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芭蕉芋的種質(zhì)資源及栽培技術(shù)研究進(jìn)展

2012-04-29 00:44:03歐珍貴周正邦周明強(qiáng)
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年3期
關(guān)鍵詞:營(yíng)養(yǎng)成分種質(zhì)資源栽培技術(shù)

歐珍貴 周正邦 周明強(qiáng)

摘要:為了推進(jìn)芭蕉芋(Canna edulis Ker)的生產(chǎn)和發(fā)展,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)芭蕉芋的種植進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上,對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于芭蕉芋種質(zhì)資源、營(yíng)養(yǎng)成分及用途、生理特性和栽培技術(shù)進(jìn)行了綜述,并針對(duì)芭蕉芋的研究進(jìn)展展望了今后的研究方向。

關(guān)鍵詞:芭蕉芋(Canna edulis Ker);種質(zhì)資源;營(yíng)養(yǎng)成分;栽培技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):S632.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)03-0441-04

Research Progress in Germplasm and Cultivation Technique of Canna edulis

OU Zhen-gui,ZHOU Zheng-bang,ZHOU Ming-qiang

(Subtropical Crop Institute of Guizhou Province,Xingyi 562400,Guizhou,China)

Abstract: In order to promote the development of Canna edulis industry, systematic study on its cultivation has been taken both in China and abroad. Research progress in germplasm resource, nutrient, use, biological characteristic and cultivation technique of C. edulis were reviewed. The prospect of future research was also put forward.

Key words: Canna edulis Ker; germplasm resource;nutrient component;cultural technique

芭蕉芋(Canna edulis Ker)是重要的淀粉作物,是釀造與淀粉工業(yè)上的重要原料。其秸稈可作為家畜飼料。黔西南州水熱資源豐富,土壤疏松,通透性強(qiáng),適宜于芭蕉芋生長(zhǎng)。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,芭蕉芋已形成一定的種植規(guī)模,在貴州省以黔西南州栽培最多,常年種植面積2萬(wàn)hm2,年產(chǎn)50萬(wàn)t[1-3],黔西南州芭蕉芋一般通過(guò)加工成淀粉后再進(jìn)一步制作成粉條。有關(guān)芭蕉芋的研究大多數(shù)集中在加工方面,本研究綜述了關(guān)于芭蕉芋的地理分布、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、植物學(xué)分類(lèi)、品種選擇及栽培管理的研究成果,以期為芭蕉芋在種植業(yè)研究方面存在的不足和發(fā)展趨勢(shì)作理論鋪墊。

1芭蕉芋種質(zhì)資源研究

1.1芭蕉芋植物學(xué)特征

芭蕉芋(Cannas delis Ker)又名蕉芋,別名蕉藕、旱藕(廣西)和姜芋(廣東)等,系美人蕉科(Cannaceae)美人蕉屬多年生單子葉草本植物[4-8],株高200~300 cm,莖、葉被白粉霜。葉長(zhǎng)圓形至長(zhǎng)卵形、短尖,長(zhǎng)20~60 cm,寬10~20 cm,基部下延。葉面綠色帶紫綠色,葉背及邊緣紫綠色。根莖塊狀,粗壯??偁罨ㄐ蝽斏?,少分叉,花疏,被蠟質(zhì)粉霜,基部有1~2枚管狀抱莖闊鞘。苞片卵形,淡紫色,腋生1~2朵花。萼片披針形,長(zhǎng)約1.5 cm。花冠裂片披針形,直立,長(zhǎng)約4 cm,紫紅色。外輪退化雄蕊2~3枚,倒披針狀條形,直立,長(zhǎng)約5.5 cm,紅色,基部帶杏黃色。唇瓣披針形,卷曲,長(zhǎng)4.5 cm,紅色。發(fā)育雄蕊披針形,長(zhǎng)約4.2 cm,花藥室長(zhǎng)約0.9 cm。子房淡綠色,密生小疣突,柱頭條狀。蒴果倒卵形,有軟刺[9]。

