海拔對(duì)薏苡主要農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)的影響

敖茂宏，宋智琴

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所，貴州 興義 562400；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)作物品種資源研究所，貴州 貴陽 550000)

薏苡為禾本科薏苡屬(Coixlacryma-jobiL.)一年生或多年生草本植物，為國內(nèi)重要的藥食兩用作物之一，其籽粒具有重要的藥用和食用價(jià)值[1]。貴州為全國薏苡(薏苡仁)道地產(chǎn)區(qū)，是全國薏苡種植核心區(qū)域，常年種植面積保持在5萬 hm2左右，占全國種植面積80%以上，核心產(chǎn)區(qū)黔西南州興仁市被中國糧食行業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國薏仁米之鄉(xiāng)”稱號(hào)，薏苡已成為當(dāng)?shù)氐奶厣s糧產(chǎn)業(yè)[2]。貴州為典型的喀斯特山區(qū)，因海拔高度差異明顯導(dǎo)致境內(nèi)具有不同的生態(tài)環(huán)境小類型，全省薏仁米種植區(qū)域也分布在不同生態(tài)環(huán)境中，海拔800～1 600 m都有薏苡廣泛分布，其中核心種植區(qū)域主要集中在海拔1 250 m左右的黔西南州境內(nèi)興仁、晴隆、貞豐、安龍、安順市西秀區(qū)、紫云等地，其他地區(qū)屬于零星散戶種植[3]。薏苡在糧食領(lǐng)域，屬于小雜糧范疇，相對(duì)于其他主要糧食作物重視程度較低，對(duì)其科學(xué)研究起步較晚。通過文獻(xiàn)查閱，薏苡公開的文獻(xiàn)報(bào)道主要集中在薏苡高產(chǎn)栽培、品種選育、植物生理、藥用價(jià)值、臨床方劑應(yīng)用等方面，圍繞生態(tài)區(qū)域?qū)曹愚r(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)影響的研究仍較少[4]。根據(jù)其他糧食作物相關(guān)研究表明，農(nóng)作物主要農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)受內(nèi)在遺傳背景與外在環(huán)境條件影響較大，受海拔高度影響，不同生態(tài)區(qū)域具有不同的氣候小環(huán)境，其氣溫、降雨、土壤類型、肥力等因素都影響作物的農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)[5]。本研究分析不同海拔高度對(duì)薏苡主要農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)的影響，對(duì)于薏苡種植適宜區(qū)域劃分、促進(jìn)地方特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

我們結(jié)合薏苡生產(chǎn)種植品種實(shí)際現(xiàn)狀，選取小白殼薏苡(自留種)、安薏1號(hào)(選育種)、仁薏1號(hào)(選育種)3個(gè)薏苡品種進(jìn)行試驗(yàn)，3個(gè)品種在種植前進(jìn)行除雜、篩選、晾曬、保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 處理設(shè)計(jì)

選取貴州海拔高度不同，且有薏苡分布的不同生態(tài)區(qū)域開展試驗(yàn)，其中低海拔區(qū)域?yàn)榍瓥|南州錦屏縣彥洞鄉(xiāng)(試驗(yàn)點(diǎn)海拔758 m)，中海拔區(qū)域?yàn)榍髂现菖d仁市下山鎮(zhèn)(試驗(yàn)點(diǎn)海拔1 250 m)，高海拔區(qū)域?yàn)榱P水盤州市保田鎮(zhèn)(試驗(yàn)點(diǎn)海拔1 553 m)，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)域基本代表貴州境內(nèi)薏苡分布的主要生態(tài)類型，為傳統(tǒng)薏苡種植產(chǎn)區(qū)[6]。將3個(gè)試驗(yàn)材料于2021年同期播種在不同海拔高度的試驗(yàn)地中，每個(gè)區(qū)域每個(gè)試驗(yàn)材料小區(qū)種植面積60 m2,設(shè)置3個(gè)重復(fù)，采取常規(guī)水肥管理措施，在不同的生長季節(jié)對(duì)不同試驗(yàn)材料的株高、有效分蘗數(shù)、著粒層、單株結(jié)實(shí)粒數(shù)、百粒重、生育期、產(chǎn)量進(jìn)行觀察記載，在開花季節(jié)套袋隔離，分別單獨(dú)收獲，曬干備用，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)種子總淀粉、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件對(duì)株高、有效分蘗數(shù)、著粒層、單株結(jié)實(shí)粒數(shù)、百粒重、生育期、產(chǎn)量、總淀粉、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小白殼在不同海拔主要農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)

