引用本文
李佶恺, 王建丽, 尚晨, 张海玲, 刘杰淋, 陈积山, 潘多锋, 刘凯. 不同藜麦材料在哈尔滨地区的适应性研究. 草业学报, 2019,28(9): 202-208
LI Ji-kai, WANG Jian-li, SHANG Chen, ZHANG Hai-ling, LIU Jie-lin, CHEN Ji-shan, PAN Duo-feng, LIU Kai. Adaptability of different quinoa germplasm lines in Harbin. Acta Prataculturae Sinica,2019,28(9): 202-208  
Doi:10.11686/cyxb2019190
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不同藜麦材料在哈尔滨地区的适应性研究
李佶恺1, 王建丽1, 尚晨1, 张海玲1, 刘杰淋1, 陈积山1, 潘多锋1, 刘凯2
1.黑龙江省农业科学院草业研究所,黑龙江 哈尔滨 150086
2.黑龙江省农业科学院,黑龙江 哈尔滨 150086

作者简介:李佶恺(1982-),女,黑龙江七台河人,助理研究员,博士。E-mail: ljk8699466@163.com

收稿日期: 2019-03-14
基金项目:国家农业部物种品种资源保护费项目(131821301354051002),黑龙江省农业科学院院级科研项目和黑龙江省农业科学院科研重大项目黑龙江寒带农作物种质资源更新资助
摘要

在哈尔滨地区的生态及生产条件下,研究了8个藜麦材料在大田种植条件下的农艺性状、品质性状及抗倒伏表现。结果表明:8个参试材料均可在本生态区正常成熟,生育期范围为112~121 d。株高范围为133.20~173.07 cm,分枝数为18.10~23.10个,有效分枝率为64.34%~72.87%,产量最高可达2965.88 kg·hm-2。蛋白质含量为13.74%~14.50%,淀粉含量为42.15%~60.11%,脂肪含量为4.26%~6.74%,灰分含量为3.94%~6.46%。倒伏率为9.00%~13.67%。综合产量性状和品质性状,材料LM-3的表现最优,适合在哈尔滨地区推广应用。

关键词: 藜麦; 哈尔滨; 农艺性状; 品质性状; 倒伏
Adaptability of different quinoa germplasm lines in Harbin
LI Ji-kai1, WANG Jian-li1, SHANG Chen1, ZHANG Hai-ling1, LIU Jie-lin1, CHEN Ji-shan1, PAN Duo-feng1, LIU Kai2
1.Grass and Science Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, China
2.Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, China
Abstract

This paper researched the agronomic traits, seed quality traits and lodging resistance of eight quinoa germplasm lines in Harbin, Heilongjiang Province. All the eight tested lines matured normally, with the growth period ranging from 112 to 121 days. The plant height ranged from 133.2 to 173.1 cm, the number of branches per plant was 18.1-23.1, the effective branching rate was 64.34%-72.87%, and the highest yield among the quinoa lines at Harbin was 2966 kg·ha-1. The ranges for protein, starch, and fat contents were, respectively, 13.74%-14.50%, 42.15%-60.11%, and 4.26%-6.74%, and the range for ash was 3.94%-6.46%. The lodging rate was between 9.00%-13.67%. Based on comprehensive consideration of evaluated yield and seed quality traits, the germplasm line LM-3 had the best performance, and production potential. This material is therefore recommended as suitable to be planted more widely in the Harbin region.

Keyword: quinoa; Harbin; agronomic traits; quality traits; lodging

藜麦(Chenopodium quinoa)又称南美藜、藜谷等, 属藜科藜属, 一年生草本, 起源于南美洲安第斯山脉, 有着5000~7000多年的栽培历史[1, 2], 我国于1987年由西藏开始引种试验研究[3], 目前在山西、青海、甘肃等地都有较大面积的种植[4]。藜麦籽实蛋白质含量高, 具有人体所需的氨基酸[5, 6, 7], 矿物质以及不饱和脂肪酸等, 其他的营养成分也十分丰富。联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)认为藜麦是适宜人类食用的“ 全营养食品” [8]。由于藜麦几乎不含麸质成分, 是乳糜泻患者绝佳的营养来源[9]; 藜麦的低糖低热量对降低血糖、血脂有一定的作用[10]; 此外藜麦还可调节人体果糖的代谢过程, 对心脏、肾脏和肝脏都具有保护作用[11]。藜麦的茎叶等副产物也有利用价值, 藜麦叶可作为蔬菜炒食, 其含有的酚类物质还具有一定的抗癌作用[12]; 藜麦茎秆可作为牛羊等牲畜的饲料[13]。藜麦还具有抗寒、抗旱、抗盐碱、耐瘠薄等特性[14, 15, 16], 具有良好的生态适应性。

近年来由于藜麦产业发展的不断升温, 我国多地开展了藜麦引种栽培方面的研究。周海涛等[17]对河北张家口地区试种藜麦的表现进行了评价。2016年黄杰等[18]对13个藜麦材料在甘肃临夏地区的适应性进行了报道。李成虎等[19]也报道了在宁夏海原9个藜麦品种的种植表现。通过研究可知藜麦在不同地区的产量和品质都有较大差异, 然而藜麦在黑龙江哈尔滨地区的引种栽培研究还未见报道。因此, 本试验通过研究分析8个藜麦材料在大田种植条件下的农艺性状、品质性状及倒伏率, 旨在为哈尔滨地区藜麦生产和育种工作提供一定的理论基础。

