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2020 , Vol. 36 >Issue 10: 53 - 59

DOI: https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb19010100

Research article

Preliminary Test Report on Cultivation of Chenopodium quinoa in Beijing Greenhouse

  • Mei Li ,
  • Zhou Jihua ,
  • Wang Junying
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  • Beijing Agricultural Technology Extension Station, Beijing 100029

Received date: 2019-01-18

  Request revised date: 2019-04-09

  Online published: 2020-03-19

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(20160133)

Copyright

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Fold

Abstract

To explore the cultivation methods of quinoa vegetables in greenhouse, quinoa seeds harvested in Beijing were used as experimental materials. The dynamic monitoring of quinoa vegetable growth, the comparison of sowing amount and sowing method, the influence of fertilizer on quinoa, the optimal suitable mechanical sowing amount of quinoa, and the comparison of quinoa leaves and grains and other vegetables in nutritional composition were reported to provide a technical reference for the cultivation of quinoa vegetables. The results show that quinoa is a healthy vegetable which is rich in protein, dietary fiber, potassium, magnesium, and low in sodium. From sowing to harvesting, ≥10℃ accumulated temperature is 933.24℃. To facilitate mechanized production and ensure the neat of the group, it is better to choose drill sowing. When the sowing amount was 22.5-24 kg/hm 2, the yield could reach 15143.55-15442.95 kg/hm 2. Compared with the application of chicken dung and non-fertilization, the yield of quinoa under sheep dung is better, and the yield of edible part is 15722.10 kg/hm 2.

Key words： Chenopodium quinoa; sowing methods; sowing amount; fertilizer efficiency; yield; quality

Cite this article

Mei Li , Zhou Jihua , Wang Junying . Preliminary Test Report on Cultivation of Chenopodium quinoa in Beijing Greenhouse[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020 , 36(10) : 53 -59 . DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19010100

0 引言

藜麦(Chenopodium quinoa)又称藜谷、南美藜、昆诺阿藜等,是苋科藜属的一年生双子叶植物[1],原产于南美洲安第斯山脉高原地区,距今有5000~7000年的种植历史[2],从海平面的智利西北部地区到海拔4000 m的玻利维亚高原地区均有种植。藜麦籽粒营养丰富,适应性强,被认为是世界许多地区有发展前景的替代作物[3,4,5,6,7]。高品质蛋白质是藜麦最突出的营养特性,没有麸质,氨基酸配比均衡,含有甲硫氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸等在大多数谷物中为限制性氨基酸的人体必需氨基酸[8]。藜麦蛋白质生物价为83%,高于鱼(76%)、牛肉(74.3%)、大豆(72.8%)、小麦(64%)、稻(64%)和玉米(60%)。同时,藜麦含有多种不饱和脂肪酸,能有效预防血管动脉粥样硬化;是很好的维生素来源,尤其富含维生素B族、维生素E、叶酸;富含钙、镁、铁等矿物质以及多酚、异黄酮等生物活性物质[9],被誉为“未来的超级谷物”、“营养黄金”等[10,11]。
中国于1987年引种藜麦,进行适应性栽培研究[12],自2008年开始规模化种植。目前,藜麦产业呈现出良好的发展态势[1],2017年种植面积已达9000 hm2[8],主产区分布于山西、甘肃、青海、内蒙古、吉林、河北及云南等地。
北京属资源型缺水城市,水资源供需矛盾突出。引进集优质高营养、抗旱抗寒耐盐碱、花序彩色可观赏等多功能于一体的新作物藜麦,对于调整种植结构、发展北京特色都市农业具有十分重要的意义。2015年,在延庆、密云、房山、海淀的7个示范点进行藜麦适应性栽培6.7 hm2,其中,藜麦在延庆永宁（40°47′N,116°28′E,海拔520 m,年均降水441 mm,年均气温9℃）、延庆四海（40°55′N,116°40′E,海拔728 m,年均降水420 mm,年均气温8.9℃）、房山大安山（39°88′N,115°77′E,海拔829 m,年均降水539 mm,年均气温12.2℃）,3个地点均可正常成熟,平均产量1880.1 kg/hm2[13]。
除作为类谷物食用籽粒外,藜麦的叶子还可作为蔬菜食用。与菠菜叶子相似,既可用来凉拌生食,又是新鲜蔬菜色拉的理想原料[14]。藜麦叶片中含有82~190 mg/100 g类胡萝卜素、1.2~2.3 g/kg维生素C及27~30 g/kg蛋白质[15]。然而,目前还鲜见关于藜麦蔬菜的栽培技术报道。为拓宽藜麦食用途径,充分利用藜麦的营养价值,丰富市民菜篮子,笔者从播种量与播种方式、肥效对比、最佳机械播种量等方面进行栽培试验研究,并比较了藜麦叶片与籽粒、藜麦蔬菜与其他蔬菜的营养成分含量差异,旨在为北京市种植发展藜麦提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2017年2月3日—3月10日在北京市农业技术推广站小汤山特菜大观园日光温室进行。单栋温室东西宽48 m、南北长10 m,壤土,地力均匀,肥力中等,0~20 cm基础地力为：有机质1.89%、碱解氮219 mg/kg、有效磷31.7 mg/kg、速效钾147 mg/kg、全氮0.93 g/kg,pH 7.88。

