海拔和经纬度对藜麦生长及品质的影响

2022-03-23魏玉明杨发荣黄杰刘文瑜金茜王昶杨钊

甘肃农业科技 2022年2期

魏玉明杨发荣黄杰刘文瑜金茜王昶杨钊

摘要：為确定藜麦在甘肃省的适宜种植区，通过对甘肃省12个生态区（7市12县）种植的藜麦进行田间调查及分析检测，探讨海拔和经纬度对藜麦生育期、长势及籽粒品质的影响。结果表明，地理位置对藜麦生育期、长势和籽粒品质均具有显著影响，变异程度由高到低依次为生育期、产量、品质、株高。藜麦生育期与海拔呈极显著负相关（P < 0.01），而与经纬度呈显著相关（P < 0.05），籽粒产量与纬度呈显著正相关;株高与海拔和经度均呈显著负相关（P < 0.05），粗蛋白含量和海拔与生育期均呈极显著负相关（P < 0.01）;粗脂肪与经度呈极显著正相关（P < 0.01），而与海拔呈显著负相关（P < 0.05）。多元回归分析表明，株高、产量和品质均与海拔存在显著回归关系，说明海拔是影响藜麦生育期、长势和品质的主要生态因子，高海拔区种植的藜麦植株生育期明显增长，粗蛋白则显著降低。

关键词：藜麦;海拔;经纬度;长势;品质

中图分类号：S519 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2022）02-0042-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.02.011

Effects of Altitude， Longitude and Latitude on Growth and Quality of Quinoa

WEI Yuming 1，2， YANG Farong 1，2， Huang Jie 1，2， LIU Wenyu 1，2， JIN Qian 1，2， WANG Chang 3， YANG Zhao 4

（1. Institute of Animal Husbandry，Pasture and Green Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China; 2. Gansu Quinoa Breeding and Cultivation Technology and Comprehensive Development Engineering Research Center， Lanzhou Gansu 730070， China; 3. Institute of Crops Research， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 4. Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In order to determine the suitable planting area of quinoa in Gansu province， field investigation and analysis were conducted on quinoa planted in 12 ecological areas（7 cities and 12 counties） in Gansu province， and the effects of altitude， longitude and latitude on growth period， growth trend and grain quality of quinoa were investigated. The results showed that the geographical location had significant influence on the growth period， growth trend and grain quality of quinoa， and the variation degree was in the order of growth period， yield， quality and plant height from high to low. The growth period of quinoa was significantly negatively correlated with altitude（P < 0.01）， but significantly correlated with latitude and longitude（P < 0.05）， and the grain yield was significantly positively correlated with latitude. Plant height was significantly negatively correlated with altitude and longitude（P < 0.05）， and crude protein content and altitude were significantly negatively correlated with growth period（P < 0.01）. Crude fat was significantly positively correlated with longitude （P < 0.01） and negatively correlated with altitude（P < 0.05）. Multiple regression analysis showed that plant height， yield and quality had significant regression relationship with altitude， which indicated that altitude was the main ecological factor affecting the growth period， growth and quality of quinoa. The growth period of quinoa planted in high altitude area increased significantly， while crude protein decreased significantly.

Key words：Quinoa（Chenopodium quinoa）;Altitude;Longitude and latitude;Growth trend;Quality

