由于淡水資源逐漸減少,食品生產(chǎn)和市場(chǎng)發(fā)展亟需探索新的方向。雖然基因工程能提高作物的耐鹽性和抗旱性,但目前研究仍處于初級(jí)階段,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要較長(zhǎng)時(shí)間和巨大的資源投入。因此,耐鹽性高、抗旱性強(qiáng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)豐富的藜麥,有望成為21世紀(jì)維持世界人口高速增長(zhǎng)的理想新作物之一。隨著時(shí)代的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)于食物的要求逐漸由“要吃飽”向“要吃好”發(fā)生轉(zhuǎn)變。藜麥的種子富含蛋白質(zhì)和人體必需的氨基酸、維生素、碳水化合物、礦物質(zhì),是人類(lèi)重要的食物資源,具有巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力。由于藜麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高(見(jiàn)表1),故有“全營(yíng)養(yǎng)食物”之稱(chēng)。藜麥的蛋白質(zhì)和脂類(lèi)含量均高于其他谷物,以干質(zhì)量計(jì)算約為16.5%和6.3%,碳水化合物為藜麥的主要成分,約占69%,纖維素和灰分含量與其他谷物相當(dāng),約為3.8%。
藜麥可在嚴(yán)苛生態(tài)條件下產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量頗高的種子,具備極強(qiáng)的抗逆性,這對(duì)全球各地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的多樣化演進(jìn)意義重大。藜麥屬于四倍體植物(2n=4x=36),其單倍染色體數(shù)量為x=9。藜麥存在多種染色體數(shù)目類(lèi)型,涵蓋2n=18、36、54的野生近緣種,此現(xiàn)象彰顯了其顯著的四倍體起源特性。藜麥被聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)贊譽(yù)為人類(lèi)最完美的食物,且被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)評(píng)定為契合人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)需求的優(yōu)質(zhì)食品。
藜麥的商業(yè)化種植起始于秘魯、玻利維亞、厄瓜多爾等國(guó),自2000年起,因含豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,藜麥漸獲營(yíng)養(yǎng)學(xué)家們的普遍認(rèn)同與推介。自20世紀(jì)90年代起,作為特色農(nóng)作物候選品種,藜麥被美國(guó)、加拿大及歐洲等地引入并種植。全球藜麥種植面積呈逐年上升態(tài)勢(shì)。在此背景下,美洲、歐洲及亞非地區(qū)均將藜麥視為“保障糧食安全的核心戰(zhàn)略性作物”,全力推動(dòng)其本土化開(kāi)發(fā)進(jìn)程。邁入21世紀(jì),受?chē)?guó)際藜麥研究范疇持續(xù)深入拓展及產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的驅(qū)動(dòng)影響,國(guó)內(nèi)西藏自治區(qū)、甘肅省、山西省、青海省、河北省、河南省、山東省等多地相繼開(kāi)展藜麥引進(jìn)試種工作,經(jīng)由一系列實(shí)踐篩選出若干在特定區(qū)域適應(yīng)性?xún)?yōu)良的品種。但藜麥的相關(guān)研究在我國(guó)的開(kāi)展時(shí)間相對(duì)較遲,其理論層面的探究尚處于初始階段。
