周學(xué)永 付榮霞 李 航 周海濤 任貴興 肖建中 A H Rajasab
(1天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心/天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津300384;2河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,張家口075000;3中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所,北京100081;4天津黑馬工貿(mào)有限公司,天津 301711;5 Faculty of Science & Technology,Gulbarga University,India,Karnataka,Gulbarga 585308)
藜麥(Chenopodium quinoawilld.)又稱藜谷、南美藜、昆諾藜、奎藜等,是藜屬一年生自花授粉雙子葉植物,基礎(chǔ)染色體數(shù)目x=9,同源四倍體(2n=4x=36)[1]。藜麥為南美印加土著居民的重要傳統(tǒng)食物,其主產(chǎn)區(qū)主要分布在南美洲安第斯高原,已有7000多年的種植歷史[2]。藜麥具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特性。藜麥營(yíng)養(yǎng)豐富,其籽粒蛋白質(zhì)含量高且必需氨基酸組成均衡。美國(guó)航空航天局(NASA)將藜麥列為宇航員長(zhǎng)期從事太空任務(wù)的理想食物之一,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦藜麥為適宜人類食用的“全營(yíng)養(yǎng)食品”[3-4],旨在讓世界關(guān)注藜麥的生物多樣性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,及其在提供糧食和營(yíng)養(yǎng)安全、消除貧困等方面所能發(fā)揮的作用。
1987年藜麥引入我國(guó),由西藏農(nóng)牧學(xué)院和西藏農(nóng)科院開始引種試驗(yàn)研究,并于1992-1994年在西藏進(jìn)行小面積試種,獲得成功[5-6]。此后由于產(chǎn)量較低、栽培條件嚴(yán)格、糧食加工技術(shù)滯后等原因,藜麥研究在國(guó)內(nèi)陷于沉寂。而這個(gè)時(shí)期正是國(guó)外研究的熱點(diǎn)階段,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家開展了廣泛的試種和深加工研究,取得了豐碩成果[7-10]。藜麥種子為瘦果,是傳統(tǒng)意義上的食用部分,除了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高以外,更重要的是還具有預(yù)防糖尿病、高血壓、高血脂等疾病的功效[11]。隨著人們生活水平的提高,國(guó)內(nèi)“三高”人群日益增多,因此,藜麥再次受到我國(guó)學(xué)者的關(guān)注。
2011年藜麥正式被我國(guó)山西省靜樂縣引種[12],并獲得成功。此后種植規(guī)模逐年擴(kuò)大,目前山西、甘肅、陜西、青海、寧夏等地均有一定規(guī)模的推廣種植[13-14]。但隨著藜麥種植面積的擴(kuò)大和種植年限的延長(zhǎng),藜麥種植業(yè)開始暴露出一些新問題:一是藜麥不能重茬連作,否則產(chǎn)量急劇下降;二是隨著藜麥在我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)適應(yīng)性栽培時(shí)間的延長(zhǎng),出現(xiàn)了一些新的病害、蟲害[15-16]。由于基層農(nóng)藝人員對(duì)藜麥病蟲害防治缺乏經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致藜麥種植戶損失嚴(yán)重。
