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干旱半干旱山区不同栽培方式对藜麦农艺性状及产量影响的研究

2023-10-08王伟杜崇武马原邵燕任宏远杨磊杨志娟张想容

农业与技术 2023年18期
关键词:株高农艺单株

王伟 杜崇武 马原 邵燕 任宏远 杨磊 杨志娟 张想容

(临夏回族自治州农业科学院,甘肃 临夏 731100)

藜麦,一年生草本生植物,因栽培方式和品种不同株高0.6~3m不等,但都呈扫帚状,花色多样,为两性。籽粒为椭圆扁平状,籽粒表皮含有水溶性皂苷[1]。藜麦的最早种植历史出现在南美洲太平洋沿岸地区,后期引进至欧洲、非洲与亚洲地区,但主要以适应性研究种植为主,在北美也有少量种植[2]。藜麦籽粒中含有丰富的蛋白质、类胡萝卜素和维生素C,其中,蛋氨酸和赖氨酸和含量较高,矿质营养丰富,Ca和Fe含量明显高于大多数常见谷物,因而藜麦被国际营养学家称为“营养黄金”“超级谷物”“未来食品”[3,4]。藜麦具有抗旱抗寒、耐瘠薄、耐盐碱、营养价值高等特点,适应性强,种植范围广,品种繁多,甘肃藜麦产业近几年发展较为迅速[5]。临夏回族自治州属于深度贫困地区,为了筛选适宜临夏半干旱山区土壤、气候条件下种植的藜麦品种,建立良好的种植技术规范,引进种植8个藜麦品种进行比较试验,同时以“陇藜5号”作为供试品种,开展密度种植试验和肥料试验,观测不同品种、不同栽培模式下的藜麦在干旱半干旱山区的农艺性状和产量,分析各农艺性状与产量间的关系。

1 材料与方法

1.1 品种筛选试验

1.1.1 试验材料

试验选用藜麦品种8个,均在和政县梁家寺乡梁家寺村同一区域内种植,水肥条件一致,土壤类型为黑垆土,春秋冬季干燥,夏季降雨相对较多,属干旱半干旱气候类型,年平均气温为5.9℃,平均海拔为2100m,平均降水量为378mm,平均日照时数2669h,无霜期平均134d。试验品种包括“青白藜1号”(A)、“青藜2号”(B),适宜高海拔,昼夜温差大的气候,种子由青海省三江沃土生态农业科技有限公司提供;“陇藜1号”(C)、“陇藜3号”(D)、“陇藜4号”(E)、“陇藜5号”(F)、“陇藜6号”(G)、“陇藜7号”(H)为甘肃省本土培育,耐干旱,喜日照,种子由甘肃省农业科学院提供。

1.1.2 试验方法

试验时间为2022年4—9月,试验采用单因素方法,每一品种为1组,每组3次重复,完全随机区组排列,小区面积15.0m2(6.0m×2.5m),小区间距1m,试验田四周设1m保护行,试验各小区光照、水肥等其他条件一致。利用旋耕机精细整地,旋耕深度10~14cm,使土壤细碎、土地平整。按株距30cm,行距40cm,覆黑膜,人工播种机械分行点播,播种深度应在1~2cm。试验施肥水平与当地生产水平相当,播前施基肥磷酸二胺(总养分≥64%,N≥18%、P2O5≥46%)600kg·hm-2。为防治地下害虫危害,整地时施15%毒辛颗粒剂60kg·hm-2。人工除草2次,6月下旬追施复合肥150kg·hm-2,8月下旬—9月下旬适时收获,试验小区各项管理措施一致。

1.1.3 测定项目与方法

藜麦成熟期每小区定点(每行中间)连续选取20株取样,测定全株鲜重、株高、株径、主穗长、主穗直径、分枝数等农艺性状,待样本风干后,测量全株干重、千粒重、单株产量等经济性状,具体测定项目与测定方法见表1。

1.2 藜麦种植密度试验

1.2.1 试验材料

试验品种为“陇藜5号”。

1.2.2 试验方法

试验共设5个密度处理,分别是105000株·hm-2(A)、150000株·hm-2(B)、195000株·hm-2(C)、240000株·hm-2(D)、285000株·hm-2(E)。每个处理设3次重复,完全随机区组排列,小区面积15m2(6.0m×2.5m),试验田四周设保护行1.2m,小区间隔1m。各小区光照、水肥等其他条件一致。试验地与品种比较试验相邻,由甘肃省农业科学院提供,采用覆黑膜人工分行点播方式种植,其他水肥条件、管理措施与品种比较试验一致。

1.2.3 测定内容及方法

藜麦成熟期每小区定点(每行中间)选取20株取样,测定全株鲜重、株高、株径、主穗长、主穗直径、分枝数等农艺性状,待样本风干后,测量全株干重、千粒重、单株产量等经济性状。

1.3 藜麦肥料田间试验

1.3.1 试验材料

试验地设在和政县梁家寺乡梁家寺村与品种比较试验相邻,参试藜麦品种“陇藜5号”由甘肃省农业科学院提供。试验肥料为市场购买,尿素中总氮含量≥46.4%,磷酸二胺中N≥18%、P2O5≥46%,硫酸钾中K2O≥50%,过磷酸钙中P2O5≥12%。

