干旱半干旱山區(qū)不同栽培方式對藜麥農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量影響的研究

王偉 杜崇武 馬原 邵燕 任宏遠 楊磊 楊志娟 張想容

(臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 臨夏 731100)

藜麥，一年生草本生植物，因栽培方式和品種不同株高0.6～3m不等，但都呈掃帚狀，花色多樣，為兩性。籽粒為橢圓扁平狀，籽粒表皮含有水溶性皂苷[1]。藜麥的最早種植歷史出現(xiàn)在南美洲太平洋沿岸地區(qū)，后期引進至歐洲、非洲與亞洲地區(qū)，但主要以適應(yīng)性研究種植為主，在北美也有少量種植[2]。藜麥籽粒中含有豐富的蛋白質(zhì)、類胡蘿卜素和維生素C，其中，蛋氨酸和賴氨酸和含量較高，礦質(zhì)營養(yǎng)豐富，Ca和Fe含量明顯高于大多數(shù)常見谷物，因而藜麥被國際營養(yǎng)學(xué)家稱為“營養(yǎng)黃金”“超級谷物”“未來食品”[3，4]。藜麥具有抗旱抗寒、耐瘠薄、耐鹽堿、營養(yǎng)價值高等特點，適應(yīng)性強，種植范圍廣，品種繁多，甘肅藜麥產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展較為迅速[5]。臨夏回族自治州屬于深度貧困地區(qū)，為了篩選適宜臨夏半干旱山區(qū)土壤、氣候條件下種植的藜麥品種，建立良好的種植技術(shù)規(guī)范，引進種植8個藜麥品種進行比較試驗，同時以“隴藜5號”作為供試品種，開展密度種植試驗和肥料試驗，觀測不同品種、不同栽培模式下的藜麥在干旱半干旱山區(qū)的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量，分析各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 品種篩選試驗

1.1.1 試驗材料

試驗選用藜麥品種8個，均在和政縣梁家寺鄉(xiāng)梁家寺村同一區(qū)域內(nèi)種植，水肥條件一致，土壤類型為黑壚土，春秋冬季干燥，夏季降雨相對較多，屬干旱半干旱氣候類型，年平均氣溫為5.9℃，平均海拔為2100m，平均降水量為378mm，平均日照時數(shù)2669h，無霜期平均134d。試驗品種包括“青白藜1號”(A)、“青藜2號”(B)，適宜高海拔，晝夜溫差大的氣候，種子由青海省三江沃土生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；“隴藜1號”(C)、“隴藜3號”(D)、“隴藜4號”(E)、“隴藜5號”(F)、“隴藜6號”(G)、“隴藜7號”(H)為甘肅省本土培育，耐干旱，喜日照，種子由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.1.2 試驗方法

試驗時間為2022年4—9月，試驗采用單因素方法，每一品種為1組，每組3次重復(fù)，完全隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積15.0m2(6.0m×2.5m)，小區(qū)間距1m，試驗田四周設(shè)1m保護行，試驗各小區(qū)光照、水肥等其他條件一致。利用旋耕機精細整地，旋耕深度10～14cm，使土壤細碎、土地平整。按株距30cm，行距40cm，覆黑膜，人工播種機械分行點播，播種深度應(yīng)在1～2cm。試驗施肥水平與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平相當(dāng)，播前施基肥磷酸二胺(總養(yǎng)分≥64%，N≥18%、P2O5≥46%)600kg·hm-2。為防治地下害蟲危害，整地時施15%毒辛顆粒劑60kg·hm-2。人工除草2次，6月下旬追施復(fù)合肥150kg·hm-2，8月下旬—9月下旬適時收獲，試驗小區(qū)各項管理措施一致。

1.1.3 測定項目與方法

藜麥成熟期每小區(qū)定點(每行中間)連續(xù)選取20株取樣，測定全株鮮重、株高、株徑、主穗長、主穗直徑、分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀，待樣本風(fēng)干后，測量全株干重、千粒重、單株產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀，具體測定項目與測定方法見表1。