一、藜麥的基本屬性
藜麥屬于莧科植物,一年生,雙子葉植物,其網(wǎng)狀的根系十分發(fā)達(dá),有助于抵抗強(qiáng)風(fēng)等惡劣環(huán)境。它對(duì)不同環(huán)境條件的適應(yīng)表現(xiàn)出較大的變異和可塑性,種植范圍從海平面到4000 m;對(duì)干旱、霜凍、土壤鹽堿等影響作物生長(zhǎng)的不利氣候因素具有很強(qiáng)的耐受性。藜麥的生育期為90~240天。藜麥可以在每年降水量為200~280 mL的環(huán)境生長(zhǎng),因此,藜麥生長(zhǎng)不需要過(guò)多的水分。藜麥可以生長(zhǎng)在pH為4.5~9.0的土壤中,它也能在沙質(zhì)和黏土中茁壯成長(zhǎng)。
二、北京市通州區(qū)藜麥種植條件
北京市通州區(qū)的土壤狀況多為潮黃土、兩合土及沙壤土。這類(lèi)土壤有機(jī)質(zhì)豐富,質(zhì)地適中,具備適宜多種作物生長(zhǎng)的優(yōu)良特性,為各類(lèi)農(nóng)作物的茁壯成長(zhǎng)提供了優(yōu)質(zhì)的土壤環(huán)境。通州區(qū)位于永定河、潮白河沖積洪積平原區(qū)域,其地形呈現(xiàn)平坦之態(tài),地勢(shì)由西北向東南漸趨傾斜,其中海拔的最高點(diǎn)位達(dá)27.6 m,最低點(diǎn)僅8.2 m。
通州區(qū)處于大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)域,受冬、夏季風(fēng)的交互作用影響,該地氣候展現(xiàn)出春季干旱且多風(fēng)、夏季酷熱而多雨、秋季天空高遠(yuǎn)且氣候爽朗、冬季嚴(yán)寒且空氣干燥的顯著特征。其年平均氣溫約為11.3 ℃,年降水量約為620 mm。
通州區(qū)的氣候類(lèi)型為溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),地勢(shì)平坦,適宜機(jī)械化作業(yè)。現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作,有助于藜麥的大面積種植,極大地提高了工作效率和作物產(chǎn)量。為了提升土壤肥力和減少水土流失,采用保護(hù)性耕作方法,包括翻耕、旋耕等步驟,有助于改善土壤結(jié)構(gòu),減少風(fēng)蝕和水蝕,從而保護(hù)耕地資源。育種田不能重茬,重茬會(huì)導(dǎo)致藜麥品種不純。
該基地采用小品種人工播種與大品種現(xiàn)代化機(jī)械播種相結(jié)合的耕作模式,采用白菜和藜麥交替種植的輪作制度。這種種植方式不僅有助于土壤養(yǎng)分實(shí)現(xiàn)均衡利用,并且能夠?qū)Σ∠x(chóng)草害起到防治功效,改良土壤的理化特性,調(diào)控土壤肥力水平,最終達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。
三、北京通州區(qū)藜麥種植
藜麥的抗逆性強(qiáng),生產(chǎn)投入低,可在不同生態(tài)區(qū)域開(kāi)展生殖生長(zhǎng)活動(dòng),此卓越適應(yīng)性使其成為拓展全新種植領(lǐng)域、推動(dòng)種植多樣化進(jìn)程的適宜作物類(lèi)型。2024年上半年,通州區(qū)藜麥的種植面積增至5595 hm2左右。
(一)播前準(zhǔn)備
做好整體規(guī)劃設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)整理好土地,按品種適時(shí)播種,加強(qiáng)田間管理,做好病蟲(chóng)害預(yù)防,做好田間觀察記錄。
1.物資準(zhǔn)備。30 cm斜面插地牌100個(gè),毒死蜱顆粒)600 kg,4行條播機(jī)2臺(tái),15∶14∶16純硫酸鉀復(fù)合肥10 t,微生物菌劑4 t(枯草芽孢桿菌),中耕機(jī)2臺(tái)。
