李海凤 ,蔡玉琴* ,史广艳 ,雒维萍
(1.格尔木市气象局,青海 格尔木 816099;2.格尔木市农牧业技术推广中心,青海 格尔木 816099)
藜麦属藜科,双子叶植物,植株呈扫帚状,株高从几十厘米到三米不等,根系属浅根系,主梢和侧枝都结籽,自花授粉。种子为圆形药片状,直径约2mm左右,与小米差不多,但比小米轻,表皮有一层水溶性的皂角苷。藜麦不仅具有耐寒、耐旱特性,而且具有土壤耐贫瘠、耐盐碱等能力,黎雅楠等研究发现藜麦盐胁迫对根干重的影响最大,对生育期基本没有影响,还意外发现盐胁迫下藜麦株高、叶干重及籽粒产量都增加[1]。张德芳等研究认为种植耐盐碱的作物既可以减少地表水分的蒸发、防止土壤表面积盐,又可以降低地下水位和盐份,改良土壤的物理性状,增加有机质和土壤微生物,降低土壤pH值[2]。姜奇彦等研究得出藜麦在芽期和苗期具有很强的耐盐性,种植藜麦对改善和延缓土壤盐碱化具有极其重要的作用[3]。格尔木地处柴达木盆地热量资源、光照资源丰富,适宜生育周期在150-180 d的作物种植;种植土壤属灰粽漠土,土质大部分为沙壤土,土壤偏碱性。2014年引种黎麦成功以来开始较大面积种植藜麦。李成祖等在格尔木适应性种植取得了3616.5-5577.0 kg·hm-2的高产[4]。格尔木藜麦种植对农业生态系统的可持续发展具有十分重要的意义。本研究通过藜麦不同播期种植实验,对不同播期各生育期生长状况、生育期气象条件及产量分别进行对比分析,通过对比分析确定影响藜麦生长发育的主要气象因子和关键期,并确定最佳播种期和藜麦的产量形成气象因子。
1.1 试验地气候环境
格尔木市区位于柴达木盆地中南部格尔木河冲积平原上,平均海拔2780m,辖区属大陆高原气候,少雨、多风、干旱、日照时间长,早晚温差大,灌溉条件好,适宜藜麦生长,且已经形成了规模种植,种植面积将逐年扩大。格尔木市区热量四季变化明显,夏季炎热、冬季寒冷、春季气温回升缓慢,秋季降温快。年平均气温为5.8℃;最高气温为35.5℃,出现时间为1999年8月2日;最低气温为-33.6℃,最大日较差达30.6℃.气温年较差26.9℃,年平均相对湿度32%;年降水量45.1mm;年蒸发量2367.9mm;蒸发量是降水量的52.5倍。日光充足,太阳辐射强,年日照时数3083.5h;日照百分率70%。无霜期平均为219d。气象灾害主要有沙尘暴、大风及晚霜冻、洪涝等,对农牧业生产影响较大。
1.2试验地:实验田选择在具有灌溉条件的藜麦主产区。选取格尔木河西农场八连地块(海拔2804.1km,N36°23′,E94°33′)作为实验田,该地段灌溉便利,地形平整,土质为沙壤土,土壤pH为7.85,呈弱碱性。前茬作物为青稞。
1.3藜麦品种:雪藜,属中熟品种,植株呈扫帚状,茎秆坚韧、根系较发达,结实性好,穗粒大、粒多,品质优良,性能稳定。
1.4分期播种:2019年4月10日、4月20日和4月30日分别播种,共3个播期。藜麦实验观测自第一期播种开始截止整个实验播期藜麦成熟。从分枝期进行定株,每块田地选取10株样品,以常规观测的气象数据作为平行观测资料,记录生育期,种子收获后及时干燥,测定千粒质量和单株产量,保存备用。
1.5 统计分析
每个播期选取10株样品进行茎秆高度、分枝和产量数据收集测定,与相应各生育期的气象热量条件因子进行结合分析,分析不同播期气象条件对藜麦生育期及产量影响。
