中国荞麦资源品质区划初探
2018-02-12张素梅王宗胜
张素梅,王宗胜
(平凉市农业科学院,甘肃 平凉 744000)
荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)又名乔麦、乌麦、花麦、三角麦等,属非禾本科谷类作物[1],起源于我国,是一种药、粮兼用的杂粮作物,含有高营养品质的蛋白质和多种对人体有益的微量元素[2]、胱氨酸、半胱氨酸,以及药用成份生物类黄酮,尤其富含芦丁[3],可用于治疗糖尿病和腹腔疾病。荞麦在中国分布甚广,主要产区在西北、东北、华北以及西南一带高寒山区,尤以中西部地区居多,是这些地区的主要粮食作物和经济作物。为了更好的发挥资源优势,探索荞麦的最佳生产布局,为优质荞麦生产的区域化、规模化提供依据,根据生态条件、气候因素、土壤类型、土壤肥力、栽培技术与习惯、行政区划等综合因素,我们初步拟定了我国荞麦品质区划的方案。
1 制订荞麦品质区划的必要性
作物种植受自然条件、经济社会、技术条件等综合因素的制约,具有明显的地域性特点,在空间分布上,不同地区之间存在差异性,而同一地区内又共同性鲜明,认识差异性与共同性,规划出符合客观实际和客观规律的作物种植生产区,这就是作物种植区划[4]。
荞麦品质的优劣不仅由品种本身的遗传特性决定,而且受气候、土壤、耕作制度、栽培措施等环境条件影响,特别是气候与土壤的影响很大,而品质区划的目的就是依据生态条件和品种表现,将荞麦产区划分为若干不同的品质类型,以充分利用自然资源和品种的遗传潜力,实现优质荞麦的高效生产。
2 国内外荞麦品质区划现状
作物品质区划是优化作物种植环境与优质品种布局,对于作物的优质生产具有重要的指导意义。何中虎等[5]对我国小麦进行了详细的品质区划研究。陈曦等[6]对全国性棉花品种进行了品质分析,探讨当前进行全国棉纤维品质区域划分的可行性。梅方权等[7]根据各地生态环境、社会经济条件和水稻种植特点,对中国稻区进行了详细的区划研究,提出了水稻发展方向、措施和途径。玉米各主产区区划研究较多,主要为生态适应性种植区划及灾害风险性区划。荞麦品质区划研究较少。冯美臣等[8]利用GIS对晋中地区荞麦芦丁含量进行区划,将晋中市分为3个区,即高、中、低芦丁含量荞麦种植区。桑满杰等[9]从气候、土壤和地形3个类型15个环境评价因子,对196个荞麦分布点进行相关性分析,为合理规划我国荞麦种植提供数据与参考。目前尚未见利用多种主要成分进行全国荞麦品质区划研究的报道。
3 制订荞麦品质区划的依据
由于荞麦品质研究总体水平较低,品种资源品质普查比较困难,制订详细的品质区划方案难度较大。根据近几年的研究资料,我们初步认为应从以下因素入手。
3.1 生态环境因子对品质表现的影响
根据作物的生长规律,影响作物品质的主要因素如下。①降水量。较多的降水和较高的湿度对蛋白质含量有较大的负向影响。荞麦属于旱地作物,旱地种植蛋白质含量较高。②温度。陈进红等[3]在智能人工气候箱条件下,研究了生长在3种培养温度下的4个荞麦品种芽菜的芦丁含量,以及开花结实期温度处理对荞麦叶片和籽粒芦丁含量的影响,结果表明,随培养温度的提高,芽菜的芦丁含量下降,而开花结实期较高的温度则增加叶片和籽粒的芦丁含量。李海平等[10]的研究发现,在苦荞幼苗生长后期,环境温度应控制在30℃左右,以促进幼苗Vc和黄酮的积累。③日照。适当提高光照强度有利于苦荞幼苗黄酮的积累。在苦荞栽培中,为了提高荞麦芽菜产量与品质,光照强度应控制在 1 000~3 000 lx,光照不宜过强。欧阳光察[11]研究发现,植物黄酮的积累与光照有关。刘云[12]研究表明,在0,1,2,3 lx 4种遮荫处理下,金荞麦植株叶片中可溶性蛋白和脯氨酸在3 lx下含量最高,叶绿素在1 lx处理下含量最高,而可溶性糖在3种遮荫处理下的含量均低于光照。可见,适当遮荫不仅有利于金荞麦的营养和生殖生长,而且也有利于植株叶片内可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素等的积累。
3.2 土壤质地、肥力水平及栽培措施对荞麦品质的影响
①土壤质地及肥力水平。氮肥、磷肥、钾肥、有机肥适宜配合施用可显著提高荞麦的产量。氮磷肥、有机肥可提高荞麦蛋白质、脂肪和赖氨酸的含量,氮磷钾配施可显著提高淀粉和赖氨酸含量,全肥可以极显著地提高赖氨酸的含量。②播期。荞麦籽粒中可溶性糖含量受播期影响最为明显,随着播期的推迟而增加,淀粉和蛋白质含量随着播期推迟而呈显著降低趋势,籽粒黄酮含量随着播期的推迟而降低。
3.3 品质的遗传性及其与生态环境的协调性
