藜麥在四川省阿壩州的適應(yīng)性研究*

蔣 云，鄭 亮，李 倩，趙麗華，張 潔，唐力為，郭元林

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 生物技術(shù)核技術(shù)研究所，四川 成都 610061；2.四川省氣象探測數(shù)據(jù)中心，四川 成都 610072；3.攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川 攀枝花 617000；4.攀枝花學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000)

藜麥(Chenopodimu quinoaWilld，2n=4x=36)為莧科(Amaranthaceae)藜亞科(Chenopodiaceae)藜屬(Chenopodium)一年生雙子葉植物，原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，耐鹽堿能力強(qiáng)，性喜強(qiáng)光，生態(tài)適應(yīng)型豐富[1]。藜麥適應(yīng)性強(qiáng)，籽粒營養(yǎng)豐富，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)列為21 世紀(jì)世界糧食安全和人類營養(yǎng)最有前途的作物之一。藜麥富含蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)成分，其籽粒蛋白質(zhì)含量為7%～23%[2]，富含人體必需的8 種氨基酸，是人類優(yōu)秀的蛋白質(zhì)來源[3-4]。藜麥籽粒脂肪含量約6%，其中油酸占比約25%，亞油酸占比約高達(dá)50%，是一種健康油脂[3,5]。藜麥淀粉含量約60%，主要以D-木糖和麥芽糖組成，葡萄糖和果糖含量很低，是糖尿病患者的理想食品[5-6]。同時(shí)，藜麥還是膳食纖維、多酚類和黃酮類物質(zhì)的良好來源，具有促進(jìn)人體健康的作用[7]。藜麥用途廣泛，除籽粒作糧食外，嫩葉可作葉菜食用，整株可作牲口飼料或高蛋白青貯原料[8]。

隨著藜麥的營養(yǎng)價(jià)值逐漸被世界所了解，除原產(chǎn)地南美洲外，藜麥在全球許多地區(qū)被廣泛種植，被認(rèn)為是一種有發(fā)展前景的替代作物[9]。中國藜麥研究起步較晚，但發(fā)展迅速。1987 年由西藏農(nóng)牧學(xué)院首次成功引種藜麥；2012 年山西省率先開展藜麥規(guī)?；N植[10-11]；近年來，國內(nèi)引種和育種研究發(fā)展十分迅速，育成了隴藜、青藜、中藜、貢扎、蒙藜和冀藜等系列品種。2019 年中國藜麥栽培面積約1.7×104hm2，總產(chǎn)量3～4 萬t，已躍居成為全球藜麥第三大產(chǎn)區(qū)；其中，青海、內(nèi)蒙古、甘肅、云南、山西、河北和吉林等省區(qū)栽培面積較大，陜西、山東、江蘇、浙江、貴州、四川和重慶等省市開展了小規(guī)模試種或示范。

目前，藜麥在四川省的試種和小規(guī)模試生產(chǎn)主要分布于成都市、涼山州、攀枝花市、甘孜州和阿壩州[12]。阿壩州處于青藏高原東緣，境內(nèi)氣候冷涼，日照充足，適宜發(fā)展藜麥種植，但缺乏引種相關(guān)報(bào)道。本研究以國內(nèi)主產(chǎn)區(qū)引進(jìn)的藜麥種子為材料，初步評(píng)價(jià)藜麥在阿壩州馬爾康市的農(nóng)藝性狀、病蟲害發(fā)生和營養(yǎng)品質(zhì)情況，并對(duì)主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，為該地區(qū)藜麥品種選擇、栽培管理措施和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)，同時(shí)為藜麥新品種的選育和栽培研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料

9 份藜麥材料均引自國內(nèi)藜麥主產(chǎn)區(qū)；其中，材料NX-1 引自內(nèi)蒙古，材料CX-2 引自四川，材料SHX-3～SHX-9 引自山西。上述材料選典型單株自交純合后用于本研究，均由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所提供與保存。

1.2 田間試驗(yàn)

試種時(shí)間為2018 年5—10 月，試種地點(diǎn)為四川省阿壩州馬爾康市俄爾雅村(N31°54′、E102°13′)，海拔約2 600 m，屬高原大陸季風(fēng)氣候，生長期間總降雨量581 mm，10 ℃以上積溫1 976 ℃。試驗(yàn)地土壤為沙壤土，耕作層20 cm，pH 8.1，有機(jī)質(zhì)含量為69.7 g/kg，堿解氮含量為254 mg/kg，有效磷含量為67.8 mg/kg，速效鉀含量為280 mg/kg。