1.2 试验材料

试验材料为2016年延庆区四海镇种植收获的藜麦,籽粒灰白色,千粒重2.52 g,发芽率≥90%,净度≥98%,水分≤13%。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计
（1）播种方式与播种量试验。随机区组试验设计,设置撒播和条播2个处理,每处理设置15、22.5、30、37.5、45 kg/hm2 5个播量水平,3次重复,小区面积4.9 m2(3.5 m×1.4 m)。撒播折合每小区播种量110.25、165.45、220.5、275.7、330.75 g。条播每小区种7行,行距20 cm,折合每行播种量为15.75、23.7、31.5、39.45、47.25 g。
（2）肥效对比试验。设置羊粪、鸡粪2个施肥处理,用量为30 t/hm2,以不施肥为空白对照,3次重复,小区随机排列,面积9.8 m2(7 m×1.4 m)。采用德易播2BF-10蔬菜播种机条播,行距12 cm,播种量为24 kg/hm2。
（3）机械播种试验。采用德易播2BF-10蔬菜播种机,一次完成播种及镇压环节。设置11.1、24、31.5 kg/hm2 3个播种量,3次重复,小区随机排列,面积9.8 m2(7 m×1.4 m),行距12 cm。
1.3.2 田间管理 做平畦,播种方式与播种量试验播前撒施总养分≥5.0%、有机质≥45%的鸡粪30 t/hm2;肥效对比试验播前撒施总养分≥5.0%、有机质≥45%的鸡粪或有效菌数≥2000万个/g、有机质≥40%的羊粪30 t/hm2;机械播种试验播前撒施有效菌数≥2000万个/g、有机质≥40%的羊粪30 t/hm2。播种方式与播种量试验人工坐水播种,播深1~2 cm,播后轻微镇压,覆地膜至出苗后揭膜;肥效对比和机械播种2项试验播深1.5 cm,播后微喷,覆地膜至出苗后揭膜。播后15天喷淋第1水,以后至采收期每7天喷淋1次水,全生育期共计用水1.3 m3。
1.3.3 调查项目 种子出苗后,每隔7天随机取10株调查株高、茎粗、叶片数、最大叶长、最大叶宽等。3月10日（播后37天）采用距地面2 cm贴根剪的方式整畦采收,测定可食用部分产量、单株鲜重。
1.3.4 统计分析 采用SPSS Statistics 17对试验数据进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 藜麦蔬菜生长动态监测

