馬 軍,闕曉林,王 勇
(銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,貴州 銅仁 554300)
藜麥(ChenopodiumquinoaWilld)生長于南美洲印地斯山脈,是耐旱耐鹽堿的雙子葉植物[1]。由于其養(yǎng)育了印加族人,故被古代印加人譽為“糧食之母”,具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值,富含完全蛋白質(zhì),且必需氨基酸和非必需氨基酸組成合理,還含有較高維生素、礦物質(zhì)、脂類化合物[2-4]。藜麥種色主要有紅、黃、黑、白等諸色系,紅色(亦謂火腿藜麥)口感較差,籽亦小,顏色鮮艷,纖維含量高,普遍用于沙拉或食材中。藜麥富含黃酮、皂苷、酚類等對人體有益的生物活性物質(zhì)[5-6],還可調(diào)節(jié)人體果糖的代謝過程[7]。FAO將其列為全球十大健康營養(yǎng)食品之一,且將2013年命名為“國際藜麥年”,彰顯出藜麥對于人類健康的重要作用。
從2008年起我國先后在山西以及其他省市對藜麥進行種植研究,但是到目前為止,對藜麥產(chǎn)品的研發(fā)方面還存在很多問題。例如,施肥比例不當,科研基礎(chǔ)薄弱,技術(shù)支撐不足,機械化水平低,管理粗放,產(chǎn)品加工層次低,綜合效益低,營銷服務(wù)體系不健全等[8]。因此,本研究對藜麥生長過程中的N、P、K肥料的不同配比施用進行鑒定,為武陵山區(qū)藜麥的種植提供一定的理論依據(jù)。
試驗地(共和鎮(zhèn)茶坨村)位于武陵山區(qū)銅仁市德江縣。東經(jīng)107°46′32″,北緯28°23′27″,年均氣溫在13~17 ℃之間,無霜期達295 d。前茬作物為烤煙,試驗地理化性狀如表1所示。
表1 茶坨試驗地土壤基本理化性質(zhì)
試驗所用藜麥為江蘇省農(nóng)科院新洋農(nóng)業(yè)試驗站提供的藜麥1號,氮、磷、鉀肥分別為CON2H4、CaP2H4O8、KCl(表3)。
表3 試驗材料
試驗采用隨機小區(qū)分組實驗設(shè)計,設(shè)3個因素(N、P、K)、5個施肥水平(CK、NP、NK、PK、NPK),3次重復(fù)試驗,其中CK為不施肥處理,NP、NK、PK分別表示氮磷鉀3種肥料的兩兩相互作用,NPK則表示施全肥氮磷鉀。試驗小區(qū)面積15 m2(5 m×3 m),每小區(qū)種植112株,每個小區(qū)按照表1所示肥料用量施肥,施肥時間為藜麥每個物候期前5天。田間試驗小區(qū)分布情況如表2所示。
表2 田間小區(qū)分布情況
藜麥葉片葉綠素含量測定采用SPAD-502葉綠儀。采用塑料尺子測定藜麥株高,游標卡尺測定株莖,記錄葉片數(shù);采用烘干法測定成熟期藜麥根、莖干重;藜麥自然曬干后脫粒,稱重計產(chǎn)量。
數(shù)據(jù)用Excel 2007軟件處理,Origin 8.5軟件作圖,顯著性測驗用DPS軟件,LSD法。
4個不同施肥處理(NP、NK、PK、NPK)對藜麥旺長期株莖、株高以及葉片數(shù)的生長都顯著高于CK組。且NPK組的影響效果最明顯,NP、NK、PK組與NPK組相比效果次之,NP、NK、PK三組彼此之間差異不顯著(圖1)。圖1 A中,施NPK的藜麥株莖最大,達到了0.69 cm,與CK(僅為0.31 cm)相比,增加了0.38 cm,株莖增長率較CK增加了122.6%。施NP、NK、PK的藜麥株莖分別為0.49 cm、0.49 cm和0.45 cm,與CK相比,株莖分別增加了0.18 cm、0.18 cm和0.14 cm,株莖增長率較CK分別增加了58.1%、58.1%和45.2%;圖1 B中,施NPK的藜麥株高最高,為49.69 cm,較CK(僅為25.68 cm)增加了24.01 cm,株高增長率較CK增加了93%。施NP、NK、PK的藜麥株高分別為36.07 cm、37.95 cm、34.43 cm,株高增長率較CK分別增加了40.5%、47.8%、34.1%;圖1 C中,施NPK的藜麥葉片數(shù)最大,為53.44 cm,與CK(僅為26 cm)相比,增加了27.44 cm,葉片數(shù)增長率較CK增加了105.5%。施NP、NK、PK的藜麥葉片數(shù)分別為39 cm,37.11 cm、37.33 cm,葉片數(shù)增長率在CK基礎(chǔ)上分別增加了50%、42.8%、43.6%。說明旺長期的藜麥對NPK的吸收幾乎達到了完全吸收。
