高原藜麥幼苗期抗寒性分析

沈菊　楊起楠　成明鎖

摘要 ? ?為了分析霜凍、低溫凍害等氣象災(zāi)害對柴達木盆地高原藜麥在播種期至幼苗期的影響，通過人工環(huán)境模擬試驗和自然環(huán)境播種試驗資料以及同期影響其生長發(fā)育的氣象資料，利用統(tǒng)計分析法和對比分析法分析青藜1號播種至6葉的生長期與地溫、草溫以及≥0 ℃積溫、<0 ℃負(fù)積溫、最低溫度持續(xù)時間等低溫強度的關(guān)系。結(jié)果表明，高原藜麥試驗田內(nèi)幼苗期生長的溫度下限達到-10 ℃，且低于0 ℃的持續(xù)時長在14 h左右時藜麥幼苗會進入休眠期;最低溫度約低至-14.0 ℃，0 ℃以下的低溫持續(xù)時長達15 h時會使藜麥幼苗致死枯萎。

關(guān)鍵詞 ? ?高原藜麥;幼苗期;積溫;負(fù)積溫;抗寒能力

中圖分類號 ? ?S512.9;S352.1 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）19-0009-03

Analysis ?of ?Cold ?Resistance ?of ?Quinoah ?at ?Seedling ?Stage ?in ?Plateau

SHEN Ju 1 ? ?YANG Qinan 1 ? ?CHENG Mingsuo 2

（1 Wulan Meteorological Bureau in Qinghai Province， Wulan Qinghai 817100; 2 Sanjiang Fertile Soil Agricultural Ecology Co.， Ltd.， Wulan Qinghai 817199）

Abstract ? ?In order to analyze the influence of meteorological disasters such as frost， low temperature and frost damage on quinoah during sowing to seedling stage in the plateau of Qaidam Basin， based on the data of artificial environment simulation experiment and natural environment simulation experiment as well as the meteorological data affecting its growth and development in the same period， the relationship between the growth period of Quinoa 1 from sowing to six-leaf stage and the low temperature intensity such as ground temperature， grass temperature， accumulated temperature ≥0 ℃， negative accumulated temperature <0 ℃ and minimum temperature duration was analyzed by statistical analysis and comparative method. The results showed that the lower limit of seedling growth in this field reached -10 ℃， the seedlings would enter the dormancy period when the temperature was lower than 0 ℃ for 14 hours， the lowest temperature was about -14.0 ℃， and the seedlings would die when the temperature was lower than 0 ℃ for 15 hours.

Keywords ? ?quinoa in plateau; seedling stage; accumulated temperature; negative accumulated temperature; cold resistance

農(nóng)作物的發(fā)育速度隨著溫度的變化而變化。溫度對作物發(fā)育的影響是以溫度強度及其持續(xù)時間來判斷，超過高溫或低溫都會對作物造成危害[1]。藜麥?zhǔn)且荒晟霓伎齐p子葉植物，序狀花序，自花授粉。作為柴達木盆地引進的新型經(jīng)濟作物，有學(xué)者研究青海省藜麥作為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展面臨的優(yōu)勢和困境[2]，提出強化青海藜麥產(chǎn)業(yè)針對性政策建議，進行高原有機藜麥栽培技術(shù)的研究和引進后適應(yīng)性鑒定[3-4];有學(xué)者研究認(rèn)為，糖分、谷氨酸和氨基酸總含量是隨著海拔的增高而增加[5];也有學(xué)者分析早播、常規(guī)和晚播處理對藜麥產(chǎn)量的影響[6]，但鮮有高原藜麥播種期及幼苗期發(fā)育生長與低溫下限及抗寒性的詳盡研究。本文通過人工環(huán)境模擬試驗和自然環(huán)境播種試驗資料及同期氣象資料分析霜凍、低溫凍害等氣象災(zāi)害對高原藜麥播種至6葉生長期的影響，以期為烏蘭地區(qū)及整個柴達木盆地藜麥播種期氣象服務(wù)提供參考。