按隨機(jī)區(qū)組法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，3 次重復(fù)。5 月24 日播種，人工翻耕，耕深約15 cm，翻耕前施用7.5 t/hm2干牛糞作基肥，不再追肥。雨后覆膜穴播，小區(qū)面積16 m2，長8 m，寬2 m，株距40 cm，行距60 cm。每穴播10～20 粒種子，播種深度約5 cm。苗高約10 cm 時(shí)勻苗并除草，每穴留2 苗，苗高達(dá)到約30 cm 時(shí)再次除草，整個(gè)生育期間不澆水，不防治病蟲害。9 月下旬至10 月下旬分批收獲。

1.3 農(nóng)藝性狀和病蟲害初步觀察

乳熟后期，以“X”形在小區(qū)中部取5 株未倒伏的植株掛牌，分別調(diào)查掛牌單株的株高、主穗長、穗色、粒色、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量，全小區(qū)收獲測產(chǎn)并折算成公頃產(chǎn)量。其中，主穗長為主穗結(jié)實(shí)分枝的基部到穗頂端的長度?，F(xiàn)穗期、開花期和乳熟期在全小區(qū)各觀察1 次病蟲害發(fā)生情況。

1.4 品質(zhì)分析

各小區(qū)每個(gè)掛牌單株取2 g 籽粒并混合，用磨粉機(jī)(HZT-FA 220S，福州華志科學(xué)儀器有限公司)研磨40 s，再過100 目篩備用。

蛋白質(zhì)含量測定：按照GB/T 5511—2008 中的凱氏法進(jìn)行操作，蛋白轉(zhuǎn)換系數(shù)6.25，使用丹麥FOSS 8400 型全自動(dòng)凱氏定氮儀(丹麥福斯特卡托公司)完成測定。

抗性淀粉和總淀粉含量測定：采用Megazyme 抗性淀粉試劑盒(愛爾蘭Megazyme 公司)進(jìn)行測試(AOAC 法2002.02 和AACC 法32-40)，按試劑盒說明書進(jìn)行測定，采用Megazyme 公司提供的K-RSTAR_CALC.xls 程序計(jì)算抗性淀粉和總淀粉含量。

脂肪含量測定：按照GB/T 5512—2008 中的索氏抽提法進(jìn)行測定。

含水量測定：按照GB/T 21305—2007 中的常規(guī)法進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的測定結(jié)果均以樣品干基百分比含量表示。使用Microsoft Office Excel 365 和DPS 7.05 軟件對(duì)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析，并對(duì)兩者的相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

9 種參試材料出苗良好，除SHX-4 外，均表現(xiàn)為正常生長并結(jié)實(shí)(圖1)。

圖1 藜麥材料NX-1 在馬爾康田間表現(xiàn)Fig.1 Performance of quinoa NX-1 in the field of Barkam

表1 藜麥在馬爾康的主要農(nóng)藝性狀Tab.1 Main agronomic traits of quinoa in Barkam

由表1 可知：SHX-4 全生育期達(dá)159 d，其余材料均約為125 d，由于全生育期過長，SHX-4 在打霜之前不能正常成熟，導(dǎo)致其千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量均最低。各藜麥品種的株高介于133.8～171.7 cm，且差異不顯著(P＞0.05)，其中最高的為SHX-7，最矮的為CX-2。穗長介于44.2～62.8 cm，且差異不顯著(P＞0.05)，最長的為SHX-4，最短的為SHX-3。千粒質(zhì)量介于2.02～3.57 g，SHX-4最低，且與其他品種達(dá)極顯著差異(P＜0.01)；NX-1 與SHX-3 和SHX-9 均有顯著差異(P＜0.05)，其余材料之間差異不顯著(P＞0.05)。單株產(chǎn)量介于24.2～129.2 g，其中NX-1 和CX-2 均極顯著高于其他品種(P＜0.01)，而SHX-4 最低。產(chǎn)量介于662.8～2 958.5 kg/hm2，其中最高的是NX-1，其次為CX-2，二者之間以及二者與其余材料之間的差異均達(dá)極顯著水平(P＜0.01)，產(chǎn)量最低的是SHX-7。參試藜麥品種顏色表現(xiàn)豐富，9 個(gè)品種有6 種穗色、4 種粒色。變異系數(shù)較大的性狀有單株產(chǎn)量和產(chǎn)量，居中的性狀有穗長和千粒質(zhì)量，較小的性狀有全生育期和株高。