從表1可知，小白殼薏苡株高隨海拔的升高呈現(xiàn)逐漸升高趨勢(shì)，在海拔最高的盤州境內(nèi)株高為260 cm；分蘗數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?.8個(gè)；著粒層隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?20 cm；單株結(jié)實(shí)粒數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?88粒；百粒重隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?3.80 g；生育期隨海拔升高呈現(xiàn)逐漸延長趨勢(shì)，最高數(shù)值在高海拔區(qū)域內(nèi)為180 d；每667 m2產(chǎn)量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?30.48 kg。

表1 小白殼薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)主要農(nóng)藝性狀

從表2可知，小白殼薏苡籽粒中總淀粉含量隨著海拔升高呈現(xiàn)先增高后下降趨勢(shì)，在中海拔區(qū)域數(shù)值最高為70.22%；支鏈淀粉含量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?6.26%；蛋白質(zhì)含量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?3.55%；脂肪含量隨海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?.90%。

表2 小白殼薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)主要營養(yǎng)指標(biāo)

綜合以上農(nóng)藝性狀指標(biāo)對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)可以看出，小白殼薏苡各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性，其變異系數(shù)為10.82%～27.78%，變異系數(shù)>10%，屬于中等變異性范圍，說明不同區(qū)域內(nèi)薏苡各農(nóng)藝性狀指標(biāo)受海拔高度影響較大。從整個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)來看，變異系數(shù)為7.03%～9.53%，變異系數(shù)<10.00%，屬于弱變異性范圍，說明海拔高度對(duì)薏苡營養(yǎng)品質(zhì)影響較小[7]。綜合主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)指標(biāo)分析，種植在中海拔區(qū)域興仁境內(nèi)的小白殼薏苡農(nóng)藝性狀較好，營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)。

2.2 安薏1號(hào)在不同海拔農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)

從表3可知，安薏1號(hào)薏苡株高隨海拔的升高呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，在海拔最高的盤州境內(nèi)株高為288 cm；分蘗數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?.8個(gè)；著粒層隨海拔先升高后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?50 cm；單株結(jié)實(shí)粒數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?15粒；百粒重隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?3.8 g；生育期隨海拔升高呈現(xiàn)逐漸延長趨勢(shì)，最高數(shù)值在高海拔區(qū)域內(nèi)為188 d；每667 m2產(chǎn)量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?10.55 kg。

表3 安薏1號(hào)薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)主要農(nóng)藝性狀

從表4可知，總淀粉含量隨著海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，中海拔區(qū)域數(shù)值最高為68.58%；支鏈淀粉含量隨海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?6.38%；蛋白質(zhì)含量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?4.55%；脂肪含量隨海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?.90%。

表4 安薏1號(hào)薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)主要營養(yǎng)指標(biāo)

綜上可以看出，各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性，變異系數(shù)為10.65%～46.23%，變異系數(shù)>10%，屬于中等變異性范圍，說明不同區(qū)域內(nèi)薏苡各農(nóng)藝性狀指標(biāo)受海拔高度影響較大。從整個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)來看，變異系數(shù)為3.70%～8.58%，變異系數(shù)<10.00%，屬于弱變異性范圍，說明海拔高度對(duì)薏苡營養(yǎng)品質(zhì)影響較小。綜合主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)指標(biāo)分析，種植在中海拔區(qū)域興仁境內(nèi)的安薏1號(hào)農(nóng)藝性狀較好，營養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)。

2.3 仁薏1號(hào)在不同海拔農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)

從表5可知，仁薏1號(hào)薏苡株高隨海拔的升高依然呈現(xiàn)逐步升高趨勢(shì)，在海拔最高的盤州境內(nèi)植株高達(dá)310 cm；分蘗數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?個(gè)；著粒層隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?50 cm；單株結(jié)實(shí)粒數(shù)隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?80粒；百粒重隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?3.88 g；生育期隨海拔升高呈現(xiàn)延長趨勢(shì)，最高數(shù)值在高海拔區(qū)域內(nèi)為206 d；每667 m2產(chǎn)量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?50.55 kg。

表5 仁薏1號(hào)薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)的主要農(nóng)藝性狀

從表6可知，總淀粉含量隨著海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，在中海拔區(qū)域數(shù)值最高為70.25%；支鏈淀粉含量隨海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?8.26%；蛋白質(zhì)含量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?3.56%；脂肪含量隨海拔升高先增加后降低，最高數(shù)值在中海拔區(qū)域?yàn)?.00%。

