李 斌，陳滿霞，蔣潤枝，殷建祥，尚 輝，顧閩峰*

[1.鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，江蘇鹽城224049；2.江蘇省沿海開發(fā)（東臺）有限公司，江蘇鹽城224237]

藜麥（Chenopodium quinoaWilld.）是源自南美洲安第斯山脈的藜科作物，因其蛋白質(zhì)含量高且氨基酸種類豐富，易于人體吸收，能夠滿足人體需求，因而被稱為“全營養(yǎng)食品”[1-3]。在國內(nèi)，藜麥種植面積較大的省份有山西、吉林、甘肅、青海及河北省，西藏、黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、山東、江蘇、安徽、貴州等省或自治區(qū)也開展了不同規(guī)模的藜麥種植及栽培育種研究[1]。隨著藜麥營養(yǎng)價(jià)值逐漸被市場認(rèn)可，在人們注重飲食營養(yǎng)均衡和飲食多樣化的需求之下，藜麥的市場需求量可能會(huì)繼續(xù)增加，藜麥種植面積的擴(kuò)大和栽培區(qū)域機(jī)械化水平的提高則具有了更高的可能性。

在國內(nèi)，農(nóng)用機(jī)械已經(jīng)可以試用于藜麥的種子丸?；⑻镩g播種和收割過程[4-6]。簡便并且準(zhǔn)確的產(chǎn)量估測方法對于藜麥的田間試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)具有重要的作用。目前進(jìn)行藜麥產(chǎn)量估測大多采用田間采樣的方法，以點(diǎn)代面估測大面積實(shí)際產(chǎn)量。鑒于藜麥自身的性狀特點(diǎn)的方法，采收后仍需要進(jìn)行干燥、脫粒、剔除包殼，才能獲得籽粒進(jìn)行產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，這使得藜麥產(chǎn)量預(yù)測數(shù)據(jù)具有滯后性，不利于種植戶根據(jù)藜麥實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行人工和用具規(guī)劃。改進(jìn)藜麥產(chǎn)量的估測方法，對提高產(chǎn)量估測的準(zhǔn)確性，同時(shí)縮短估測用時(shí)，具有較高的實(shí)際意義。通過遙感方式估測植株生物量已有較多研究[7-10]，未來可以參照其他作物的估測模型建立田間藜麥生物量的估測模型。本研究基于藜麥性狀與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性，建立藜麥生物量和籽粒產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系，明確藜麥田間籽粒產(chǎn)量與生物量的轉(zhuǎn)換模型，可為田間藜麥籽粒產(chǎn)量的快速估測提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站試驗(yàn)基地（120.44°E、33.53°N）進(jìn)行，氣候?yàn)楸眮啛釒Ш团瘻貛У倪^渡區(qū)域，年平均氣溫14℃，年降水量1 000 mm左右。土壤耕作層有機(jī)質(zhì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）20.5 g/kg、堿解氮含量114 mg/kg、速效鉀含量163 mg/kg、速效磷含量25.0 mg/kg，pH值8.5。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為蘇藜1號，由新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站選育。蘇藜1號為中早熟品種，植株呈掃帚狀，根系發(fā)達(dá)，主穗蓬松，成熟時(shí)穗呈橘紅色。全生育期約107 d，株高1.57～1.76 m，主穗長29～36 cm，籽粒白色，圓形藥片狀，直徑約2 mm，千粒質(zhì)量3.04 g。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年3月14日播種，由于藜麥下種量較大，出苗較密，分別于4月23日和5月1日進(jìn)行間苗，7月份在藜麥成熟時(shí)進(jìn)行采收。期間正常進(jìn)行田間雜草及病蟲害管理。

藜麥按照株行距區(qū)別設(shè)置為低、中、高3個(gè)栽培密度，依次為0.53萬、1.33萬、3.55萬株/667 m2?；适┯孟跛徜@鈣（N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.5%）、過磷酸鈣（P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%）和硫酸鉀（K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為54.0%），基肥施用量為N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2。后期不進(jìn)行追肥。

1.4 測定指標(biāo)