由此可見，不同藜麥品種的豐產(chǎn)性差異較大，選擇適宜品種有利于提高單產(chǎn)。穗長和千粒質(zhì)量有一定變異，可作為篩選指標(biāo)以提高藜麥籽粒的產(chǎn)量和商品性。

2.2 病蟲害初步觀察

馬爾康市地處高原，氣候冷涼，病蟲源數(shù)量少，藜麥病蟲害發(fā)生程度輕微。整個(gè)生長周期觀察到的藜麥蟲害有潛葉蠅和斜紋夜蛾；病害有葉斑病(圖2)。在藜麥現(xiàn)穗、開花和乳熟期均能觀察到潛葉蠅，且以乳熟期最多，其幼蟲先在藜麥葉片的上、下表皮之間取食葉肉形成蛀道，隨后蛀道連接成片，呈白色透明大水泡狀，剖開表皮可見白色幼蟲及黑色蟲糞。在乳熟期能觀察到斜紋夜蛾的老齡幼蟲，隱藏于穗部，蛀食藜麥果實(shí)。葉斑病發(fā)生于灌漿初期，藜麥下部葉片發(fā)病多于上部葉片，葉片多從葉尖和葉緣感病，產(chǎn)生淡黃色圓斑，接著病斑變?yōu)榛液稚?，隆起，進(jìn)而發(fā)生穿孔。

2.3 營養(yǎng)品質(zhì)表現(xiàn)

圖2 馬爾康藜麥的病蟲害Fig.2 Diseases and pests of quinoa planted in Barkam

表2 藜麥在馬爾康的營養(yǎng)品質(zhì)Tab.2 Nutritional quality of quinoa planted in Barkam%

由表2 可知：9 種藜麥試材的蛋白質(zhì)、脂肪和抗性淀粉含量存在顯著差異(P＜0.05)，而總淀粉含量無顯著差異(P＞0.05)。蛋白質(zhì)含量介于13.6%～17.7%；其中，SHX-4 最高，且與SHX-3、SHX-6、SHX-7 和SHX-9 差異達(dá)極顯著水平(P＜0.01)，與CX-2 和SHX-8 差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)，而SHX-7 最低。脂肪含量介于5.2%～7.0%，CX-2 和SHX-6 含量較高，二者和含量最低的SHX-4 差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)，其余品種間差異不顯著(P＞0.05)。各品種的抗性淀粉含量介于0.11%～0.18%；其中，SHX-9 最高，并與含量最低的SHX-3 和SHX-4 差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)，其余品種的含量差異不顯著(P＞0.05)。各品種的總淀粉含量介于52.6%～57.8%，品種間差異不顯著(P＞0.05)。從變異系數(shù)看，變異最小的是總淀粉含量，居中的是蛋白質(zhì)和脂肪含量，最大的是抗性淀粉含量，但由于藜麥中抗性淀粉含量很低，故對(duì)品種選擇的指導(dǎo)意義不大。

2.4 相關(guān)性分析

除未正常成熟的試材SHX-4，用其余參試材料進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果(表3)表明：株高和穗長呈極顯著正相關(guān)，說明穗長與莖稈有同伸關(guān)系；蛋白質(zhì)含量與千粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，說明大而飽滿的籽粒并未積累更多的蛋白質(zhì)；抗性淀粉含量與株高和穗長均呈顯著正相關(guān)，說明植株越高，其籽?？剐缘矸酆吭礁撸豢偟矸酆颗c脂肪含量呈極顯著正相關(guān)、與穗長呈顯著負(fù)相關(guān)，說明籽?？偟矸酆吭礁?，籽粒脂肪含量相應(yīng)較高而穗長越短。其余性狀間的相關(guān)性不顯著。

表3 藜麥在馬爾康的主要農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis of main agronomic and quality traits of quinoa planted in Barkam

3 討論

3.1 馬爾康藜麥的農(nóng)藝和品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)

藜麥引入中國后，各地開展了大量的引種和評(píng)價(jià)工作。由于品種和環(huán)境不同，國內(nèi)外報(bào)道的藜麥全生育期為109～163 d，株高為0.5～2.5 m，穗長15～86 cm，千粒質(zhì)量1.20～6.00 g[13-18]。本研究發(fā)現(xiàn)：不同藜麥材料在馬爾康的全生育期、株高、穗長、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量和顏色等性狀有廣泛的變異，但均在前人的報(bào)道范圍內(nèi)，表明藜麥能夠在馬爾康正常生長發(fā)育，但晚熟品種需要盡早播種。藜麥在馬爾康的平均株高為149 cm，低于青海格爾木(＞190 cm)[15]、甘肅河西(＞200 cm)[16]，高于江蘇沿海(約110 cm)[17]，與河北張家口地區(qū)接近(約140 cm)[18]，這可能是不同地區(qū)的氣候差異所導(dǎo)致。