研究人員發(fā)現(xiàn),位于南美洲西部的秘魯一直是世界藜麥的主產(chǎn)區(qū),不僅藜麥產(chǎn)量穩(wěn)定,而且病害、蟲害發(fā)生率較低。例如,2016年秘魯藜麥產(chǎn)量為79269t,占世界總產(chǎn)量的53.3%,其中出口44300t,占世界藜麥出口總量的47.3%[17]。秘魯作為世界上最大的藜麥生產(chǎn)國(guó),是如何避免氣候以及病蟲害的影響而保持藜麥霸主地位的呢?顯然,這個(gè)問題的研究將為我國(guó)藜麥行業(yè)提供有益借鑒,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。2013年9月至2014年3月利用在美國(guó)愛荷華州立大學(xué)研究藜麥期間,與南美洲藜麥學(xué)者有過直接交流,現(xiàn)將秘魯藜麥栽培模式及其管理經(jīng)驗(yàn)加以介紹,供我國(guó)藜麥研究人員參考。
藜麥?zhǔn)前驳谒垢咴耐林参铮m然秘魯高原地形起伏復(fù)雜,土壤類型及其水分含量也往往表現(xiàn)各異,但藜麥卻能適應(yīng)這里的地理環(huán)境,只是形態(tài)特征稍有不同而已。例如生長(zhǎng)在提提卡卡湖岸邊的藜麥,葉、莖、枝和種子中沒有或只有少量色素沉著,圓錐花序在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段是綠色的,其種子是白色的。這些品種對(duì)霜凍耐受性較差,但有較高的增產(chǎn)潛力。在遠(yuǎn)離湖泊的蘇尼(Suni)農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū),栽培的藜麥品種主要有Witullas和Wilas,其特點(diǎn)是對(duì)霜凍以及極大的晝夜溫差變化具有抵抗性。在秘魯,研究人員將高原地形分為山坡上部、山崗、山腳、山嵴、平原和湖岸等6種類型。從熱量的角度分析,山坡頂部是山脈最冷的部分,幾乎沒有用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可能。不同地形選擇的藜麥品種見表1。
秘魯特別注重生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,這里面既有制度因素,又有實(shí)用目的。從制度設(shè)計(jì)上講,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是為了可持續(xù)發(fā)展的需要;從實(shí)用目的而言,則是為了適應(yīng)山地高原復(fù)雜多變的氣候環(huán)境。秘魯位于南美洲西北部,安第斯高原橫貫?zāi)媳?,是傳統(tǒng)的藜麥種植區(qū)域。山地高原地區(qū)氣候條件復(fù)雜多變,干旱、淹水、冰雹和霜凍幾乎每年都會(huì)發(fā)生。為了確保收成,秘魯采取的一項(xiàng)重要措施就是避免在某一特定地區(qū)大量種植同一種作物。為了實(shí)現(xiàn)這一農(nóng)業(yè)管理目標(biāo),秘魯采用農(nóng)業(yè)社區(qū)管理制度。農(nóng)業(yè)社區(qū)由連片經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)土地組成,依據(jù)地形地貌經(jīng)過物理分割的方式形成多個(gè)面積較小的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單元,這個(gè)單元稱之為艾諾卡斯(Aynoqas)[18]。每個(gè)社區(qū)家庭在每個(gè)艾諾卡斯都有自己的地方,并由社區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理。在每個(gè)特定的生長(zhǎng)季節(jié),農(nóng)民家庭在屬于自己的艾諾卡斯單元里種植藜麥等作物,但必須實(shí)現(xiàn)多樣化種植,社區(qū)禁止農(nóng)戶在所有地塊上都種植同一種作物。
表1 不同地理和農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域藜麥品種分布
