海拔和播期对藜麦主要品质性状的影响

环秀菊，孔治有，张 慧，杨俊华，王倩朝，张 平，刘俊娜，李 莉，刘永江，覃 鹏*

(1.云南农业大学农学与生物技术学院，云南 昆明 650201；2.保山学院资环学院，云南 保山 678000；3. 德宏州农业科学研究所，云南 芒市 678400)

【研究意义】藜麦(Chenopodiumquinoa)为苋科藜亚科藜属一年生双子叶草本植物[1]。其籽粒是主要食用部分，嫩茎也可食用[2]。种子颜色主要有白色、黑色和红色[3]。藜麦籽粒富含蛋白质、人体必需氨基酸、矿物质、维生素，且低脂、低糖、不含麸质，是一种碱性蛋白食品[4]。藜麦原产于南美洲安第斯山脉，是一种对盐碱、干旱和霜冻等有较强抗逆性的短日照植物，这种抗逆性可能与其较高的蛋白质含量有关[5]。从藜麦中提取的活性物质如黄酮具有抗氧化、减肥和抗菌的作用，有较好的药用价值，是一种十分符合当今健康饮食观念的食品，适合高血糖、高血脂人群食用[6]。藜麦对不同生态条件有广泛适应性，可在0～4000 m海拔的地区种植[7-8]。【前人研究进展】任永峰[9]的研究结果表明北麓区藜麦种植的适宜播期为 4月中旬到5月上旬，播期和积温对藜麦生长发育及产量形成的影响很大，生育后期低温是制约藜麦产量的重要因素。刘玉兰[10]研究发现大豆的播期与产量有很大的相关性，早播或迟播大豆感病率增加，完全粒率降低，蛋白质含量降低；大豆播期与蛋白质含量呈显著或极显著负相关关系，大豆适宜播期为5月4日左右，这个时期播种大豆产量高、品质好。马国胜[11]研究结果表明播期与玉米干物质积累量、吐丝期叶面积指数、群体总光合势、平均群体净同化率和作物平均生长率等群体光合生理指标呈负相关；播期对玉米作物平均生长率、群体总光合势的影响较大，提倡尽可能早播。随海拔的升高，藜麦叶片通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性，以清除多余的活性氧物质，维持细胞渗透势平衡，缓解环境变化对其生长造成的伤害[12]。【本研究切入点】至今，国内外关于藜麦在海拔和播期对其生理指标的影响方面的研究很少。为此在德宏芒市的城区和河心农场设计3个播种期，研究不同海拔和播期对藜麦籽粒重要组分合成及主要品质性状的影响。【拟解决的关键问题】为藜麦品种选育及藜麦引种、调节播期提供理论依据和生产指导。

1 材料与方法

1.1 材料

甘肃农科院选育的藜麦品种“陇藜1号”。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 于2017年6月10日、9月10日、11月10日将藜麦分别播种于云南省德宏州芒市市区(海拔916 m)和河心农场(海拔1800 m)。芒市一年中5-9月气温最高，这几个月气温为20～25 ℃。该试验藜麦种植面积为30 m2，行距80 cm，株距30 cm。该地区土壤类型为黑壤土。藜麦成熟后进行取样，种子收获后及时干燥保存备用。

1.2.2 品质性状测定方法 采用由南京建成生物工程研究所生产的试剂盒根据说明书测定。总氨基酸试剂盒(总氨基酸含量以1 g蛋白质中所含的氨基酸表示，单位为μmol/g)、可溶性蛋白质试剂盒、可溶性糖试剂盒、黄酮类化合物试剂盒、维生素E试剂盒、抗坏血酸试剂盒和微量元素钙试剂盒、镁试剂盒、铁试剂盒及锌试剂盒；考马斯亮蓝法测可溶性蛋白质含量试剂盒来自苏州格锐思生物科技有限公司；双波长法测定样品支链淀粉和直链淀粉含量。

1.3 统计分析

每个样品做3次重复，用SAS 9.0软件对所有数据进行方差分析(ANOVA，LSD法)。

2 结果与分析

2.1 海拔和播期对藜麦主要功能成分的影响

在低海拔条件下，不同播种时间的藜麦类黄酮含量发生显著变化，类黄酮含量随播种时间的推迟而增加，其中6月10日播种的藜麦类黄酮含量最低，11月10日播种则最高，为6月10日播种的5倍以上；在高海拔条件下，不同播种时间的类黄酮含量差异不显著，类黄酮含量随播种时间的推迟先升高后降低，但变幅不大。同一播种时间、不同海拔条件下，6月10日和9月10日播种，高海拔地区的藜麦类黄酮含量显著高于低海拔地区，其中在6月10日播种，高海拔地区的藜麦类黄酮含量是低海拔地区的3倍以上，但在11月10日播种，低海拔地区的藜麦类黄酮含量更高(图1)。