采用US350环境传感器对温室内的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤水分、土壤温度进行实时监测（每小时记录1次数据）。播后每隔7天（分别于2月10日、2月17日、2月24日、3月3日、3月10日）对株高、茎粗、叶片数、最大叶长、最大叶宽进行测量,并对从播种日2月3日早9:00至测量日早9:00的环境因子进行归纳分析（如2月17日数据即为2月3日9:00至2月17日早9:00的US350环境传感器实时监测数据的统计值）。
从表1可见,藜麦蔬菜在2月24日（播后3周）叶片数大于8以上时,生长速度加快,株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽的日增长速度均要大于8叶前。生长期间,温室内的平均光照强度2188.35 lx,平均空气温度23.67℃,平均土壤温度24.06℃,平均空气湿度54.72%,平均土壤水分2.93%,从播种至收获,藜麦蔬菜需要≥10℃积温933.24℃。
表1 藜麦蔬菜生长动态及环境因子
调查日期 株高/cm 茎粗/cm 叶片数 最大叶长/cm 最大叶宽/cm ≥10℃有效积温/℃
2月10日 2.00 0.05 2 1.8 0.4 201.15
2月17日 5.82 0.12 4~6 2.3 1.1 392.76
2月24日 9.05 0.20 8~12 2.6 1.9 590.25
3月3日 20.50 0.32 12~14 3.7 3.4 757.32
3月10日 33.10 0.51 14~16 5.8 5.1 933.24
调查日期 平均光照强度/lx 平均空气温度/℃ 平均土壤温度/℃ 平均空气湿度/% 平均土壤水分/%
2月10日 2781.32 25.46 25.70 69.61 7.35
2月17日 2679.17 24.83 25.18 70.64 7.70
2月24日 3048.68 24.88 25.38 68.52 8.66
3月3日 2590.11 23.98 24.43 60.48 5.37
3月10日 2188.35 23.67 24.06 54.72 2.93

2.2 不同播种方式和播种量比较

2.2.1 采收期藜麦蔬菜植株性状比较 不同播种方式与播量处理对采收期藜麦蔬菜植株性状的影响见表2。撒播方式下,藜麦植株个体生长空间充裕,株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大节间长等各项指标均优于同一播种量的条播处理,而死苗率要低于同一播种量条播处理。随着播种量由15 kg/hm2增加至45 kg/hm2,死苗率呈上升趋势,撒播死苗率由0.6%增加至15.9%,条播死苗率由3.6%增加至39.9%。因此,当播种量大于37.5 kg/hm2时,荫蔽的生长环境不利于藜麦苗的生长,田间实际株数反而小于播种量30 kg/hm2的水平,导致株高随密度的增加,呈现先增加后降低的趋势。2.2.2 采收期藜麦蔬菜产量比较 各处理产量表现见表3。应用SPSS软件进行双因素方差分析,由表4可见,播种方式、播种量间存在极显著差异,播种方式×播种量互作效应极显著。对播种量的多重比较结果可见,播种量37.5、30、45、22.5 kg/hm2之间差异不显著,与播种量15 kg/hm2差异极显著,以播种量37.5 kg/hm2产量最高,为18768.6 kg/hm2（表5）。虽然播种量以37.5 kg/hm2产量最高,但不同播种方式的适宜播量不同,撒播37.5 kg/hm2产量最高,可食用部分达到23606.55 kg/hm2;条播22.5 kg/hm2产量最高,可食用部分产量为15442.95 kg/hm2。鉴于人工撒播不匀,田间长势不整齐,呈斑秃状,为便于机械化生产、节约劳动成本和保证设施内植株群体的整齐度,建议选择条播方式。

