播期对藜麦农艺性状及产量的影响
2021-08-18陈奕浪范道付吴应齐吴俊应国华
陈奕浪, 范道付, 吴应齐*, 吴俊, 应国华
(1.庆元县自然资源和规划局,浙江 庆元 323800; 2.丽水市农林科学研究院,浙江 丽水 323000)
藜麦为苋科藜亚科藜属一年生双子叶植物[1]。原产于南美洲安第斯山脉,己有5 000 a的种植历史,是古印加民族主要粮食作物之一[2]。藜麦籽粒具有较高的营养价值,素有“营养黄金” “粮食之母[3-5]之称,被联合国粮食及农业组织(FAO)推荐为最适宜人类营养需求的优良食物,并将2013年定为“国际藜麦年”[6-7]。藜麦具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、耐盐碱等特性,对不同生态条件具有广泛的适应性,可在海拔4 000 m以下地区种植[8-9]。我国于1987年引种藜麦,进行适应性栽培研究[10-11],自2008年开始规模化种植[12]。目前,藜麦产业呈良好发展态势,主产区分布于山西、甘肃、吉林、青海、河北等地[13]。
各地科研人员根据本地气候特征,结合引种进行藜麦品种特适播期的研究。李甲平等[14]通过2013—2017年甘肃正宁县农业气象观测资料分析,得出正宁县陇藜1号藜麦4月中下旬温室育苗、5月下旬末移栽是获得全苗的最佳途径。任永锋等[15]研究表明,在内蒙古阴山北麓旱藜1号藜麦适播期为4月中旬,积温是影响藜麦产量性状的主要因子。梅丽等[16]研究表明,北京浅山区陇藜1号藜麦的最适播期为5月下旬,早播的藜麦受降雨影响,植株倒伏,灌浆不饱满,籽粒发霉,而晚播藜麦笄霉茎腐病发生严重。马成等[17]通过2 a研究表明,甘肃秦安县黄土高原采用全膜平覆穴播的种植方式,陇藜1号藜麦适播期为4月15—25日。刘瑞芳等[18]研究表明,河南安南地区藜麦适播期为4月20日至5月20日,4月20日前播种容易遭受倒春寒,5月20日后播种小苗易因高温无法正常生长。
2017年,庆元县引进甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所培育的陇藜1号藜麦,试种获得成功,并开始小规模种植。在生产上,庆元县藜麦播期为4月,幼苗期易因高湿气候植株生长不良,成熟期易因连续降雨造成植株倒伏、穗部腐烂、籽粒发芽,影响藜麦的产量与质量,甚至颗粒无收,极大地打击了农户种植藜麦的积极性,研究避开高湿高温季节的藜麦播期成为当地藜麦栽培的关键。试验根据当地积温情况,设2—8月7个播期,在油茶林地上进行间做试验,研究各播期藜麦的农艺性状及对气候条件的响应,旨在为藜麦新品种的引种和大面积种植提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在浙江省庆元县岭头乡杨家庄村庆元县杨林灰树花专业合作社洋溪油茶基地,海拔1 209 m,试验地土壤为黄壤,水解性氮11.0 mg·kg-1,有效磷0.418 mg·kg-1,速效钾24.2 mg·kg-1,pH 4.72,土壤肥力综合指数P综=1.39,地力等级Ⅱ级[19]。油茶林于2012年在农业综合开发土地上建园,油茶植株矩形种植,现油茶保有量(1 020±161.9)株·hm-2,平均株高90 cm,平均冠幅56 cm×51 cm。油茶林管理呈半荒芜状态。
1.2 试验地气象资料
