海拔和經緯度對藜麥生長及品質的影響

魏玉明 楊發榮 黃杰 劉文瑜 金茜 王昶 楊釗

摘要：為確定藜麥在甘肅省的適宜種植區，通過對甘肅省12個生態區（7市12縣）種植的藜麥進行田間調查及分析檢測，探討海拔和經緯度對藜麥生育期、長勢及籽粒品質的影響。結果表明，地理位置對藜麥生育期、長勢和籽粒品質均具有顯著影響，變異程度由高到低依次為生育期、產量、品質、株高。藜麥生育期與海拔呈極顯著負相關（P < 0.01），而與經緯度呈顯著相關（P < 0.05），籽粒產量與緯度呈顯著正相關;株高與海拔和經度均呈顯著負相關（P < 0.05），粗蛋白含量和海拔與生育期均呈極顯著負相關（P < 0.01）;粗脂肪與經度呈極顯著正相關（P < 0.01），而與海拔呈顯著負相關（P < 0.05）。多元回歸分析表明，株高、產量和品質均與海拔存在顯著回歸關系，說明海拔是影響藜麥生育期、長勢和品質的主要生態因子，高海拔區種植的藜麥植株生育期明顯增長，粗蛋白則顯著降低。

關鍵詞：藜麥;海拔;經緯度;長勢;品質

中圖分類號：S519? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：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

藜麥（Chenopodium quinoa）主要分布于南美洲安第斯地區[1 ]，大多生長于高海拔冷涼地區，在0～4 000 m的海拔范圍內均有分布，且具有耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄等生物特性，生長受溫度、降水的影響較大[2 - 3 ]。海拔和經緯度的改變會引起環境溫度、濕度和光照等環境因子的變化，從而影響植物的各項功能、生長發育和形態結構[4 - 5 ]。近年來，由于藜麥籽粒富含全面而豐富的營養價值和對不同環境脅迫的耐受性被當今“營養愛好者”和農業從業者所追捧[6 - 8 ]。自2008年起，在我國西北、華北、西南和東北等十余省（市）均有不同規模種植[9 ]。截至2020年，我國藜麥種植面積超過2萬hm2，種植面積和總產量已躍居世界第三。其中甘肅省種植面積近1萬hm2，占全國總面積的50%左右，在全省14個市（州）40多個縣（區）均有分布，經緯度跨度大（E 94° 40′ 12″～107°55′12″;N 33° 55′ 12″～40° 7′ 48″），海拔范圍廣 （1 100～3 200 m）。盡管在不同的海拔生態氣候類型下均有種植，但各地區藜麥產量、品質差異較大。為探尋適宜藜麥生長的生態區域，我們對甘肅7市11縣的12個藜麥種植生態區種植的藜麥進行了采樣測定分析，以探索海拔、經度和緯度對藜麥生長發育和籽粒品質的影響，為進一步評價劃分藜麥適宜種植生態區提供理論依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?研究區概況

鑒于當前藜麥在甘肅的主要種植區域在海拔? 1 120～2 976 m范圍內，選擇具有代表性的12個生態點作為試驗地，具體見表1。

1.2? ?試驗材料

指示藜麥品種為隴藜1號，由甘肅省農業科學院畜草與綠色農業研究所提供，采收于2018年9月，室內避光保存。種子凈度≥95%，發芽率≥90%，水分≤5%。試驗所用的肥料為藜麥專用肥（甘肅蘇地肥業有限公司，總養分≥40.0%，N- P2O5-K2O為12-18-10）。

1.3? ?試驗設計

試驗隨機區組設計，3次重復，小區面積96 m2（12 m×8 m）。行距40 cm，株距30 cm，覆膜穴播，播種量9 kg/hm2，播種深度2 cm。4～6葉期注意間苗，每穴留苗1株，保苗66 690株/hm2。播種前施底肥（磷酸二銨375 kg/hm2、尿素150 kg/hm2），對土地精細旋耕，鎮壓和耙耱，做到土質綿軟，墑足平整。成熟時在每個試驗樣地選取長勢一致的5株用于考種，測定生長指標及籽粒產量、品質。

1.4? ?測定指標與方法

統計藜麥自播種到成熟所需要的天數。每個小區選取5株，用卷尺測量從地面至植株穗部頂端的高度。按小區去除邊行收獲后測產，折算出單位面積籽粒產量。粗蛋白采用凱氏定氮法（NY/T 3-1982），參考農業標準NY/T3-1982;粗脂肪采用索氏抽提法（NY/T1285-2007），參考國家標準GB/T5512-2008。

1.5? ?數據分析

采用Microsoft Excel 2010整理數據，結果以“平均值±標準差”表示。采用SPSS 19.0進行多元回歸分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?甘肅省藜麥種植示范區海拔與經緯度描述性統計

