不同收獲時間對藜麥籽粒產(chǎn)量及物理特性的影響

華勁松 趙應(yīng)林 王華強(qiáng) 戴紅燕 張文鋒

摘要：以隴藜1號、冀藜2號、青藜1號為試驗(yàn)材料，分別在開花后15、20、25、30、35 d進(jìn)行收獲，研究不同收獲時間對藜麥籽粒產(chǎn)量和物理特征的影響。結(jié)果表明，5次收獲時間可分別對應(yīng)種子的乳熟期、黃熟前期、黃熟后期、完熟期和枯熟期，各品種不同收獲時間籽粒產(chǎn)量的變化趨勢相同，均隨著收獲時間的延遲不斷增加，至開花后30 d收獲產(chǎn)量最高，之后又略有降低，開花后35 d的產(chǎn)量與開花后30 d的產(chǎn)量差異不顯著，開花后25 d的產(chǎn)量與開花后30 d的產(chǎn)量差異未達(dá)極顯著水平，開花后15、20 d的產(chǎn)量與開花后25、30、35 d的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。同時隨著收獲時間的延后，收獲的籽粒物理特性趨于向好，不僅籽粒體積（直徑和厚度）、千粒質(zhì)量持續(xù)增加，而且比重增大，籽粒散落性增強(qiáng)。由于藜麥籽粒成熟的不一致性和脫落性，以及種子易在穗上發(fā)芽，所以在生產(chǎn)實(shí)踐中，可在開花后 25～35 d，即種子黃熟后期至枯熟期，根據(jù)天氣等實(shí)際情況確定收獲時間，趨利避害以達(dá)到最佳收獲產(chǎn)量和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：藜麥;收獲時間;籽粒;產(chǎn)量;物理特性

中圖分類號：S512.904?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?文章編號：1002-1302（2020）21-0119-04

優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)一直是作物生產(chǎn)的主要目標(biāo)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，收獲時間不當(dāng)往往是造成種子產(chǎn)量低、品質(zhì)差的主要原因[1]。因此，確定適宜的收獲期，不僅可以避免由于過早收獲造成種子成熟度差、活力低、質(zhì)量差，亦可避免因種子收獲過晚而造成的種子嚴(yán)重?fù)p失、品質(zhì)變劣等問題[2-5]。

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.） 為莧科藜屬1年生植物，原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈地區(qū)，具有耐旱、耐寒、耐鹽堿等生理特性[6]。作為糧食作物，主要收獲物為籽粒，藜麥籽粒為瘦果，多為圓柱形，直徑較小，顏色多種多樣，具有非常高的營養(yǎng)價值[7]。自2013年“國際藜麥年”后，我國藜麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2017年種植面積已達(dá)0.9萬hm2，中小規(guī)模的藜麥企業(yè)已逾百家[8]。由于藜麥分枝多，存在開花、成熟不一致和具有落粒性等特性[9]，同時種子活性很強(qiáng)，基本沒有休眠期，成熟的種子在溫度和水分適宜的條件下數(shù)小時即可發(fā)芽[10]，而我國南方許多地區(qū)藜麥成熟收獲期正值高溫多雨季節(jié)，田間穗發(fā)芽和生霉情況比較突出，嚴(yán)重影響籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)研究了不同收獲時間對藜麥籽粒產(chǎn)量和物理特性的影響，以期為藜麥生產(chǎn)適時收獲提供理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地設(shè)在四川省西昌市安寧鎮(zhèn)高堆村二組，地處102°12′35″E、27°56′55″N，海拔高度為 1 560 m，屬熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，年日照時數(shù) 2 431.4 h，年均氣溫17.2 ℃，全年無霜期280 d;年降水量1 013.1 mm，主要集中在7—9月。試驗(yàn)地土壤類型為壤土，肥力中等，pH值6.6，土壤有機(jī)質(zhì)含量12.88 g/kg、堿解氮含量51.4 mg/kg、速效磷含量12.6 mg/kg、速效鉀含量113.7 mg/kg。

1.2 供試材料

供試品種3個，分別為隴藜1號（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育）、冀藜2號（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育）、青藜1號（青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院選育），均由西昌學(xué)院高原及亞熱帶作物研究所提供。