1 材料与方法
1.1 试验区概况

本试验于2017年在黑龙江省农业科学院科技示范园区草业研究所试验地进行。试验区位于哈尔滨市道外区民主乡(北纬45.2° , 东经122.6° ), 海拔169 m。该地区平均气温5.1 ℃, 极端最高气温37.5 ℃, 最低气温-35.5 ℃, ≥ 10 ℃年活动积温2887 ℃, 无霜期150 d, 年降水量550~600 mm, 试验地地势平坦, 土壤为黑土, pH值为7.0~7.5, 土壤有机质41.35 g· kg-1, 速效N含量为113.6 mg· kg-1, 速效P含量为84.3 mg· kg-1, 速效K含量为215.0 mg· kg-1。

1.2 试验材料

参试的藜麦材料共计8个, 材料来源及相关特性详见表1。

表1 藜麦材料来源及相关特性 Table 1 Sources and characteristics of quinoa materials
1.3 试验设计

试验采用随机区组设计, 每个材料3次重复。小区长6 m, 宽3 m, 面积为18 m2, 小区间和外围设过道1 m。试验前一年秋季机耕整地, 耕深20~25 cm, 土地平整, 无较大土块和残茬。5月上旬播种, 播种量为1.78~9.61 kg· hm-2, 开沟点播, 播种深度3 cm, 株距15 cm, 行距50 cm。4~6叶期时间苗, 同时进行第一次中耕除草; 株高在30 cm时第二次中耕除草, 同时进行培土。整个生育期间未浇水施肥, 9月植株叶片变黄脱落时收割, 脱粒后晾晒。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生育期观测 播种当年观察记录不同藜麦材料的播种期、出苗期、分枝期、初花期和成熟期。

1.4.2 生物学性状测定 藜麦成熟期每小区随机抽取10株分别进行生物学性状测定:1)株高:地面量至植株生长最高部位的自然高度。2)分枝数、有效分枝数:从地面起每株的分枝数记为总分枝数; 其中结实的分枝记为有效分枝数。3)主枝穗长、侧枝穗长:主穗基部量至主穗顶端记为主枝穗长; 侧枝穗基部至侧枝穗顶端记为分枝穗长。

1.4.3 产量测定 成熟期时收割、脱粒、晾晒后记录小区所有籽粒质量。

1.4.4 品质测定 产量测定后每小区对混合藜麦籽粒进行品质测定, 测定结果均以样品干物质含量表示。随机选取1000粒种子称重得到千粒重, 采用凯氏定氮法测定蛋白质含量[20], 采用旋光法测定淀粉含量[21], 采用索氏抽提法测定脂肪含量[22], 采用灼烧法测定灰分含量[23], 采用高锰酸钾滴定法测定钙含量[24], 采用钼黄比色法测定磷含量[24]。

1.4.5 倒伏率测定 成熟期统计每小区倒伏株数, 倒伏率=小区倒伏株数/小区总株数× 100%。

1.5 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析
2.1 不同藜麦材料农艺性状的比较

2.1.1 不同藜麦材料生育期的比较 由表2可知, 各参试材料的生育期为112~121 d, 其中材料LM-4和LM-7的生育期最长, 为121 d; 材料LM-5的生育期最短, 为112 d。生育期长短的顺序为:LM-4=LM-7> LM-1> LM-8> LM-2> LM-6> LM-3> LM-5。

表2 不同藜麦材料生育期比较 Table 2 Comparison of growth periods of different quinoa materials

2.1.2 不同藜麦材料生物学性状的比较 8份材料的株高为133.20~173.07 cm, 不同材料株高差异显著, LM-3株高最低, 为133.20 cm, 显著低于其他藜麦材料; LM-2株高最高, 为173.07 cm, 显著高于其他藜麦材料(表3)。不同材料的分枝数为18.10~23.10 个, 其中LM-2分枝数最低, 为18.10 个, 显著低于材料LM-1、LM-3; LM-3分枝数最高, 为23.10 个。不同材料的有效分枝率为64.34%~72.87%, 其中LM-6有效分枝率最低, 为64.34%, LM-7有效分枝率最高, 为72.87%。不同材料的主枝穗长差异均不显著, 主枝穗长为28.60~30.20 cm, 其中LM-8主枝穗长最短, 为28.60 cm, LM-1主枝穗长最长, 为30.20 cm。不同材料的侧枝穗长为18.30~23.10 cm, 其中LM-7侧枝穗长最短, 为18.30 cm; LM-4侧枝穗长最长, 为23.10 cm, 显著高于其他材料侧枝穗长。

表3 不同藜麦材料生物性状的比较 Table 3 Comparison of biological characters of different quinoa materials

2.1.3 不同藜麦材料产量性状的比较 各参试材料的折合产量为1395.02~2965.88 kg· hm-2, 其中材料LM-4折合产量最低, 为1395.02 kg· hm-2, 显著低于其他材料; 材料LM-3折合产量最高, 为2965.88 kg· hm-2, 显著高于其他材料(图1)。不同藜麦材料折合产量的排序为:LM-3> LM-1> LM-8> LM-7> LM-6> LM-5> LM-2> LM-4。

图1 不同藜麦材料籽实产量的比较
不同小写字母表示在0.05水平差异显著, 下同。Fig.1 Comparison of seed yield of different quinoa materials
Different letters indicate significant differences among different varieties at P< 0.05. The same below.