株高：主莖基部土面至植株尖端（人工扶直）長度，cm。

莖粗測定：從地面開始株高1/3處主莖直徑，使用游標(biāo)卡尺測量，mm。

生物量測定：藜麥成熟后收取藜麥地上部整株，按照株高將藜麥從主莖處截?cái)啵骄譃?段。每段分為主莖、分枝，其中分枝用手?jǐn)]下穗。葉片按照著生部位分別歸入主莖和分枝進(jìn)行測質(zhì)量。分樣完成后在烘箱中以50℃烘干至恒質(zhì)量后稱質(zhì)量。穗烘干后用手細(xì)細(xì)揉碎，剔除碎枝，過20目篩，存留下藜麥籽粒作為籽粒干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和曲線擬合分析，SPSS 22.0進(jìn)行單因素ANOVA分析（Duncan標(biāo)準(zhǔn)，P＜0.05）和相關(guān)性分析（Pearson標(biāo)準(zhǔn)），Graphpad Prism進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒干質(zhì)量與株高、莖粗等指標(biāo)的相關(guān)性

相關(guān)性分析結(jié)果表明，單株的籽粒干質(zhì)量與莖粗、地上部干質(zhì)量以及穗、分枝、主莖這3個(gè)部位的干質(zhì)量存在顯著的相關(guān)性（表1）。在Excel 2006下進(jìn)行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)線性關(guān)系下決定系數(shù)（r2）值最高。

表1 籽粒干質(zhì)量與其他指標(biāo)的相關(guān)性分析

穗干質(zhì)量、分枝干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量與籽粒干質(zhì)量之間的擬合曲線決定系數(shù)分別為0.969、0.946、0.950（圖1-b、c、e），表明穗干質(zhì)量、分枝干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量與籽粒干質(zhì)量之間線性相關(guān)性較強(qiáng)。考慮實(shí)際情況，可以根據(jù)穗干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量計(jì)算相應(yīng)籽粒干質(zhì)量。將地上部干質(zhì)量和穗干質(zhì)量進(jìn)行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)地上部干質(zhì)量和穗干質(zhì)量之間呈極強(qiáng)的線性相關(guān)（圖1-f）。

圖1 籽粒干質(zhì)量與株高、莖粗等指標(biāo)的相關(guān)性

2.2 不同栽培密度下藜麥籽粒干質(zhì)量與地上部干質(zhì)量的相關(guān)性

中密度（1.33萬株/667 m2）栽培下藜麥的地上部干質(zhì)量與籽粒干質(zhì)量擬合曲線的決定系數(shù)為0.968，遠(yuǎn)高于低密度（0.53萬株/667 m2）和高密度（3.55萬株/667 m2）下的決定系數(shù)（圖2-a、b、c）。這表明，中密度下，藜麥的籽粒干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)；栽培密度過高或過低條件下，藜麥地上部干質(zhì)量和籽粒干質(zhì)量的線性相關(guān)性較弱。根據(jù)地上部干質(zhì)量間接測算藜麥籽粒產(chǎn)量時(shí)，可能需要合理控制藜麥的栽培密度。

圖2 3個(gè)栽培密度下藜麥地上部干質(zhì)量與籽粒干質(zhì)量的線性相關(guān)性

2.3 不同栽培密度下藜麥?zhǔn)斋@區(qū)籽粒干質(zhì)量與地上部干質(zhì)量的相關(guān)性

藜麥小面積種植情況下，一般采用人工采收?？紤]到實(shí)際采收情況，按照藜麥株高將從地面起1/2株高至頂端的區(qū)域作為收獲區(qū)，另一半作為秸稈區(qū)，模擬實(shí)際采收時(shí)舍棄秸稈區(qū)籽粒，采收收獲區(qū)籽粒。

3個(gè)栽培密度下收獲區(qū)籽粒占全株籽粒的比例具有顯著差異，栽培密度越大，收獲區(qū)籽粒占全株籽粒的比例越高。在本研究中，低密度（0.53萬株/667 m2）栽培下收獲區(qū)籽粒占比為78.0%，中密度（1.33萬株/667 m2）栽培下收獲區(qū)籽粒占比為95.4%，高密度（3.55萬株/667 m2）栽培下有99.9%的籽粒集中在收獲區(qū)（圖3）。

圖3 3個(gè)栽培密度下藜麥?zhǔn)斋@區(qū)籽粒占比

低、中密度下，地上部干質(zhì)量與收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量的擬合曲線決定系數(shù)分別為0.944、0.957（圖4-a、b），表明兩者間具有較高的相關(guān)性，可以由地上部干質(zhì)量間接測算收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量。而高密度栽培下，地上部干質(zhì)量與收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量的擬合曲線決定系數(shù)較低，僅為0.623（圖4-c），難以直接由地上部干質(zhì)量測算收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量。