2.場(chǎng)地平整。藜麥播種前進(jìn)行旋耕平整。深翻一遍,旋兩遍,鎮(zhèn)壓一遍。整地的要求是:透、實(shí)、平、足。一是透。耕透耙透,表土細(xì)碎。種植前需要深翻土地一遍,深耕在30 cm以上,充分碎土,松軟土地便于播種,有助于藜麥發(fā)芽。二是實(shí)。上虛下實(shí),上虛利于藜麥發(fā)芽,下實(shí)利于坐苗,根部粗壯,減少倒伏。三是平。土地平整,土地平整才能保證土壤含水量均勻,出苗整齊,長(zhǎng)勢(shì)均勻。四是足、底肥足。莊稼一枝花,全靠肥當(dāng)家,播種時(shí)施入14∶15∶16的均衡復(fù)合肥300 kg·hm-2,微生物菌劑150 kg·hm-2,毒死蜱顆粒24 kg·hm-2。
(二)播種方式
播種方式分為人工手推條播、機(jī)械條播(播種機(jī)掛6擋)。機(jī)械播種行距50 cm,下種量為6000 g·hm-2左右,后期管理配合中耕培土。
(三)播種要求
為有效提升播種質(zhì)量,需要精準(zhǔn)調(diào)控播種機(jī)械,以促使田間播種時(shí)每穴均勻分布2~4粒種子,且播種深度在2~3 cm,杜絕重播與漏播現(xiàn)象。播種完成后實(shí)施適度鎮(zhèn)壓,促使種子與土壤緊密接觸。借助GPS導(dǎo)航技術(shù),保障藜麥苗出土后植株端直、行列規(guī)整,防止出現(xiàn)缺窩斷壟的現(xiàn)象,進(jìn)而達(dá)到苗齊、苗勻的預(yù)期效果。
1.灌溉。藜麥具有極強(qiáng)的干旱耐受性,其對(duì)水分的需求極為有限,然而灌溉作業(yè)對(duì)藜麥籽實(shí)產(chǎn)量具有顯著的影響作用;在苗期階段,若灌溉量過(guò)多則易引發(fā)幼苗出現(xiàn)萎蔫狀況,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)枯萎現(xiàn)象;若莖稈生長(zhǎng)后期過(guò)量灌溉,雖可促使植株生長(zhǎng),但并不會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生提升效果。但在藜麥的關(guān)鍵生育時(shí)期進(jìn)行少量的灌溉可以起到增產(chǎn)的效果。
2.雜草防治。在藜麥生產(chǎn)中,雜草是影響籽實(shí)產(chǎn)量的重要因素。藜麥在生長(zhǎng)初期階段發(fā)育相對(duì)遲緩,在最初約15天的生長(zhǎng)周期內(nèi),會(huì)遭遇速生雜草帶來(lái)的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)壓力。故而在播種完成后,需妥善開(kāi)展田間管理工作。此外,提前播種能夠提高藜麥的生長(zhǎng)優(yōu)越性,助力幼苗于該時(shí)期呈現(xiàn)更優(yōu)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。目前,市面沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)藜麥的除草劑,藜麥對(duì)環(huán)境適應(yīng)性雖強(qiáng),但對(duì)除草劑敏感。因此,目前應(yīng)采用人工除草的方式進(jìn)行雜草防治。
(四)播種收獲時(shí)間
2024年春播時(shí)間為3月13日,6月16日開(kāi)始收獲。夏播時(shí)間為8月1日,收獲時(shí)間為11月11日。
(五)收獲
藜麥成熟期的標(biāo)志為整株藜麥干枯,籽實(shí)堅(jiān)硬,葉片脫落。大部分品種的籽實(shí)突出于花萼,處于半包狀態(tài),籽實(shí)清晰可見(jiàn)。
