時(shí)丕彪, 耿安紅, 李亞芳, 王 軍, 王春云, 彭亞民, 顧閩峰, 費(fèi)月躍
(鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,江蘇射陽(yáng) 224049)
藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)為莧科藜屬一年生雙子葉草本植物,原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈高原地區(qū),距今約有7 000多年的栽培歷史[1-3]。藜麥具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,蛋白質(zhì)含量高達(dá)16%~22%(牛肉為20%),約為小麥(10%~14%)[4]、大麥(8%~14%)[5]和水稻(6%~7%)[6]的2~3倍;天然氨基酸均衡,含有人體不能合成的全部必需氨基酸[7];富含維生素、礦物質(zhì)元素、膳食纖維、不飽和脂肪酸以及植物化學(xué)物質(zhì)和抗氧化活性物質(zhì)[8-9],是唯一一種被聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(food and agriculture organization of the united nations,簡(jiǎn)稱FAO)認(rèn)為單體植物即可滿足人體基本營(yíng)養(yǎng)需求的食物[10]。此外,藜麥還被美國(guó)宇航局認(rèn)定為宇航員在長(zhǎng)期執(zhí)行太空任務(wù)時(shí)的最佳食品[11],享有“營(yíng)養(yǎng)黃金”“糧食之母”“超級(jí)谷物”“素食之王”和“未來(lái)食品”的美譽(yù)。藜麥栽培范圍廣泛,能適應(yīng)多種極端氣候和土壤條件,具有較高的耐旱性、耐寒性及耐鹽堿性[12-17],對(duì)于發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、提高旱地利用效率、改良沿海灘涂鹽堿地以及保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)多樣性等具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。聯(lián)合國(guó)將2013年定為“國(guó)際藜麥年”,說(shuō)明藜麥作為未來(lái)最具潛力的農(nóng)作物之一,發(fā)展前景廣闊,已引起世界各國(guó)的關(guān)注[18]。
近年來(lái),隨著藜麥逐漸進(jìn)入公眾視線,對(duì)于這種新興保健型糧食作物的研究已成為我國(guó)科研工作者的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前,藜麥已在我國(guó)青海、西藏、甘肅、內(nèi)蒙、山西、河南、山東等地有小范圍適應(yīng)性種植,并且其種植面積在逐年擴(kuò)大,具有向規(guī)?;?、集約化方向發(fā)展的態(tài)勢(shì)。在不久的將來(lái),藜麥勢(shì)必會(huì)成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展及增加農(nóng)民收入發(fā)揮重要的作用。為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)南方低海拔地區(qū)藜麥生產(chǎn)的發(fā)展,選育出適合江蘇沿海地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗倒伏藜麥品種。本研究以12個(gè)藜麥品種為試驗(yàn)材料,通過(guò)田間品種比較,綜合評(píng)價(jià)各品種的生育期、農(nóng)藝性狀、抗逆性及產(chǎn)量,旨在篩選出綜合表現(xiàn)較好的品種。然而,水澇災(zāi)害是嚴(yán)重制約作物生產(chǎn)的一個(gè)重要因素[19],全球范圍內(nèi)大約10%的灌溉地會(huì)受到水澇災(zāi)害的影響,可使作物產(chǎn)量降低20%[20],而我國(guó)長(zhǎng)江流域和黃淮海平原發(fā)生洪澇災(zāi)害的區(qū)域占全國(guó)災(zāi)區(qū)面積的75%[21]。因此,為了減小頻頻發(fā)生的雨澇災(zāi)害對(duì)藜麥生產(chǎn)的影響,進(jìn)一步對(duì)篩選出的優(yōu)良品種進(jìn)行耐漬性分析,優(yōu)中選優(yōu),以期獲得適合江蘇沿海地區(qū)生產(chǎn)的耐漬、耐澇、耐鹽堿、抗倒伏、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn)的品種,從而為江蘇沿海地區(qū)藜麥的推廣種植和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供必要參考。