1.3 試驗(yàn)方法

大田種植采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，處理為3個不同的藜麥品種，4次重復(fù)，小區(qū)面積27 m2 （3 m×9 m）。于2019年3月9日播種，播種前施用農(nóng)家肥 22 500 kg/hm2，耕松土地打細(xì)整平后，開溝撒施硫酸鉀型復(fù)合肥（總養(yǎng)分≥40%，N-P-K比例為 22%-9%-9%）450 kg/hm2作底肥，播種規(guī)格（行距 50 cm×穴距30 cm），每穴定苗1株，折合種植密度6.67萬株/hm2。同一品種于開花期分別在各小區(qū)選取開花時間一致的植株進(jìn)行標(biāo)記，從開花后 15 d 開始每隔5 d同一品種每個小區(qū)各選取20 株標(biāo)記的植株，用鐮刀在距地10 cm處割斷植株全株收獲，每個品種采收5次，即設(shè)5個收獲時間處理，分別為開花后15、20、25、30、35 d。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

參照翟西均介紹的標(biāo)準(zhǔn)[11]，觀察記載開花期（以75%的植株達(dá)到此時期生育進(jìn)程為準(zhǔn)）和籽粒成熟期各階段時間，并記錄每次收獲時的植株形態(tài)特性。將每次收獲到的20株植株自然晾干，脫粒、揚(yáng)凈后稱取籽粒質(zhì)量，計算產(chǎn)量（kg/hm2）;用游標(biāo)卡尺測量籽粒的直徑和厚度;按照GB/T 3543.7—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 其他項(xiàng)目檢驗(yàn)》[12]測定籽粒千粒質(zhì)量;采用容積法[13]測定籽粒的比重（g/mL）;采用漏斗法[14]測定籽粒的靜止角。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

運(yùn)用Excel和SPSS分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育進(jìn)程及植株形態(tài)特征變化

通過田間生育期調(diào)查，供試的3個品種的生育進(jìn)程不同，開花時間差異較大，但從開花到成熟的時間相差不大。各品種每次收獲的日期雖然不一樣，但植株形態(tài)特征變化基本一致，從植株形態(tài)特征變化可以看出藜麥籽粒成熟的階段，5次收獲時間可分別對應(yīng)種子的乳熟期、黃熟前期、黃熟后期、完熟期和枯熟期（表1）。各品種在開花后30 d，籽粒表現(xiàn)出形態(tài)成熟特征，籽粒變硬，呈現(xiàn)品種固有色澤，同時莖稈褪綠，葉片開始枯黃。

2.2 不同收獲時間對藜麥籽粒產(chǎn)量的影響

各品種不同收獲時間的籽粒產(chǎn)量變化趨勢相同，產(chǎn)量均隨著收獲時間的延遲不斷提高，至開花后30 d產(chǎn)量達(dá)到最高，之后又略有降低（表2）?？梢姡斋@時間過早對籽粒產(chǎn)量的影響很大，而且時間提前得越早影響程度越大，隴藜1號、冀藜2號、青藜1號在開花后15 d收獲，其產(chǎn)量分別僅為最高產(chǎn)量的26.23%、17.07%、25.66%;開花后20 d收獲，產(chǎn)量迅速增加，分別達(dá)到最高產(chǎn)量的51.95%、40.52%、51.08%;開花后25 d收獲，各品種產(chǎn)量接近最高產(chǎn)量，分別為最高產(chǎn)量的88.27%、86.95%、90.18%;開花后35 d收獲，產(chǎn)量較開花后30 d收獲分別下降5.75%、4.26%、3.01%，主要是由于藜麥種子成熟的不一致性和落粒性，同時種子穗發(fā)芽也是造成籽粒產(chǎn)量降低的一個原因。經(jīng)方差分析，開花后35 d的產(chǎn)量與開花后30 d的產(chǎn)量差異不顯著，開花后25 d的產(chǎn)量與開花后30 d的產(chǎn)量差異未達(dá)極顯著水平，開花后15、20 d的產(chǎn)量與開花后25、30、35 d的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。

2.3 不同收獲時間對藜麥籽粒物理特性的影響

2.3.1 對籽粒大小的影響 各品種不同收獲時間對藜麥籽粒直徑和厚度的影響如表3所示。隨著收獲時間的延后，籽粒體積（直徑和厚度）逐漸變大。開花后15、20 d收獲的籽粒明顯皺縮、扁平，籽粒直徑和厚度與開花后25、30、35 d收獲的籽粒差異達(dá)極顯著水平;開花后25、30、35 d收獲的籽粒隨收獲時間的延后更加堅實(shí)、飽滿，籽粒的直徑和厚度都有不同程度增加。由此可見，藜麥籽粒在開花后25 d之前體積增大較為迅速，不同時間收獲的籽粒直徑和厚度變化較大，在開花后25 d之后，籽粒直徑和厚度變化相對較小。另外，從籽粒直徑和厚度變化情況來看?不同收獲時間對籽粒厚度的影響程度比其對直徑影響程度大，說明籽粒成熟是先增加直徑（長度和寬度），再增加厚度，所以越提早收獲，籽粒越癟。