藜麦（Chenopodium quinoa）主要分布于南美洲安第斯地区[1 ]，大多生长于高海拔冷凉地区，在0～4 000 m的海拔范围内均有分布，且具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄等生物特性，生长受温度、降水的影响较大[2 - 3 ]。海拔和经纬度的改变会引起环境温度、湿度和光照等环境因子的变化，从而影响植物的各项功能、生长发育和形态结构[4 - 5 ]。近年来，由于藜麦籽粒富含全面而丰富的营养价值和对不同环境胁迫的耐受性被当今“营养爱好者”和农业从业者所追捧[6 - 8 ]。自2008年起，在我国西北、华北、西南和东北等十余省（市）均有不同规模种植[9 ]。截至2020年，我国藜麦种植面积超过2万hm2，种植面积和总产量已跃居世界第三。其中甘肃省种植面积近1万hm2，占全国总面积的50%左右，在全省14个市（州）40多个县（区）均有分布，经纬度跨度大（E 94° 40′ 12″～107°55′12″;N 33° 55′ 12″～40° 7′ 48″），海拔范围广（1 100～3 200 m）。尽管在不同的海拔生态气候类型下均有种植，但各地区藜麦产量、品质差异较大。为探寻适宜藜麦生长的生态区域，我们对甘肃7市11县的12个藜麦种植生态区种植的藜麦进行了采样测定分析，以探索海拔、经度和纬度对藜麦生长发育和籽粒品质的影响，为进一步评价划分藜麦适宜种植生态区提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

鉴于当前藜麦在甘肃的主要种植区域在海拔 1 120～2 976 m范围内，选择具有代表性的12个生态点作为试验地，具体见表1。

1.2 试验材料

指示藜麦品种为陇藜1号，由甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所提供，采收于2018年9月，室内避光保存。种子净度≥95%，发芽率≥90%，水分≤5%。试验所用的肥料为藜麦专用肥（甘肃苏地肥业有限公司，总养分≥40.0%，N- P2O5-K2O为12-18-10）。

1.3 试验设计

试验随机区组设计，3次重复，小区面积96 m2（12 m×8 m）。行距40 cm，株距30 cm，覆膜穴播，播种量9 kg/hm2，播种深度2 cm。4～6叶期注意间苗，每穴留苗1株，保苗66 690株/hm2。播种前施底肥（磷酸二铵375 kg/hm2、尿素150 kg/hm2），对土地精细旋耕，镇压和耙耱，做到土质绵软，墒足平整。成熟时在每个试验样地选取长势一致的5株用于考种，测定生长指标及籽粒产量、品质。

1.4 测定指标与方法

统计藜麦自播种到成熟所需要的天数。每个小区选取5株，用卷尺测量从地面至植株穗部顶端的高度。按小区去除边行收获后测产，折算出单位面积籽粒产量。粗蛋白采用凯氏定氮法（NY/T 3-1982），参考农业标准NY/T3-1982;粗脂肪采用索氏抽提法（NY/T1285-2007），参考国家标准GB/T5512-2008。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2010整理数据，结果以“平均值±标准差”表示。采用SPSS 19.0进行多元回归分析。

2 结果与分析

2.1 甘肃省藜麦种植示范区海拔与经纬度描述性统计

甘肃省藜麦种植示范区的海拔与经纬度描述统计结果如表2所示。结果表明，甘肃省藜麦种植试验示范区的经度和纬度平均值分别为E 104°10′ 58″、N 35° 57′33″。经度跨度为 E 101° 52′51″～E108°13'27"，纬度跨度为 N 35° 09′ 29″～N 38°15′33″。海拔、经度和纬度的变异系数均较小，偏度系数分别为0.035、1.555、1.018，均大于0，趋于正向偏态;经纬度的峰度系数分别为1.641和0.171，均大于0，呈尖峭峰态;海拔峰度系数为-0.793 < 0，呈负向偏态峰。

2.2 海拔对藜麦植株长势及籽粒品质的影响

由表3可知，不同海拔的藜麦生育期、株高、产量、粗蛋白和粗脂肪变异程度存在明显差异。藜麦的生长周期随海拔的升高而延长，每升高100 m，生长周期延长2.93 d。株高最高值出现在海拔2 380 m处，为192.33 cm;产量最高值出现在海拔1 886 m处，最低值出现在海拔1 540 m处，产量范围1 570.05～4 525.05 kg/hm2，极差达2 955.00 kg/hm2。除A3点外，其余试点的籽粒粗蛋白含量随海拔高度的升高而降低，最高值在海拔1 120 m处，達14.88%;籽粒粗脂肪含量随海拔呈波动变化，最高值出现在海拔1 540 m处，为7.40%;最低值在海拔2 976 m处，仅为5.45%。各指标变异程度从高到低依次为生育期、产量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、株高。

