國農業科學院作物科學研究所,北京100081;4天津黑馬工貿有限公司,天津 301711;5 Faculty of Science & Technology,Gulbarga University,India,Karnataka,Gulbarga 585308)
藜麥(Chenopodium quinoawilld.)又稱藜谷、南美藜、昆諾藜、奎藜等,是藜屬一年生自花授粉雙子葉植物,基礎染色體數目x=9,同源四倍體(2n=4x=36)[1]。藜麥為南美印加土著居民的重要傳統食物,其主產區主要分布在南美洲安第斯高原,已有7000多年的種植歷史[2]。藜麥具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特性。藜麥營養豐富,其籽粒蛋白質含量高且必需氨基酸組成均衡。美國航空航天局(NASA)將藜麥列為宇航員長期從事太空任務的理想食物之一,聯合國糧農組織(FAO)推薦藜麥為適宜人類食用的“全營養食品”[3-4],旨在讓世界關注藜麥的生物多樣性和營養價值,及其在提供糧食和營養安全、消除貧困等方面所能發揮的作用。
1987年藜麥引入我國,由西藏農牧學院和西藏農科院開始引種試驗研究,并于1992-1994年在西藏進行小面積試種,獲得成功[5-6]。此后由于產量較低、栽培條件嚴格、糧食加工技術滯后等原因,藜麥研究在國內陷于沉寂。而這個時期正是國外研究的熱點階段,歐美等發達國家開展了廣泛的試種和深加工研究,取得了豐碩成果[7-10]。藜麥種子為瘦果,是傳統意義上的食用部分,除了營養價值高以外,更重要的是還具有預防糖尿病、高血壓、高血脂等疾病的功效[11]。隨著人們生活水平的提高,國內“三高”人群日益增多,因此,藜麥再次受到我國學者的關注。
2011年藜麥正式被我國山西省靜樂縣引種[12],并獲得成功。此后種植規模逐年擴大,目前山西、甘肅、陜西、青海、寧夏等地均有一定規模的推廣種植[13-14]。但隨著藜麥種植面積的擴大和種植年限的延長,藜麥種植業開始暴露出一些新問題:一是藜麥不能重茬連作,否則產量急劇下降;二是隨著藜麥在我國內陸地區適應性栽培時間的延長,出現了一些新的病害、蟲害[15-16]。由于基層農藝人員對藜麥病蟲害防治缺乏經驗,導致藜麥種植戶損失嚴重。
研究人員發現,位于南美洲西部的秘魯一直是世界藜麥的主產區,不僅藜麥產量穩定,而且病害、蟲害發生率較低。例如,2016年秘魯藜麥產量為79269t,占世界總產量的53.3%,其中出口44300t,占世界藜麥出口總量的47.3%[17]。秘魯作為世界上最大的藜麥生產國,是如何避免氣候以及病蟲害的影響而保持藜麥霸主地位的呢?顯然,這個問題的研究將為我國藜麥行業提供有益借鑒,具有重要的理論意義和實用價值。2013年9月至2014年3月利用在美國愛荷華州立大學研究藜麥期間,與南美洲藜麥學者有過直接交流,現將秘魯藜麥栽培模式及其管理經驗加以介紹,供我國藜麥研究人員參考。
藜麥是安第斯高原的土著植物,雖然秘魯高原地形起伏復雜,土壤類型及其水分含量也往往表現各異,但藜麥卻能適應這里的地理環境,只是形態特征稍有不同而已。例如生長在提提卡卡湖岸邊的藜麥,葉、莖、枝和種子中沒有或只有少量色素沉著,圓錐花序在營養生長階段是綠色的,其種子是白色的。這些品種對霜凍耐受性較差,但有較高的增產潛力。在遠離湖泊的蘇尼(Suni)農業生態區,栽培的藜麥品種主要有Witullas和Wilas,其特點是對霜凍以及極大的晝夜溫差變化具有抵抗性。在秘魯,研究人員將高原地形分為山坡上部、山崗、山腳、山嵴、平原和湖岸等6種類型。從熱量的角度分析,山坡頂部是山脈最冷的部分,幾乎沒有用于農業生產的可能。不同地形選擇的藜麥品種見表1。