2.3 不同肥料应用效果比较

施肥处理植株长势旺,株高、茎粗均优于空白对照(F=0.512)。但施肥与不施肥处理产量差异不显著,以施用羊粪产量较好,可食用部分产量15722.10 kg/hm2（表6）。
表2 不同播种方式与播种量下藜麦的植株性状调查
播种方式 播种量/(kg/hm2) 株高/cm 茎粗/cm 最大叶长/cm 最大叶宽/cm 展开度/cm 最大节间长/cm 叶片数 死苗率/%
撒播 15 30.35 0.52 5.47 4.77 10.33 6.28 15.3 0.6
22.5 35.47 0.55 6.20 4.87 9.83 7.49 14.7 2.8
30 34.80 0.45 6.27 5.43 10.50 5.41 15.3 9.6
37.5 34.80 0.45 5.87 5.20 9.67 8.81 15.3 12.8
45 31.67 0.49 5.80 5.33 8.97 5.19 14 15.9
条播 15 27.87 0.50 5.90 5.57 8.77 3.99 16 3.6
22.5 29.80 0.46 5.97 5.00 10.50 4.99 15.3 13.6
30 29.93 0.50 5.77 5.13 9.67 4.83 16.7 18.8
37.5 30.40 0.45 5.63 4.97 9.00 5.22 14 30.6
45 28.03 0.53 5.50 4.90 9.33 4.41 14.7 39.9
表3 不同播种方式与播量下藜麦蔬菜采收期产量 kg/hm2
播种方式 播种量 重复1 重复2 重复3 平均
撒播 15 14286.45 15919.20 13878.30 14694.60
22.5 14694.60 20205.15 16796.70 17232.15
30 21225.60 24695.10 18776.40 21565.65
37.5 26123.55 20613.30 24082.80 23606.55
45 20409.15 20205.15 21429.60 20681.25
条播 15 13980.30 12755.70 12878.25 13204.80
22.5 16327.35 16225.35 13776.15 15442.95
30 17653.95 12245.55 13266.00 14388.45
37.5 14137.50 15204.90 12449.55 13930.65
45 15102.75 13538.10 12857.85 13832.85
表4 方差分析表
来源 平方和 自由度 均方 F P
播种方式 2.184×108 1 970610.162 54.610 .000
播种量 8.3275×108 4 91942.543 5.173 .005
播种方式×播种量 7.780×107 4 86445.437 4.864 .007
误差 7.998×107 20 17773.409
总和 8.985×109 30
表5 不同播种量间的多重比较 kg/hm2
播种量 产量 差异显著性
5%水平 1%水平
37.5 18768.6 a A
30 17977.1 a AB
45 17257.1 ab AB
22.5 16337.55 ab AB
15 13949.7 b B
表6 施用不同肥料藜麦蔬菜采收期植株性状及产量表现
处理 株高/cm 茎粗/cm 最大叶长/cm 最大叶宽/cm 展开度/cm 最大节间长/cm 叶片数 平均产量/(kg/hm2)
羊粪 44.3 0.61 6 5.2 10.5 7.26 16 15722.10a A
鸡粪 36.5 0.58 6.2 5.7 11.25 6.15 16 15150.45aA
对照 34.2 0.48 5.85 4.65 10.2 6.61 16 14292.90a A

注：同列小写和大写字母表示0.05和0.01水平差异显著,下同。

2.4 机械播种效果比较

不同播量下的藜麦苗收获时均16片叶,随着密度升高,藜麦植株增高,茎粗变细,最大节间伸长,展开度逐渐变小。以31.5 kg/hm2的产量最高,为15150.45 kg/hm2,与播种量24 kg/hm2产量差异不显著(F=7.62),但极显著高于机械播种量为11.1 kg/hm2的产量（表7）,因此,为节约成本,机械播种量24 kg/hm2最为适宜。

