乌兰地区藜麦生长期与气象因子的相关性分析

摘要：通过对乌兰地区2021 年藜麦播种至出苗期人工观测土壤重量含水率变化特征、不同播种期出苗时长、播种期气温、日照时数等相关性分析，结果表明在5月8日前后，日照时数为53.5h、土壤含水率为0.14（g/g%）、平均气温为11. 5℃、最高气温20. 3℃、最低气温为4.6℃时最宜藜麦出苗。

关键词：藜麦；土壤水分；出苗期 

引言

藜麦（Chenopodium quinoa Willd）是苋科藜属的一年生双子叶植物，原产于南美洲安第斯山地区，迄今已有约7 000 年的种植历史[1-2]。藜麦是一种抗逆性和适应性强，兼具一定景观价值的多作物［3］，与其他谷物相比，藜麦子粒蛋白质含量高，氨基酸比例均衡，膳功能食纤维、维生素和矿物质含量高，且不含麸质，此外还富含黄酮、多酚、不饱和脂肪酸等多种营养功能因子[4-6]。与传统高原作物相比不仅有极高的营养价值，也表现出了较高的经济效益。还具有很强的耐旱、耐盐、耐瘠薄特性，探究其优良特性的生物学基础已成为当前作物研究的热点［7］。因此，选择适宜的播种期对有效提升高海拔地区藜麦产量对藜麦产业发展有重要意义。

气候资源对农作物生长适宜性评价已逐步由定性化走向定量化［8］。关于藜麦的气候适宜性研究，刘运华等[9]给出了青海共和地区藜麦各发育期温度、光照等气象条件适宜范围。雷玉红等[10]通过分期播种试验对格尔木地区藜麦种植的影响及藜麦种植对气象条件适应性。目前，藜麦气候适宜性研究主要集中在气候环境对藜麦产量、品质影响及藜麦种植气候适应性[11]。气候适宜度是综合反映光、温和水等气候资源对作物生长生育和产量形成的气象适应程度，分析研究适宜的藜麦播种期，对藜麦精细化农业气象服务和气象防灾减灾顺利开展具有重要意义。

1 材料与方法

选取乌兰地区2021 年中4—9 月期间逢8、18、28 日人工所测的土壤重量含水率（土壤含水量占干土质量百分比）、出苗时长、播种期积温、日照时数等资料数据为研究对象。

采用相关分析法探讨气象条件与藜麦出苗时长之间的关系，确定适宜出苗的时间阶段，并进行显著性检验。 

2.藜麦不同生育期农业气候条件

2.1降水条件

从表一可以看出，乌兰藜麦种植区属于半干旱地区，年降水量为272.9mm、蒸发量527. 9mm，降水量是蒸发量的1 /2。自然降水不能满足藜麦对水分的需求，藜麦发育水分需求采用灌溉来解决。

表1年降水量干旱区划表

年降水量 干旱区划

＜200mm 干旱

200mm-400mm 半干旱

400mm-800mm 半湿润

＞800mm 湿润

2.2土壤含水量条件

2.2.1土壤水分的垂直变化特征

图1 表明， 10-20 cm 土壤水分的变化幅度明显大于其余层，其余层变化相对较平缓，30 cm处土壤湿度在播种期第1-2期（即4月28日-5月3日）之间变化最剧烈。20 cm 在播种期第6期（即5月23日左右）时土壤湿度最大，随着深度的增加，土壤湿度呈微弱的递增趋势，5cm处湿度最小。乌兰地区地处高原，地下水位较深，土壤水分的补充主要来源于自然降水和人工灌溉。降水对土壤水分的补给起着决定性的作用。浅层10-20 cm湿度对降水的响应最为敏感，同时又受自然蒸发、作物蒸散等影响，其变化幅度大于较深层土壤湿度。

图1 0-30 cm 深度土壤湿度垂直变化

2.6 土壤湿度与降水和气温间的关系分析

选取土壤湿度与平均气温及降水量的相关性进行分析，结果表明（表1），各层土壤湿度与同期降水量及平均气温均呈负相关，其中夏季5cm土壤湿度与平均气温相关最为显著，相关系数达-0.37。说明气温对土壤湿度的变化有着较大影响。选取5CM土壤湿度，通过分析其平均湿度的变化，发现土壤湿度随着平均气温的逐步升高呈缓慢下降趋势（图2），与预期相符。

表2土壤湿度与降水量、平均气温相关系数

土层（CM） 5 10 20 30

降水量 -0.26 -0.26 -0.35 -0.25

平均气温 -0.37 -0.11 -0.18 -0.34

图2 合作地区0-50 cm 深度土壤湿度垂直变化

2.2.1土壤水分与出苗期生长时长

藜麦出苗时长与土壤含水率呈现较好的正相关，相关系数为0.73，表明土壤水分是影响出苗时长一的主要气象因子之一。通过分析其与出苗时长的变化，发现两者在变化趋势上有着较好的一致性（图3），可以看出，含水率越高越不利于出苗，表明含水率在0.14左右最适合播种。

