秘鲁藜麦栽培模式及其对我国的启示
2018-12-20周学永付荣霞周海涛任贵兴肖建中Rajasab
周学永 付荣霞 李 航 周海涛 任贵兴 肖建中 A H Rajasab
(1天津市农副产品深加工技术工程中心/天津农学院食品科学与生物工程学院,天津300384;2河北省张家口市农业科学院,张家口075000;3中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;4天津黑马工贸有限公司,天津 301711;5 Faculty of Science & Technology,Gulbarga University,India,Karnataka,Gulbarga 585308)
藜麦(Chenopodium quinoawilld.)又称藜谷、南美藜、昆诺藜、奎藜等,是藜属一年生自花授粉双子叶植物,基础染色体数目x=9,同源四倍体(2n=4x=36)[1]。藜麦为南美印加土著居民的重要传统食物,其主产区主要分布在南美洲安第斯高原,已有7000多年的种植历史[2]。藜麦具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐盐碱等特性。藜麦营养丰富,其籽粒蛋白质含量高且必需氨基酸组成均衡。美国航空航天局(NASA)将藜麦列为宇航员长期从事太空任务的理想食物之一,联合国粮农组织(FAO)推荐藜麦为适宜人类食用的“全营养食品”[3-4],旨在让世界关注藜麦的生物多样性和营养价值,及其在提供粮食和营养安全、消除贫困等方面所能发挥的作用。
1987年藜麦引入我国,由西藏农牧学院和西藏农科院开始引种试验研究,并于1992-1994年在西藏进行小面积试种,获得成功[5-6]。此后由于产量较低、栽培条件严格、粮食加工技术滞后等原因,藜麦研究在国内陷于沉寂。而这个时期正是国外研究的热点阶段,欧美等发达国家开展了广泛的试种和深加工研究,取得了丰硕成果[7-10]。藜麦种子为瘦果,是传统意义上的食用部分,除了营养价值高以外,更重要的是还具有预防糖尿病、高血压、高血脂等疾病的功效[11]。随着人们生活水平的提高,国内“三高”人群日益增多,因此,藜麦再次受到我国学者的关注。
2011年藜麦正式被我国山西省静乐县引种[12],并获得成功。此后种植规模逐年扩大,目前山西、甘肃、陕西、青海、宁夏等地均有一定规模的推广种植[13-14]。但随着藜麦种植面积的扩大和种植年限的延长,藜麦种植业开始暴露出一些新问题:一是藜麦不能重茬连作,否则产量急剧下降;二是随着藜麦在我国内陆地区适应性栽培时间的延长,出现了一些新的病害、虫害[15-16]。由于基层农艺人员对藜麦病虫害防治缺乏经验,导致藜麦种植户损失严重。
研究人员发现,位于南美洲西部的秘鲁一直是世界藜麦的主产区,不仅藜麦产量稳定,而且病害、虫害发生率较低。例如,2016年秘鲁藜麦产量为79269t,占世界总产量的53.3%,其中出口44300t,占世界藜麦出口总量的47.3%[17]。秘鲁作为世界上最大的藜麦生产国,是如何避免气候以及病虫害的影响而保持藜麦霸主地位的呢?显然,这个问题的研究将为我国藜麦行业提供有益借鉴,具有重要的理论意义和实用价值。2013年9月至2014年3月利用在美国爱荷华州立大学研究藜麦期间,与南美洲藜麦学者有过直接交流,现将秘鲁藜麦栽培模式及其管理经验加以介绍,供我国藜麦研究人员参考。
1 根据地形选择藜麦品种
藜麦是安第斯高原的土著植物,虽然秘鲁高原地形起伏复杂,土壤类型及其水分含量也往往表现各异,但藜麦却能适应这里的地理环境,只是形态特征稍有不同而已。例如生长在提提卡卡湖岸边的藜麦,叶、茎、枝和种子中没有或只有少量色素沉着,圆锥花序在营养生长阶段是绿色的,其种子是白色的。这些品种对霜冻耐受性较差,但有较高的增产潜力。在远离湖泊的苏尼(Suni)农业生态区,栽培的藜麦品种主要有Witullas和Wilas,其特点是对霜冻以及极大的昼夜温差变化具有抵抗性。在秘鲁,研究人员将高原地形分为山坡上部、山岗、山脚、山嵴、平原和湖岸等6种类型。从热量的角度分析,山坡顶部是山脉最冷的部分,几乎没有用于农业生产的可能。不同地形选择的藜麦品种见表1。
2 实施农业社区管理制度