試驗(yàn)在江蘇省鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的沿?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與示范基地(34°28′ N,120°54′ E)內(nèi)進(jìn)行,該基地東臨黃海,為沿海灘涂地,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫14 ℃,年降水總量100 cm,年平均日照時(shí)數(shù)2 200 h,無(wú)霜期210 d,海拔不足5 m;試驗(yàn)田土壤質(zhì)地為沙壤土,pH值為8.2,鹽分含量為0.7%,肥力中等。
從秘魯引種3份藜麥種質(zhì)資源,分別編號(hào)為鹽藜1號(hào)、鹽藜2號(hào)和鹽藜3號(hào);從荷蘭引種4份藜麥材料,分別編號(hào)為鹽藜4號(hào)、鹽藜5號(hào)、鹽藜6號(hào)和鹽藜7號(hào);從玻利維亞引種1份藜麥材料,編號(hào)為鹽藜8號(hào);從內(nèi)蒙古自治區(qū)引種2份藜麥材料,分別編號(hào)為鹽藜9號(hào)和鹽藜10號(hào);從江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引種農(nóng)科4號(hào)以及從甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引種隴藜1號(hào),共12份供試材料。
1.3.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用完全隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)品種3次重復(fù)。小區(qū)面積為12 m2(4 m×3 m),按株行距20 cm×30 cm 進(jìn)行定植,每個(gè)小區(qū)種植200株藜麥,邊緣設(shè)有0.5 m寬的保護(hù)行。整地前,施充分腐熟有機(jī)肥,株高在10~15 cm時(shí)進(jìn)行間苗和第1次中耕除草,株高在30 cm左右時(shí)進(jìn)行第2次中耕除草并培土,以防止倒伏,整個(gè)生育期間不施肥。10月中下旬,植株葉片衰老脫落時(shí),開(kāi)始人工收割,脫粒后及時(shí)晾曬。
1.3.2 苗期水淹脅迫試驗(yàn) 試驗(yàn)于溫室內(nèi)進(jìn)行,日平均氣溫為23 ℃,光—暗周期為14 h—10 h:將田間初篩綜合表現(xiàn)較好的藜麥品種播種于裝有沙壤土和復(fù)合肥料混合物的育苗盆(直徑9 cm,高10 cm)中,每個(gè)品種3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)100株。在8葉1心時(shí)將育苗盆放入長(zhǎng)方形塑料周轉(zhuǎn)箱(長(zhǎng) 90 cm,寬40 cm,高23 cm)中,向周轉(zhuǎn)箱內(nèi)加自來(lái)水至高于土表2 cm,并分別在水淹處理2、4、6、8、10、12、14 d時(shí)統(tǒng)計(jì)死亡率。
1.3.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
田間試驗(yàn)的測(cè)定指標(biāo)為株高、主穗長(zhǎng)、有效分枝數(shù)、發(fā)病株率、倒伏倒折率;苗期水淹助迫試驗(yàn)的測(cè)定指標(biāo)為水淹脅迫死亡率。
1.3.3.1 株高 在藜麥植株生理成熟期,從每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3株單株,測(cè)量從地面到主莖頂部的絕對(duì)高度,取平均值。
1.3.3.2 主穗長(zhǎng) 在藜麥植株生理成熟期,從每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3株單株,測(cè)量從主穗基部至頂部的距離,取平均值。
1.3.3.3 有效分枝數(shù) 在藜麥植株生理成熟期,從每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3株單株,調(diào)查植株主莖上著生的帶有藜麥穗的一級(jí)分枝個(gè)數(shù),計(jì)算平均值。
1.3.3.4 發(fā)病株率 在藜麥整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,統(tǒng)計(jì)發(fā)病的植株總數(shù)占供試植株總數(shù)的百分比。
