敖茂宏,宋智琴
(1.貴州省農業(yè)科學院亞熱帶作物研究所,貴州 興義 562400;2.貴州省農業(yè)科學院 農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值[1]。貴州為全國薏苡(薏苡仁)道地產區(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,核心產區(qū)黔西南州興仁市被中國糧食行業(yè)協會授予“中國薏仁米之鄉(xiāng)”稱號,薏苡已成為當地的特色雜糧產業(yè)[2]。貴州為典型的喀斯特山區(qū),因海拔高度差異明顯導致境內具有不同的生態(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]。薏苡在糧食領域,屬于小雜糧范疇,相對于其他主要糧食作物重視程度較低,對其科學研究起步較晚。通過文獻查閱,薏苡公開的文獻報道主要集中在薏苡高產栽培、品種選育、植物生理、藥用價值、臨床方劑應用等方面,圍繞生態(tài)區(qū)域對薏苡農藝性狀及營養(yǎng)品質影響的研究仍較少[4]。根據其他糧食作物相關研究表明,農作物主要農藝性狀與營養(yǎng)品質受內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藝性狀與營養(yǎng)品質[5]。本研究分析不同海拔高度對薏苡主要農藝性狀與營養(yǎng)品質的影響,對于薏苡種植適宜區(qū)域劃分、促進地方特色產業(yè)發(fā)展具有重要的指導意義。
我們結合薏苡生產種植品種實際現狀,選取小白殼薏苡(自留種)、安薏1號(選育種)、仁薏1號(選育種)3個薏苡品種進行試驗,3個品種在種植前進行除雜、篩選、晾曬、保存?zhèn)溆谩?/p>
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,其中低海拔區(qū)域為黔東南州錦屏縣彥洞鄉(xiāng)(試驗點海拔758 m),中海拔區(qū)域為黔西南州興仁市下山鎮(zhèn)(試驗點海拔1 250 m),高海拔區(qū)域為六盤水盤州市保田鎮(zhèn)(試驗點海拔1 553 m),3個試驗區(qū)域基本代表貴州境內薏苡分布的主要生態(tài)類型,為傳統薏苡種植產區(qū)[6]。將3個試驗材料于2021年同期播種在不同海拔高度的試驗地中,每個區(qū)域每個試驗材料小區(qū)種植面積60 m2,設置3個重復,采取常規(guī)水肥管理措施,在不同的生長季節(jié)對不同試驗材料的株高、有效分蘗數、著粒層、單株結實粒數、百粒重、生育期、產量進行觀察記載,在開花季節(jié)套袋隔離,分別單獨收獲,曬干備用,在實驗室對種子總淀粉、支鏈淀粉、蛋白質、脂肪含量進行檢測。
采用SPSS軟件對株高、有效分蘗數、著粒層、單株結實粒數、百粒重、生育期、產量、總淀粉、支鏈淀粉、蛋白質、脂肪數據進行統計分析。
從表1可知,小白殼薏苡株高隨海拔的升高呈現逐漸升高趨勢,在海拔最高的盤州境內株高為260 cm;分蘗數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為4.8個;著粒層隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為120 cm;單株結實粒數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為288粒;百粒重隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為13.80 g;生育期隨海拔升高呈現逐漸延長趨勢,最高數值在高海拔區(qū)域內為180 d;每667 m2產量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為330.48 kg。
表1 小白殼薏苡在不同海拔高度區(qū)域內主要農藝性狀
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先增高后下降趨勢,在中海拔區(qū)域數值最高為70.22%;支鏈淀粉含量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為56.26%;蛋白質含量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為13.55%;脂肪含量隨海拔升高呈現先增加后減少趨勢,最高數值在中海拔區(qū)域為3.90%。
表2 小白殼薏苡在不同海拔高度區(qū)域內主要營養(yǎng)指標
綜合以上農藝性狀指標對應的變異系數可以看出,小白殼薏苡各項農藝性狀指標在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性,其變異系數為10.82%~27.78%,變異系數>10%,屬于中等變異性范圍,說明不同區(qū)域內薏苡各農藝性狀指標受海拔高度影響較大。從整個營養(yǎng)指標對應的變異系數來看,變異系數為7.03%~9.53%,變異系數<10.00%,屬于弱變異性范圍,說明海拔高度對薏苡營養(yǎng)品質影響較小[7]。綜合主要農藝性狀和營養(yǎng)指標分析,種植在中海拔區(qū)域興仁境內的小白殼薏苡農藝性狀較好,營養(yǎng)品質優(yōu)。
從表3可知,安薏1號薏苡株高隨海拔的升高呈現升高趨勢,在海拔最高的盤州境內株高為288 cm;分蘗數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為4.8個;著粒層隨海拔先升高后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為150 cm;單株結實粒數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為315粒;百粒重隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為13.8 g;生育期隨海拔升高呈現逐漸延長趨勢,最高數值在高海拔區(qū)域內為188 d;每667 m2產量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為310.55 kg。