相关分析结果（表4）表明，藜麦生育期与海拔呈极显著正相关（P < 0.01），而与纬度呈显著负相关（P < 0.05）;籽粒产量与纬度呈显著正相关（P < 0.05）。株高与其余指标无显著相关（P > 0.05）。粗蛋白与海拔和生育期分别呈极显著负相关，而与粗脂肪呈极显著正相关（P < 0.01）;粗脂肪与生育期呈极显著负相关（P < 0.01），与海拔呈显著负相关（P < 0.05）。

2.2 藜麦与海拔、经纬度的回归关系分析

对藜麦生育期、成熟期株高、籽粒产量、粗蛋白和粗脂肪含量分别与海拔、经纬度进行多元回归分析表明（表5），粗蛋白与海拔之间呈极显著回归关系，粗脂肪与海拔间呈显著回归关系。经逐步回归，排除不显著变量经度和纬度，得知品种粗蛋白与粗脂肪含量均与海拔存在极显著回归关系。

3 小结与讨论

分析表明，在不影响产量的前提下，选择低海拔地区种植藜麦，有利于藜麦粗蛋白和粗脂肪营养的积累，提高藜麦籽粒营养品质。在海拔 1 696～2 380 m范围内藜麦（陇藜1号）产量最高达4 525.05 kg/hm2，植株生长发育较好（株高192.33 cm），且粗蛋白、粗脂肪含量适中。因此，该海拔生态区间，适宜陇藜1号藜麦生长。

地理位置和海拔高度的变化会导致环境温度、湿度、光照、土壤等诸多环境因子的改变，从而影响植物分布、生长发育、形态结构、营养品质以及其生理生态机制发生变化[10 ]。但不同作物对经纬度和海拔的适应性不尽相同。邱黛玉等[11 ]认为地理位置对当归早期抽薹和长势有显著影响，且海拔是决定株高、叶片数和抽薹率的主要生态因子。刘文瑜等[12 ]、何斌等[13 ]报道，海拔对藜麦幼苗生理特性的影响明显。徐天才等[14 ]研究表明，藜麦营养成分的含量与种植区海拔有密切关系，籽粒的微量元素、氨基酸组分和总糖等成分随着海拔增高而增加，粗纤维和脂肪酸含量则随海拔增加而下降。环秀菊等[15 ]研究显示，海拔对藜麦主要功能成分具有较大影响，低海拔地区的高温环境中不利于籽粒类黄酮、维生素E和可溶性蛋白质等成分的合成和积累。

本研究表明，海拔和地理位置（经纬度）对藜麦生育期、株高和籽粒品质具有显著影响，而海拔是决定生育期、蛋白质和粗脂肪含量的主要生态因子。随海拔的增加，藜麦生育期显著延长，而粗蛋白呈下降趋势，产量和株高由于其他原因影响不显著，但总体表现随海拔产量呈先升高后降低的趋势，这与在当归[16 ]、水稻[17 ]等植物上的研究相一致。而粗脂含量则随海拔呈先降后升再降的“S”形变化，这与徐天才等[14 ]的研究不一致，可能由于不同地理位置的土壤养分变化而导致粗脂肪积累。粗蛋白与纬度呈显著正相关，与经度不相关，与姚小华等[18 ]、闫洪奎等[19 ]报道的结果相一致，同时进一步表明藜麦在纬度较高地区相对适应。

本研究采集的样点较少，且光、温、水等指标收集不全，对光、温、水及其互作效应对藜麦籽粒结实率和其他品质影响的研究将不够深入和系统，有待于进一步研究。

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