產(chǎn)量方面，原產(chǎn)地南美洲的藜麥原始品種單產(chǎn)普遍較低(0.5～1 t/hm2)，而改良品種則普遍為3 t/hm2，高產(chǎn)試驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到6.5 t/hm2[19-21]，而中國試種或試驗(yàn)報(bào)道的單產(chǎn)約2～4 t/hm2[16-18]。本研究中不同藜麥材料的單產(chǎn)差異顯著，表現(xiàn)最好的NX-1的產(chǎn)量約3 t/hm2，達(dá)到國內(nèi)平均水平。此外，SHX-4 由于生育期過長未正常成熟，但其穗長最長、幾乎無倒伏/倒折，具有較高的產(chǎn)量潛力，值得進(jìn)一步研究。

品質(zhì)方面，本研究與國內(nèi)其他結(jié)果相近。參試藜麥材料的籽粒蛋白質(zhì)、脂肪、抗性淀粉和淀粉的平均含量分別為15.6%、6.4%、0.15%和55.9%。胡一波等[22]研究表明：張家口和大同的25 份藜麥資源的蛋白質(zhì)平均含量為16.04%，高于本研究，但脂肪和淀粉含量低于本研究。貢布扎西等[23]報(bào)道西藏試種藜麥的蛋白質(zhì)含量平均12.32%，低于本研究，但其脂肪和淀粉含量高于本研究。周海濤等[18]報(bào)道的4 份試種藜麥的蛋白質(zhì)和淀粉平均含量分別為14.79%和50.65%，低于本研究，而脂肪含量高于本研究。趙亞東[24]研究青海藜麥蛋白質(zhì)含量平均為13.84%，淀粉為51.8%，均低于本研究，但脂肪含量高于本研究。石振興等[25]研究發(fā)現(xiàn)：中國藜麥的蛋白質(zhì)含量顯著高于美國和玻利維亞，與秘魯無顯著差異；但其淀粉含量顯著低于美國和玻利維亞，與秘魯無顯著差異；4 個(gè)國家的藜麥脂肪含量均無顯著差異。藜麥?zhǔn)且誀I養(yǎng)全面為特點(diǎn)的作物，在生產(chǎn)上要兼顧品質(zhì)和產(chǎn)量的統(tǒng)一，不同藜麥材料的農(nóng)藝和品質(zhì)性狀相關(guān)性分析可以為藜麥品種選擇提供一定的依據(jù)。本研究表明：藜麥籽粒蛋白質(zhì)含量與千粒質(zhì)量顯著負(fù)相關(guān)。前人對(duì)770 份國審玉米品種的研究發(fā)現(xiàn)粗蛋白和千粒質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān)[26]，而對(duì)270 份谷子的研究則發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量和千粒質(zhì)量顯著正相關(guān)[27]。說明作物中蛋白質(zhì)含量與千粒質(zhì)量的互作機(jī)制有待進(jìn)一步研究。大多數(shù)糧食籽粒中都含有抗性淀粉，其具有類似可溶性纖維的潛在健康益處和功能特性，本研究結(jié)果表明：藜麥抗性淀粉含量極低，藜麥的膳食纖維可能主要由其他成分組成。

3.2 病蟲害評(píng)價(jià)

現(xiàn)有研究表明：藜麥在引種地遭遇的害蟲種類和原產(chǎn)地南美基本不同，主要是當(dāng)?shù)睾οx擴(kuò)大寄主范圍從而為害藜麥[28-29]。在北京市藜麥為害較重的有甜菜筒喙象，其幼蟲蛀食藜麥莖稈造成倒伏減產(chǎn)[30]；山西省發(fā)現(xiàn)有甜菜龜葉甲(Cassida nebulosaLinnaeus)和根蛆(Tetanops sintenisi)為害[31-32]；青海省的系統(tǒng)調(diào)查表明：藜麥田中鞘翅目害蟲最多，其次為鱗翅目和半翅目，發(fā)生程度較重的蟲害主要包括黃曲條跳甲、菠菜潛葉蠅和豌豆蚜[33]。本研究在馬爾康觀察到的潛葉蠅和斜紋夜蛾在其他藜麥產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，其中潛葉蠅在青海發(fā)生較嚴(yán)重，雖然目前在馬爾康及周邊地區(qū)尚為害輕微，但仍需持續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測和預(yù)報(bào)。