1.2芭蕉芋資源的分布

芭蕉芋原產(chǎn)西印度群島和南美洲[4-8],我國(guó)南部和西南部各省均有栽培[10-12]。早在2 500年前,芭蕉芋在原產(chǎn)地就被作為糧食作物栽培,其適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高,塊莖單產(chǎn)達(dá)2.3萬(wàn)~3.0萬(wàn)kg/hm2。淀粉含量高,容易被人體吸收,適合老年人和嬰兒食用[13]。經(jīng)過(guò)歷年不斷的選育,已得到許多優(yōu)良的芭蕉芋栽培品種,種植地區(qū)也從南美洲擴(kuò)展到非洲和亞洲。至今亞洲的越南、柬埔寨、印度尼西亞、中國(guó)南部等地區(qū)還保留利用芭蕉芋生產(chǎn)淀粉的傳統(tǒng)[14,15]。20世紀(jì)20年代傳人我國(guó),分布于亞熱帶地區(qū),廣泛種植于云南、貴州、廣西和四川,現(xiàn)在傳到亞洲各個(gè)國(guó)家。中國(guó)和越南是主要的消費(fèi)大國(guó),泰國(guó)對(duì)芭蕉芋淀粉已引起重視。印度尼西亞1999年7月制定的一個(gè)在中部與西爪哇地區(qū)發(fā)展芭蕉芋生產(chǎn)的國(guó)家規(guī)劃,種植了約50 hm2芭蕉芋,預(yù)期可收獲塊莖1 250 t[16]。貴州省芭蕉芋在黔西南、黔東南、黔南地區(qū)種植較多,是貴州省少數(shù)民族地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物,產(chǎn)量可達(dá)6.0萬(wàn)~7.5萬(wàn)kg/hm2[14]。據(jù)統(tǒng)計(jì),貴州省芭蕉芋年產(chǎn)量在50萬(wàn)t以上[17]。

1.3芭蕉芋分類(lèi)研究

根據(jù)黃國(guó)濤[9]、譚廣文等[18]及Hayyward[19]的研究,把美人蕉屬分為美人蕉、柔瓣美人蕉、蘭花美人蕉、大花美人蕉、粉美人蕉5個(gè)種,把美人蕉種分為蕉芋、紫葉小橘紅、大紫葉3個(gè)品種。鄧朝義等[20]根據(jù)芭蕉芋花和葉的形態(tài)特征,將其分為綠葉黃花、綠葉紅花和紫葉紅花芭蕉芋3個(gè)品種。對(duì)于芭蕉芋的分類(lèi)位置存在爭(zhēng)議,早期將其分在種一級(jí),但Hayyward[19]將蕉芋歸為美人蕉的變種,這個(gè)觀點(diǎn)后來(lái)被廣泛采用。芭蕉芋與美人蕉的真實(shí)關(guān)系還需要通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.4芭蕉芋品種研究

有關(guān)芭蕉芋品種的研究多為野生種質(zhì)收集,云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魔芋研究所從云南各地市州征集到20 多個(gè)芭蕉芋品種(種質(zhì)),通過(guò)栽培試驗(yàn),比較、鑒定并篩選出一些適應(yīng)性強(qiáng)、性狀好、品質(zhì)憂、產(chǎn)量高的品系,如芭芋3號(hào)、芭芋4號(hào)、芭芋9號(hào)、芭芋13號(hào)等。國(guó)際馬鈴薯中心首席科學(xué)家米切爾博士收集有近200份芭蕉芋優(yōu)良種質(zhì)資源[21],貴州省興義市科技局從自然芽變中選育出了1個(gè)綠葉紅花芭蕉芋品種[22]。譚廣文[23]對(duì)芭蕉芋進(jìn)行了核型研究,芭蕉芋為二倍體,k(18)=16 m+2 sm組成,核型比較對(duì)稱,品種間染色體差異微小。

2芭蕉芋的營(yíng)養(yǎng)成分及用途

2.1芭蕉芋的營(yíng)養(yǎng)成分

芭蕉芋是一種耐貧瘠、易栽、抗逆性強(qiáng)的植物,其塊莖的產(chǎn)量可達(dá)6.0萬(wàn)~7.5萬(wàn)kg/hm2[24],如定期施肥可明顯增加芭蕉芋的產(chǎn)量,其塊莖富含淀粉、粗蛋白和粗纖維,并含有對(duì)人體有益的鐵、鈣等元素及多種氨基酸(表1)[25],具有清理腸道、防止肥胖、改善膽固醇代謝和抑制膽結(jié)石形成等功效,以及防癌、降血脂、降血糖等保健功能,是一種理想的低熱、低脂肪食物原料。