表3 安薏1號薏苡在不同海拔高度區(qū)域內主要農藝性狀
從表4可知,總淀粉含量隨著海拔升高呈現先增加后減少趨勢,中海拔區(qū)域數值最高為68.58%;支鏈淀粉含量隨海拔升高呈現先增加后減少趨勢,最高數值在中海拔區(qū)域為66.38%;蛋白質含量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為14.55%;脂肪含量隨海拔升高呈現先增加后減少趨勢,最高數值在中海拔區(qū)域為5.90%。
表4 安薏1號薏苡在不同海拔高度區(qū)域內主要營養(yǎng)指標
綜上可以看出,各項農藝性狀指標在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性,變異系數為10.65%~46.23%,變異系數>10%,屬于中等變異性范圍,說明不同區(qū)域內薏苡各農藝性狀指標受海拔高度影響較大。從整個營養(yǎng)指標對應的變異系數來看,變異系數為3.70%~8.58%,變異系數<10.00%,屬于弱變異性范圍,說明海拔高度對薏苡營養(yǎng)品質影響較小。綜合主要農藝性狀和營養(yǎng)指標分析,種植在中海拔區(qū)域興仁境內的安薏1號農藝性狀較好,營養(yǎng)品質較優(yōu)。
從表5可知,仁薏1號薏苡株高隨海拔的升高依然呈現逐步升高趨勢,在海拔最高的盤州境內植株高達310 cm;分蘗數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為5個;著粒層隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為150 cm;單株結實粒數隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為380粒;百粒重隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為13.88 g;生育期隨海拔升高呈現延長趨勢,最高數值在高海拔區(qū)域內為206 d;每667 m2產量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為350.55 kg。
表5 仁薏1號薏苡在不同海拔高度區(qū)域內的主要農藝性狀
從表6可知,總淀粉含量隨著海拔升高呈現先增加后減少趨勢,在中海拔區(qū)域數值最高為70.25%;支鏈淀粉含量隨海拔升高呈現先增加后減少趨勢,最高數值在中海拔區(qū)域為68.26%;蛋白質含量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為13.56%;脂肪含量隨海拔升高先增加后降低,最高數值在中海拔區(qū)域為6.00%。
表6 仁薏1號薏苡在不同海拔高度區(qū)域內主要營養(yǎng)指標
綜上可以看出,各項農藝性狀指標在不同高度海拔區(qū)域都存在變異性,變異系數為16.43%~56.54%,變異系數>10%,屬于中等變異性范圍,說明不同區(qū)域內薏苡各農藝性狀指標受海拔高度影響較大。從整個營養(yǎng)指標對應的變異系數來看,變異系數為7.14%~9.68%,變異系數<10.00%,屬于弱變異性范圍,說明海拔高度對薏苡營養(yǎng)品質影響較小。綜合以上主要農藝性狀和營養(yǎng)指標分析,種植在中海拔區(qū)域興仁境內的仁薏1號薏苡農藝性狀較好,營養(yǎng)品質較優(yōu)。
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,農作物在不同海拔生態(tài)區(qū)主要農藝性狀具有一定差異,株高、分蘗數、著粒層、單株結實粒數、百粒重,都是影響農作物最終產量性狀最為密切的因子[8]。通過以上3個試驗材料在不同區(qū)域環(huán)境中的農藝性狀指標和營養(yǎng)品質比較分析,3個試驗材料的植株高度和生育期都是隨著海拔的升高而呈現遞增趨勢,海拔越高植株高度就越高,生育期越長,但是產量呈現遞減趨勢,這與營養(yǎng)生長旺盛抑制生殖生長有關[9],特別是仁薏1號,在高海拔盤州境內的植株高達310 cm,生育期達到206 d,而產量只有189.44 kg,該品種在高海拔地區(qū)種植適用性差,產量低,不適應推廣,推廣區(qū)域超出了該品種在認定公告中的適應范圍(海拔1 100~1 300 m)。
綜合3個試驗材料在不同區(qū)域中的綜合農藝性狀與營養(yǎng)品質表現,其主要農藝性狀指標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遞增趨勢,而分蘗數、著粒層、單株結實粒數、百粒重、產量等農藝性狀隨海拔升高呈現先增加后減少趨勢,最小變異系數為10.65%(安薏1號百粒重),最大變異系數為56.54%(仁薏1號單株結實粒數),綜合農藝性狀指標,其變異系數為10.65%~56.54%,屬于中等變異性范圍,說明海拔高度對薏苡的主要農藝性狀指標影響較大。3個試驗材料在不同海拔高度內其籽粒的營養(yǎng)品質基本保持穩(wěn)定,最小變異系數為3.70%(安薏1號脂肪含量),最大變異系數為9.68%(仁薏1號支鏈淀粉含量),綜合營養(yǎng)指標,其變異系數為3.70%~9.68%,屬于弱變異性范圍,說明海拔高度對薏苡營養(yǎng)品質影響較小。
通過對小白殼薏苡、安薏1號、仁薏1號3個試驗材料在不同海拔區(qū)域的主要農藝性狀指標和營養(yǎng)品質綜合分析,在中海拔地區(qū)(1 250 m)興仁市境內農藝性狀指標都表現優(yōu)異,都能夠同步獲得高產,營養(yǎng)品質佳,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,這與貴州現在的薏苡產業(yè)分布現狀一致[10]。目前,貴州的薏苡主要分布范圍為黔西南州境內興仁、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),這個海拔范圍內普遍具有寡日照、多云霧、長陰雨、晝夜溫差大等高原小氣候特點,適宜薏苡生長。