格爾木藜麥覆膜與露地種植對比試驗研究

雒維萍，祁貴明，蔡玉琴，李海鳳

(1.格爾木市農(nóng)業(yè)科學研究所，青海 格爾木 816099； 2.格爾木市氣象局，青海 格爾木 816099)

藜麥(Chenopodiumquinoa)是藜科藜屬一年生雙子葉植物，具有非常高的營養(yǎng)價值，其蛋白質(zhì)含量在16%左右，與小麥(17%)相當，高于水稻和玉米，藜麥籽粒中氨基酸總量為9.81%～12.68%，平均為11.17%，且易于人體吸收，脂肪、粗纖維、不飽和脂肪酸等其它營養(yǎng)成分含量也十分豐富[1]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)認定藜麥為唯一可滿足人體全部營養(yǎng)需求的作物，被譽為“營養(yǎng)黃金”[2]。劉洋等[3]研究表明青海藜麥的淀粉、脂肪、粗纖維、蛋白質(zhì)等含量高于水稻和玉米等糧食作物。藜麥主要種植于我國西北地區(qū)，其發(fā)育周期在150～180 d，且適宜于高海拔，鹽堿度大的地區(qū)生長。李雅楠等[4]研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫對藜麥根干重的影響較大，但鹽脅迫下藜麥株高、葉干重及籽粒產(chǎn)量都增加，對生育期基本沒有影響；張德芳等[5]研究認為種植耐鹽堿的作物可以減少地表水分的蒸發(fā)、防止土壤表面積鹽堿化，改良土壤的物理性狀，增加有機質(zhì)和土壤微生物。姜奇彥等[6]研究得出藜麥在芽期和苗期具有很強的耐鹽性，具有改善和延緩土壤鹽堿化的作用。

格爾木市地處柴達木盆地，熱量資源、光照資源豐富，土壤屬灰棕漠土，土質(zhì)大部分為沙壤土，土壤鹽堿度較高，有利于培育抗堿耐旱的優(yōu)良品種[7-10]。目前，格爾木市大面積種植不同品種的藜麥。李成祖[11]研究了適應格爾木市藜麥種植模式，格爾木市藜麥種植技術(shù)已有重大突破，目前格爾木藜麥產(chǎn)量可達到3 616.5～5 577.0 kg/hm2。周建峰[12]進行不同品種播種試驗，藜麥(西寧)品種的產(chǎn)量高達8 715 kg/hm2。雷玉紅等[13]總結(jié)了適宜格爾木市露地種植藜麥的氣象條件。在土壤環(huán)境和品種一定的條件下，改進種植方式有效利用農(nóng)業(yè)氣候資源是促進增產(chǎn)的重要措施。覆膜技術(shù)就是一項提供熱量資源和改進農(nóng)田耕作的重要舉措。本文在格爾木市將藜麥進行分期播種試驗，對覆膜與露地兩種種植方式下的藜麥產(chǎn)量、長勢、發(fā)育期進行研究，以期得出覆膜種植較露地種植的優(yōu)勢，為格爾木市覆膜種植藜麥提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗位于青海省格爾木市河西農(nóng)場八連，是格爾木市藜麥主產(chǎn)區(qū)。地理位置為36°23′N，94°33′E，海拔2 804.1 m。年日照時數(shù)3 083.5 h，年日照百分率70%；年平均氣溫為5.8 ℃，最大日較差30.6 ℃，年較差26.9 ℃；年降水量45.1 mm，年蒸發(fā)量2 367.9 mm。平均無霜期為219 d。試驗田面積約0.2 hm2，該試驗田灌溉便利，地形平整，土質(zhì)為沙土，土壤pH為7.85，呈弱堿性，前茬作物為青稞。

1.2 試驗設(shè)計

藜麥選用大白藜(雪藜)品種，在3個播種期進行播種。2019年4月10日為第1播種期；2019年4月20日為第2播種期；2019年4月30日為第3播種期。試驗田覆膜種植和露地種植同期進行。覆膜的具體規(guī)格：膜寬120 cm，播種株間距40 cm，行間距60 cm；露天種植區(qū)近鄰覆膜種植區(qū)，播種面積，株、行間距均與覆膜相同。播量為3～4.5 kg/hm2。播種方式采用人工膜下點播和露地溝播。并在藜麥3個播種期對露地和覆膜種植進行平行觀測；每7 d進行藜麥長勢和發(fā)育期觀測。實際露地試驗中為了防止發(fā)芽率低造成缺苗，點播數(shù)量每穴播種粒數(shù)在2～3粒，到6或8葉期進行間苗，確保每穴有壯苗1株。