2.2芭蕉芋的用途

2.2.1制作淀粉芭蕉芋淀粉在食品工業(yè)中被廣泛采用,一般5 kg芭蕉芋淀粉可生產(chǎn)1 kg味精,還可生產(chǎn)口服和注射用葡萄糖、高粱飴糖以及粉絲、代藕粉等多種副食品。由于其支鏈淀粉含量高,采用現(xiàn)代科學(xué)工藝精制而成的粉絲,與其他粉絲相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),易熟耐爛、久煮不糊、質(zhì)地細(xì)膩、口感極佳、味道獨(dú)特、有助于人體進(jìn)食消化、排泄人體多余脂肪等。它既可當(dāng)菜類(lèi)食用又可當(dāng)早餐和夜宵單獨(dú)食用。芭蕉芋粉絲可烹調(diào)成炒粉、火鍋、粉絲湯等可口佳肴,也可以作為食品添加劑增加食品的韌性。在紡織工業(yè)上,用芭蕉芋淀粉漿紗,比用糧食淀粉漿紗具有粘結(jié)度高、光潔度好等特點(diǎn)。芭蕉芋淀粉還可用于造紙和制鞋等工業(yè)[25]。

2.2.2釀酒淀粉是生產(chǎn)乙醇的主要原料,用芭蕉芋淀粉或芭蕉芋曬干發(fā)酵后釀酒,出酒率達(dá)60%~70%,高于糧食出酒率。隨著礦質(zhì)能源的日漸短缺,燃料乙醇作為可再生的環(huán)保生物能源可以部分取代礦質(zhì)能源解決能源危機(jī),其商機(jī)不可限量[25]。

2.2.3其他用途芭蕉芋塊莖及稈可以作為畜禽的飼料,也可以將加工淀粉的廢渣或酒糟作為畜禽的飼料[26,27];芭蕉芋還可以在園林中用于庭院綠化或用作綠色風(fēng)障,其綠葉紅花美麗多姿,可美化環(huán)境。

3芭蕉芋的栽培技術(shù)研究

3.1品種選擇

優(yōu)良品種是獲得豐收的重要手段,因其遺傳素質(zhì)的不同,故性狀各異,適應(yīng)性、抗性等均有較大的差異,選用適合當(dāng)?shù)貎?yōu)良品種是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的關(guān)鍵。趙慶云等[21]、張實(shí)富等[28]認(rèn)為在云南省適宜種植芭芋3號(hào)、芭芋4號(hào)、芭芋9號(hào)、芭芋13號(hào)等品種。張文娥等[29]研究認(rèn)為,貴州省主栽的3個(gè)芭蕉芋品種不僅在外觀品質(zhì)上差異明顯,其塊莖主要成分含量差異也很大,與傳統(tǒng)報(bào)道的紫葉紅花芋相比,綠葉紅花、綠葉黃花這兩個(gè)品種塊莖的淀粉含量更高,一般高達(dá)57%以上,可溶性糖含量高于20%,而粗纖維含量和水分含量與紫葉紅花芋差異并不明顯,因此,這兩個(gè)品種更適合貴州省的興義市種植。

3.2種植

芭蕉芋雖然適應(yīng)性廣,對(duì)土壤條件要求不太嚴(yán)格,但應(yīng)選擇陽(yáng)光充足、土層深厚、肥力較高的壤質(zhì)土,且以排水良好、無(wú)積水、不受?chē)?yán)寒干旱影響的地塊種植為好,避免積水引起爛根[30]。在種植前先將地塊深翻25~30 cm,將土壤敲碎整細(xì)備用[21,31-33]。種芋的大小是芭蕉芋前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的關(guān)鍵, Intabon等[34]認(rèn)為在種芋200 g以內(nèi),隨著種芋重量的增加出苗時(shí)間縮短,植株生長(zhǎng)加快,產(chǎn)量增加,適宜種芋重量為200 g。因此一般選2~3個(gè)芽切塊。一般春分至清明,地溫穩(wěn)定在10℃上即可種植[33],植株密度因地區(qū)不同以及套作的作物不同而有差異。方琴[35]認(rèn)為,穴行距以1.0 m×1.0 m為宜,在山地可栽密些,穴距0.7 m,行距1.0 m;李品漢[36]認(rèn)為芭蕉芋應(yīng)以3種間作方式為宜:一是間作玉米,即種1行芭蕉芋間作兩行玉米,玉米大行距1.5 m,小行距0.5 m,穴距25~30 cm,每公頃種植玉米16 650~20 010穴,寬行中間種1行芭蕉芋,窩距60 cm,每公頃種植芭蕉芋8 340穴;二是間作矮生菜豆,即種1行芭蕉芋間作1行菜豆,芭蕉芋行距1.0 m,穴距0.6 m,每公頃植16 650穴,在行距中間種1行菜豆,穴距0.3~0.4 m,每公頃種菜豆25 005~33 345穴;三是單純種植芭蕉芋,寬窄行種植,寬行1.2 m,窄行0.8 m,穴距0.5~0.6 m,每公頃種植16 650~20 010穴。張?zhí)系龋郏常罚菡J(rèn)為芭蕉芋中宜套作玉米,每公頃種植玉米49 950穴、芭蕉芋16 650穴。張實(shí)富等[28]、杜一新等[38]認(rèn)為每公頃宜單純種植芭蕉芋1.8萬(wàn)穴左右。