藜麦有播种期、出苗期、四叶期、六叶期、分枝期、现蕾期、显穗期、开花期、灌浆期、成熟期10个生育期。
2.1 不同播期藜麦发育生长状况
从表1可以看出,三个播期的藜麦总生长生育期按播期早到晚呈缩短趋势,第一期最长,第三期最短。三期平均生长期日数是154d。第一播种期的出苗期在第二期和第三期之间,第三期的出苗期最长,第二期最短;出苗—六叶期第二播期相对其他两期偏长5d左右,第三播期生育时间最短;六叶—現蕾生育期第一播期较其他两期偏长11-15d,其他两期较为接近;現蕾—显穗期第一播期生育期最短,较其他两期短了10d左右;显穗—成熟期第一播期藜麦生育期长于其他两期,偏长8d左右。总体来说第一播期的藜麦各生育期中除了現蕾—显穗期较其他两期短之外,其他生育期均比二、三播期的偏长或持平,第二播期藜麦除了出苗—六叶期和現蕾—显穗期较其他两期偏长外,其他各生育期偏短或持平。第三播期出苗期和現蕾—开花期较其他两期偏长,其他各生育期均偏低或持平(图1)。
表1 不同播期藜麦各生育期及间隔日数(月/日) (d:日数)
图1 不同播期各生育期间隔日数对比
2.2 不同播期各生育期积温分析
从不同播期各生育期≥0℃积温统计数据表分析可以看出(表2),在出苗期,第三期出苗期较其它两期长,积温也最高,第二期出苗期是最短,但积温较第一期略高。在四叶期,第一期和第三期生育期相近,但积温第三期较第一期低,生育期较第二期短5d,所以第二期的积温较其他两期高。在四叶至分枝期,第三期生育期最短,积温值也较低;第一期生育期日数最长,积温相对较高一点。分枝至显穗期,第一期生育期日数最短,较第二期和第三期短4-6d,积温相对也最低,相差86.4-116.6℃。显穗至开花期第二期生育期日数最短,积温也最低。开花至灌浆期三期生育期日数相近,积温第二期的积温略高于其它两期。灌浆至成熟期第一期生育期日数较其它两期略长2-3d,积温也相对略偏高。说明在各生育期≥0℃积温越高,藜麦生长相对较快。
表2 不同播期各生育期≥0℃积温统计表(℃)
根据不同播期各生育期≥10℃积温数据分析可以看出(表3),在出苗期,第二期生长日数最短,积温最高,第三期生长期最长,较二期长5d。出苗至四叶期,第一、三播期藜麦生长期相差1d,积温为相差19.6℃,第二期生长期最长,而积温值最低。在四叶至分枝期,第一期生育期日数最长,较第三期长14d,但积温值小于二期大于三期,第三期生育期日数最短,积温大于二期小于一期;第一期生育期日数最长,积温值低,说明四叶至分枝生育期第一期受气温影响藜麦生长生育缓慢,第三期积温高生长快。分枝至显穗期,第一期至第三期生育期日数从短到长,积温是由低到高,在该生育期积温适宜藜麦生长正常。显穗至开花期生育期日数和积温关系同上一个生育期。开花至灌浆期三期生育期日数相近,积温值也相近。灌浆至成熟期第一期生育期日数较其它两期略长2-3d,积温也相对略偏高100℃左右。说明在分枝至成熟期日数和≥10℃积温关系成正比,积温低生育期短,积温高生育期长。
表3 不同播期各生育期≥10℃积温统计表(℃)
2.3 日平均气温分析