由圖3分析可以得出,麥穗期的藜麥受施肥量影響總體趨勢與旺長期一致,即施NPK的藜麥的株莖、株高和葉片數(shù)的生長極顯著高于CK組,施NP、NK、PK的藜麥顯著高于CK組的藜麥。麥穗期的株莖(圖2 A)與葉片數(shù)(圖2 C)的生長施NP、NK、PK,彼此之間差異不顯著。不同的是,麥穗期的藜麥株高(圖2 B)施NP、NK顯著高于PK。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是麥穗期的藜麥以營養(yǎng)生長為主對于N的需求量比較大。且隨著藜麥的生長周期不斷增長,藜麥不斷趨向成熟,與CK組相比,施NPK對藜麥麥穗期株莖、株高以及葉片數(shù)的增長率分別為110.4%、33.5%、58.2%。與旺長期相比,株莖對肥料的吸收同樣達到100%,而株高對肥料的吸收下降了2.8倍,葉片數(shù)對肥料的吸收下降了1.8倍。
藜麥進入成熟期,各部分的農(nóng)藝性狀趨近成熟,不同處理之間的肥料效應(yīng)如圖3所示,施NPK處理對于藜麥的株莖(圖3 A)、株高(圖3 B)的生長顯著高于CK組和NP、NK、PK組。即NPK處理,株莖比CK(僅0.67 cm)增長94%。株高比CK組(61 cm)增長59.6%。由于成熟期,葉子開始發(fā)黃、枯萎,葉片數(shù)較藜麥穗期整體下降。施NPK的藜麥葉片數(shù)(圖3 C)與CK組有顯著差異,而施NP、NK、PK、NPK的藜麥之間差異性不顯著。
藜麥生物量(根、莖)受不同施肥水平(NP、NK、PK、NPK)影響顯著高于CK組的,4組不同施肥處理中NPK的影響最顯著(圖5)。圖中,施NPK時藜麥的根為最大值,每株達25.78 g,較CK(10.90 g/株)增長136.5%,而在施NP、NK、PK的條件下根的增長率分別為43.5%、48.7%、46.2%。藜麥的莖的干物質(zhì)量在施NPK處理下達到最大值,每株平均為109.69 g,較CK(68.71 g/株)增長59.6%。而在施NP、NK、PK的條件下其增長率分別為25.2%、24.8%、20.1%,相互之間差異不顯著。
不同生長期,藜麥葉片中葉綠素測定值如圖5所示,從旺長期到麥穗期,藜麥葉片SPAD值增加,成熟期時葉片枯萎凋落,葉中SPAD 值逐漸趨于平穩(wěn)。旺長期和麥穗期藜麥葉片SPAD值在肥料效應(yīng)下顯著高于CK處理;NPK處理下,有顯著的肥料效應(yīng),葉綠素含量在麥穗期和旺長期分別比CK處理增加了63.09%和66.57%,即使在成熟期也高出43.03%;比NP、NK和PK處理下葉綠素素含量最低增加11.47%,最高為22.31%。因此,施用全肥料(N:485.94 g、P:585.86 g;K:374.98 g)能顯著增加藜麥葉片中葉綠素的含量,對提高藜麥的產(chǎn)量有很好的改善作用。
由圖6可以看出,不同施肥處理(NP、NK、PK、NPK)藜麥產(chǎn)量均顯著高于CK處理,其中施NPK產(chǎn)量最高,平均達到862.76 g,比CK(569.34 g)增產(chǎn)51.54%。NP、NK、PK組處理下,藜麥平均產(chǎn)量分別為655.77 g、642.98 g和628.96 g,分別比CK處理高86.43 g、73.64g和59.62 g,施全肥NPK處理與NP、NK、PK處理相比,藜麥產(chǎn)量在α = 0.05(p<5%)水平上呈現(xiàn)出顯著的差異,分別增產(chǎn)31.56%、34.18%和34.17%??梢?,施肥與不施肥以及不同配比的施肥處理對藜麥產(chǎn)量影響很大。
施肥指標體系的適宜使用是肥料利用率、提高作物產(chǎn)量與生長的根本,在藜麥產(chǎn)量和生長方面,NPK肥扮演著重要的角色。實驗中藜麥的物候生長和產(chǎn)量隨著施肥量的改變而改變。不同處理的互作結(jié)果顯示,最佳的肥料配施是處理NPK。與CK處理相比,產(chǎn)量增加了293.42 g,效果次之的是處理NP和NK的互作效應(yīng),其增產(chǎn)率分別為15.21%和12.93%;而最差的增產(chǎn)效應(yīng)處理則為PK,增產(chǎn)率只有10.47%。NP、NK、PK(N:485.94 g、P:585.86 g;K:374.98 g)處理顯著高于(p<5%)CK處理;NPK處理對藜麥有顯著的肥料效應(yīng),其株莖、株高、葉數(shù)和產(chǎn)量均有顯著增加,藜麥葉片SPAD值在麥穗期和旺長期分別比CK處理增加了63.09%和66.57%,平均產(chǎn)量為862.76 g,比CK、NP、NK和PK處理分別高出51.54%、36.33%、38.61%和41.07%。因此合理調(diào)節(jié)N、P、K肥的用量,提高肥料利用率,可促進藜麥生長,達到增產(chǎn)增收的目的,為藜麥在武陵山區(qū)的引種的提供施肥理論依據(jù)。