施肥量计算公式:

施肥量=(试验设计施肥量÷肥料有效含量)×100

小区施肥量=(施肥量÷667m2)×小区面积

1.3.2 试验方法

试验采用完全方案设计,见表2,设氮、磷2个因素,4个水平,16个处理,3次重复,共48个小区,随机排列,小区面积12m2(4m×3m)。试验田四周设保护行1.2m,小区间隔1m。各小区光照、水肥等其他条件一致。

表2 藜麦施肥量设计

旋耕机精细整地,旋耕深度10~14cm,使土壤细碎、土地平整,为防治地下害虫危害,整地时施15%毒辛颗粒剂60kg·hm-2。藜麦生长过程中不追肥,钾肥按75kg·hm-2全部作为基肥施入,氮肥、磷肥分别按小区设计量人工撒施于播种行,起垄覆黑膜,大垄宽70cm、高10cm,小垄宽40cm、高15cm。按株距30cm、行距40cm,播种密度82500株·hm-2,采用人工播种机械分行点播,锄草、防虫等其他各项管理措施一致。

1.3.3 测定内容及方法

藜麦成熟期每小区定点(每行中间)选取20株取样,测定全株鲜重、株高、株径、主穗长、主穗直径、分枝数等农艺性状,待样本风干后,测量全株干重、千粒重、单株产量等经济性状。藜麦收获前和收获后取土样测定耕层土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH。

1.4 数据计算及分析

对成熟期藜麦农艺性状、产量性状进行测定,采用Excel 2010软件对数据进行处理和绘图,数据用“平均值±标准误”表示,采用SPSS 19.0统计分析软件对数据进行差异显著性分析,用LSD法进行差异显著性检验,显著性水平设定为P=0.05和0.01。

2 结果与分析

2.1 不同藜麦品种生育期比较

播种后田间观察记录参试藜麦品种的成熟期,以50%植株达到此时期生育进程为依据,计算全生育期[5]。从表3可知,参试藜麦品种生育期在120~154d,其中“陇藜6号”(G)生育期最短为120d,“陇藜4号”(E)生育期最长为154d。由于5—7月降水量241mm,“青白藜1号”(A)、“青藜2号”(B)在初花期基本倒伏,在灌浆期茎干折断,全部倒伏,未达到成熟。

表3 不同品种藜麦生育期记载表

2.2 不同藜麦品种农艺性状比较

由表4可知,不同藜麦品种株高处理H、处理C最高,分别为204.27cm、197.63cm,显著高于处理E、处理F,极显著高于处理D、处理G;株径处理C、处理H、处理F间无显著差异,但与处理D、处理E、处理G差异显著。主穗长处理E最长,为60.35cm,显著高于处理C、处理F、处理H,极显著高于处理D、处理G。单株总分枝数处理E最多,为50.97个,显著高于处理C,极显著高于其余处理。单株有效分枝数处理E最多,为33.74个,显著高于处理D、处理F、处理C,极显著高于处理H、处理G。

表4 不同品种藜麦主要农艺性状比较

2.3 不同藜麦品种产量比较

由表5可知,全株鲜重处理H最高,为260.21g,与其余处理间差异不显著,与处理G最低162.77g差异显著;全株干重处理C最高,为134.33g,与其余处理间差异不显著,与处理G最低87.54g差异显著;千粒重处理D最高,为3.14g,显著高于处理G、处理C、处理H,极显著高于处理F、处理E;单株产量处理F最高,为37.66g,显著高于处理G,与处理C、处理H、处理D间差异不显著,极显著高于最低处理E 9.95g;小区产量处理F最高,为4786.3g,显著高于处理G,与处理C、处理H、处理D间差异不显著,极显著高于最低处理E 1278.27g。

表5 不同品种藜麦产量比较

2.4 不同种植密度藜麦农艺性状比较

由表6可知,不同种植密度条件下,藜麦单株有效分枝数在处理C 195000株·hm-2时最多,且处理C>处理E>处理D,无显著差异,但与处理A差异显著,与处理B差异极显著,其余株高、株径、主穗长、主穗直径、单株总分枝数等农艺性状无显著差异(P>0.05)。说明随着藜麦种植密度增加,植株不易倒伏,分枝不易折断,能提高有效分枝数量。

表6 不同种植密度主要农艺性状比较

2.5 不同种植密度藜麦产量比较

由表7可知,不同种植密度条件下,藜麦单株产量处理A 7000株·667m-2时最高,为27.91g,显著高于处理B,极显著高于处理C>处理D>处理E,其余全株鲜重、全株干重、千粒重、小区产量等产量性状无显著差异(P>0.05)。说明受通风、采光等因素影响,单株产量随着藜麦种植密度增加在逐步减少,藜麦种植密度超过105000株·hm-2时对产量性状影响不显著。