1.2 藜麥種植密度試驗

1.2.1 試驗材料

試驗品種為“隴藜5號”。

1.2.2 試驗方法

試驗共設(shè)5個密度處理，分別是105000株·hm-2(A)、150000株·hm-2(B)、195000株·hm-2(C)、240000株·hm-2(D)、285000株·hm-2(E)。每個處理設(shè)3次重復(fù)，完全隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積15m2(6.0m×2.5m)，試驗田四周設(shè)保護行1.2m，小區(qū)間隔1m。各小區(qū)光照、水肥等其他條件一致。試驗地與品種比較試驗相鄰，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，采用覆黑膜人工分行點播方式種植，其他水肥條件、管理措施與品種比較試驗一致。

1.2.3 測定內(nèi)容及方法

藜麥成熟期每小區(qū)定點(每行中間)選取20株取樣，測定全株鮮重、株高、株徑、主穗長、主穗直徑、分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀，待樣本風(fēng)干后，測量全株干重、千粒重、單株產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀。

1.3 藜麥肥料田間試驗

1.3.1 試驗材料

試驗地設(shè)在和政縣梁家寺鄉(xiāng)梁家寺村與品種比較試驗相鄰，參試藜麥品種“隴藜5號”由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。試驗肥料為市場購買，尿素中總氮含量≥46.4%，磷酸二胺中N≥18%、P2O5≥46%，硫酸鉀中K2O≥50%，過磷酸鈣中P2O5≥12%。

施肥量計算公式：

施肥量=(試驗設(shè)計施肥量÷肥料有效含量)×100

小區(qū)施肥量=(施肥量÷667m2)×小區(qū)面積

1.3.2 試驗方法

試驗采用完全方案設(shè)計，見表2，設(shè)氮、磷2個因素，4個水平，16個處理，3次重復(fù)，共48個小區(qū)，隨機排列，小區(qū)面積12m2(4m×3m)。試驗田四周設(shè)保護行1.2m，小區(qū)間隔1m。各小區(qū)光照、水肥等其他條件一致。

表2 藜麥?zhǔn)┓柿吭O(shè)計

旋耕機精細整地，旋耕深度10～14cm，使土壤細碎、土地平整，為防治地下害蟲危害，整地時施15%毒辛顆粒劑60kg·hm-2。藜麥生長過程中不追肥，鉀肥按75kg·hm-2全部作為基肥施入，氮肥、磷肥分別按小區(qū)設(shè)計量人工撒施于播種行，起壟覆黑膜，大壟寬70cm、高10cm，小壟寬40cm、高15cm。按株距30cm、行距40cm，播種密度82500株·hm-2，采用人工播種機械分行點播，鋤草、防蟲等其他各項管理措施一致。

1.3.3 測定內(nèi)容及方法

藜麥成熟期每小區(qū)定點(每行中間)選取20株取樣，測定全株鮮重、株高、株徑、主穗長、主穗直徑、分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀，待樣本風(fēng)干后，測量全株干重、千粒重、單株產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀。藜麥?zhǔn)斋@前和收獲后取土樣測定耕層土壤的有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH。

1.4 數(shù)據(jù)計算及分析

對成熟期藜麥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀進行測定，采用Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析，用LSD法進行差異顯著性檢驗，顯著性水平設(shè)定為P=0.05和0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藜麥品種生育期比較

播種后田間觀察記錄參試藜麥品種的成熟期，以50%植株達到此時期生育進程為依據(jù)，計算全生育期[5]。從表3可知，參試藜麥品種生育期在120～154d，其中“隴藜6號”(G)生育期最短為120d，“隴藜4號”(E)生育期最長為154d。由于5—7月降水量241mm，“青白藜1號”(A)、“青藜2號”(B)在初花期基本倒伏，在灌漿期莖干折斷，全部倒伏，未達到成熟。

表3 不同品種藜麥生育期記載表

2.2 不同藜麥品種農(nóng)藝性狀比較

由表4可知，不同藜麥品種株高處理H、處理C最高，分別為204.27cm、197.63cm，顯著高于處理E、處理F，極顯著高于處理D、處理G；株徑處理C、處理H、處理F間無顯著差異，但與處理D、處理E、處理G差異顯著。主穗長處理E最長，為60.35cm，顯著高于處理C、處理F、處理H，極顯著高于處理D、處理G。單株總分枝數(shù)處理E最多，為50.97個，顯著高于處理C，極顯著高于其余處理。單株有效分枝數(shù)處理E最多，為33.74個，顯著高于處理D、處理F、處理C，極顯著高于處理H、處理G。