1.3 測定指標及方法

(1)藜麥發(fā)育期。參照任永峰等[14]相關(guān)研究，將藜麥全生育期劃分為播種—發(fā)芽(萌芽期)、發(fā)芽—八葉(出苗期)、八葉—分枝(分枝期)、分枝—顯穗(顯穗期)、顯穗—開花期(開花期)、開花—灌漿(灌漿期)、灌漿—成熟(成熟期)7個發(fā)育期。

(2)藜麥植株高度測量。按照藜麥不同播種期對覆膜和露地進行比較，從開花期開始，選取10株代表性植株，測量植株高度，取其平均值作為該發(fā)育期試驗區(qū)藜麥高度，直到藜麥成熟期結(jié)束。

(3)藜麥分枝數(shù)測量。按照藜麥不同播種期將覆膜和露地進行對比分析，從分枝期開始，選取10株代表性植株，數(shù)分枝個數(shù)，取其平均值作為該發(fā)育期試驗區(qū)分枝數(shù)，直到藜麥成熟期結(jié)束。

(4)分枝穗數(shù)(穗/株)。藜麥成熟收獲時，按照不同試驗處理，每處理選擇4株藜麥樣本，數(shù)分枝穗數(shù)的數(shù)量，取其平均值作為本小區(qū)分枝穗數(shù)。

(5)藜麥產(chǎn)量測量。藜麥成熟收獲時，對不同播種期不同種植模式的處理，分別采樣，從不同處理的定株觀測樣本中隨機抽取4株進行陰干處理后，對千粒重、單株重和莖稈重稱重，設(shè)4次重復，取其平均值。

(6)經(jīng)濟系數(shù)。按照不同試驗處理，計算單株穗重與莖稈重的比。

(7)氣象數(shù)據(jù)。藜麥試驗期降水量、日照、溫度等數(shù)據(jù)，采用2019年格爾木市國家基準觀測站地面氣象資料。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Excel 2010進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥發(fā)芽率

將選用的藜麥品種在玻璃燒杯中放入100粒，進行為期1周觀測發(fā)芽率。表1為在3、5、7 d的發(fā)芽率狀態(tài)。

表1 藜麥試驗品種發(fā)芽率

由表1可知，藜麥品種3 d時發(fā)芽率為50%，5 d時發(fā)芽率為75%～85%，7 d時發(fā)芽率為99%～100%，一周后藜麥平均出苗率達99.7%，說明該品種具有良好發(fā)芽率，藜麥種子質(zhì)量達到試驗要求。

2.2 藜麥發(fā)育期

表2為不同播種期不同覆膜方式下藜麥的發(fā)育期，統(tǒng)計萌芽期、出苗期、分枝期、顯穗期、開花期、灌漿期、成熟期7個發(fā)育期的時間順序。

表2 覆膜和露地藜麥發(fā)育期

由表2可以看出，4月10日第1播種期覆膜較露地種植發(fā)育早0～15 d，其中，萌芽期覆膜與露地一致，出苗期、分枝期覆膜比露地分別早11、15 d。可見在藜麥出苗前期覆膜的增溫保墑作用較為顯著。隨著生長時間增加，覆膜與露地在顯穗期、成熟期等發(fā)育期的時間差逐漸縮小，但整體上覆膜較露地發(fā)育天數(shù)縮短7 d。

4月20日第2播種期覆膜較露地種植發(fā)育期早2～8 d，其中，萌芽期早2 d，出苗期和分枝期分別早7、8 d。進入顯穗期覆膜比露地發(fā)育天數(shù)提前6～8 d。與4月10日第1播種期相比，所有發(fā)育期呈現(xiàn)覆膜比露地提早的程度明顯減少。

4月30日第3播種期覆膜和露地種植發(fā)育期相差4～8 d，其中，萌芽期早5 d，出苗期和分枝期分別早4、8 d。進入顯穗期覆膜比露地發(fā)育天數(shù)提前5～8 d。所有發(fā)育期覆膜比露地提前的程度與第2播種期相差不大。從藜麥不同播種期平行比較中可以看出，4月10日第1播種期播種的藜麥覆膜比露地具有明顯的發(fā)育優(yōu)勢。

2.3 氣象條件及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

藜麥試驗期間，日平均氣溫16.0 ℃，≥0 ℃積溫3 233.3 ℃，≥5 ℃積溫3 144.4 ℃，≥10 ℃積溫2 880.7 ℃。日照時數(shù)為1 412.5 h，較歷年少238.6 h，其中，5月日照時數(shù)減少最為明顯，減幅為64.2 h，9月減幅為10.5 h。生長季期間降水量為42.1 mm，最長連續(xù)無降水日數(shù)為15 d，出現(xiàn)在5月11日至5月25日。其中，6月降水量最大為9.8 mm，8月降水量最小為3.4 mm。

