海拔和播期對藜麥主要品質性狀的影響

環秀菊，孔治有，張 慧，楊俊華，王倩朝，張 平，劉俊娜，李 莉，劉永江，覃 鵬*

(1.云南農業大學農學與生物技術學院，云南 昆明 650201；2.保山學院資環學院，云南 保山 678000；3. 德宏州農業科學研究所，云南 芒市 678400)

【研究意義】藜麥(Chenopodiumquinoa)為莧科藜亞科藜屬一年生雙子葉草本植物[1]。其籽粒是主要食用部分，嫩莖也可食用[2]。種子顏色主要有白色、黑色和紅色[3]。藜麥籽粒富含蛋白質、人體必需氨基酸、礦物質、維生素，且低脂、低糖、不含麩質，是一種堿性蛋白食品[4]。藜麥原產于南美洲安第斯山脈，是一種對鹽堿、干旱和霜凍等有較強抗逆性的短日照植物，這種抗逆性可能與其較高的蛋白質含量有關[5]。從藜麥中提取的活性物質如黃酮具有抗氧化、減肥和抗菌的作用，有較好的藥用價值，是一種十分符合當今健康飲食觀念的食品，適合高血糖、高血脂人群食用[6]。藜麥對不同生態條件有廣泛適應性，可在0～4000 m海拔的地區種植[7-8]。【前人研究進展】任永峰[9]的研究結果表明北麓區藜麥種植的適宜播期為 4月中旬到5月上旬，播期和積溫對藜麥生長發育及產量形成的影響很大，生育后期低溫是制約藜麥產量的重要因素。劉玉蘭[10]研究發現大豆的播期與產量有很大的相關性，早播或遲播大豆感病率增加，完全粒率降低，蛋白質含量降低；大豆播期與蛋白質含量呈顯著或極顯著負相關關系，大豆適宜播期為5月4日左右，這個時期播種大豆產量高、品質好。馬國勝[11]研究結果表明播期與玉米干物質積累量、吐絲期葉面積指數、群體總光合勢、平均群體凈同化率和作物平均生長率等群體光合生理指標呈負相關；播期對玉米作物平均生長率、群體總光合勢的影響較大，提倡盡可能早播。隨海拔的升高，藜麥葉片通過積累滲透調節物質和提高抗氧化酶活性，以清除多余的活性氧物質，維持細胞滲透勢平衡，緩解環境變化對其生長造成的傷害[12]。【本研究切入點】至今，國內外關于藜麥在海拔和播期對其生理指標的影響方面的研究很少。為此在德宏芒市的城區和河心農場設計3個播種期，研究不同海拔和播期對藜麥籽粒重要組分合成及主要品質性狀的影響。【擬解決的關鍵問題】為藜麥品種選育及藜麥引種、調節播期提供理論依據和生產指導。

1 材料與方法

1.1 材料

甘肅農科院選育的藜麥品種“隴藜1號”。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 于2017年6月10日、9月10日、11月10日將藜麥分別播種于云南省德宏州芒市市區(海拔916 m)和河心農場(海拔1800 m)。芒市一年中5-9月氣溫最高，這幾個月氣溫為20～25 ℃。該試驗藜麥種植面積為30 m2，行距80 cm，株距30 cm。該地區土壤類型為黑壤土。藜麥成熟后進行取樣，種子收獲后及時干燥保存備用。

1.2.2 品質性狀測定方法 采用由南京建成生物工程研究所生產的試劑盒根據說明書測定。總氨基酸試劑盒(總氨基酸含量以1 g蛋白質中所含的氨基酸表示，單位為μmol/g)、可溶性蛋白質試劑盒、可溶性糖試劑盒、黃酮類化合物試劑盒、維生素E試劑盒、抗壞血酸試劑盒和微量元素鈣試劑盒、鎂試劑盒、鐵試劑盒及鋅試劑盒；考馬斯亮藍法測可溶性蛋白質含量試劑盒來自蘇州格銳思生物科技有限公司；雙波長法測定樣品支鏈淀粉和直鏈淀粉含量。

1.3 統計分析

每個樣品做3次重復，用SAS 9.0軟件對所有數據進行方差分析(ANOVA，LSD法)。

2 結果與分析

2.1 海拔和播期對藜麥主要功能成分的影響

在低海拔條件下，不同播種時間的藜麥類黃酮含量發生顯著變化，類黃酮含量隨播種時間的推遲而增加，其中6月10日播種的藜麥類黃酮含量最低，11月10日播種則最高，為6月10日播種的5倍以上；在高海拔條件下，不同播種時間的類黃酮含量差異不顯著，類黃酮含量隨播種時間的推遲先升高后降低，但變幅不大。同一播種時間、不同海拔條件下，6月10日和9月10日播種，高海拔地區的藜麥類黃酮含量顯著高于低海拔地區，其中在6月10日播種，高海拔地區的藜麥類黃酮含量是低海拔地區的3倍以上，但在11月10日播種，低海拔地區的藜麥類黃酮含量更高(圖1)。