在低海拔条件下，总氨基酸含量随播种时间的延迟逐渐降低，11月10日播种的藜麦总氨基酸含量最低，6月10日播种的含量最高，是最低值的3倍以上；在高海拔条件下，总氨基酸含量随播种时间的延迟逐渐升高，但变幅不大。同一播种时间，不同海拔条件下，低海拔地区6月10日和9月10日播种的藜麦总氨基酸含量均高于高海拔地区，是高海拔地区的3～4倍，而在11月10日播种，高海拔地区的藜麦总氨基酸含量更高(图2)。

图中不同小写字母表示差异达5 %显著水平，下同Different lowercase letters in the figure indicate a significant difference of 5 %, the same as below

图2 海拔和播期对总氨基酸含量的影响

图3 海拔和播期对可溶性蛋白质含量的影响

在低海拔条件下，可溶性蛋白质含量随播种时间的延迟先降低后升高，其中9月10日播种的藜麦可溶性蛋白含量最低，11月10日播种的最高，为最低值的2倍以上。在高海拔条件下，可溶性蛋白含量随播种时间的延迟先升高后降低，但变幅不大。在同一播种时间，不同海拔条件下，6月10日和9月10日播种，高海拔地区的藜麦可溶性蛋白质含量均高于低海拔地区，是低海拔地区的2～3倍，而在11月10日播种，低海拔地区的可溶性蛋白含量略高于高海拔地区(图3)。

2.2 海拔和播期对藜麦主要抗氧化成分的影响

在低海拔条件下，维生素E的含量随播种时间的延迟逐渐增加，其中6月10日播种的藜麦维生素E含量最低、11月10日播种则最高，为最低值的30倍以上；在高海拔条件下，维生素E的含量随播种时间的延迟逐渐降低，其中11月10日播种的藜麦维生素E的含量最低，6月10日播种的最高，为最低值的4倍以上。在同一时期，不同海拔条件下，在6月10日和9月10日播种，高海拔地区的藜麦维生素E的含量都高于低海拔地区，为低海拔地区的4～7倍，而在11月10日播种，低海拔地区藜麦的维生素E含量更高，大约是高海拔地区的10倍(图4)。

在低海拔条件下，可溶性糖含量不同播期基本一致，在高海拔条件下，可溶性糖含量随播种时间的延迟先增加后降低，但变幅不大。在3个不同时间播种，高海拔地区的可溶性糖含量都高于低海拔地区(图5)。

图4 海拔和播期对藜麦维生素E含量的影响

图5 海拔和播期对藜麦可溶性糖含量的影响

在低海拔条件下，抗坏血酸含量随播种时间的延迟先增加然后大幅度降低，其中11月10日播种的藜麦抗坏血酸含量最低，9月10日播种的最高，为最低值的4倍以上。在高海拔条件下，抗坏血酸含量随播种时间的延迟先降低后增加，但变幅不大。在同一播期，不同海拔条件下，6月10日和9月10日播种，低海拔地区的抗坏血酸含量都高于高海拔地区，其中在9月10日播种，低海拔地区的含量为高海拔地区的3倍以上。但在11月10日播种的，高海拔地区含量略高(图6)。

在低海拔条件下，直链淀粉含量随播种时间的延迟先降低后略微增加，其中9月10日播种的含量最低，6月10日播种的含量最高，为最低值的3倍左右。在高海拔条件下，直链淀粉含量随播种时间的延迟先增加后降低，但变幅不大。6月10日和11月10日播种的藜麦低海拔地区含量都高于高海拔地区，其中6月10日播种的藜麦低海拔地区含量是高海拔的2倍以上。但9月10日播种的，高海拔地区的含量更高(图7)。

图6 海拔和播期对藜麦抗坏血酸含量的影响

图7 海拔和播期对藜麦直链淀粉含量的影响

图8 海拔和播期对藜麦支链淀粉含量的影响

在低海拔条件下，支链淀粉含量随播种时间的延迟先降低后略微增加，变幅不大；在高海拔条件下，支链淀粉含量随播种时间的延迟先略微增加后稍降低，变化不明显。在9月10日和11月10日播种的藜麦，高海拔地区直链淀粉含量都略高于低海拔地区，而6月10日播种的，低海拔地区的含量更高(图8)。