表7 不同种植密度藜麦产量比较

2.6 不同肥料处理藜麦主要农艺性状比较

由表8可知,不同氮(N)磷(P)比例施肥条件下,株高处理N3P3、处理N2P2最高,分别为159.43cm、158.27cm,显著高于处理N1P0的132.76cm,极显著高于处理N0P0的116.40cm,其余各处理间差异不显著,但均显著高于处理N0P0;单株总分枝数处理N1P2最多67.73个,显著高于处理N2P2的49.91个,极显著高于其他处理;处理N2P2显著高于其他处理,极显著高于处理N0P0、处理N1P0,其余各处理间差异不显著,但均显著高于处理N0P0的30.67个。说明施氮(N)磷(P)后藜麦的综合经济性状有一定的改善,对藜麦株高、单株总分枝数有显著影响,并且藜麦对氮比较敏感,对氮的需求量也较大。

2.7 不同肥料处理藜麦产量比较

由表9可知,不同氮(N)磷(P)比例施肥处理,处理N2P2、处理N3P1藜麦增产作用最显著,单株产量分别为38g、37.63g,小区产量分别为3723.62g、3755.81g,折合产量分别为3103.12kg·hm-2、3129.84kg·hm-2,显著高于N2P1

表9 不同肥料处理藜麦产量比较

3 讨论

藜麦的栽培历史较为久远,不同品种的藜麦性状表现不一,藜麦本身就有耐盐耐旱的特性[6],陇藜系列品种由甘肃省农科院选育,在甘肃部分地区种植表现出较为良好的适应性,但农艺性状和产量均有不同[7],这与本文的研究结论一致,在西北相对干旱的地区,“陇藜1号”“陇藜5号”表现良好。但青白藜在干旱山区表现较差,未达到成熟。在湿润地区,青藜系列千粒重大,株高适中,可作为选育早熟型、大籽型材料应用[8]。魏玉明等研究表明,地理位置和海拔导致的光照、温度等因子的不同,会导致藜麦生长发育以及生理生态机制发生变化[9]。不同种植密度是影响作物产量和品质的关键因素之一,有研究表明,通过合理密植,可以有效提高具有耐密特性的饲用玉米产量[10],密植虽然会显著降低干物质的累积量,降低个体生物产量,但增加种植密度后显著增加群体生物产量,总干物质积累量随着种植密度的增加而增大,适当增密还可以提高籽实的产量[11]。本研究中藜麦籽实产量并未随着种植密度的升高而增加,在10000株·667m-2的密度种植条件下,每667m2产量达到最高,但并未存在显著差异。而且单株干重高密度条件下与低密度相比,产量下降不明显。因此,在畜牧业较为发达的干旱山区,可以将藜麦作为补充饲料,有效优化饲草结构。同时空间内生物种植密度的增加,会提高耗水量有效降低土壤蒸发量,提高水资源的利用率,合理密植藜麦在干旱半干旱地区可以提高水资源的利用率,具有非常高的实践价值[12]。肥料作为植物生长的有效营养剂,会改善农艺性状的表现,而且对形态指标和生理指标具有积极的促进作用,提高藜麦的生物量的积累[13],但藜麦的产量并未随着施肥量的增加而持续增加,在氮磷比达到2∶2、3∶1时,各项性状表现良好,藜麦的产量、千粒重、穗数及地上部生物量有所增加,随着氮磷的比例增加产量开始下降,这与庞春华等[14]研究一致。说明高磷、高氮的过量施肥并不能有效提高生物产量,反而有下降的趋势。氮、磷、钾是作物群体构成的基本元素,而且对作物的产量有显著调控作用,本文中处理N0P0条件下,株高、株径、单株分支和有效分支均表现最低,但在N3P0的处理下,相较于其他N3处理组,株高、有效分支、产量均有所降低,说明植物中不同营养元素并不是独立调控的,氮磷比例失衡会导致作物减产,这也与刘淑娇等[15]研究结果一致。肥量过多会使作物晚熟,在暴雨时节易倒伏,从而造成减产,而且会提高生产成本,因此N2P2比例产量最好,纯收益更高。

4 结论

在同一生长期内,相同水肥条件下,参试品种“陇藜1号”“陇藜5号”综合农艺性状优良,产量最高,适宜在临夏回族自治州东部干旱半干旱区示范推广种植,能获得较高的经济效益。“陇藜3号”“陇藜4号”“陇藜6号”“陇藜7号”均表现出一定的生产性能,可作为搭配品种适当种植。密植对单株有效分枝数有显著影响,随着种植密度增加,植株不易倒伏,分枝不易折断,但产量有所下降,对其他农艺性状方面无明显影响。氮磷肥比例在2∶2,即尿素326kg·hm-2、过磷酸钙1249kg·hm-2时,基本能保证藜麦产量,种植效益最高。通过以上3项试验结果分析,在干旱半干旱区域陇藜系列藜麦种质资源农艺性状易受外部环境条件影响,但对于籽实产量无明显影响,因此,今后要进一步完善标准化高效栽培技术,同时在引进种质资源时要结合商品性、品质分析等进行综合评价,确定藜麦资源用途,为藜麦产品深加工提供优质资源。

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