藜麥的收獲主要有三種方式。一是傳統(tǒng)的收獲方式。用手將藜麥從土中拔出,振搖植株或在膝蓋上輕敲根部,去除附著在藜麥根部的泥土。此法易加劇土壤侵蝕,使土壤肥力下降,且在操作過(guò)程中易混入谷物雜質(zhì)等,故此方式逐漸被淘汰。二是鐮刀收割法。當(dāng)下較為常用的方式,即在距離地面10~15 cm處,用鐮刀割斷植株,使植株斷根留于土中,這有利于維持土壤的穩(wěn)定性與肥力。三是半機(jī)械化收獲。它借助機(jī)械割草機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)收獲作業(yè)。機(jī)械化收獲則是運(yùn)用了收割機(jī)及揚(yáng)谷機(jī)等一系列全機(jī)械化的專(zhuān)業(yè)收獲設(shè)備,顯著提升了收獲效率與作業(yè)質(zhì)量。
針對(duì)一致性高、占地面積大的品種,宜采取機(jī)械化收獲;對(duì)于棚內(nèi)的植株或倒伏、占地面積小的品種宜采取人工鐮刀收割的收獲方式。
(六)采收后的操作
1.晾曬。收獲后,立即通過(guò)向內(nèi)戳花序?qū)⒅参锒哑饋?lái),并將它們?cè)趹?hù)外放置7~14天。曬干可以減少植物的水分,保護(hù)植物免受雨水或霜凍。
2.干燥。干燥在藜麥?zhǔn)斋@進(jìn)程中占據(jù)關(guān)鍵地位,其主要作用在于防止發(fā)酵現(xiàn)象的產(chǎn)生。當(dāng)環(huán)境濕度處于較低水平時(shí),藜麥種子會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生褪色,進(jìn)而降低其商業(yè)價(jià)值。在實(shí)際操作中,把藜麥種子均勻鋪置于篷布上,夜間則將其轉(zhuǎn)移至室內(nèi)環(huán)境,通過(guò)這種方式,在為期3天的時(shí)間內(nèi),能夠有效降低種子含水量。
3.脫粒。脫粒的主要方式分為手工脫粒和機(jī)械化脫粒兩種。
一是手工脫粒。即摔、棒打或手搓藜麥的果穗(花序)可使種子分離,然后用對(duì)應(yīng)型號(hào)的篩子過(guò)篩后經(jīng)風(fēng)選得到干凈整潔的種子。二是機(jī)械化脫粒。使用谷物脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒。
4.貯藏。適宜的儲(chǔ)存手段對(duì)于規(guī)避?chē)X動(dòng)物與蛀蟲(chóng)所引發(fā)的損失而言,具有極為關(guān)鍵的意義與重要的價(jià)值。藜麥適宜貯存于潔凈、干燥且具備良好通風(fēng)條件的環(huán)境中。將藜麥種子裝入編織袋或聚丙烯袋后,存放于干燥通風(fēng)的環(huán)境下。
四、影響藜麥產(chǎn)量的因素
(一)氣候條件
1.極端天氣導(dǎo)致土壤板結(jié)。在夏播播種后,由于急雨和干旱等較極端天氣的影響,土壤板結(jié)較為嚴(yán)重,許多種子無(wú)法穿越厚重且堅(jiān)硬的板結(jié)層,只能爛在板結(jié)層下,導(dǎo)致出苗質(zhì)量與出苗率受到了較大影響。對(duì)此應(yīng)采取灌溉、人工破板結(jié)、補(bǔ)種、播種前起壟等措施。
2.雨季導(dǎo)致植株倒伏及穗部發(fā)芽發(fā)霉。6月雨水增多并伴有大風(fēng),導(dǎo)致部分品種出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象,對(duì)機(jī)械、人工收割造成了一定的影響,降低了收獲速度。春播大田收獲時(shí)逢雨季會(huì)導(dǎo)致部分品種穗發(fā)芽和穗發(fā)霉的情況,嚴(yán)重影響了藜麥種子的出苗率、產(chǎn)量及品質(zhì)。
(二)蟲(chóng)害
持續(xù)的干旱天氣,會(huì)加劇蟲(chóng)害問(wèn)題。綠盲蝽、甜菜象甲、綠盲蝽、薊馬出現(xiàn)在4月下旬,5月初出現(xiàn)食葉夜蛾類(lèi)幼蟲(chóng),主要藜麥葉片產(chǎn)生為害,地老虎、蠐螬啃食藜麥根系,對(duì)種植活動(dòng)構(gòu)成阻礙和威脅。采用甲維·氯蟲(chóng)苯甲酰胺500~700 ml·hm-2、噻蟲(chóng)嗪1.35~1.5 kg·hm-2、橙皮精油150 mL·hm-2的組合可有效進(jìn)行防治。