3.3管理

芭蕉芋出土后對(duì)肥水需求較多,在整個(gè)生育期以氮肥和鉀肥為主,磷肥為輔,施肥時(shí)結(jié)合除草、壅根培土,天旱時(shí)早晚灌溉或在行間覆膜或蓋草保濕,以利于植株生長(zhǎng)[20]。張愛(ài)玉等[30]認(rèn)為播種時(shí)應(yīng)施腐熟農(nóng)家肥1.5萬(wàn)kg/hm2和復(fù)合肥750 kg/hm2,7月10日用尿素600 kg/hm2進(jìn)行追施,并結(jié)合除草、培土,8月上旬剔除老化腳葉,以增強(qiáng)通風(fēng)透光性。

3.4生理特性研究

Imai等[39-41]從芭蕉芋植株生長(zhǎng)與干物質(zhì)積累、芭蕉芋葉片展開(kāi)與光合速率變化、芭蕉芋光照與氣體交換特性、芭蕉芋對(duì)礦物質(zhì)的吸收及生產(chǎn)模式等方面進(jìn)行了研究。Imai等[39]認(rèn)為在日本溫帶的田間氣候條件下,從4月初至11月中旬,芭蕉芋地上部分迅速生長(zhǎng)期大體上是從6月中旬氣溫變熱開(kāi)始至8月下旬,植株增高到2.7~2.8 m,主莖葉片增加到20~22片,分蘗9~19株,新形成29~35個(gè)塊莖。芭蕉芋6~8月葉面積系數(shù)達(dá)到7~9,從8月底至11月初保持較高的葉面積系數(shù)(大于9),最大葉面積系數(shù)為11.5~12.7。葉片最大光合速率為19.1 μmol/(m2·s),上層葉不飽和光照度為1 000 μmol/(m2·s),塊莖干物質(zhì)積累期是在8月中旬直至11月霜凍來(lái)臨收獲這段時(shí)間,也是塊莖形成期。植株和塊莖干物重分別為2 578~3 968 g/m2和954~164 g/m2,收獲指數(shù)最低為0.37~0.43,平均生長(zhǎng)率為12.7~19.3 g/(m2·d)。最高生長(zhǎng)率為35.3~43.6 g/(m2·d),出現(xiàn)在9月中旬至10月初。芭蕉芋有高的生產(chǎn)潛能是基于其個(gè)體發(fā)育后期的高葉面積系數(shù)[34,39-42]。張文娥等[43]也進(jìn)行了芭蕉芋光合特性研究,綠葉黃花的光合速率日變化為雙峰曲線;綠葉紅花和紫葉紅花的呈單峰曲線,且綠葉紅花的凈光合速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他2個(gè)品系;3個(gè)優(yōu)系均有午休現(xiàn)象。蒸騰速率日變化和氣孔導(dǎo)度日變化與凈光合速率日變化趨勢(shì)基本一致,但高峰期出現(xiàn)在13∶30,比凈光合速率高峰推遲了3 h,與當(dāng)日的氣溫高峰相一致。3個(gè)品系的光合生理差異在葉片顏色上相差較大,其葉質(zhì)和葉型相差不大,所以光合特性的差異可能與葉綠素含量有關(guān)。

3.5病蟲(chóng)害研究

芭蕉芋病蟲(chóng)害少,朱毅[44]報(bào)道了野菰對(duì)芭蕉芋的危害;張愛(ài)玉等[30]認(rèn)為在9月上旬,零星植株的莖葉出現(xiàn)水漬狀病斑,病因、病理不清,難以對(duì)癥進(jìn)行化學(xué)防治,目前應(yīng)采用人工除掉病葉、病株,并及時(shí)清除收獲后的玉米秸稈,以改善通風(fēng)透光條件,抑制蔓延。