2.3.2 對籽粒質(zhì)量的影響 籽粒質(zhì)量直接反映其積累干物質(zhì)的程度，不同收獲時間的籽粒質(zhì)量變化規(guī)律與籽粒大小變化規(guī)律相同，即籽粒質(zhì)量隨著籽粒成熟過程中籽粒體積的增大而不斷提高（表3）。從開花后15 d到開花后35 d收獲，籽粒質(zhì)量增加程度呈遞減的趨勢，前期增加幅度大，越到后期增加幅度越小，差異反而不顯著。各品種在開花后35 d（枯熟期）收獲籽粒質(zhì)量仍有增加，這可能與藜麥?zhǔn)斋@方式有關(guān)，采用全株收獲，籽粒有一個后熟過程，特別是成熟度較差的側(cè)穗上的籽粒仍可以從植株體得到部分養(yǎng)分繼續(xù)充實(shí)，但籽粒質(zhì)量增加不大，隴藜1號、冀藜2號、青藜1號千粒質(zhì)量分別比開花后30 d（完熟期）增加4.98%、3.38%、4.74%，但均未達(dá)顯著水平。

2.3.3 對籽粒比重的影響 籽粒比重是籽粒絕對質(zhì)量和絕對體積之比，就同一品種而言，籽粒比重隨成熟度和充實(shí)飽滿度變化而變化，大多數(shù)作物的籽粒成熟愈充分，內(nèi)部積累的營養(yǎng)物質(zhì)愈多，則籽粒比重愈大[14]。從表3可以看出，籽粒比重隨著藜麥?zhǔn)斋@時間的延后而增大，從開花后15 d到35 d每 5 d 收獲的籽粒比重與上一次收獲的籽粒相比較，隴藜1號分別增大60.00%、35.42%、18.46%、5.19%，冀藜2號分別增大53.66%、12.70%、9.86%、 6.41%?青藜1號分別增大45.45%、41.67%、7.35%、5.48%，可見籽粒比重增加程度隨成熟度的增加呈遞減變化規(guī)律。籽粒比重的變化程度比相對應(yīng)時期的粒質(zhì)量變化程度大，說明同一時期籽粒質(zhì)量的變化比籽粒體積變化大。

2.3.4 對籽粒散落性的影響 靜止角可以反映籽粒的散落性，籽粒從一定高度自由滑落到水平面上，達(dá)到一定數(shù)量后就會形成一個圓錐體，由于籽粒散落性的不一致，其形成的圓錐體斜面與底部直徑所構(gòu)成的夾角都不一樣，其值與籽粒的形態(tài)特征、夾雜物、水分含量等密切相關(guān)[15]。從表3可以看出，開花后15～35 d不同時間收獲的籽粒的靜止角與籽粒大小、籽粒質(zhì)量和籽粒比重的變化規(guī)律相反，隨著籽粒成熟度的增加，籽粒質(zhì)量和籽粒體積增大，形狀更近球形且表面光滑，因此籽粒間的摩擦力變小，靜止角也隨之變小，即籽粒的散落性更好。

3 討論與結(jié)論

籽粒成熟是種子形成發(fā)育的最后階段，是決定粒質(zhì)量、充實(shí)度的關(guān)鍵時期，因而是決定籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的重要階段。各品種在開花后15、20、25、30、35 d相繼進(jìn)入種子乳熟期、黃熟前期、黃熟后期、完熟期和枯熟期，不同時期植株形態(tài)特征及不同收獲時間的籽粒物理特性會出現(xiàn)不同的變化，隨著收獲時間的延后，植株逐漸趨向衰老，莖和葉從綠變黃，籽粒含水量不斷下降、硬度增強(qiáng)，并呈現(xiàn)出品種固有的色澤，而收獲的籽粒物理特性趨于向好，不僅籽粒大小、質(zhì)量持續(xù)增加，而且比重增大，籽粒散落性增強(qiáng)。因此，單從籽粒個體發(fā)育及物理特性來看，收獲時間延后，開花后35 d（枯熟期）收獲更有利于籽粒完全充實(shí)，這不僅與藜麥分枝較多、不同部位籽粒成熟不一致有關(guān)，還與藜麥?zhǔn)斋@方法有關(guān)，整株收獲有利于籽粒進(jìn)一步充實(shí)和后熟。但從植株群體產(chǎn)量來看，各品種籽粒產(chǎn)量則是在開花后30 d收獲達(dá)到最高值，隨后都有一定程度的下降，這主要是由藜麥種子落粒性造成的，同時因氣候或莖稈干枯折斷后造成的穗發(fā)芽也是一個重要因素。