1 ? ?資料與方法

1.1 ? ?資料來源

藜麥適應(yīng)環(huán)境能力較強，能夠適應(yīng)鹽堿[7-8]、干旱和冷寒[9-10]等惡劣環(huán)境。試驗藜麥品種采用烏蘭地區(qū)三江沃土生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司提供的在柴達木盆地相對穩(wěn)產(chǎn)、抗風(fēng)、抗旱的青藜1號，生物資料為從播種至6葉的2019年示范種植基地春季藜麥生長資料及秋季自然環(huán)境播種試驗資料，參考2018年春季基地的各生長期資料。人工環(huán)境模擬試驗中溫控箱發(fā)芽試驗氣象資料采用該環(huán)境下的實時資料。因藜麥屬于頂土能力弱的小粒作物，故播種深度一般為2～3 cm。由于規(guī)模化的藜麥種植示范基地邊緣與氣象站直線距離約500 m，故同期地表溫度、5 cm淺層地溫及距地6 cm草溫等氣象資料直接采用可靠性較高自動站數(shù)據(jù)。

1.2 ? ?分析方法

利用對比分析法和統(tǒng)計分析法[1]對青藜1號播種至6葉生育期內(nèi)大于0 ℃有效積溫、負(fù)積溫、最低溫度及持續(xù)時間進行分析。由于藜麥從播種至幼苗期的生長期較短，前提條件為土壤墑情無旱，為了得到精準(zhǔn)的受凍害低溫數(shù)據(jù)，所有氣象資料均采用逐小時數(shù)據(jù)。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?春季播種的氣象條件分析

春季自播種至6葉普期的各項資料見表1。5月8日播種至5月12日烏蘭地區(qū)出現(xiàn)最低天氣，地面溫度下降至-4.3 ℃，<0 ℃低溫的最長持續(xù)時間11 h，但0 cm以下的淺層地溫高于0 ℃，5月13日觀測時種子膨脹發(fā)芽。如果種子播種層的溫度取地表與5 cm淺層溫度的平均值，得到5月8—13日的逐時正、負(fù)積溫分別為1 017.0 ℃和-137.0 ℃，可見當(dāng)青藜1號發(fā)芽期間負(fù)積溫約占有效積溫15%時，沒有影響到發(fā)芽所需的熱量吸收。說明積溫是衡量作物生長發(fā)育過程中所需熱量條件的一種重要指標(biāo)[11-13]。

為了驗證青藜1號大田發(fā)芽所需熱量的誤差，采用人工環(huán)境模擬的溫控箱進行發(fā)芽培育試驗。溫控箱試驗恒溫2 ℃，時長為25 h種子吸水膨大但無胚芽發(fā)育跡象，取出置于無通風(fēng)、無光照、常溫20 ℃的室內(nèi)，48 h后葉莖總長度達到2 cm。溫控箱和常溫下逐時累積溫度分別為50 ℃和960 ℃，整個發(fā)芽期日積溫為42 ℃，相比大田種植發(fā)芽所需時間較短，可能是因為在室內(nèi)處于基本恒溫且無0 ℃以下的低溫?fù)p耗，所積累的溫度全部為有效溫度。由此可見，在其他外界條件一致的情況下，溫度是影響種子發(fā)育的主要因素[14]。

2.2 ? ?秋季播種的氣象條件分析

從表2可以看出，秋季青藜1號出苗的時間較春季明顯縮短，但隨著氣溫降低，達到各生長普期的時間越來越長，在4～6葉最為明顯。同樣是6葉的生長普期，秋季較春季多用近20 d，株高偏低近1 cm。