4研究展望

4.1芭蕉芋的發(fā)展

貴州芭蕉芋都是農(nóng)民自發(fā)種植,作坊式粗加工淀粉,然后加工粉條出售,種植、加工、銷(xiāo)售都得不到保障,農(nóng)民種植積極性受到影響,常年種植面積2萬(wàn)hm2,加之作坊式生產(chǎn)淀粉,廢水污染大,許多小加工廠被取締,芭蕉芋發(fā)展受到一定影響。貴州省“十二五”規(guī)劃綱要指出,貴州省要以工業(yè)強(qiáng)省發(fā)展特色產(chǎn)業(yè),因此,黔西南州在“十二五”規(guī)劃中要發(fā)展芭蕉芋2萬(wàn)hm2,同時(shí),在興義市馬嶺工業(yè)園區(qū)投資3 000多萬(wàn)元新建了一個(gè)年產(chǎn)8萬(wàn)t的興義市余江芭蕉芋淀粉廠,年加工芭蕉芋32萬(wàn)t左右,該廠的建成在加工、環(huán)保上可得到保障,農(nóng)民的利益也可以得到保護(hù),因此芭蕉芋生產(chǎn)將迎來(lái)新的發(fā)展高潮。

4.2加強(qiáng)芭蕉芋品種選育研究

貴州芭蕉芋雖然有較大的種植面積,但品種資源少,農(nóng)民普遍種植紫葉紅花芭蕉芋,因長(zhǎng)期的無(wú)性繁殖導(dǎo)致品種退化而產(chǎn)量不高;芭蕉芋開(kāi)花結(jié)實(shí)率低,自然條件下很難產(chǎn)生雜交變異,不能產(chǎn)生新的種質(zhì)資源。因此加強(qiáng)芭蕉芋種質(zhì)資源收集、鑒定以及采用各種手段進(jìn)行品種選育,旨在為芭蕉芋發(fā)展做好品種保障工作。首先要進(jìn)行芭蕉芋生殖生物學(xué)研究,雜交育種是培育新品種,創(chuàng)造新的種質(zhì)資源的重要途徑,而芭蕉芋開(kāi)花結(jié)實(shí)率低的原因究竟是什么,目前還未見(jiàn)研究報(bào)道。鑒于芭蕉芋的重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為了選育芭蕉芋新品種,需要探討芭蕉芋的生殖生物學(xué)特性,攻克雜交育種技術(shù);其次要采用誘變育種手段,芭蕉芋的自然變異率高,貴州綠葉紅花芭蕉芋就是從自然芽變中選育出來(lái)的[22],因此,應(yīng)加強(qiáng)誘變育種,通過(guò)人工固定誘變體創(chuàng)新種質(zhì)資源。最后還要通過(guò)現(xiàn)代分子生物育種技術(shù),有目的地根據(jù)育種目標(biāo)選育新品種。

4.3強(qiáng)化栽培技術(shù)研究

有關(guān)芭蕉芋的研究大多數(shù)集中在加工方面,對(duì)芭蕉芋栽培研究較少。目前,芭蕉芋種植管理水平低,氮、磷、鉀的投入比例不當(dāng),產(chǎn)量不高,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不高,嚴(yán)重制約著產(chǎn)量、品質(zhì)及種植效益的進(jìn)一步提高。在種植模式上,長(zhǎng)期沿襲穴播,部分間作玉米整體種植效益不是很高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不強(qiáng)。因此應(yīng)加強(qiáng)栽培技術(shù)研究,提高種植效益。

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(責(zé)任編輯昌炎新)

收稿日期:2011-05-18

基金項(xiàng)目:貴州創(chuàng)新能力建設(shè)項(xiàng)目[黔科合院所創(chuàng)能(2010)4007號(hào)];貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目[黔科合NY字(2008)3057號(hào)];貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)

院科技項(xiàng)目[院ZX(2007)0270號(hào)]

作者簡(jiǎn)介:歐珍貴(1969-),男,貴州遵義人,副研究員,碩士,從事淀粉作物栽培育種研究工作,(電話)15908598754(電子信箱)rzsozg@sina.com。

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