表3為格爾木市藜麥覆膜與露地試驗田氣象條件、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)要素及經(jīng)濟系數(shù)結(jié)果。對覆膜和露地兩種耕作方式平行統(tǒng)計日平均溫度、日照時數(shù)、≥0 ℃積溫、≥10 ℃積溫、千粒重、單株籽粒重、莖稈重、經(jīng)濟系數(shù)。

表3 藜麥覆膜與露地試驗田氣象條件、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟系數(shù)結(jié)果

由表3看出，藜麥覆膜種植較露地平均發(fā)育期縮短約8 d，有效提高藜麥對氣候資源的利用率?！? ℃總積溫覆膜較露地減少80.9 ℃，說明藜麥在覆膜條件下，可有效縮短整個發(fā)育時間。從藜麥≥10 ℃有效積溫來看，覆膜較露地總積溫減少59.1 ℃，可見藜麥覆膜技術(shù)能有效提高溫度的利用率。在整個發(fā)育期，藜麥覆膜種植需要的日平均氣溫較露地種植下降0.2 ℃，這使得對藜麥成熟溫度界限的要求有所降低。藜麥覆膜種植較露地可以確保晚熟品種的成熟幾率，同時可以通過晚播覆膜措施，避免高原晚霜凍和春季低溫對藜麥種植影響。

從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)看，藜麥覆膜種植較露地分枝數(shù)增加2.3個，單株重增加44.2 g，增加的分枝數(shù)和單株重是覆膜種植產(chǎn)量增加的直接因素。覆膜比露地藜麥株高高出2.3 cm，莖稈重提升39.5 g。4月10日，覆膜種植藜麥單株籽粒重達135.1 g，比同期露地高出60 g，高于3個播期覆膜平均值18.5 g，高于3個播期露地平均值62.7 g，藜麥覆膜種植經(jīng)濟系數(shù)均在0.81以上，藜麥覆膜種植的經(jīng)濟系數(shù)較露地種植提高了11%。

藜麥生長發(fā)育的前期對溫度敏感性較強，尤其在四葉—分枝—顯穗發(fā)育期對溫度條件最為敏感，過高或過低的日均溫度能夠影響藜麥的分枝和顯穗。16.0 ℃左右日均氣溫最適宜藜麥麥穗形成和開花，17.0 ℃左右日均氣溫最適宜藜麥成熟期生長。覆膜種植的藜麥單株產(chǎn)量和莖稈重高于露地，說明藜麥覆膜種植有利于藜麥提早成熟，莖稈粗壯、穗頭大，提高產(chǎn)量。因此，選擇適宜的播期，采取覆膜種植措施，能使其發(fā)育期處于最適宜的藜麥各生長發(fā)育期需求的熱量條件下，從而得到高產(chǎn)。

3 討論與結(jié)論

目前，覆膜種植廣泛應用于水稻、玉米、馬鈴薯等農(nóng)作物，具有明顯地“增溫保墑”作用，從而提高作物產(chǎn)量[15-17]。本研究得到，藜麥出苗前期覆膜的增溫保墑作用較為顯著，整體上覆膜比露地發(fā)育天數(shù)縮短7 d，且產(chǎn)量增加。地膜覆蓋的增溫保墑作用，使藜麥早春生長環(huán)境變得有利于苗期生長，出苗齊、全、快，充分利用了早春的熱量條件，發(fā)育進程加快。發(fā)揮地膜覆蓋“增溫保墑”的農(nóng)田小氣候效應，使膜下點播方式的藜麥增產(chǎn)、節(jié)水[18]。通過覆膜種植藜麥，能使地溫提高2～4 ℃。覆膜相對于露地需要的≥0 ℃、≥10 ℃的總積溫更小，并使土溫最低值的出現(xiàn)時間向后推移，保證了整個發(fā)育期順利進行，并相應的縮短了整個生長期時間?？梢姼材しN植在低溫冷涼地區(qū)起到了明顯的增溫效果。在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因素上覆膜明顯優(yōu)于露地，藜麥覆膜較露地分枝數(shù)增加2.3個，單株重增加44.2 g，植株高度高出2.3 cm，莖稈重提升39.5 g，經(jīng)濟系數(shù)提高了11%,增產(chǎn)增收效果明顯。此外，4月10日第1播種期藜麥覆膜種植的單株籽粒重較同期露地，3個播期覆膜和露地的平均值分別明顯提高60、18.5、62.7 g。因此，在格爾木市早春進行藜麥覆膜種植有利于增溫保墑、增產(chǎn)增收。