不同前茬作物對藜麥生長及產量的影響

陳翠萍，閆殿海，劉 洋

(1.青海大學農林科學院，西寧 810016；2.農業農村部植物新品種測試西寧分中心，青海 西寧 810016)

連作是農業生產上一種非常普遍的耕作方式，但容易發生連作障礙。不同作物的連作障礙表現不盡相同，大都表現為植株幼苗生長緩慢、根系發育異常、植株抗逆能力下降、病蟲害發生猖獗、產質量下降、土傳病害發生嚴重等，嚴重者甚至會導致植株死亡等問題[1-7]。

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld)是莧科藜亞科一年生雙子葉草本植物，能適應干旱、低溫、鹽堿等多種生態環境。近年來，由于藜麥價格飆升，企業為追求經濟效益而進行連作種植，導致產量降低。前人研究發現，藜麥第2年重茬種植就會出現出苗率低、植株生長緩慢、病蟲害加重、產量急劇下降等現象，連作3年會使藜麥株高、鮮物質質量、干物質質量在顯穗期與灌漿期比不連作分別降低了16.6%、2.2%、7.6%與7.5%、6.0%、16.4%，分枝數、有效分枝率、主穗長度和單株穗質量比不連作處理分別下降 22.2%、7.4%、18.5%和28.1%，千粒重降低13.9%，單株產量降低37.9%，單位面積產量降低了34.78%，連作嚴重影響藜麥光合作用和保護酶系統，使植株生產庫源關系失調而引起生長與產量的抑制，降低藜麥地上部分的生物量[8]。同時，藜麥重茬種植后，倫茨氏菌屬、溶桿菌屬、中慢生根瘤菌屬、叢毛單菌屬多樣性增多；分枝桿菌屬、藤黃單胞菌屬、芽單胞菌屬、浮霉狀菌屬等細菌多樣性減少，藜麥連作打破了藜麥根際土壤細菌之間的平衡，這可能導致藜麥根際土壤細菌功能性紊亂，從而影響植株生長，導致了藜麥的連作障礙。藜麥重茬根際土壤中編輯復制和修復以及外源性物質降解和代謝的功能基因大量減少，受環境條件的影響越來越大，導致細菌對外來入侵的抵抗能力大大減小，原來有益的細菌群落豐度顯著下降，病原菌細菌群落大量增殖，導致重茬種植藜麥時生長受阻，土傳病害增加，產量急劇下降[9]。

合理輪作可以改善農田生態環境，減少農田病、蟲、草害，提高作物產量。合理輪作方式的研究也為生產實踐提供一定的指導意義。輪作對作物產量的影響也取決于前茬種植的作物的類型[10-11]。不同前茬作物對胡麻、煙草、大豆、小麥等作物的經濟產量等的影響已有報道[12-23]。如Christen等[22]研究了不同前茬作物對冬小麥生長發育及產量構成的影響，發現小麥后播種小麥的產量比小麥后播種油菜的產量減少0.66～1.97 t/hm2。蘆連勇等[23]研究結果表明，甘薯花生輪作比花生連作莢果產量、出米率、花生籽粒蛋白質含量、粗脂肪含量、O/L值均顯著提高，可溶性糖含量顯著降低，花生籽粒品質明顯改善。

藜麥作為一種新興引進的作物，對其輪作方式的研究較少。本研究通過幾種不同的前茬作物對藜麥生長及產量構成因子影響的變化，分析其對藜麥產量的影響，為藜麥合理復種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試藜麥材料為青海省農林科學院收集的玫紅穗藜麥材料。

1.2 試驗地概況

試驗于2021年4—10月在青海省農林科學院試驗基地進行，海拔2 309 m，年平均氣溫在6 ℃，年平均降雨量約為380 mm，集中在6月份到8月份。

1.3 實驗設計

選取地力相同的試驗地，采取單因素隨機區組設計，試驗因素為不同前茬，以藜麥連作試驗地為對照(T 0)，前茬分別為馬鈴薯茬(T 1)、大麥茬(T 2)、燕麥茬(T 3)、胡麻茬(T 4)、小麥茬(T 5)、油菜茬(T 6)、玉米茬(T 7)、豌豆茬(T 8)和蠶豆茬(T 9)，3次重復，每小區行距50 cm，株距15 cm，每小區6行，田間管理同常規大田管理。