从表4不同播期各生育期日平均气温数据分析来看,从播种—出苗—四叶期三个播期的日平均气温高,生育期间隔日数就短,有利于藜麦生长;在四叶—分枝期日均气温过低,影响藜麦生长及分枝,相应的生育期延长;分枝—显穗—开花期日平均气温在16.0℃左右时,有利于藜麦生长生育,生育期日数相对较短,日均气温在17.0℃以上,反而生育期日数延长;开花—灌浆期日平均气温较高,生育期日数就较短,对藜麦生长有利;灌浆—成熟期,日平均气温在17℃左右,有利于藜麦成熟期的生长。
表4 不同播期各生育期日平均气温统计表(℃)
根据上述分析,格尔木地区具有灌溉条件,水分条件能够满足藜麦生长的需求,日照充足,日照条件也满足藜麦生长的需求。而对温度而言,藜麦生长的前期温度高、出苗快、在四叶—分枝—显穗生育期对温度条件敏感,过高或过低的日均温度能够影响藜麦的分枝和孕穗。16.0℃左右日均气温最适宜藜麦麦穗形成和开花,17.0℃左右日均气温最适宜藜麦成熟期生长。因此选择适宜的播期,使其生育期处于最适宜藜麦生长所需的温度,得到高产。
2.4不同播期气象要素对藜麦产量结构形成影响
由表5看出,藜麦平均千粒重为3.58g,第二期藜麦千粒重最高,为3.82g,第一期藜麦千粒重最低,为3.27g;藜麦平均单株样品重为72.4g,第一期单株样品重最高,为75.1g,第三期单株样品重最低为68.3g;茎秆重平均值为104.0g,第二期茎秆重最重,为109.3g,第三期茎秆重最低,为101.7g。单株样品产量第三期最低,第一、二期相差不大。根据藜麦成熟期最终测量藜麦茎杆高度和分枝数据来看,第一期和二期茎杆高度接近,三期较前两期偏高,第二期较其他两期分枝数量偏多,在第三期播种藜麦生长生育期间热量条件高,茎秆生长偏向高细生长,使得藜麦分枝期至显穗期生长过快不利于藜麦分枝及显穗。
表5 藜麦地产量因素测定表
由表6看出,藜麦最早播期生长期最长,最晚播期生长期最短。由于藜麦进入六叶—分枝—现蕾生长期,受5月下旬、6月上中旬低温寡照天气影响,生育期延长,使得整个生长期最长;最晚播期出苗期、显穗期延长外,其他生育期提前或持平。因此,造成播期最晚生长期最短,最早播期生长期最长的现象。根据数据分析可以看出第二播期的藜麦茎秆高度适中、茎秆生长粗壮、产量偏高,藜麦在4月中旬播种气象条件满足各生育期生长要求,可得到高产,格尔木藜麦大田种植播期在4月中旬左右最适宜。
表6 不同播期生长期各气象要素及产量
3.1对于早播和晚播种藜麦由于4月中旬期间日平均气温在10℃左右,≥10℃积温过低,5月中旬遇到低温寡照天气日均气温也在10℃左右徘徊,均不利于藜麦出苗,出苗期延长。结果显示:4月中旬播种,下旬期间日均气温在14℃左右,≥0℃和≥10℃稳定在120℃左右,适于藜麦出苗。
3.2藜麦播期过早使得藜麦在分枝和现蕾期、显穗、开花期和成熟期受气象条件影响藜麦生长期缓慢,生育期延长。6月末气温变高,藜麦处于显穗期生长过快,生育期短。藜麦播期过晚使得藜麦在分枝期温度过高造成藜麦徒长,分枝期过短不利于藜麦分枝,現蕾、显穗至开花期生长缓慢生育期又延长,不利于最终藜麦产量形成。
3.3藜麦生长的前期温度高,出苗快。在四叶—分枝—显穗生育期对温度条件敏感,过高或过低的日均温度能够影响藜麦的分枝和孕穗。16.0℃左右日均气温最适宜藜麦麦穗形成和开花,日均气温17.0℃左右最适宜藜麦成熟期生长。
3.4第二播期的藜麦生长茎秆粗壮、高度适中、产量高。藜麦在4月中旬播种,气象条件为生育期最适宜温度,并可得到高产。2019年格尔木藜麦大田种植最适宜播期在4月中旬。