作物生育期通常被作為確定其收獲時間的重要指標(biāo)，適時收獲不僅可以提高產(chǎn)量，還能保證籽粒品質(zhì)。對于藜麥來說，收獲過早，籽粒欠飽滿、秕粒多，養(yǎng)分積累不夠堅實(shí)，加工時易破碎，商品性差且不耐貯藏;收獲過遲，則易造成脫粒，植株倒伏和折斷，遇到高溫高濕天氣，往往引起穗上發(fā)芽，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。在生產(chǎn)實(shí)踐中確定種子最佳收獲時間，除考慮種子成熟狀態(tài)外，還應(yīng)考慮作物特性和天氣等情況，本試驗(yàn)結(jié)果表明，在完熟期（開花后30 d）收獲籽粒產(chǎn)量最高，若提前5 d收獲，籽粒產(chǎn)量下降9.82%～13.04%，若延后5 d收獲，籽粒產(chǎn)量下降3.01%～5.75%，這3個時期收獲的籽粒產(chǎn)量差異未達(dá)極顯著水平，籽粒物理特性變化也不太大，所以在種子黃熟后期至枯熟期（開花后25～35 d）期間可根據(jù)具體情況趨利避害，適當(dāng)調(diào)整收獲時間，以獲得最好的收獲產(chǎn)量和品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]藺吉祥，李卓琳，林立東，等. 判斷種子適宜收獲時間的方法[J]. 草業(yè)科學(xué)，2013，30（5）：772-776.

[2]Hampton J G. Herbage seed lot vigor：do problems start with seed production？[J]. Journal of Applied Seed Production，1991，9：87-93.

[3]Andersen S，Andersen K. The relationship between seed maturation and seed yield in grasses[J]. Proceedings-Easter School in Agricultural Science，University of Nottingham，1978：151-172.

[4]Hebblethwaite P D，Ahmed M H. Optimum time of combine harvesting for amenity grasses grown for seed[J]. Grass and Forage Science，1978，33（1）：35-40.

[5]Pegler R D. Harvest ripeness in grass seed crops[J]. Grass and Forage Science，1976，31（1）：7-13.

[6]González J A，Gallardo M，Hilal M，et al. Physiological responses of quinoa （Chenopodium quinoa Willd.） to drought and waterlogging stresses：dry matter partitioning[J]. Botanical Studies，2009，50（1）：35-42.

[7]Peterson A，Murphy K. Tolerance of lowland quinoa cultivars to sodium chloride and sodium sulfate salinity[J]. Crop Science，2015，55（1）：331-338.

[8]墨菲 K，馬坦吉翰 J. 藜麥研究進(jìn)展和可持續(xù)生產(chǎn)[M]. 任貴興，趙 鋼，譯. 北京：科學(xué)出版社，2018.

[9]楊發(fā)榮，黃 杰，魏玉明，等. 藜麥生物學(xué)特性及應(yīng)用[J]. 草業(yè)科學(xué)，2017，34（3）：607-613.

[10]Vega-Galvez A，Miranda M，Vergara J，et al. Nutrition facts and functional potential of quinoa （Chenopodium quinoa Willd.），an ancient andeangrain：a review[J]. Journal of Sciences of Food and Agriculture，2010，90：2541-2547.

[11]翟西均. 藜麥品種區(qū)域試驗(yàn)記載項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國種業(yè)，2016（5）：25-26.

[12]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程：GB/T 3543.1～ 3543.7—1995[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[13]周祖鍔. 農(nóng)業(yè)物料學(xué)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1994.

[14]顏啟傳. 種子學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[15]白明超，李 驊，齊新丹，等. 兩種胡蘿卜種子物理特性的測定與分析[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，31（12）：18-22.肖明綱，張 擘，趙北平，等. 外引玉米自交系禾谷鐮孢莖腐病抗性鑒定及抗性遺傳初步分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（21）：123-127.