表4 不同品種藜麥主要農(nóng)藝性狀比較

2.3 不同藜麥品種產(chǎn)量比較

由表5可知，全株鮮重處理H最高，為260.21g，與其余處理間差異不顯著，與處理G最低162.77g差異顯著；全株干重處理C最高，為134.33g，與其余處理間差異不顯著，與處理G最低87.54g差異顯著；千粒重處理D最高，為3.14g，顯著高于處理G、處理C、處理H，極顯著高于處理F、處理E；單株產(chǎn)量處理F最高，為37.66g，顯著高于處理G，與處理C、處理H、處理D間差異不顯著，極顯著高于最低處理E 9.95g；小區(qū)產(chǎn)量處理F最高，為4786.3g，顯著高于處理G，與處理C、處理H、處理D間差異不顯著，極顯著高于最低處理E 1278.27g。

表5 不同品種藜麥產(chǎn)量比較

2.4 不同種植密度藜麥農(nóng)藝性狀比較

由表6可知，不同種植密度條件下，藜麥單株有效分枝數(shù)在處理C 195000株·hm-2時最多，且處理C>處理E>處理D，無顯著差異，但與處理A差異顯著，與處理B差異極顯著，其余株高、株徑、主穗長、主穗直徑、單株總分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀無顯著差異(P>0.05)。說明隨著藜麥種植密度增加，植株不易倒伏，分枝不易折斷，能提高有效分枝數(shù)量。

表6 不同種植密度主要農(nóng)藝性狀比較

2.5 不同種植密度藜麥產(chǎn)量比較

由表7可知，不同種植密度條件下，藜麥單株產(chǎn)量處理A 7000株·667m-2時最高，為27.91g，顯著高于處理B，極顯著高于處理C>處理D>處理E，其余全株鮮重、全株干重、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀無顯著差異(P>0.05)。說明受通風(fēng)、采光等因素影響，單株產(chǎn)量隨著藜麥種植密度增加在逐步減少，藜麥種植密度超過105000株·hm-2時對產(chǎn)量性狀影響不顯著。

表7 不同種植密度藜麥產(chǎn)量比較

2.6 不同肥料處理藜麥主要農(nóng)藝性狀比較

由表8可知，不同氮(N)磷(P)比例施肥條件下，株高處理N3P3、處理N2P2最高，分別為159.43cm、158.27cm，顯著高于處理N1P0的132.76cm，極顯著高于處理N0P0的116.40cm，其余各處理間差異不顯著，但均顯著高于處理N0P0；單株總分枝數(shù)處理N1P2最多67.73個，顯著高于處理N2P2的49.91個，極顯著高于其他處理；處理N2P2顯著高于其他處理，極顯著高于處理N0P0、處理N1P0，其余各處理間差異不顯著，但均顯著高于處理N0P0的30.67個。說明施氮(N)磷(P)后藜麥的綜合經(jīng)濟性狀有一定的改善，對藜麥株高、單株總分枝數(shù)有顯著影響，并且藜麥對氮比較敏感，對氮的需求量也較大。

2.7 不同肥料處理藜麥產(chǎn)量比較

由表9可知，不同氮(N)磷(P)比例施肥處理，處理N2P2、處理N3P1藜麥增產(chǎn)作用最顯著，單株產(chǎn)量分別為38g、37.63g，小區(qū)產(chǎn)量分別為3723.62g、3755.81g，折合產(chǎn)量分別為3103.12kg·hm-2、3129.84kg·hm-2，顯著高于N2P1