在低海拔條件下，總氨基酸含量隨播種時間的延遲逐漸降低，11月10日播種的藜麥總氨基酸含量最低，6月10日播種的含量最高，是最低值的3倍以上；在高海拔條件下，總氨基酸含量隨播種時間的延遲逐漸升高，但變幅不大。同一播種時間，不同海拔條件下，低海拔地區6月10日和9月10日播種的藜麥總氨基酸含量均高于高海拔地區，是高海拔地區的3～4倍，而在11月10日播種，高海拔地區的藜麥總氨基酸含量更高(圖2)。

圖中不同小寫字母表示差異達5 %顯著水平，下同Different lowercase letters in the figure indicate a significant difference of 5 %, the same as below

圖2 海拔和播期對總氨基酸含量的影響

圖3 海拔和播期對可溶性蛋白質含量的影響

在低海拔條件下，可溶性蛋白質含量隨播種時間的延遲先降低后升高，其中9月10日播種的藜麥可溶性蛋白含量最低，11月10日播種的最高，為最低值的2倍以上。在高海拔條件下，可溶性蛋白含量隨播種時間的延遲先升高后降低，但變幅不大。在同一播種時間，不同海拔條件下，6月10日和9月10日播種，高海拔地區的藜麥可溶性蛋白質含量均高于低海拔地區，是低海拔地區的2～3倍，而在11月10日播種，低海拔地區的可溶性蛋白含量略高于高海拔地區(圖3)。

2.2 海拔和播期對藜麥主要抗氧化成分的影響

在低海拔條件下，維生素E的含量隨播種時間的延遲逐漸增加，其中6月10日播種的藜麥維生素E含量最低、11月10日播種則最高，為最低值的30倍以上；在高海拔條件下，維生素E的含量隨播種時間的延遲逐漸降低，其中11月10日播種的藜麥維生素E的含量最低，6月10日播種的最高，為最低值的4倍以上。在同一時期，不同海拔條件下，在6月10日和9月10日播種，高海拔地區的藜麥維生素E的含量都高于低海拔地區，為低海拔地區的4～7倍，而在11月10日播種，低海拔地區藜麥的維生素E含量更高，大約是高海拔地區的10倍(圖4)。

在低海拔條件下，可溶性糖含量不同播期基本一致，在高海拔條件下，可溶性糖含量隨播種時間的延遲先增加后降低，但變幅不大。在3個不同時間播種，高海拔地區的可溶性糖含量都高于低海拔地區(圖5)。

圖4 海拔和播期對藜麥維生素E含量的影響

圖5 海拔和播期對藜麥可溶性糖含量的影響

在低海拔條件下，抗壞血酸含量隨播種時間的延遲先增加然后大幅度降低，其中11月10日播種的藜麥抗壞血酸含量最低，9月10日播種的最高，為最低值的4倍以上。在高海拔條件下，抗壞血酸含量隨播種時間的延遲先降低后增加，但變幅不大。在同一播期，不同海拔條件下，6月10日和9月10日播種，低海拔地區的抗壞血酸含量都高于高海拔地區，其中在9月10日播種，低海拔地區的含量為高海拔地區的3倍以上。但在11月10日播種的，高海拔地區含量略高(圖6)。

在低海拔條件下，直鏈淀粉含量隨播種時間的延遲先降低后略微增加，其中9月10日播種的含量最低，6月10日播種的含量最高，為最低值的3倍左右。在高海拔條件下，直鏈淀粉含量隨播種時間的延遲先增加后降低，但變幅不大。6月10日和11月10日播種的藜麥低海拔地區含量都高于高海拔地區，其中6月10日播種的藜麥低海拔地區含量是高海拔的2倍以上。但9月10日播種的，高海拔地區的含量更高(圖7)。

圖6 海拔和播期對藜麥抗壞血酸含量的影響

圖7 海拔和播期對藜麥直鏈淀粉含量的影響

圖8 海拔和播期對藜麥支鏈淀粉含量的影響

在低海拔條件下，支鏈淀粉含量隨播種時間的延遲先降低后略微增加，變幅不大；在高海拔條件下，支鏈淀粉含量隨播種時間的延遲先略微增加后稍降低，變化不明顯。在9月10日和11月10日播種的藜麥，高海拔地區直鏈淀粉含量都略高于低海拔地區，而6月10日播種的，低海拔地區的含量更高(圖8)。