秘魯農(nóng)民對(duì)于藜麥實(shí)行多種栽培,即在同一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)、同一塊田地種植多種作物。這些作物可以在同一時(shí)間播種,也可以在不同日期播種,包括混合栽培或插入栽培,具體取決于物種類型和它們的生長(zhǎng)周期?;旌显耘嘧钌偈?種作物,例如藜麥/野菜豆、藜麥/大麥、藜麥/酢漿草、藜麥/玉米或藜麥/其他莧科作物。播種時(shí),在同一行有不同的比例。在蘇尼(Suni)農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)以及平原和山頂?shù)匦螀^(qū)域,藜麥 /蒼白莖藜(kaniwa,Chenopodium pallidicaule)建議以30/70的比例混合種植。蒼白莖藜也是南美洲的一種傳統(tǒng)藜科作物,種子比藜麥稍甜,且具有更高的脆性結(jié)構(gòu)。這種混合種植方法旨在確保在正常的年份收獲2種作物,在糟糕的年份也能收獲蒼白莖藜1種作物。因此,其主要目標(biāo)是在該地區(qū)獲得更高的產(chǎn)量和提高收獲的安全性。
作物插入栽培是多種栽培的另一種方式,它把地塊分成不同的行,行的長(zhǎng)度貫穿整個(gè)地塊,每一行播種不同的作物,最常見的方法是在整個(gè)區(qū)域內(nèi)種植2種作物(玉米/藜麥或奎奴亞菜/蒼白莖藜)。這種栽培方法可以稍加改變,除了主要作物之外,再種植1種對(duì)害蟲沒有吸引力的不太重要的作物,如苦澀的羽扇豆等。這些次要作物可以種在區(qū)域的邊界地帶,以保護(hù)主要農(nóng)作物如藜麥、馬鈴薯或菜豆類。
了解秘魯藜麥的生產(chǎn)方式,有助于全面了解秘魯藜麥單產(chǎn)和總產(chǎn)問題。文獻(xiàn)報(bào)道的秘魯藜麥產(chǎn)量并不高,一般很少超過1000kg/hm2[19]。而我國(guó)報(bào)道的藜麥產(chǎn)量達(dá)到了5000~6000kg/hm2[20],單產(chǎn)明顯高過秘魯。在這方面,秘魯報(bào)道藜麥的單產(chǎn)數(shù)據(jù)很可能是采取混合種植方式后取得的結(jié)果,與我國(guó)單一種植藜麥獲得的單產(chǎn)數(shù)據(jù)是有區(qū)別的,相關(guān)細(xì)節(jié)有待于進(jìn)一步調(diào)查研究。
藜麥輪作是保持產(chǎn)量和維持土壤地力的重要手段,其輪作方式包括藜屬品種之間的輪作,也包括藜麥與其他作物如馬鈴薯、蠶豆和大麥等非藜屬作物之間的輪作,具體選擇哪些輪作品種,應(yīng)根據(jù)種植區(qū)域的氣候、土壤類型和濕度條件來決定。
在秘魯艾諾卡斯生產(chǎn)單元體系中,作物輪作一般有預(yù)定的時(shí)間跨度,通常為8~10年。在一個(gè)作物周期內(nèi),每年播種不同的作物,播種期為3年或4年,緊接著是6~7年的休耕期,時(shí)限長(zhǎng)短要根據(jù)農(nóng)業(yè)社區(qū)的需要而定。藜麥?zhǔn)亲魑镅h(huán)中的第二作物,接著是馬鈴薯,蠶豆和豌豆排在輪作順序的最后,用以幫助土壤恢復(fù)肥力。
休耕時(shí)期有助于使土壤恢復(fù)肥力,特別是把休耕土地用于動(dòng)物牧場(chǎng)時(shí),可以留下糞便,促使本地物種三葉草萌發(fā)。三葉草在休耕期間通過促進(jìn)自然動(dòng)植物群的生長(zhǎng),可以有效減少真菌、線蟲和昆蟲對(duì)土壤的侵染。
由于我國(guó)藜麥研究起步較晚,在種質(zhì)資源收集與引進(jìn)、品種選育、栽培技術(shù)研究等方面的水平有待于進(jìn)一步提高。秘魯作為藜麥原產(chǎn)地國(guó)家,在藜麥種植方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),無論在農(nóng)業(yè)技術(shù)還是農(nóng)業(yè)管理方面,都有值得我國(guó)借鑒的地方。首先在藜麥種植技術(shù)上,要依據(jù)種植區(qū)域的海拔、地形以及氣候條件選擇合適的藜麥品種,探索藜麥與其他作物混種栽培技術(shù),合理實(shí)行輪作或休耕制度。其次,在藜麥種植管理方面,建議在借鑒秘魯藜麥社區(qū)管理制度的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際,組建面積較大的農(nóng)業(yè)生態(tài)園區(qū)。通過合理劃分區(qū)域,便于實(shí)現(xiàn)藜麥的輪作、休耕管理,最大限度地恢復(fù)土壤地力,為藜麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。