试验地参考气象数据来源于庆元县气象局岭头乡气象观测站2010—2019年气象观测资料,气象站点距试验点4.64 km。气象站点年平均气温14.5 ℃,最热月(8月)均温23 ℃,最冷月(1月)均温5.3 ℃,极端最高气温34.5 ℃,极端最低气温-4.5 ℃,年降水量2 027.8 mm,≥10 ℃年积温5 308.6 ℃。2019年藜麦生育期内总降雨量1 929.6 mm,主要集中在2—7月,占年降雨量85.93%;平均气温15.5 ℃,高温天气主要集中在7—8月,平均气温23.1 ℃。藜麦生育期内逐日平均气温与日降雨量如图1所示。
图1 试验区藜麦生育期日平均气温和降雨量
1.3 处理设计
设7个播期,播种期为2—8月,每月播种1次,具体播期为2月12日(D1)、3月12日(D2)、4月12日(D3)、5月21日(D4)、6月20日(D5)、7月17日(D6)、8月20日(D7)。于油茶林下间作,试验小区面积10 m2,按1 m×10 m布设,每试验小区植种125株,重复3次。供试藜麦品种为陇藜1号,由甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所提供,在甘肃生育期为128~140 d[20]。
于油茶行间油茶植株垂直投影线外翻耕林地,做畦宽1 m、高15 cm、长10 m试验小区,垂直于畦长方向按40 cm行距开种植沟,沟深15 cm。施有机肥50 kg,有机肥购自福建省屏南金翼有机肥有限公司,N+P2O5+K2O≥5%,有机质≥45%。回土略低于畦面,均匀播种,履土1 cm左右。为保证各播期土壤墒情的一致性,播种当天未降雨的,播种履土后人工浇透水。出苗后及时除草,按每行5株进行间苗、定株,不施追肥。
1.4 观察指标与方法
参照翟西均[21]的记录标准。出苗期为小区75%子叶露出地面2 cm的日期。成熟期以植株变黄变红、种子用指甲掐己无水分、用指甲不易划破为标准。生育期为出苗至成熟的天数。株高为主茎根部以上至穗顶端的长度。茎粗为成熟期植株中部最粗处的直径[22]。有效穗数为有效分枝+主穗数。穗长为主穗基部到顶端的长度,主穗基部以第1个2个花序之间的距离大于3 cm花序部位为标准[23]。主穗径粗为主茎穗下的粗度。第1分枝部位为第1有效分枝离地面的高度。
1.5 数据统计与分析
用Excel 2010进行数据计算和绘图,用SPSS 19.0进行数据的差异性和回归分析。
2 结果与分析
2.1 生育期
从表1可见,不同播期生育期差别较大,但陇藜1号皆可成熟,这说明在与浙江庆元相似低纬度地区,从D1~D7皆为适播期。总体上,随着播期推迟,生育期呈长—短—长—短的曲线趋势变化。以D1生育期最长,达139 d,与陇藜1号在甘肃生育期相仿;随着气温升高,不同播期生育期皆短于139 d,至D3播期,生育期达到最短,为89 d,与D1播期生育期相差50 d;至D5播期,生育期升至105 d,与D1播期相差34 d;D6、D7播期生育期总体短于D5播期,其中D6播期比D5短13 d。
表1 不同播期藜麦的生育期及主要气候因子
各播期生育期≥10 ℃有效积温1 410.8~2 310.0 ℃。各播期生育期内降雨量相差较大,为129.5~1 437.6 mm;随着播期推迟,生育期内降雨量逐期下降,最早播期D1与最迟播期D7降雨量相差11.1倍。对生育期降雨量、有效积温与生育期进行相关性分析,结果为无直接相关关系,P值分别为0.711、0.139,均大于0.05。
2.2 植株性状
随着播期的推迟,株高与茎粗数据总体呈小—大—小—大波浪式发展趋势,D1、D2播期苗期受低温影响,出现植株叶片发黄、落叶现象,且整个生育期皆处于高降雨量时期,生长不佳,成熟期高湿高温环境,穗部腐烂塌陷,无主穗。其他播期第1有效分枝期、主穗长数据呈大—小—大变化趋势;主穗径粗呈由低向高的变化趋势(表2)。综合比较,D6、D7播期藜麦生物量最大,主穗最长。