2.2 不同藜麦材料品质性状的比较

8份材料的千粒重为1.90~2.55 g, LM-5千粒重最低, 为1.90 g, LM-2千粒重最高, 为2.55 g(表4)。不同藜麦材料的蛋白质含量为13.74%~14.50%, 其中LM-5的蛋白质含量最低, 为13.74%, LM-3蛋白质含量最高, 为14.50%。不同藜麦材料的淀粉含量为42.15%~60.11%, 其中LM-6淀粉含量最低, 为42.15%, LM-8淀粉含量最高, 为60.11%, 材料LM-1、LM-2、LM-4和LM-6淀粉含量显著低于材料LM-3、LM-5、LM-7和LM-8。不同藜麦材料的脂肪含量为4.26%~6.74%, 其中LM-4脂肪含量最低, 为4.26%, LM-5脂肪含量最高, 为6.74%, 且显著高于其他材料。不同藜麦材料的灰分为3.94%~6.46%, 其中LM-4灰分含量最低, 为3.94%, LM-1灰分含量最高, 为6.46%, 材料LM-1、LM-2的灰分含量显著高于其他材料(P< 0.05)。不同藜麦材料的钙含量为1.57~2.55 mg· g-1, 其中LM-5钙含量最低, 为1.57 mg· g-1, LM-6、LM-8钙含量最高, 为2.55 mg· g-1。不同藜麦材料的磷含量为3.80~4.22 mg· g-1, 其中LM-4磷含量最低, 为3.80 mg· g-1, LM-5磷含量最高, 为4.22 mg· g-1。

表4 不同藜麦材料品质性状的比较 Table 4 Comparison of quality traits of different quinoa materials
2.3 不同藜麦材料倒伏率的比较

各藜麦材料的倒伏率存在差异(图2), 倒伏率为9.00%~13.67%, 其中材料LM-3、LM-8倒伏率最低, 为9.00%, 其中材料LM-5倒伏率最高, 为13.67%。不同藜麦材料倒伏率的排序为:LM-3=LM-8< LM-4< LM-1< LM-2< LM-6< LM-7< LM-5。

图2 不同藜麦材料倒伏率的比较Fig.2 Comparison of lodging rate of different quinoa materials

2.4 不同藜麦材料产量和品质的综合评价

应用灰色关联度法, 通过对不同藜麦材料的产量及品质各项指标综合汇总, 对藜麦材料进行了综合评价。所有材料与理想值关联顺序中, 综合评价最优的藜麦材料是LM-3, 关联系数为0.9982, 综合评价最低的藜麦材料为LM-4, 关联系数为0.9130(表5)。

表5 不同藜麦材料与理想值的灰色关联度 Table 5 Grey relational degree of different quinoa materials and ideal variety
3 讨论

藜麦在哈尔滨地区试种均可完成生育期, 按小区产量折算的公顷产量为1395.02~2965.88 kg· hm-2, 远高于藜麦原产地印第安地区600 kg· h m-2[17], 这说明哈尔滨地区生态环境较原产地更利于藜麦产量的提升。然而哈尔滨地区产量最高的参试材料LM-3的折合产量(2965.88 kg· hm-2)却较张家口地区产量最高的参试品种减产671.44 kg· h m-2[17], 较甘肃临夏地区产量最高的参试品种减产1280.72 kg· h m-2[18]。这可能是由于哈尔滨地区年降水主要集中在7-8月, 而且土壤为黑土, 肥力优于这两个地区, 导致藜麦营养生长过于旺盛, 加上藜麦本身根浅、茎秆脆弱, 从而使试种藜麦倒伏现象严重, 影响产量。

藜麦适应性强, 通过引种试验可知藜麦能够适应哈尔滨地区的生态条件。然而其产量却相对于我国其他地区低。将藜麦在哈尔滨地区大规模推广种植, 需继续选育适宜当地环境的抗倒伏、高产品种, 还可根据试种材料的特性, 选育特殊用途品种; 同时研制适宜哈尔滨地区的规范化藜麦栽培技术。

4 结论

8个参试材料都可在哈尔滨生态区正常成熟。通过对产量和品质的综合分析, 材料LM-3的综合表现最好, 可作为哈尔滨地区的推广材料。一些品种产量虽不高, 但也具有自身的优势性状, 如材料LM-5生育期最短, 为112 d, 脂肪含量最高; LM-6、LM-8钙含量最高; LM-3、LM-8倒伏率最低。这些都可作为优势性状在藜麦的育种研究中利用。

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