1.4 測定項目

分別于現蕾期和成熟期選取長勢相同的藜麥10株進行測定。

現蕾期觀察植株葉片顏色，花色及頂葉顏色，測量葉片長度、寬度及葉柄長度；成熟期調查株高(cm)、主莖直徑(mm)、有效分枝數(個)、第一有效分枝高度(cm)、花序長度(cm)、有效穗數(個)、單株產量(g)和千粒重(g)。

1.5 數據處理與分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進行數據整理和方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同前茬作物對藜麥生長期農藝性狀的影響

由表1可知，與T 0相比，不同前茬作物對藜麥的葉片顏色、花色、頂葉顏色、葉片長度、葉片寬度和葉柄長度均無顯著差異，但不同前茬作物之間葉片長度和葉片寬度稍有差異。T 6處理的葉片長度最長，達到7.52 cm，葉片寬度最寬，為6.83 cm，葉柄長度最長，為4.98 cm；T 1處理的葉片長度最小，為5.65 cm，葉片寬度最小，為5.10 cm，葉柄長度最小，為3.53 cm。T 6處理與T 1、T 2、T 4、T 8、T 9處理的葉片長度及葉片寬度存在顯著差異(p<0.05)，而在葉柄長度方面無顯著差異。

表1 不同前茬作物葉片大小

2.2 不同前茬作物對成熟期藜麥農藝性狀的影響

對成熟期藜麥農藝性狀測量后發現，與T 0相比，不同前茬作物對藜麥的莖粗、花序長度、穗長、穗寬、千粒重均無顯著差異。但不同前茬作物在株高、莖粗、有效分枝、第一有效分枝、花序長度、有效穗數和千粒重稍有差異。如表2所示，對于株高，T 8顯著矮于T 0，T 6最長，為179.8 cm，T 8最矮，為135.8 cm。對于莖粗，與T 0相比，其余處理并無顯著差異，而T 3、T 5、T 6顯著粗于T 8，其中T 6最粗，為16.07 mm，其次為T 5(15.54 mm)和T 3(14.83 mm)，T 8最細，為11.20 mm。對于有效分枝，T 5顯著多于T 0，同時T 5有效分枝數最多，為8.0 個，T 2有效分枝數最少，為4.0個，T 5顯著多于T 2、T 8處理。對于第一有效分枝高度，T 0顯著高于T 1、T 8和T 7，T 4和T 6最高，分別為119.0 cm和119.0 cm，T 7最低，為62.5 cm，T 4和T 6顯著高于T 1、T 8和T 7。對于花序長度，T 0與其余處理并無顯著差異，而T 7最長，為34.5 cm，T 8最短，為25.0 cm，T 7顯著長于T 8。對于有效穗數，T 0顯著少于T 5，T 5最多，為9.0個，T 2和T 8最少，分別為5.0個和4.9個，且T 5顯著多于T 2、T 8和T 0。對于千粒重，T 0與其余處理并無顯著差異，T 5和T 6最高，分別為2.89 g和2.90 g，T 4最低，為2.35 g，且T 5和T 6顯著多于T 4。

表2 不同前茬作物成熟期藜麥農藝性狀

2.3 不同前茬作物對產量的影響

如表3所示，與T 0相比，不同前茬作物對藜麥單株產量無顯著差異(p<0.05)。但是T 5單株產量最大，為31.93 g，其次依次為T 6、T 9、T 1、T 0、T 7、T 3、T 8、T 2和T 4。小區產量方面，T 6、T 7的小區產量顯著高于T 0(p<0.05)，其次依次為T 5、T 3、T 1、T 0、T 2、T 9、T 8和T 4。綜合來看，T 5、T 6和T 1的單株產量和小區產量均高于T 0，T 8、T 2和T 4的單株產量和小區產量均低于T 0。