2.3 产量表现
随播期推迟,藜麦单位面积产量呈升高—降低—再升高变化趋势(图2)。方差分析结果表明,D6与D7、D3与D5、D5与D4以及D1、D2、D4之间无极显著性差异。D6与D7极显著高于D3、D5;D3极显著高于D1、D2、D4。这主要是因为D1、D2播期受降雨量影响藜麦而绝收;D3播期因生育期处于降雨期内,藜麦营养生长受影响,后期灌浆不饱满,成熟期部分籽粒腐烂发芽,产量低下;D4、D5播期藜麦出苗期逢连续降雨,成苗率不高,造成缺株严重;D6、D7播期播种时间处于全年干旱季节,D7播期成熟期虽受低温轻度危害,但对产量影响不大。
表2 不同播期藜麦的植株性状
对藜麦单位面积产量与生育期降雨量及有效积温进行回归分析(图3、4)可知,藜麦单位面积产量与生育期降雨量呈极显著相关(R2=0.752**),生育期降雨量(x)与藜麦单位面积产量(y)线性回归方程为y=-0.897x+1 178.8;藜麦单位面积产量与生育期有效积温呈极显著差异(R2=0.522**),回归方程为y=-1.103x+2 571.3。以上说明,在试验当地条件下,随着生育期降雨量及有效积温增加,单位面积藜麦产量呈下降趋势。当生育期雨量≤1 314 mm、有限积温≤2 331 ℃时,才形成藜麦产量,即y≥0。可见,生育期高湿、高温成为当地藜麦生长的限制主因子,试验当地宜选择藜麦生育期内累计降雨量及有效积温低的时间作为播期。
图3 不同播期产量与生育期降雨量的相关关系
图4 不同播期产量与生育期有效积温的相关关系
3 小结与讨论
在试验当地,2—8月播种陇藜1号皆可完成其生育期。不同播期陇藜1号的生育期为89~139 d,总体上生育期小于陇藜1号选育地甘肃。梅丽等[24-25]引种陇藜1号,生育期皆有缩短的现象。这与藜麦的高生态适应性有一定关系。刘水华等[26]认为,藜麦往南种植,其生育期缩短明显。
雷玉红等[27]研究认为,藜麦在四叶—分枝、分枝—麦穗和开花—成熟期间的积温与产量的相关系数为负值,说明藜麦是喜凉农作物,分枝以后,积温过多不利于产量的提高,产量形成需要凉爽的气候条件。这与本试验的陇藜1号产量与生育期有效积温呈极显著负相关的研究结果基本一致。试验表明,陇藜1号产量与生育期降雨量、有效积温呈极显著负相关,在试验地区藜麦生长发育的主要限制因子为降雨量和积温。这与任永峰[15]等认为藜麦全生育期积温与单株籽粒产量呈显著正相关、藜麦生长发育主要限制因子为积温、生育期降雨量与单株籽粒产量间无直接相关关系的研究结果不一致。这可能是由不同试验地主要气候条件差异造成的。不同播期中,7—8月播期生育期降雨量和有效积温最低,有利于藜麦生长,总体上植株性状最佳,产量最高。但7月中旬之后是试验地区域干旱季节,干旱胁迫影响藜麦种子发芽和幼苗生长[28-30],宜待雨后播种或坐水播种,苗期加强水分管理,提高成苗率。
毗邻于试验地的农田(P综=5.06,土壤肥力等级Ⅰ级)肥水管理与本试验相同,7月播期的陇藜1号产量(2 345.0±140.1)kg·hm-2,株高(111.5±10.2)cm,有效分枝数(18.9±2.3)条,生育期98 d。比本试验同播期藜麦产量提高95.4%,株高增加88.8%,有效分枝数增多425%,生育期延后6 d。以上结果表明,藜麦具有较强的耐贫瘠性,能够在贫瘠土壤中正常生长,但对土壤肥力变化的响应很大,合理施肥对藜麦的丰产作用巨大[31-33]。试验仅在地力等级为Ⅱ的林地上进行播期试验,随地力等级提高,其生育期有延长之趋势,8月播期受低温危害可能性增大,因而应对Ⅰ类土壤的藜麦适播期有待进一步研究。