甘肅省藜麥種植示范區的海拔與經緯度描述統計結果如表2所示。結果表明，甘肅省藜麥種植試驗示范區的經度和緯度平均值分別為E 104°10′ 58″、N 35° 57′33″。經度跨度為 E 101° 52′51″～E108°13'27"，緯度跨度為 N 35° 09′ 29″～N 38°15′33″。海拔、經度和緯度的變異系數均較小，偏度系數分別為0.035、1.555、1.018，均大于0，趨于正向偏態;經緯度的峰度系數分別為1.641和0.171，均大于0，呈尖峭峰態;海拔峰度系數為-0.793 < 0，呈負向偏態峰。

2.2? ?海拔對藜麥植株長勢及籽粒品質的影響

由表3可知，不同海拔的藜麥生育期、株高、產量、粗蛋白和粗脂肪變異程度存在明顯差異。藜麥的生長周期隨海拔的升高而延長，每升高100 m，生長周期延長2.93 d。株高最高值出現在海拔2 380 m處，為192.33 cm;產量最高值出現在海拔1 886 m處，最低值出現在海拔1 540 m處，產量范圍1 570.05～4 525.05 kg/hm2，極差達2 955.00 kg/hm2。除A3點外，其余試點的籽粒粗蛋白含量隨海拔高度的升高而降低，最高值在海拔1 120 m處，達14.88%;籽粒粗脂肪含量隨海拔呈波動變化，最高值出現在海拔1 540 m處，為7.40%;最低值在海拔2 976 m處，僅為5.45%。各指標變異程度從高到低依次為生育期、產量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、株高。

相關分析結果（表4）表明，藜麥生育期與海拔呈極顯著正相關（P < 0.01），而與緯度呈顯著負相關（P < 0.05）;籽粒產量與緯度呈顯著正相關（P < 0.05）。株高與其余指標無顯著相關（P > 0.05）。粗蛋白與海拔和生育期分別呈極顯著負相關，而與粗脂肪呈極顯著正相關（P < 0.01）;粗脂肪與生育期呈極顯著負相關（P < 0.01），與海拔呈顯著負相關（P < 0.05）。

2.2? ?藜麥與海拔、 經緯度的回歸關系分析

對藜麥生育期、成熟期株高、籽粒產量、粗蛋白和粗脂肪含量分別與海拔、經緯度進行多元回歸分析表明（表5），粗蛋白與海拔之間呈極顯著回歸關系，粗脂肪與海拔間呈顯著回歸關系。經逐步回歸，排除不顯著變量經度和緯度，得知品種粗蛋白與粗脂肪含量均與海拔存在極顯著回歸關系。

3? ?小結與討論

分析表明，在不影響產量的前提下，選擇低海拔地區種植藜麥，有利于藜麥粗蛋白和粗脂肪營養的積累，提高藜麥籽粒營養品質。在海拔? ? ? 1 696～2 380 m范圍內藜麥（隴藜1號）產量最高達4 525.05 kg/hm2，植株生長發育較好（株高192.33 cm），且粗蛋白、粗脂肪含量適中。因此，該海拔生態區間，適宜隴藜1號藜麥生長。

地理位置和海拔高度的變化會導致環境溫度、濕度、光照、土壤等諸多環境因子的改變，從而影響植物分布、生長發育、形態結構、營養品質以及其生理生態機制發生變化[10 ]。但不同作物對經緯度和海拔的適應性不盡相同。邱黛玉等[11 ]認為地理位置對當歸早期抽薹和長勢有顯著影響，且海拔是決定株高、葉片數和抽薹率的主要生態因子。劉文瑜等[12 ]、何斌等[13 ]報道，海拔對藜麥幼苗生理特性的影響明顯。徐天才等[14 ]研究表明，藜麥營養成分的含量與種植區海拔有密切關系，籽粒的微量元素、氨基酸組分和總糖等成分隨著海拔增高而增加，粗纖維和脂肪酸含量則隨海拔增加而下降。環秀菊等[15 ]研究顯示，海拔對藜麥主要功能成分具有較大影響，低海拔地區的高溫環境中不利于籽粒類黃酮、維生素E和可溶性蛋白質等成分的合成和積累。

本研究表明，海拔和地理位置（經緯度）對藜麥生育期、株高和籽粒品質具有顯著影響，而海拔是決定生育期、蛋白質和粗脂肪含量的主要生態因子。隨海拔的增加，藜麥生育期顯著延長，而粗蛋白呈下降趨勢，產量和株高由于其他原因影響不顯著，但總體表現隨海拔產量呈先升高后降低的趨勢，這與在當歸[16 ]、水稻[17 ]等植物上的研究相一致。而粗脂含量則隨海拔呈先降后升再降的“S”形變化，這與徐天才等[14 ]的研究不一致，可能由于不同地理位置的土壤養分變化而導致粗脂肪積累。粗蛋白與緯度呈顯著正相關，與經度不相關，與姚小華等[18 ]、閆洪奎等[19 ]報道的結果相一致，同時進一步表明藜麥在緯度較高地區相對適應。

本研究采集的樣點較少，且光、溫、水等指標收集不全，對光、溫、水及其互作效應對藜麥籽粒結實率和其他品質影響的研究將不夠深入和系統，有待于進一步研究。

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