秘魯特別注重生態農業的發展,這里面既有制度因素,又有實用目的。從制度設計上講,發展生態農業是為了可持續發展的需要;從實用目的而言,則是為了適應山地高原復雜多變的氣候環境。秘魯位于南美洲西北部,安第斯高原橫貫南北,是傳統的藜麥種植區域。山地高原地區氣候條件復雜多變,干旱、淹水、冰雹和霜凍幾乎每年都會發生。為了確保收成,秘魯采取的一項重要措施就是避免在某一特定地區大量種植同一種作物。為了實現這一農業管理目標,秘魯采用農業社區管理制度。農業社區由連片經營的農業土地組成,依據地形地貌經過物理分割的方式形成多個面積較小的農業生產單元,這個單元稱之為艾諾卡斯(Aynoqas)[18]。每個社區家庭在每個艾諾卡斯都有自己的地方,并由社區進行統一規劃和管理。在每個特定的生長季節,農民家庭在屬于自己的艾諾卡斯單元里種植藜麥等作物,但必須實現多樣化種植,社區禁止農戶在所有地塊上都種植同一種作物。

表1 不同地理和農業生態區域藜麥品種分布
秘魯農民對于藜麥實行多種栽培,即在同一個生長季節、同一塊田地種植多種作物。這些作物可以在同一時間播種,也可以在不同日期播種,包括混合栽培或插入栽培,具體取決于物種類型和它們的生長周期。混合栽培最少是2種作物,例如藜麥/野菜豆、藜麥/大麥、藜麥/酢漿草、藜麥/玉米或藜麥/其他莧科作物。播種時,在同一行有不同的比例。在蘇尼(Suni)農業生態區以及平原和山頂地形區域,藜麥 /蒼白莖藜(kaniwa,Chenopodium pallidicaule)建議以30/70的比例混合種植。蒼白莖藜也是南美洲的一種傳統藜科作物,種子比藜麥稍甜,且具有更高的脆性結構。這種混合種植方法旨在確保在正常的年份收獲2種作物,在糟糕的年份也能收獲蒼白莖藜1種作物。因此,其主要目標是在該地區獲得更高的產量和提高收獲的安全性。
作物插入栽培是多種栽培的另一種方式,它把地塊分成不同的行,行的長度貫穿整個地塊,每一行播種不同的作物,最常見的方法是在整個區域內種植2種作物(玉米/藜麥或奎奴亞菜/蒼白莖藜)。這種栽培方法可以稍加改變,除了主要作物之外,再種植1種對害蟲沒有吸引力的不太重要的作物,如苦澀的羽扇豆等。這些次要作物可以種在區域的邊界地帶,以保護主要農作物如藜麥、馬鈴薯或菜豆類。
了解秘魯藜麥的生產方式,有助于全面了解秘魯藜麥單產和總產問題。文獻報道的秘魯藜麥產量并不高,一般很少超過1000kg/hm2[19]。而我國報道的藜麥產量達到了5000~6000kg/hm2[20],單產明顯高過秘魯。在這方面,秘魯報道藜麥的單產數據很可能是采取混合種植方式后取得的結果,與我國單一種植藜麥獲得的單產數據是有區別的,相關細節有待于進一步調查研究。
藜麥輪作是保持產量和維持土壤地力的重要手段,其輪作方式包括藜屬品種之間的輪作,也包括藜麥與其他作物如馬鈴薯、蠶豆和大麥等非藜屬作物之間的輪作,具體選擇哪些輪作品種,應根據種植區域的氣候、土壤類型和濕度條件來決定。
在秘魯艾諾卡斯生產單元體系中,作物輪作一般有預定的時間跨度,通常為8~10年。在一個作物周期內,每年播種不同的作物,播種期為3年或4年,緊接著是6~7年的休耕期,時限長短要根據農業社區的需要而定。藜麥是作物循環中的第二作物,接著是馬鈴薯,蠶豆和豌豆排在輪作順序的最后,用以幫助土壤恢復肥力。
休耕時期有助于使土壤恢復肥力,特別是把休耕土地用于動物牧場時,可以留下糞便,促使本地物種三葉草萌發。三葉草在休耕期間通過促進自然動植物群的生長,可以有效減少真菌、線蟲和昆蟲對土壤的侵染。
由于我國藜麥研究起步較晚,在種質資源收集與引進、品種選育、栽培技術研究等方面的水平有待于進一步提高。秘魯作為藜麥原產地國家,在藜麥種植方面積累了豐富的經驗,無論在農業技術還是農業管理方面,都有值得我國借鑒的地方。首先在藜麥種植技術上,要依據種植區域的海拔、地形以及氣候條件選擇合適的藜麥品種,探索藜麥與其他作物混種栽培技術,合理實行輪作或休耕制度。其次,在藜麥種植管理方面,建議在借鑒秘魯藜麥社區管理制度的基礎上,結合我國農業生產的實際,組建面積較大的農業生態園區。通過合理劃分區域,便于實現藜麥的輪作、休耕管理,最大限度地恢復土壤地力,為藜麥產業可持續發展奠定堅實的基礎。