藜麥的主要病害有霜霉病、葉斑病和根腐病[34]。藜麥霜霉病是一種世界性病害，美洲發(fā)病較多，嚴(yán)重時(shí)發(fā)病率可達(dá)95%，減產(chǎn)約40%；它以合子形式附著在藜麥果皮上傳播，因此新地區(qū)引種藜麥需注意防止病原體隨種子帶入[35]。葉斑病的發(fā)生較為普遍，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致藜麥減產(chǎn)約25%，其病原菌為尾孢屬(CercosporaFresen)藜尾孢(C.cf.chenopodii)[36]。

馬爾康市病蟲害發(fā)生輕微的原因可能是當(dāng)?shù)乜諝鉂穸刃　⒍竞洌? 年1 熟的耕作制度不利于害蟲和病原菌繁衍，還可能與當(dāng)?shù)匚创笠?guī)模連作種植藜麥有關(guān)，若大規(guī)模長期種植須嚴(yán)密觀測，防止病蟲害流行對(duì)藜麥生產(chǎn)造成影響。流行一旦發(fā)生，建議采取生物防治手段，如藜麥潛葉蠅和斜紋夜蛾可采用糖醋液、發(fā)酵液及黑光燈等誘殺成蟲；也可采用蘇云金芽孢桿菌、球孢白僵菌、阿維菌素和苦參堿等生物藥劑進(jìn)行防治；藜麥葉斑病則可采用百菌清、春雷·王銅和多菌靈等藥劑進(jìn)行噴霧防治。張金良等[37]提出防治藜麥葉斑病較好的策略是43%氟菌·肟菌酯懸浮劑和43%戊唑醇懸浮劑交替使用。

本研究表明：在阿壩州馬爾康市5 月下旬播種的情況下，大多數(shù)參試藜麥材料均能正常生長與結(jié)實(shí)，其農(nóng)藝和品質(zhì)性狀均在國內(nèi)外報(bào)道范圍內(nèi)，表明藜麥在阿壩州馬爾康市試種成功，對(duì)該地區(qū)發(fā)展特色農(nóng)業(yè)有積極意義。阿壩州海拔差異較大，夏季普遍溫涼濕潤，氣候從亞熱帶到溫帶、寒溫帶和寒帶，呈明顯的垂直性差異，除馬爾康外，類似氣候的地區(qū)也可推廣種植。9 種藜麥材料中，NX-1 和CX-2 綜合表現(xiàn)最好，可作為上述地區(qū)的推廣材料。由于藜麥種質(zhì)多樣性豐富，可加大藜麥資源引進(jìn)力度，開展材料創(chuàng)新和品種改良工作，充分挖掘其生產(chǎn)潛力。

推廣種植時(shí)，應(yīng)注意以下問題。(1) 藜麥品種間產(chǎn)量差異較大，選擇豐產(chǎn)性好的品種可取得較好的效益。注意根據(jù)各地?zé)o霜期長短選擇全生育期適宜的品種和播期。(2) 藜麥生長期間雜草生長旺盛，目前暫無有效化學(xué)防控措施，可覆蓋地膜控制雜草生長，銀膜效果好于黑膜。(3) 藜麥幼苗長勢較弱，移栽對(duì)長勢影響較大，建議保證播種量避免后期移栽補(bǔ)苗。(4) 藜麥較易穗發(fā)芽，若遇連續(xù)陰雨，部分籽粒外露變硬時(shí)即可收獲，而不必等到整株葉片變黃脫落才收割。(5) 避免連續(xù)輪作，對(duì)于藜麥病蟲害的防治，應(yīng)本著“預(yù)防為主、綜合防治”的植物保護(hù)工作方針，分析本地區(qū)病蟲害的種類、發(fā)生規(guī)律及為害特點(diǎn)，進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)報(bào)，及早采取措施；注意輪作、間作和生物防治，促進(jìn)有機(jī)藜麥生產(chǎn)。目前，藜麥栽培還存在出苗率不穩(wěn)定、雜草防治難度大、易穗發(fā)芽和易倒伏等問題，下一步亟須開展相關(guān)技術(shù)研究。

4 結(jié)論

藜麥可在四川省阿壩州馬爾康及生態(tài)條件類似的地區(qū)種植，種植時(shí)要注意選擇適宜品種、適時(shí)早播和觀測病蟲害。此外，進(jìn)一步篩選適宜品種并研發(fā)配套輕簡栽培技術(shù)是下一步研究的重點(diǎn)。