距地6 cm的草溫在9月26日、27日出現(xiàn)連續(xù)2個時次低于生物學(xué)0 ℃的低溫，但藜麥外觀未呈現(xiàn)受凍現(xiàn)象。10月8日達到4葉普期，10月13日地表開始出現(xiàn)<0 ℃的低溫，持續(xù)時長5 h，最低溫度-3.1 ℃，青藜1號整株幼苗略帶褐色，外形無明顯受凍枯萎或卷邊現(xiàn)象。至11月3日達到6葉普期，其間草溫最低至-11.9 ℃，地表溫度最低至-10.3 ℃，0 ℃以下持續(xù)時間長達14 h，5 cm淺層地溫最低-5.5 ℃，草溫最高35.8 ℃，地表最高溫度38.4 ℃，各層負(fù)積溫與積溫的比例逐漸達到或超過1/5，葉子邊緣出現(xiàn)干枯發(fā)黃，整株幼苗褐色加重。說明0 ℃是多數(shù)作物生長的下限溫度[15]，≥0 ℃積溫反映作物所需熱量資源的多少[16]。雖然周邊溫度不一定完全能代表生長期藜麥的體溫，但能抗-10.0 ℃以下低溫的作物按照相關(guān)規(guī)定[1]可以劃分為中等耐寒作物。初步判斷，藜麥能耐如此低溫或許與白天有一定的熱量吸收和積累有關(guān)，也可能與藜麥有較強的溫周期現(xiàn)象的適應(yīng)能力有關(guān)。

自11月4日起，長時間持續(xù)低于生長下限的溫度使藜麥生長進入休眠期。11月17日出現(xiàn)降雪天氣并伴有降溫，各層最低溫度分別為草溫-15.5 ℃、地表溫度-14.2 ℃、0 ℃以下低溫持續(xù)時長達17 h，且11月4—17日期間的負(fù)積溫占有效積溫的40%～70%，在超強低溫和超長低溫持續(xù)時間的共同作用下，青藜1號幼苗在11月18日完全枯萎。有學(xué)者研究東北糧食種植區(qū)沈陽及遼寧地區(qū)淺層地溫與播種期預(yù)報，也證明地溫與播種及幼苗生長的相關(guān)性密切[17-18]。

3 ? ?結(jié)論與討論

分析結(jié)果表明，溫控箱試驗與大田種植相比較為恒溫，不會出現(xiàn)溫度低于0 ℃時種子本身熱量的損耗，故所需有效積溫偏低，在大田播種前應(yīng)該考慮無效積溫的存在。在大田播種青藜1號發(fā)芽期間，土壤溫度出現(xiàn)-2 ℃左右的低溫，持續(xù)時間≤5 h，且負(fù)積溫占有效積溫不超過15%時，不會對種子的發(fā)芽造成傷害;當(dāng)最低溫度低于-10 ℃，且低于0 ℃的持續(xù)時長在14 h左右時，藜麥幼苗會進入休眠期，此時的負(fù)積溫約占有效積溫的1/5;最低溫度低至-14.0 ℃左右，0 ℃以下低溫持續(xù)達15 h，負(fù)積溫約占有效積溫的40%或以上時，達到試驗田藜麥的致死溫度，藜麥幼苗進入枯萎期。

本結(jié)果僅是柴達木盆地烏蘭地區(qū)小范圍、小面積的溫度試驗，同時以土壤無旱和日照正常為前提。但在大面積種植時還要考慮風(fēng)速、日照、降水、土壤濕度、肥力及播種深度等多方面的影響，特別是光照，能調(diào)節(jié)植物發(fā)育，參與作物光形態(tài)的建成[19-20]。故最低溫度、有效積溫和低溫持續(xù)時間會與大面積種植有一定的差異。同時，相關(guān)研究的參考文獻較少，此次以大田種植和小面積試驗田播種為研究對象的資料僅有一個發(fā)育期，后期將加大試驗次數(shù)以獲取更多最原始的實時資料，從而為氣象為農(nóng)服務(wù)提供參考。

4 ? ?參考文獻

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基金項目 ? 青海省防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室2020年開放基金項目“高原藜麥關(guān)鍵農(nóng)時農(nóng)事適宜氣象條件研究”。

作者簡介 ? 沈菊（1977—），女，青海平安人，副研級高級工程師。研究方向：農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。

收稿日期 ? 2020-05-27