2.5 藜麦营养成分的比较分析

本试验同时委托普尼测试集团股份有限公司参照GB 5009.5—2016、GB 5009.91—2017等方法测定藜麦叶片和籽粒的营养品质含量。结果（表8）表明,随着藜麦营养生长转向生殖生长,并开花结籽,藜麦的蛋白质、脂肪、矿物质、皂苷含量均呈逐渐积累和上升的趋势,即藜麦籽粒的各项营养物质含量要高于叶片。不过,由于藜麦叶片皂苷含量明显降低,较藜麦籽粒省去了因皂苷含量高、口感发涩而繁琐的脱皂苷过程。
Koziol[16]通过归纳11篇文献对藜麦籽粒的矿物质含量的报道结果（表9）,表明不同研究者测定的藜麦籽粒中矿物质含量有一定差异,如Ca的含量从20 mg/100 g变化至390 mg/100 g,K的含量从500 mg/100 g变化至1980 mg/100 g,这可能与品种、土壤类型、光照强度和成熟度等有关[17]。本研究中藜麦籽粒的矿物质含量测定值均在Koziol的归纳范围之内。本研究中叶片的矿物质含量数值与Koziol的结果（表9）有略微差异,但规律相同,均表明藜麦富含K、Ca、Mg,且藜麦籽粒较藜麦叶片矿物质含量高。
通过与菠菜、油菜、芹菜、大白菜等其他常见蔬菜的营养成分比较可见,藜麦蔬菜的膳食纤维、钾、镁含量均高于菠菜、油菜、芹菜、大白菜,蛋白质含量与菠菜接近,高于油菜、芹菜、大白菜（表10）,对于补充人体蛋白质、改善人体肠道菌群,促进消化、维持神经和肌肉的正常功能、保护心脏血管具有重要作用。另外,藜麦蔬菜较其他蔬菜低钠(13 mg/100 g),有助于缓解人体肾脏功能,防止人体食用钠过多造成的高钠血症。同时,藜麦蔬菜中含有维生素B2、维生素C、胡萝卜素。
表7 不同机械播种量下藜麦蔬菜采收期植株性状及产量表现
播量/(kg/hm2) 株高/cm 茎粗/cm 最大叶长/cm 最大叶宽/cm 展开度/cm 最大节间长/cm 叶片数 平均产量/(kg/ hm2)
31.5 38.5 0.59 5.95 5 9.69 7.12 16 15150.45aA
24 36.5 0.62 6.2 5.7 10 6.15 16 15143.55aA
11.1 36.2 0.6 5.7 4.5 11.25 6.24 16 13864.05bB
表8 藜麦叶片及籽粒的营养品质含量差异
部位 Ca/
(mg/100g)		 Fe/
(mg/100 g)		 Mg/
(mg/100 g)		 P/
(mg/100 g)		 K/
(mg/100 g)		 Zn/
(mg/100 g)		 Cu/
(mg/100 g)		 Mn/
(mg/100 g)		 蛋白质/
(g/100 g)		 脂肪/
(g/100 g)		 皂苷/
(g/kg)
叶片 66.8 1.82 46.8 54.1 719 0.324 0.070 0.179 1.89 0.45 0.48
籽粒 223 21.9 380 202 1640 3.39 0.69 3.02 16.6 5.0 0.77
表9 Koziol比较的藜麦叶片及籽粒的矿物质含量差异 mg/100g
部位 比较项 Ca Fe Mg P K Zn Cu Mn
叶片 平均值 153 0.87 83 42 357 0.59 0.07 —
籽粒 平均值 148.7 13.2 249.6 383.7 926.7 4.4 5.1 10
籽粒 变幅 20~390 0.5~32.1 130~460 129~630 500~1980 1.2~9.9 0.6~8.7 1.9~17.8
表10 藜麦蔬菜与其他蔬菜的营养品质差异
蔬菜 能量/
(kJ/100 g)		 蛋白质/
(g/100 g)		 脂肪/
(g/100 g)		 碳水化合物/
(g/100 g)		 膳食纤维/
(g/100 g)		 钠/
(mg/100 g)		 胆固醇/
(mg/100 g)
藜麦 68 2.2 0 0.9 1.9 13 0
菠菜 100 2.6 0.3 4.5 1.7 85.2 0
油菜 96 1.8 0.5 3.8 1.1 55.8 0
芹菜 59 0.8 0.1 3.9 1.4 48 0
大白菜 71 1.5 0.1 3.2 0.8 57.5 0
蔬菜 维生素B2/
(mg/100 g)		 维生素C/
(mg/100 g)		 胡萝卜素/
(mg/100 g)		 钾/
(mg/100 g)		 镁/
(mg/100 g)		 钙/
(mg/100 g)		 铁/
(mg/100 g)
藜麦 0.13 10.8 198 794 60 86 1.6
菠菜 0.11 32 2920 311 58 66 2.9
油菜 0.11 36 620 210 22 108 1.2
芹菜 0.08 12 60 154 10 48 0.8
大白菜 0.05 31 120 0 11 50 0.7