2.3 海拔和播期對藜麥礦質元素的影響

在低海拔條件下，不同播期藜麥的鎂含量幾乎沒變化；在高海拔條件下，鎂含量隨播種時間的推遲先增加后降低，其中9月10日播種的含量最高。9月10日播種的，高海拔地區的鎂含量較高，但是另外2個時期，不同海拔地區含量幾乎一致(圖9)。

在低海拔條件下，鐵含量隨播期延遲先增加后降低，9月10日播種的達最大值，11月10日播種的鐵含量最低。在高海拔條件下，鐵含量隨播期延遲先大幅度降低后略微增加，6月10日播種的藜麥鐵含量達最大值，9月10日播種的含量最低。9月10日和11月10日播種的，低海拔地區的含量更高，其中9月10日播種的，低海拔地區的含量是高海拔的2倍，而6月10日播種的，高海拔地區的含量略高(圖10)。

圖9 海拔和播期對藜麥鎂含量的影響

圖10 海拔和播期對藜麥鐵含量的影響

圖11 海拔和播期對藜麥鋅含量的影響

在低海拔條件下，鋅含量隨播種時間的延遲稍微降低，變幅較小。在高海拔條件下，鋅含量隨播種時間的延遲先增加后降低。6月10日和11月10日播種的，低海拔地區的含量略高，但9月10日播種的，高海拔地區的含量更高(圖11)。

在低海拔條件下，鈣含量隨播種時間的延遲先降低后增加，其中9月10日播種的含量最低，11月10日播種的含量最高。在高海拔條件下，鈣含量隨播種時間的延遲逐漸降低，其中6月10日播種的藜麥鈣含量最高，11月10日播種的含量最低。3個播種時間，低海拔地區的鈣含量都明顯高于高海拔地區，為高海拔地區的2～6倍(圖12)。

圖12 海拔和播期對藜麥鈣含量的影響

3 討 論

藜麥富含人體生命活動所必需的9種氨基酸，而且含有大多谷物所缺乏的賴氨酸[13]。藜麥中豐富的礦質元素，鈣、鎂、磷、鉀、鐵、錳等的質量分數遠高于傳統谷物[14-15]。張亞宏[16]研究發現隨著播期的推遲，紫蘇花期和生育期縮短，單株分枝數、單株穗數、千粒重、單株產量及單位面積產量先升高再降低；紫蘇子粒含油量、蛋白質含量隨播期的延遲逐漸下降；在海拔1600 m左右的山旱地區，紫蘇的適宜播期為4月9日左右。程加省[17]研究發現提早播種有利于干物質的積累，早秋麥播種太早，高溫高濕不利于種子出苗和苗期的正常發育，過晚播種又可能在抽穗灌漿期遇到干旱和凍害，因此適宜的播期才可避過影響早秋麥生長發育的自然災害。藜麥籽粒的總糖、灰分、錳、鉀、天門冬氨酸、谷氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、精氨酸和氨基酸總含量，隨著海拔的升高而增加；粗纖維、棕櫚酸、α-亞麻酸、銅含量是隨海拔升高而降低。藜麥營養成分的含量與種植海拔有密切相關，應根據實際需要合理種植[2]。

本研究發現藜麥主要功能成分中黃酮類化合物、總氨基酸、可溶性蛋白質、維生素E、抗壞血酸、直鏈淀粉含量及礦質元素鐵含量受播種時期和海拔的影響較大；而可溶性糖、礦質元素鈣含量受海拔的影響較大。證明溫度對藜麥主要成分和礦質元素合成、積累有重要影響。在低海拔地區，溫度越高，類黃酮、可溶性蛋白質、維生素E含量相對較低，表明這幾種成分在高溫條件下不利于合成和積累；總氨基酸、抗壞血酸、直鏈淀粉、礦質元素鐵含量則相反，在20～25 ℃的溫度條件下，積累較多；而可溶性糖、支鏈淀粉，礦質元素鎂、鋅和鈣含量變化幅度不大，表明這5個指標的生物合成及積累對溫度變化不敏感。而在高海拔地區，大部分指標的生物合成和積累受溫度的影響不大，證明高海拔地區更適宜藜麥生長。通過推遲播種避開高溫的季節，創造適合藜麥生長的溫度條件，藜麥在低海拔地區也能種植并完成正常生長發育。

4 結 論

高海拔地區最適宜藜麥生長，低海拔高溫環境不利于藜麥生長發育。芒市城區屬于高溫低海拔地區，要推廣種植藜麥，可通過推遲播種，創造適合藜麥正常生長發育的條件，有效提高藜麥重要組分含量。