1.3.3.5 倒伏倒折率 在藜麥整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,統(tǒng)計(jì)倒伏或倒折的植株總數(shù)占供試植株總數(shù)的百分比。
1.3.3.6 水淹脅迫死亡率 在水淹處理過(guò)程中,每隔2 d統(tǒng)計(jì)1次死亡的植株總數(shù)占供試植株總數(shù)的百分比。
分別采用Excel 2007、SPSS Statistics 17和Origin 8軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析與作圖。
由表1可以看出,藜麥材料從播種至出苗時(shí)間為8~11 d,其中鹽藜3號(hào)和隴藜1號(hào)出苗較晚,比其他品種晚2~3 d;播種63 d后,12份材料全部進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段,農(nóng)科4號(hào)、鹽藜5號(hào)、鹽藜1號(hào)和鹽藜4號(hào)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段分別需要50、52、54、54 d,而其他品種所需時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng);成熟期差異比較明顯,鹽藜3號(hào)、鹽藜9號(hào)和隴藜1號(hào)成熟較晚,比其他品種晚9~16 d;12個(gè)品種的生育期天數(shù)為103~119 d,除鹽藜3號(hào)、鹽藜9號(hào)和隴藜1號(hào)3個(gè)品種表現(xiàn)為晚熟外,其余9個(gè)品種均表現(xiàn)為早熟,生育期比較接近,為103 d或104 d。
表1 不同品種藜麥生育期記載
植株發(fā)病和倒伏會(huì)嚴(yán)重影響藜麥生產(chǎn),且在自然災(zāi)害頻發(fā)的年份尤為明顯,因此選擇抗逆性強(qiáng)的品種是保證藜麥穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。由表2可知,不同藜麥品種間的抗病性和抗倒伏性存在明顯差異,其中鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)、鹽藜8號(hào)和隴藜1號(hào)的抗逆性較強(qiáng),整個(gè)生育期的發(fā)病株率和倒伏倒折率均小于等于8%。而其他品種的抗病性和抗倒伏性表現(xiàn)不一致,如鹽藜7號(hào)未發(fā)生病害,但倒伏倒折率高達(dá)73%;鹽藜6號(hào)的抗倒伏性較好,但抗病性極差,發(fā)病株率高達(dá)62%;鹽藜3號(hào)的抗病性和抗倒伏性都比較差,其發(fā)病株率、倒伏倒折率分別為28%、68%。
藜麥的農(nóng)藝性狀因品種而異,從表3可以看出,12個(gè)參試品種的株高在59~153 cm之間,品種間存在較大差異,其中鹽藜2號(hào)的株高最高,為153 cm,除與鹽藜1號(hào)、鹽藜7號(hào)和隴藜1號(hào)差異不顯著外,均顯著高于其他品種;鹽藜6號(hào)、農(nóng)科4號(hào)較矮,分別為59、90 cm,表型矮化,顯著低于其他品種。藜麥為穗狀花序,主穗的長(zhǎng)度明顯高于側(cè)枝花穗。參試材料主穗長(zhǎng)在17~33 cm之間,品種間差異較大,其中鹽藜6號(hào)和農(nóng)科4號(hào)的主穗長(zhǎng)最小,均為17.33 cm,除與鹽藜10號(hào)差異不顯著外,顯著低于其他9個(gè)品種;鹽藜7號(hào)和隴藜1號(hào)的主穗長(zhǎng)最大, 均為 32.33 cm。 藜麥側(cè)枝較多, 其中結(jié)籽的側(cè)枝稱為有效分枝,12份材料的有效分枝數(shù)在15~30個(gè)之間,品種間差異較大,其中鹽藜8號(hào)(30個(gè))、鹽藜2號(hào)(28個(gè))、鹽藜4號(hào)(28個(gè))和鹽藜1號(hào)(26個(gè))的有效分枝數(shù)顯著高于鹽藜6號(hào)(15個(gè))、農(nóng)科4號(hào)(15個(gè))和隴藜1號(hào)(20個(gè)),其他品種間差異不顯著。生理成熟期穗部顏色和籽粒顏色在品種間差異較大,除鹽藜5號(hào)和鹽藜7號(hào)的穗部顏色為綠色外,其他品種多為紫色或紅色;除農(nóng)科4號(hào)籽粒顏色為酒紅色外,其他品種多為黃色或白色,具體情況見(jiàn)表3。
表2 參試藜麥的田間抗逆性調(diào)查結(jié)果
表3 不同品種藜麥的主要農(nóng)藝性狀
注:同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。