3 结论

藜麦叶片中含有多种营养成分,其叶片与菠菜相似,具有较高的营养价值,可以作为蔬菜食用[18,19]。笔者从生长动态监测、播种量与播种方式比较、肥效对比、适宜机械播种量、藜麦叶片与籽粒及其他蔬菜的营养成分比较等方面对温室藜麦蔬菜的栽培进行报道,初步得出以下结论：藜麦苗是一种藜麦食用的新途径,藜麦叶片比籽粒皂苷含量低,避免了因口感发涩的脱皂苷过程,与菠菜、油菜、芹菜、大白菜等其他蔬菜相比,藜麦还可作为一种富含蛋白质、膳食纤维、钾、镁而低钠的健康蔬菜,可进一步试验示范。从播种至收获,藜麦蔬菜需要≥10℃积温933.24℃,叶片数大于8以上时日均生长速度要大于8叶前;撒播较条播耐密性好,但田间长势不整齐,为便于机械化生产和保证群体整齐度,建议选择条播方式,人工条播建议播种量22.5 kg/hm2,产量可达15442.95 kg/hm2;若采用德易播2BF-10蔬菜播种机,建议播种量为24 kg/hm2,产量可达15143.55 kg/hm2;施用羊粪、鸡粪和不施肥产量差异不显著,以施用羊粪产量较高,可食用部分产量15722.10 kg/hm2。

4 讨论

4.1 藜麦蔬菜是一种新型健康蔬菜

藜麦苗是经济的维生素和矿物质来源[20,21]。陈光[22]通过文献比较指出,藜麦叶片的钙、铁、锌含量分别为358.35~960.1、0.56~7.9、0.07~4.26 mg/100 g,与本研究及Koziol报道的铁和锌含量较接近,其通过不同文献比较表明,藜麦叶片和籽粒的蛋白含量分别为2.7~3、14.4 g/100 g,同样表明藜麦从叶片生长至籽粒,蛋白质含量呈上升趋势。
周彦航[23]对藜麦苗的检测结果表明,其矿物质元素含量从高至低依次为K>Ca>Mg>Na>Fe>Zn>Mn>Cu,本研究中矿物质元素含量从高至低依次为K>Ca>P>Mg>Na>Fe>Zn>Se>Cu,与其结果基本吻合,即表明藜麦叶片中K、Ca、Mg含量丰富,但周彦航报道的矿物质含量与本研究差异较大。Mastebroek等[24]研究发现藜麦生长至82天后,藜麦叶中才可以检测出微量的皂苷,而本研究在藜麦播后37天采收能检测到0.48 g/kg的皂苷含量。

4.2 本研究首次报道了温室藜麦蔬菜的栽培方法

前人虽测定比较了不同采收期藜麦苗的营养及生物活性物质含量,肯定了藜麦苗符合膳食推荐标准这一结论,并尝试以藜麦叶片为原料研制藜麦茶[23,25],但未见藜麦蔬菜栽培技术措施相关报道。笔者从适宜播种方法、播种量、施肥种类等方面进行报道,填补了藜麦蔬菜栽培技术的空白。藜麦苗的株高、适口性、营养功能成分含量等是决定其采收时期的关键因素[26]。本研究于早春播种,温室内平均土壤温度为24.06℃,播后37天,藜麦蔬菜株高增至33.1 cm左右时,藜麦苗产量高,且质地仍较为鲜嫩,适合用作苗菜。罗秀秀等[25]于12月末秋冬茬播种藜麦苗,表明播后48天,藜麦苗株高增至37.37 cm时采收最适宜。周彦航[23]表明,在温室大棚平均温度为18.25℃,平均相对湿度为67.05%的条件下,第38天采收效益较高,第28天的藜麦苗营养最优,但产量最低。本项目经多次种植比较发现,在11月阴天寡照情况下,温室藜麦的采收期可延长至60天左右。因此,应根据环境条件确定采收期长短,在藜麦苗高30 cm左右时,密切关注藜麦茎秆的纤维化程度,做到适时采收。本研究提供的播种量、播种方式等技术措施可为生产提供参考,但温室内一年可种植几茬藜麦蔬菜,其最适宜的环境因子如何,还需要进一步试验示范,以形成具体的栽培技术标准,为生产提供更详尽的栽培技术指南。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

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