圖4 3個(gè)栽培密度下藜麥地上部干質(zhì)量與收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量的線性相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

3.1 單株藜麥籽粒分配

趙軍等研究表明，主穗對藜麥的產(chǎn)量具有重要作用[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)，藜麥籽粒產(chǎn)量多集中于包括主穗在內(nèi)的藜麥上半部分收獲區(qū)，且呈現(xiàn)密度越高收獲區(qū)籽粒占全株籽粒的比重越高的趨勢。中高密度栽培下有95%以上的籽粒集中在藜麥?zhǔn)斋@區(qū)。成熟時(shí)期藜麥莖稈的木質(zhì)化程度較高，莖稈外層硬度較高，藜麥?zhǔn)崭畈课黄蜁r(shí)不利于機(jī)械化收獲和人工脫粒，可以考慮通過密植提高藜麥?zhǔn)斋@區(qū)籽粒占比，同時(shí)改造機(jī)械以提高收獲區(qū)藜麥的籽粒收獲率。由此，可以在維持較高的籽粒收獲率的要求下降低藜麥的收獲脫粒難度。

3.2 生物量與籽粒產(chǎn)量估測

整體而言，地上部生物量（地上部干質(zhì)量，x）與藜麥籽粒產(chǎn)量（籽粒干質(zhì)量，y）相關(guān)性較好（r2=0.950），其線性擬合曲線公式為y＝0.330x－0.256。因此，我們可以通過地上部干質(zhì)量粗略測算藜麥籽粒干質(zhì)量。

同時(shí)，各個(gè)密度下地上部干質(zhì)量和籽粒干質(zhì)量的相關(guān)性存在較大差異。根據(jù)地上部干質(zhì)量測算籽粒干質(zhì)量時(shí)，只有中密度栽培下其相關(guān)性差強(qiáng)人意。模擬實(shí)際采收情況時(shí)，中低栽培密度下可以根據(jù)地上部植株干質(zhì)量測算收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量，這使得藜麥田間籽粒產(chǎn)量的快速估測具有了一定的可行性。但是，高密度下收獲區(qū)藜麥的籽粒干質(zhì)量與地上部植株干質(zhì)量間的相關(guān)性較弱，利用地上部植株干質(zhì)量計(jì)算收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量誤差太大?？紤]到高密度下收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量占全株籽粒干質(zhì)量的99.9%，或許可以利用穗干質(zhì)量和籽粒干質(zhì)量的強(qiáng)相關(guān)性計(jì)算收獲區(qū)籽粒干質(zhì)量，不過這在時(shí)效上仍有所不足。

從田間藜麥鮮質(zhì)量生物量折算成干質(zhì)量生物量，需要進(jìn)行相應(yīng)的采樣調(diào)查，建立生育期與植株含水率的對應(yīng)關(guān)系，從而給出藜麥植株干質(zhì)量和鮮質(zhì)量的折算公式。

對于大田藜麥生物量鮮質(zhì)量測算，可以有2種做法。一是直接測定：在實(shí)際田塊多點(diǎn)采樣后，根據(jù)采樣生物量估測整塊田的實(shí)際生物量。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但相對準(zhǔn)確、易于操作且普適性高。此法廣泛應(yīng)用于各種品種試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)中[12]。二是間接測定：根據(jù)作物生長差異探查作物生長情況和產(chǎn)量測定?，F(xiàn)有研究多集中于利用作物不同生長情況對光線折射和反射情況的差異，采用廣譜測定從而間接測定作物生物量和產(chǎn)量。這種測定方法需要根據(jù)相應(yīng)作物的特點(diǎn)建立光譜和作物生長情況的相關(guān)模型，利用廣譜測定儀器進(jìn)行間接測定[13-16]。藜麥生物量鮮質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量測定目前主要采用直接測定方式[17]。

隨著藜麥?zhǔn)袌龊头N植規(guī)模擴(kuò)大，遙感測產(chǎn)在藜麥上的實(shí)際應(yīng)用前景可期。屆時(shí)，明確生物量和籽粒產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系，利用光譜測定生物量，可以間接測定田間藜麥籽粒產(chǎn)量。