秘鲁特别注重生态农业的发展,这里面既有制度因素,又有实用目的。从制度设计上讲,发展生态农业是为了可持续发展的需要;从实用目的而言,则是为了适应山地高原复杂多变的气候环境。秘鲁位于南美洲西北部,安第斯高原横贯南北,是传统的藜麦种植区域。山地高原地区气候条件复杂多变,干旱、淹水、冰雹和霜冻几乎每年都会发生。为了确保收成,秘鲁采取的一项重要措施就是避免在某一特定地区大量种植同一种作物。为了实现这一农业管理目标,秘鲁采用农业社区管理制度。农业社区由连片经营的农业土地组成,依据地形地貌经过物理分割的方式形成多个面积较小的农业生产单元,这个单元称之为艾诺卡斯(Aynoqas)[18]。每个社区家庭在每个艾诺卡斯都有自己的地方,并由社区进行统一规划和管理。在每个特定的生长季节,农民家庭在属于自己的艾诺卡斯单元里种植藜麦等作物,但必须实现多样化种植,社区禁止农户在所有地块上都种植同一种作物。
表1 不同地理和农业生态区域藜麦品种分布
3 多样化栽培模式
秘鲁农民对于藜麦实行多种栽培,即在同一个生长季节、同一块田地种植多种作物。这些作物可以在同一时间播种,也可以在不同日期播种,包括混合栽培或插入栽培,具体取决于物种类型和它们的生长周期。混合栽培最少是2种作物,例如藜麦/野菜豆、藜麦/大麦、藜麦/酢浆草、藜麦/玉米或藜麦/其他苋科作物。播种时,在同一行有不同的比例。在苏尼(Suni)农业生态区以及平原和山顶地形区域,藜麦 /苍白茎藜(kaniwa,Chenopodium pallidicaule)建议以30/70的比例混合种植。苍白茎藜也是南美洲的一种传统藜科作物,种子比藜麦稍甜,且具有更高的脆性结构。这种混合种植方法旨在确保在正常的年份收获2种作物,在糟糕的年份也能收获苍白茎藜1种作物。因此,其主要目标是在该地区获得更高的产量和提高收获的安全性。
作物插入栽培是多种栽培的另一种方式,它把地块分成不同的行,行的长度贯穿整个地块,每一行播种不同的作物,最常见的方法是在整个区域内种植2种作物(玉米/藜麦或奎奴亚菜/苍白茎藜)。这种栽培方法可以稍加改变,除了主要作物之外,再种植1种对害虫没有吸引力的不太重要的作物,如苦涩的羽扇豆等。这些次要作物可以种在区域的边界地带,以保护主要农作物如藜麦、马铃薯或菜豆类。
了解秘鲁藜麦的生产方式,有助于全面了解秘鲁藜麦单产和总产问题。文献报道的秘鲁藜麦产量并不高,一般很少超过1000kg/hm2[19]。而我国报道的藜麦产量达到了5000~6000kg/hm2[20],单产明显高过秘鲁。在这方面,秘鲁报道藜麦的单产数据很可能是采取混合种植方式后取得的结果,与我国单一种植藜麦获得的单产数据是有区别的,相关细节有待于进一步调查研究。
4 合理轮作与休耕
藜麦轮作是保持产量和维持土壤地力的重要手段,其轮作方式包括藜属品种之间的轮作,也包括藜麦与其他作物如马铃薯、蚕豆和大麦等非藜属作物之间的轮作,具体选择哪些轮作品种,应根据种植区域的气候、土壤类型和湿度条件来决定。
在秘鲁艾诺卡斯生产单元体系中,作物轮作一般有预定的时间跨度,通常为8~10年。在一个作物周期内,每年播种不同的作物,播种期为3年或4年,紧接着是6~7年的休耕期,时限长短要根据农业社区的需要而定。藜麦是作物循环中的第二作物,接着是马铃薯,蚕豆和豌豆排在轮作顺序的最后,用以帮助土壤恢复肥力。
休耕时期有助于使土壤恢复肥力,特别是把休耕土地用于动物牧场时,可以留下粪便,促使本地物种三叶草萌发。三叶草在休耕期间通过促进自然动植物群的生长,可以有效减少真菌、线虫和昆虫对土壤的侵染。
5 借鉴与展望
由于我国藜麦研究起步较晚,在种质资源收集与引进、品种选育、栽培技术研究等方面的水平有待于进一步提高。秘鲁作为藜麦原产地国家,在藜麦种植方面积累了丰富的经验,无论在农业技术还是农业管理方面,都有值得我国借鉴的地方。首先在藜麦种植技术上,要依据种植区域的海拔、地形以及气候条件选择合适的藜麦品种,探索藜麦与其他作物混种栽培技术,合理实行轮作或休耕制度。其次,在藜麦种植管理方面,建议在借鉴秘鲁藜麦社区管理制度的基础上,结合我国农业生产的实际,组建面积较大的农业生态园区。通过合理划分区域,便于实现藜麦的轮作、休耕管理,最大限度地恢复土壤地力,为藜麦产业可持续发展奠定坚实的基础。