尽管品质受品种、环境及其互作的共同影响,但不同性状受三者影响的程度差异很大。总体来讲,蛋白质含量容易受环境的影响,而蛋白质质量主要受品种遗传控制。在相同的环境条件下,遗传特性就成为决定品质优劣的关键因素。由于自然环境等难以控制或改变,品种改良及其栽培措施在品质改良中便发挥着重要的作用。
3.4 以主产区为主,注重方案的可操作性
我国是世界荞麦的主产区之一,也是世界荞麦的起源中心和遗传多样性中心。全世界目前发现的荞麦共有15个种和2个变种,其中在我国就有10个种和2个变种。荞麦的栽培种有甜荞和苦荞两种,在我国均有种植。甜荞主要分布在北方,占中国甜荞种质资源总数的76%;苦荞主要分布在南方,其中云南、贵州、四川3省占苦荞种质资源的50%。陕西中部和南部、山西南部是甜荞和苦荞种质资源分布的过渡地带。从垂直高度看,甜荞基本上分布在海拔600~1 500 m地带,苦荞主要分布在海拔1 200~3 000 m地带。甜荞分布的海拔上限为4 100 m,下限为80 m左右;苦荞分布的海拔上限为4 400 m,下限为400 m左右。因此,品质区划应以主产区为主,适当兼顾其它地区。为了使品质区划方案能尽快对农业生产发挥一定的宏观指导作用,也考虑到现有资料的局限性,品质区划不宜过细,只提出框架性的初步方案,以便日后进一步补充、修正和完善。
4 我国荞麦品质区划的初步方案
根据1986年出版的《中国荞麦品种资源目录》(第一辑)[13]和1996年出版的《中国荞麦遗传资源目录》(第二辑)[14],对全国各地的荞麦品种资源农艺性状鉴定结果和品质鉴定结果进行分析,可将荞麦品质区划按照下列两种方式进行划分。
4.1 按不同地区荞麦养分含量进行品质区划
4.1.1 荞麦高蛋白区(≥10%) 荞麦品种蛋白质含量较高,均在10%以上,最高者可达14.09%,主要包括广西的绝大部分地区,北京门头沟区,山西浑源县、繁峙县、汾西县、岚县、灵丘县和平鲁县,甘肃定西市、华亭县、崇信县、平凉市崆峒区,湖北神农架田家山,青海湟中县,安徽寿县、金寨县、宿松县、宣州市、宁国县等11个县市区,江西万安县和樟树县,湖南桂阳县和黔阳县,贵州织金县和务川县。
4.1.2 荞麦高脂肪区(≥2.5%) 包括广西绝大部分地区,吉林集安市,内蒙古武川县、察右前旗、丰镇市和清水河县,山西浑源县、兴县、岚县、广灵县、灵丘县、繁峙县和柳林县,青海乐都县和湟中县,甘肃崇信县、合水县和玛曲县,安徽金寨县、五河县、宁国县、岳西县、利辛县和怀宁县,湖北神农架、恩施等县,四川布拖县、邵觉县、德昌县和岳西县等,湖南桃源县、临武县和桂阳县及北京门头沟区。
4.1.3 高赖氨酸区(≥0.6%) 包括山西广灵岭东、浑源县、平鲁县、繁峙县和离石县,甘肃平凉市,安徽省的利辛县,内蒙古察右前旗和丰镇市,山西广灵县和灵丘县,广西部分地区,包括天等县东平镇、马山县、贵港市全州县、忻城县、隆林县和南丹县。
4.1.4 高VE含量区(≥2.0 mg/100 g) 包括甘肃,广西大部分县区,山西汾县、黎城、永和县、浑源县,吉林的集安市,内蒙古武川县、固阳县等部分地区,安徽繁昌县和宿松县,湖北恩施、宣恩等部分地区,青海循化县,贵州赫章县和织金县,湖北神农架等地区。
4.1.5 高VPP含量区(≥5.0 mg/100 g) 包括甘肃绝大部分县区,山西孟县、岚县、右玉县和寿阳县,陕西府谷县、横山县和宜川县,青海乐都县、西宁市、湟中县、化隆县,平安县,循化县等8个县市区,江西万安县,安徽宣州市和泾县,广西忻城县,西藏地察隅县,贵州织金县、赫章县、水城县和威宁县。
4.2 按各个地区荞麦品质的分布特点进行品质区划
4.2.1 荞麦种植最适宜区(综合品质高) 该区各项品质指标为蛋白质含量≥10.0%、脂肪含量≥2.5%、赖氨酸含量≥0.6%。该区气候凉爽,降水丰富,日照充足,非常适合荞麦的生长,且各项品质指标都高,是荞麦推广种植的最佳地区。包括广西大部分县区,甘肃华亭县、崇信县、崆峒区和定西市,安徽利辛县、金寨县等,山西浑源县、岚县、繁峙县、灵丘县等,以及湖南桂阳县,湖北恩施县、神农架等。
4.2.2 荞麦种植适宜区(综合品质中) 该区的荞麦分布面积最大,涉及区域最广,占全国荞麦种植区域的68.3%。品质指标为7.0%≤蛋白质含量<10.0%、1.5%≤脂肪含量<2.5%、0.4%≤赖氨酸含量<0.6%。该区域气候条件比较适合荞麦的生长,各项品质指标适中,也是荞麦可以推广种植的地区。
4.2.3 荞麦种植不适宜区(综合品质低) 该区域荞麦百粒重比较低,大部分在15 g以下。蛋白质含量<7.0%,脂肪含量<1.5%。主要分布在吉林乾安县、通榆县,西藏察隅县,内蒙古固阳县,甘肃嘉峪关、民乐县等地区。该类地区荞麦面积较小,降水、日照不足,荞麦品质指标含量较低,不适宜推广种植荞麦。