2.3 海拔和播期对藜麦矿质元素的影响

在低海拔条件下，不同播期藜麦的镁含量几乎没变化；在高海拔条件下，镁含量随播种时间的推迟先增加后降低，其中9月10日播种的含量最高。9月10日播种的，高海拔地区的镁含量较高，但是另外2个时期，不同海拔地区含量几乎一致(图9)。

在低海拔条件下，铁含量随播期延迟先增加后降低，9月10日播种的达最大值，11月10日播种的铁含量最低。在高海拔条件下，铁含量随播期延迟先大幅度降低后略微增加，6月10日播种的藜麦铁含量达最大值，9月10日播种的含量最低。9月10日和11月10日播种的，低海拔地区的含量更高，其中9月10日播种的，低海拔地区的含量是高海拔的2倍，而6月10日播种的，高海拔地区的含量略高(图10)。

图9 海拔和播期对藜麦镁含量的影响

图10 海拔和播期对藜麦铁含量的影响

图11 海拔和播期对藜麦锌含量的影响

在低海拔条件下，锌含量随播种时间的延迟稍微降低，变幅较小。在高海拔条件下，锌含量随播种时间的延迟先增加后降低。6月10日和11月10日播种的，低海拔地区的含量略高，但9月10日播种的，高海拔地区的含量更高(图11)。

在低海拔条件下，钙含量随播种时间的延迟先降低后增加，其中9月10日播种的含量最低，11月10日播种的含量最高。在高海拔条件下，钙含量随播种时间的延迟逐渐降低，其中6月10日播种的藜麦钙含量最高，11月10日播种的含量最低。3个播种时间，低海拔地区的钙含量都明显高于高海拔地区，为高海拔地区的2～6倍(图12)。

图12 海拔和播期对藜麦钙含量的影响

3 讨 论

藜麦富含人体生命活动所必需的9种氨基酸，而且含有大多谷物所缺乏的赖氨酸[13]。藜麦中丰富的矿质元素，钙、镁、磷、钾、铁、锰等的质量分数远高于传统谷物[14-15]。张亚宏[16]研究发现随着播期的推迟，紫苏花期和生育期缩短，单株分枝数、单株穗数、千粒重、单株产量及单位面积产量先升高再降低；紫苏子粒含油量、蛋白质含量随播期的延迟逐渐下降；在海拔1600 m左右的山旱地区，紫苏的适宜播期为4月9日左右。程加省[17]研究发现提早播种有利于干物质的积累，早秋麦播种太早，高温高湿不利于种子出苗和苗期的正常发育，过晚播种又可能在抽穗灌浆期遇到干旱和冻害，因此适宜的播期才可避过影响早秋麦生长发育的自然灾害。藜麦籽粒的总糖、灰分、锰、钾、天门冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、精氨酸和氨基酸总含量，随着海拔的升高而增加；粗纤维、棕榈酸、α-亚麻酸、铜含量是随海拔升高而降低。藜麦营养成分的含量与种植海拔有密切相关，应根据实际需要合理种植[2]。

本研究发现藜麦主要功能成分中黄酮类化合物、总氨基酸、可溶性蛋白质、维生素E、抗坏血酸、直链淀粉含量及矿质元素铁含量受播种时期和海拔的影响较大；而可溶性糖、矿质元素钙含量受海拔的影响较大。证明温度对藜麦主要成分和矿质元素合成、积累有重要影响。在低海拔地区，温度越高，类黄酮、可溶性蛋白质、维生素E含量相对较低，表明这几种成分在高温条件下不利于合成和积累；总氨基酸、抗坏血酸、直链淀粉、矿质元素铁含量则相反，在20～25 ℃的温度条件下，积累较多；而可溶性糖、支链淀粉，矿质元素镁、锌和钙含量变化幅度不大，表明这5个指标的生物合成及积累对温度变化不敏感。而在高海拔地区，大部分指标的生物合成和积累受温度的影响不大，证明高海拔地区更适宜藜麦生长。通过推迟播种避开高温的季节，创造适合藜麦生长的温度条件，藜麦在低海拔地区也能种植并完成正常生长发育。

4 结 论

高海拔地区最适宜藜麦生长，低海拔高温环境不利于藜麦生长发育。芒市城区属于高温低海拔地区，要推广种植藜麦，可通过推迟播种，创造适合藜麦正常生长发育的条件，有效提高藜麦重要组分含量。