種子大小是構(gòu)成產(chǎn)量的重要因素之一[22-24],植物種類不同,其種子大小也不盡相同[25]。由表4可知,12份藜麥材料的千粒質(zhì)量在1.88~3.27 g之間,其中鹽藜10號(hào)最高,為 3.27 g,鹽藜9號(hào)最低,為1.88 g,2個(gè)品種間差異達(dá)顯著水平;其他10個(gè)品種兩兩比較差異不顯著,千粒質(zhì)量集中在 2.22~2.99 g之間。單株產(chǎn)量較高的3個(gè)品種分別為鹽藜8號(hào)、鹽藜4號(hào)、鹽藜1號(hào),折合后的產(chǎn)量分別為4 981.50、4 915.65、4 860.58 kg/hm2,顯著高于鹽藜9號(hào) 1 067.10 kg/hm2,其他品種兩兩之間差異不顯著。
表4 藜麥產(chǎn)量性狀比較分析
由圖1可知,隨著水淹脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),3個(gè)品種的死亡率逐漸增加,但增長(zhǎng)幅度各不相同,鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)、鹽藜8號(hào)的死亡株率分別在水淹處理4、6、12 d后逐漸趨于穩(wěn)定。在水淹處理的各時(shí)間點(diǎn),三者的死亡率主要表現(xiàn)為鹽藜8號(hào)>鹽藜4號(hào)>鹽藜1號(hào)。綜合14 d的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,水淹脅迫下,鹽藜1號(hào)的存活率較高,且有早期耐淹的能力,為耐漬品種;死亡株率穩(wěn)定后鹽藜4號(hào)和鹽藜8號(hào)的存活率較低,極顯著低于鹽藜1號(hào), 且不耐早期的淹水脅迫,耐漬能力較差,為不耐漬品種。
藜麥種質(zhì)的表型受地域和環(huán)境的影響較大,表現(xiàn)為高度多樣性[26-27]。對(duì)引種于國(guó)內(nèi)外的12份材料進(jìn)行田間品種比較試驗(yàn),篩選出綜合性狀表現(xiàn)較好的鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)和鹽藜8號(hào)等3個(gè)品種??偟膩?lái)說(shuō),鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)、鹽藜8號(hào)的生育期較短,為103 d或104 d;田間抗逆性較強(qiáng),發(fā)病株率為0~2%,倒伏倒折率≤8%;植株高度中等(117~147 cm),主穗長(zhǎng)較長(zhǎng)(28.67~30.33 cm),有效分枝數(shù)較多(26~30個(gè)),成熟整齊度好,穗色、粒色等農(nóng)藝性狀較為一致;折合產(chǎn)量較高,分別為4 860.58、4 915.65、4 981.50 kg/hm2,明顯高于其他品種。有些品種單項(xiàng)屬性突出,而綜合性狀較差,不可作為適宜推廣利用的品種,如鹽藜6號(hào)雖然植株極度矮化,僅為59 cm,抗倒伏性較好,但抗病性極差,發(fā)病株率高達(dá)62%,產(chǎn)量相對(duì)較低(1 970.06 kg/hm2);鹽藜7號(hào)雖然未發(fā)生病害,但抗倒伏性極差,倒伏倒折率高達(dá)73%,產(chǎn)量達(dá)中等水平(2 214.28 kg/hm2);鹽藜10號(hào)雖然千粒質(zhì)量最高(3.27 g),但其產(chǎn)量并不高(2 147.60 kg/hm2),且抗倒伏性較差;隴藜1號(hào)的田間抗逆性較強(qiáng),各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)良好,產(chǎn)量也僅次于鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)和鹽藜8號(hào),但其生育期相對(duì)較長(zhǎng),成熟期比一般品種延遲15 d左右。所以,經(jīng)田間試驗(yàn)初步篩選出生育期短、抗逆性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的品種有3個(gè),分別為鹽藜1號(hào)、鹽藜4號(hào)和鹽藜8號(hào)。
結(jié)合試驗(yàn)地雨水充沛、洪澇災(zāi)害頻發(fā)的氣候特征以及藜麥忌水怕澇的特點(diǎn),同時(shí)為了保證在多降水年份仍能實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo),有必要對(duì)初篩的3個(gè)優(yōu)良品種進(jìn)行耐漬性鑒定。水淹脅迫試驗(yàn)表明,鹽藜4號(hào)和鹽藜8號(hào)的耐漬能力較差,死亡株率極顯著高于鹽藜1號(hào);鹽藜1號(hào)有早期耐淹的能力,在長(zhǎng)時(shí)間水淹脅迫下仍能保持較高的存活率,為耐漬品種。可以看出,鹽藜1號(hào)是一個(gè)耐漬、耐澇、耐鹽堿、抗病、抗倒伏、優(yōu)質(zhì)而又高產(chǎn)的品種,適合在江蘇沿海地區(qū)大面積推廣和種植。