表6 仁薏1號(hào)薏苡在不同海拔高度區(qū)域內(nèi)主要營養(yǎng)指標(biāo)

綜上可以看出，各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性，變異系數(shù)為16.43%～56.54%，變異系數(shù)>10%，屬于中等變異性范圍，說明不同區(qū)域內(nèi)薏苡各農(nóng)藝性狀指標(biāo)受海拔高度影響較大。從整個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)來看，變異系數(shù)為7.14%～9.68%，變異系數(shù)<10.00%，屬于弱變異性范圍，說明海拔高度對(duì)薏苡營養(yǎng)品質(zhì)影響較小。綜合以上主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)指標(biāo)分析，種植在中海拔區(qū)域興仁境內(nèi)的仁薏1號(hào)薏苡農(nóng)藝性狀較好，營養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)。

3 小結(jié)與討論

在不同海拔高度條件下，溫度、光照、積溫等氣候因子決定植株生長發(fā)育狀況，農(nóng)作物在不同海拔生態(tài)區(qū)主要農(nóng)藝性狀具有一定差異，株高、分蘗數(shù)、著粒層、單株結(jié)實(shí)粒數(shù)、百粒重，都是影響農(nóng)作物最終產(chǎn)量性狀最為密切的因子[8]。通過以上3個(gè)試驗(yàn)材料在不同區(qū)域環(huán)境中的農(nóng)藝性狀指標(biāo)和營養(yǎng)品質(zhì)比較分析，3個(gè)試驗(yàn)材料的植株高度和生育期都是隨著海拔的升高而呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，海拔越高植株高度就越高，生育期越長，但是產(chǎn)量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，這與營養(yǎng)生長旺盛抑制生殖生長有關(guān)[9]，特別是仁薏1號(hào)，在高海拔盤州境內(nèi)的植株高達(dá)310 cm，生育期達(dá)到206 d，而產(chǎn)量只有189.44 kg，該品種在高海拔地區(qū)種植適用性差，產(chǎn)量低，不適應(yīng)推廣，推廣區(qū)域超出了該品種在認(rèn)定公告中的適應(yīng)范圍(海拔1 100～1 300 m)。

綜合3個(gè)試驗(yàn)材料在不同區(qū)域中的綜合農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)表現(xiàn)，其主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)都受到海拔高度的影響，其中薏苡植株高度與生育期隨海拔升高而呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，而分蘗數(shù)、著粒層、單株結(jié)實(shí)粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀隨海拔升高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，最小變異系數(shù)為10.65%(安薏1號(hào)百粒重)，最大變異系數(shù)為56.54%(仁薏1號(hào)單株結(jié)實(shí)粒數(shù))，綜合農(nóng)藝性狀指標(biāo)，其變異系數(shù)為10.65%～56.54%，屬于中等變異性范圍，說明海拔高度對(duì)薏苡的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)影響較大。3個(gè)試驗(yàn)材料在不同海拔高度內(nèi)其籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)基本保持穩(wěn)定，最小變異系數(shù)為3.70%(安薏1號(hào)脂肪含量)，最大變異系數(shù)為9.68%(仁薏1號(hào)支鏈淀粉含量)，綜合營養(yǎng)指標(biāo)，其變異系數(shù)為3.70%～9.68%，屬于弱變異性范圍，說明海拔高度對(duì)薏苡營養(yǎng)品質(zhì)影響較小。

通過對(duì)小白殼薏苡、安薏1號(hào)、仁薏1號(hào)3個(gè)試驗(yàn)材料在不同海拔區(qū)域的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)和營養(yǎng)品質(zhì)綜合分析，在中海拔地區(qū)(1 250 m)興仁市境內(nèi)農(nóng)藝性狀指標(biāo)都表現(xiàn)優(yōu)異，都能夠同步獲得高產(chǎn)，營養(yǎng)品質(zhì)佳，這說明薏苡適宜在貴州中海拔地區(qū)1 250 m左右推廣種植，這與貴州現(xiàn)在的薏苡產(chǎn)業(yè)分布現(xiàn)狀一致[10]。目前，貴州的薏苡主要分布范圍為黔西南州境內(nèi)興仁、貞豐、晴隆、安龍和安順市西秀區(qū)、紫云縣等地分布，這些地區(qū)平均海拔都在1 250 m左右(1 000～1 300 m)，這個(gè)海拔范圍內(nèi)普遍具有寡日照、多云霧、長陰雨、晝夜溫差大等高原小氣候特點(diǎn)，適宜薏苡生長。