表3 不同前茬作物產量對比

3 討 論

青海屬于高原大陸性氣候，具有氣溫低、降雨少而集中、日照長、太陽輻射強等特點，適宜種植藜麥。研究表明，藜麥連作會導致出苗率低、植株生長緩慢、病蟲害加重、產量急劇下降等現象。馬鈴薯大面積連年種植，造成連作障礙，導致塊莖產量和品質下降等問題[24]。油菜[25-26]、小麥[26]、玉米[27]等作物連作也均會導致產量下降、病蟲害發生增加。而輪作可以規避這種危害。青海主要農作物為油菜、小麥、馬鈴薯、青稞(裸大麥)、玉米和豆類等，占總農作物播種面積的75%左右。大多數農田需要輪作以恢復土壤和保持穩定的產量。本研究對幾種青海主要農作物與藜麥的輪作方式對藜麥生長及產量構成因子影響的變化，分析其對藜麥產量的影響，為藜麥合理復種提供理論依據。

本研究表明，與藜麥輪作相比，不同前茬作物的藜麥在葉片顏色、花色、頂葉顏色、葉片長度、葉片寬度、葉柄長度、莖粗、花序長度、穗長、穗寬、千粒重和單株產量方面均無顯著差異。但是在株高、有效分枝數、第一有效分枝高度、有效穗數和小區產量方面稍有差異。如：豌豆茬處理的株高顯著矮于藜麥輪作，小麥茬處理的有效分枝數顯著多于藜麥輪作，藜麥輪作處理的第一有效分枝高度顯著高于馬鈴薯茬、玉米茬和豌豆茬，藜麥輪作處理的有效穗數顯著少于小麥茬，油菜茬和玉米茬的小區產量顯著高于藜麥輪作。綜上所述，馬鈴薯茬、小麥茬和油菜茬的單株產量和小區產量均高于藜麥輪作處理，豌豆茬、大麥茬和胡麻茬的單株產量和小區產量均低于藜麥輪作處理。這與Yang等[28]研究的藜麥適用與馬鈴薯的輪作結論一致。

不同處理在葉片長度、葉片寬度、株高、莖粗、有效分枝、第一有效分枝、花序長度、有效穗數和千粒重等方面也稍有差異。如：馬鈴薯茬處理的第一有效分枝高度較矮；大麥茬處理的有效分枝數、有效穗數和單株產量較少；燕麥茬處理的莖粗較粗；胡麻茬處理的第一有效分枝高度較高，千粒重、單株產量和小區產量則最低；小麥茬處理的莖粗、有效分枝數、有效穗數、千粒重、單株產量和小區產量方面表現優異；玉米茬處理的第一有效分枝高度最低，花序長度最長；豌豆茬處理的株高、莖粗、花序長度、有效穗數和小區產量均較小；蠶豆茬處理的各項性狀均表現一般；油菜茬在葉片長度、葉片寬度、株高、莖粗方面均表現優異，尤其在葉片長度和葉片寬度的優勢對于菜用藜麥的栽培具有一定的指導意義。

4 結 論

本研究以藜麥連作為對照，研究了小麥、大麥、油菜等9種作物作為前茬作物對藜麥生長狀況及產量的影響。研究結果表明，與藜麥輪作相比，不同前茬處理的藜麥在葉片顏色、花色、頂葉顏色等方面均無顯著差異，但是在株高、有效分枝數、第一有效分枝高度、有效穗數和小區產量方面稍有差異。油菜茬、小麥茬和馬鈴薯茬的單株產量和小區產量均高于藜麥輪作處理，適于作為藜麥前茬作物。不同處理間葉片長度、葉片寬度、株高、莖粗、有效分枝、第一有效分枝、花序長度、有效穗數和千粒重等也有差異。