图3藜麦出苗期和土壤含水率

2. 3光照条件

计算得出藜麦出苗时长与日照时数呈现正相关，相关系数为0.60，通过了显著性检验。日照时数与出苗时长的变化趋势（图4）可以看出，日照时数越少越对出苗有利，在出苗期日照时数增加可能会导致出苗时间变长，影响藜麦的成熟，表明日照时长是影响藜麦出苗的主要气象因子之一。

图4藜麦出苗期和日照时数

2. 4温度条件

表3为不同温度条件与出苗时长的相关性。出苗期平均温度12. 0℃，最高气温23.0℃，日平均气温、最高气温、最低气温均呈负相关，最低气温相关性最明显。表明藜麦在出苗期最低气温越低越不利于出苗，最终影响产量提高。出苗期乌兰气温日较差较大，平均日较差达14.2℃，最大日较差达到17.9℃，与出苗时长呈较明显的正相关，相关系数为0.33。出苗时长最短时平均气温为11. 5℃，最高气温20. 3℃，最低气温为4.6℃，表明适宜温度有力促进藜麦出苗，也是影响藜麦出苗的主要原因之一。

表3温度与出苗时长的相关性

气温 最低气温 最高气温 平均气温 积温

相关系数 -0.37 -0.11 -0.18 0.34

3结果与分析

3.1 气象要素与土壤水分的关系

相关研究指出，出苗时长的变化与气象因素密切相关，这与本研究的结论基本一致。半干旱地区土壤水分补充主要源自降水，而半干旱地区农作物的生长依然离不开人工灌溉。通过相关性计算得出土壤含水率对出苗时长影响最大，说明土壤含水率是影响出苗时长最主要的因素之一。进而研究表明10-20CM湿度对降水响应最敏感，气温对0-5CM土层影响较大，土壤湿度随着平均气温的逐步升高呈缓慢下降趋势。通过土壤含水率与藜麦出苗时长的相关性分析得出土壤含水率与藜麦出苗时长呈较好的正相关，表明了含水率越高越不利于出苗，从而影响后期发育时长，也印证了藜麦相较于其他农作物具有较强的耐旱性。从日照时长与出苗时长进行分析得出两者呈现正相关，表明日照时数增加可能会导致出苗时长变长。从气温影响因素分析，出苗时长与日平均气温、最高气温、最低气温均呈负相关，最低气温相关性最明显，表明较低的气温对出苗时长影响越显著，进而得出藜麦在一定的低温环境越利于出苗，表明了藜麦是耐寒耐旱作物。

参考文献

[1]阿图尔·博汗格瓦，希尔皮·斯利瓦斯塔瓦. 藜麦生产与应用. 任贵兴，叶全宝，译. 北京：科学出版社，2014.

[2]K.墨菲，J.马坦吉翰.藜麦研究进展和可持续生产.任贵兴，赵刚，译.北京：科学出版社，2018.

[3]邓万云，周继华，黄琴，等． 藜麦在北京地区适应性的初步研究〔J〕． 中国农业大学学报.2016，21( 12) :12－ 19．

[4]崔宏亮，刑宝，姚庆，等. 新疆伊犁河谷藜麦产业发展的SWOT分析. 作物杂志，2019(1)：32-37.

[5]胡一波，杨修仕，陆平，等. 中国北部藜麦品质性状的多样性和相关性分析. 作物学报，2017，43(3)：464-470.

[6]魏爱春，杨修仕，么杨，等. 藜麦营养功能成分及生物活性研究进展. 食品科学，2015，36(15)：272-276.

[7]李丽丽，姜奇彦，牛风娟，等．藜麦耐盐机制研究进展〔J〕．中国农业科技导报，2016，18（2）：31－40．

[8]罗蒋梅，王建林，申双和，等． 影响冬小麦产量的气象要素定量评价模型〔J〕． 南京气象学院学报， 2009， 32( 1) :94 － 99 ．

[9] 刘运华, 毛万珍. 青海共和地区藜麦种植的气象条件分析. 农业灾害研究, 2017, 7(Z1): 48-50.

[10] 雷玉红, 李海凤, 颜亮东, 等. 格尔木地区藜麦种植的气象条件适应性分析. 青海科技, 2019(2): 58-64.

[11] 祁贵明，雒维萍，霍治，等.柴达木盆地藜麦适宜农业气象指标构建

[12] 韩春光,张玲,任岗,等. 新疆国家一级农试站多年土壤湿度特征分析[J]. 中国农学报,2016,32(36):120-124.

[13] 格桑,次仁央宗,次旺顿珠. 西藏地区土壤湿度时空变化特征[J]. 中国农学通报,2016,32(23):93-99.

[14] 王磊,文军,韦志刚,等. 中国西北区西部土壤湿度及其气候响应[J].高原气象,2008,27(6):1257-1266.

作者简介：白吉萍（1997.01）女，汉族，青海省西宁市，本科学历，助理工程师，从事研究方向：大气科学。

*通讯作者：袁世龙(1996.12)男,汉族,青海海东，本科学历，助理工程师，从事研究方向：大气科学。