(三)病害
1.霜霉病。霜霉病是為害藜麥最嚴(yán)重的全球性病害。霜霉病最為多發(fā),不同品種對(duì)霜霉病的抗性均有不同,針對(duì)某些易感品種,可以觀察到相比于葉片上的霉層,果穗上花藥發(fā)霉的現(xiàn)象會(huì)更早發(fā)生。藜麥在苗期基本不會(huì)發(fā)生霜霉病,自灌漿初期后霜霉病的發(fā)生會(huì)逐漸嚴(yán)重。當(dāng)北京地區(qū)出現(xiàn)大霧或者陰天天氣,或棚內(nèi)空氣濕度較高時(shí),霜霉病會(huì)從易感植株向其他植株擴(kuò)散。此時(shí)葉片背面會(huì)出現(xiàn)黑灰色霉層,正面部分開(kāi)始發(fā)黃甚至發(fā)紅。發(fā)病期間在大田觀察到細(xì)菌性葉斑病的出現(xiàn),此為霜霉病的并發(fā)癥;最終,霜霉病菌會(huì)侵蝕整個(gè)區(qū)域植株的葉片和果穗。
針對(duì)霜霉病,應(yīng)采用霜脲氰1.28~1.5 kg·hm-2、橙皮精油150 mL·hm-2、啶酰菌胺1.35~1.5 kg·hm-2或腐霉利1.28~1.5 kg·hm-2的組合,兌水混合均勻后噴施,從植株的底部呈“Z”字形向植株上半部噴灑,重點(diǎn)噴施藜麥的葉片背部,穗部可略微帶過(guò),開(kāi)花期盡量不用藥。
2.根腐病。春播后北京大田出現(xiàn)根腐病,其表現(xiàn)為新葉發(fā)黃、整株萎蔫,拔起植株觀察根部,發(fā)現(xiàn)根部腐爛并有害蟲(chóng)啃咬斷根的痕跡。其發(fā)病原因有以下兩點(diǎn):一是根部受到地下害蟲(chóng)的為害產(chǎn)生傷口,極易被病菌入侵;二是土壤板結(jié)導(dǎo)致根系部分通氣不良,利于病菌繁殖。采用噁霉靈灌根,用量為1.5~7.5 L·hm-2兌水在根基部和地表面進(jìn)行澆灌,可有效改善植株萎蔫的癥狀。
(四)播種期
隨著播種期的延遲,生育期逐漸縮短。一方面,春播延長(zhǎng)了植株根系的生長(zhǎng),有利于后期干物質(zhì)的積累;另一方面,春播時(shí)藜麥在苗期經(jīng)過(guò)抗寒鍛煉,晝夜溫差大也有利于植株內(nèi)糖分等碳水化合物的積累。因此,在北京地區(qū)春播的產(chǎn)量要遠(yuǎn)高于夏播產(chǎn)量。此外,如夏播較晚,藜麥在灌漿期前被寒潮侵襲則會(huì)出現(xiàn)凍害,對(duì)產(chǎn)量造成毀滅性打擊。因此,選育短生育期的早熟品種或者關(guān)注天氣情況及時(shí)調(diào)整播期十分有必要。
五、結(jié)語(yǔ)
結(jié)合藜麥的特性,研究高產(chǎn)栽培技術(shù)并加強(qiáng)病蟲(chóng)害管理,時(shí)刻關(guān)注種植田內(nèi)的病蟲(chóng)害,及時(shí)商討防治措施,以減少對(duì)作物的損害,保障收成質(zhì)量。加強(qiáng)藜麥育種工作,繼續(xù)廣泛收集并引進(jìn)藜麥資源,以豐富育種材料庫(kù)。根據(jù)京津冀地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn),選育抗倒伏、抗病蟲(chóng)害的短生育期品種,以提高種植效率和適應(yīng)性。研究著重指出,合理的栽培條件、精細(xì)入微的農(nóng)業(yè)管理及行之有效的病蟲(chóng)害防治,對(duì)于實(shí)現(xiàn)藜麥高產(chǎn)且優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)具有重要意義,為實(shí)現(xiàn)更高的種植效率和更優(yōu)質(zhì)的收成提供了理論依據(jù)。
作者簡(jiǎn)介:李晟涵(1998—),女,遼寧朝陽(yáng)人,碩士,技術(shù)員,主要從事藜麥育種研究。
基金項(xiàng)目:北京市通州區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目(KJ2024CX076)的階段性成果。