表9 不同肥料處理藜麥產(chǎn)量比較

3 討論

藜麥的栽培歷史較為久遠，不同品種的藜麥性狀表現(xiàn)不一，藜麥本身就有耐鹽耐旱的特性[6]，隴藜系列品種由甘肅省農(nóng)科院選育，在甘肅部分地區(qū)種植表現(xiàn)出較為良好的適應(yīng)性，但農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量均有不同[7]，這與本文的研究結(jié)論一致，在西北相對干旱的地區(qū)，“隴藜1號”“隴藜5號”表現(xiàn)良好。但青白藜在干旱山區(qū)表現(xiàn)較差，未達到成熟。在濕潤地區(qū)，青藜系列千粒重大，株高適中，可作為選育早熟型、大籽型材料應(yīng)用[8]。魏玉明等研究表明，地理位置和海拔導(dǎo)致的光照、溫度等因子的不同，會導(dǎo)致藜麥生長發(fā)育以及生理生態(tài)機制發(fā)生變化[9]。不同種植密度是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，有研究表明，通過合理密植，可以有效提高具有耐密特性的飼用玉米產(chǎn)量[10]，密植雖然會顯著降低干物質(zhì)的累積量，降低個體生物產(chǎn)量，但增加種植密度后顯著增加群體生物產(chǎn)量，總干物質(zhì)積累量隨著種植密度的增加而增大，適當(dāng)增密還可以提高籽實的產(chǎn)量[11]。本研究中藜麥籽實產(chǎn)量并未隨著種植密度的升高而增加，在10000株·667m-2的密度種植條件下，每667m2產(chǎn)量達到最高，但并未存在顯著差異。而且單株干重高密度條件下與低密度相比，產(chǎn)量下降不明顯。因此，在畜牧業(yè)較為發(fā)達的干旱山區(qū)，可以將藜麥作為補充飼料，有效優(yōu)化飼草結(jié)構(gòu)。同時空間內(nèi)生物種植密度的增加，會提高耗水量有效降低土壤蒸發(fā)量，提高水資源的利用率，合理密植藜麥在干旱半干旱地區(qū)可以提高水資源的利用率，具有非常高的實踐價值[12]。肥料作為植物生長的有效營養(yǎng)劑，會改善農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)，而且對形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)具有積極的促進作用，提高藜麥的生物量的積累[13]，但藜麥的產(chǎn)量并未隨著施肥量的增加而持續(xù)增加，在氮磷比達到2∶2、3∶1時，各項性狀表現(xiàn)良好，藜麥的產(chǎn)量、千粒重、穗數(shù)及地上部生物量有所增加，隨著氮磷的比例增加產(chǎn)量開始下降，這與龐春華等[14]研究一致。說明高磷、高氮的過量施肥并不能有效提高生物產(chǎn)量，反而有下降的趨勢。氮、磷、鉀是作物群體構(gòu)成的基本元素，而且對作物的產(chǎn)量有顯著調(diào)控作用，本文中處理N0P0條件下，株高、株徑、單株分支和有效分支均表現(xiàn)最低，但在N3P0的處理下，相較于其他N3處理組，株高、有效分支、產(chǎn)量均有所降低，說明植物中不同營養(yǎng)元素并不是獨立調(diào)控的，氮磷比例失衡會導(dǎo)致作物減產(chǎn)，這也與劉淑嬌等[15]研究結(jié)果一致。肥量過多會使作物晚熟，在暴雨時節(jié)易倒伏，從而造成減產(chǎn)，而且會提高生產(chǎn)成本，因此N2P2比例產(chǎn)量最好，純收益更高。

4 結(jié)論

在同一生長期內(nèi)，相同水肥條件下，參試品種“隴藜1號”“隴藜5號”綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良，產(chǎn)量最高，適宜在臨夏回族自治州東部干旱半干旱區(qū)示范推廣種植，能獲得較高的經(jīng)濟效益。“隴藜3號”“隴藜4號”“隴藜6號”“隴藜7號”均表現(xiàn)出一定的生產(chǎn)性能，可作為搭配品種適當(dāng)種植。密植對單株有效分枝數(shù)有顯著影響，隨著種植密度增加，植株不易倒伏，分枝不易折斷，但產(chǎn)量有所下降，對其他農(nóng)藝性狀方面無明顯影響。氮磷肥比例在2∶2，即尿素326kg·hm-2、過磷酸鈣1249kg·hm-2時，基本能保證藜麥產(chǎn)量，種植效益最高。通過以上3項試驗結(jié)果分析，在干旱半干旱區(qū)域隴藜系列藜麥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀易受外部環(huán)境條件影響，但對于籽實產(chǎn)量無明顯影響，因此，今后要進一步完善標(biāo)準(zhǔn)化高效栽培技術(shù)，同時在引進種質(zhì)資源時要結(jié)合商品性、品質(zhì)分析等進行綜合評價，確定藜麥資源用途，為藜麥產(chǎn)品深加工提供優(yōu)質(zhì)資源。