甜荞综述论文.doc

甜荞概述摘要：荞麦，属真蕨亚门，厚囊蕨纲，瓶尔小草目，蓼科，荞麦属。一年生草本植物，生育期短，抗逆性强，极耐寒瘠，当年可多次播种多次收获。茎直立，下部不分蘖，多分枝，光滑，淡绿色或红褐色，有时有稀疏的乳头状突起。叶心脏形如三角状，顶端渐尖，基部心形或戟形，全缘。托叶鞘短筒状，顶端斜而截平，早落。花序总状或圆锥状，顶生或腋生。春夏间开小花，花白色；花梗细长。果实为干果，卵形、黄褐色，光滑。本文将主要介绍荞麦中的甜荞。 关键词：甜荞 分布 生产 营养成分 高产栽培 育种趋势1. 荞麦简介 荞麦原产于亚洲，种子呈不规整三棱锥形。种皮坚韧，深褐或灰色。花白色，由蜂等昆虫传粉。虽然其种子用作谷物，但荞麦并非谷类禾草。荞麦在肥沃土壤上较其他粮食作物产量低，但特别适应于干旱丘陵和凉爽的气候。荞麦成熟快，故可作晚季作物种植，并能作为窒息作物使杂草死亡而为其他作物的栽培改善条件。亦可用作绿肥犁入田中以改良土壤，又可作蜜源作物。 荞麦是人们主要粮食品之一，原产于中国北方内蒙古和龙贵地区。公元前5世纪的神农书中将荞麦列入为八谷之一。唐朝时，荞麦食品由中国经朝鲜进入日本，现今荞麦及荞麦面条在日本十分流行。如今，荞麦已是乌克兰、白俄罗斯和波兰的主要粮食作物之一。法国、加拿大和美国也是重要生产国。2 甜荞的分布及生产情况简介2.1分布 甜荞属小宗作物，但分布较广，在欧洲和亚洲一些国家，特别是在食物构成中蛋白质匮缺的发展中国家和以素食为主的亚洲国家是重要的粮食作物。联合国粮农组织无荞麦的正式统计数据。据估计，目前全世界甜荞总面积约7001000080010000h。总产量5001000060010000t。甜荞主产国是俄罗斯、中国、乌克兰、波兰、法国、加拿大和美国等。前苏联种植面积约3001000040010000h，平均每公顷产量约615kg，最高公顷产量为4000kg，总产约20010000t。法国和加拿大种植面积各约lO10000h，美国种植面积约510000610000h，平均公顷产量约800900kg，总产约8.910000910000t。日本甜荞种植面积约310000h，平均公顷产量约750kg，总产约210000310000t。 我国是甜荞生产大国，甜荞常年种植面积约7010000h，总产量约75106t面积和产量居世界第二位。种植面积最大的是1956年，达22510000h，总产量为9010000t。我国甜荞主要分布在内蒙古、陕西、山西、甘肃、宁夏、云南等省。2.2 生产 甜荞在我国分布极其广泛，东南西北都有种植，但主产区比较集中，其中面积较大的是以武川、固阳、达茂旗为主的内蒙古后山白花甜荞产区，以奈曼旗、敖汉族、库伦旗、翁牛特旗为主的内蒙古东部白花甜荞产区和以陕西定边、靖边、吴旗，宁夏盐池，甘肃华池、环县为主的陕甘宁红花甜荞产区。我国出口的甜荞主要来自这三大产区。除此之外，云南曲靖也是我国甜荞产区之一。 甜荞生产水平较低，一般每公顷产量在200700kg之间。随着农业技术的普及和农民文化素质的提高，多数地区生产水平明显提高，不少地方每公顷产量超过1500kg，少数田块甚至有的超过2000kg。1986年与1956年相比较，全国甜荞面积由22510000h下降到72.310000h，减少2/3，单位面积产量由每公顷405kg增加到702kg。例如，陕西省定边县1989年2.710000h甜荞，平均每公顷产量达885kg。表明荞麦有很大的生产潜力，只要因地制宜、措施得当，每公顷甜荞生产达1500kg是可能的。 我国甜荞种植区多为地广人稀、土地瘠薄、气候冷凉、水源缺乏、交通不便之地。在地理位置上，多数又处于我国边远地区和少数民族聚居的经济不发达地区。20世纪80年代以来，随着科学技术的发展和保健营养食品领域的开拓，荞麦以其独特的营养成分，被认为是世界性的新兴作物；随着国内人民生活的改善和人们的健康需要，国内外市场对荞麦食品的需求将迅速增加，荞麦的商品价值将逐渐提高。发展荞麦生产，扩大外贸出口，对改善荞麦主产区的经济，改变人民膳食结构，提高人民生活水平，具有十分重要的意义。3.甜荞的营养成分及价值3.1 甜荞的营养成分 甜荞的营养成分受其品种、品质和产地等因素的影响，因此测量结果的差异较大。蛋白质含量约为9-18%，比普通的禾本科植物高，但是远低于豆类作物。此外，甜荞的必须氨基酸含量较高，约为408.1mg/g protein，甜荞的氨基酸比例恰当，易为人体所吸收。甜荞所含矿物质元素很丰富，其Zn、Mn、Cr、Mo 、 Cu比谷类平均值高、尤以Cr、Mo突出，分别比各类均值高7倍、5倍。甜荞锗 含量也很高，约为其它各物10倍，Ca和Fe含量与其它谷物相近。甜荞含有芦丁等黄酮类物质，其它粮食如小麦、大米、玉米等都不含芦丁。黄酮具有多种生物活性，如芦丁能降低血管的通透性和脆弱性，可用于预防高血压患者的脑溢血 和紫斑病。经测定甜荞总黄酮含量约为20mg/1OOg。荞麦具有抗脂质过氧化的作用，对延缓衰老有益，非常适合中老年人食用。3.2 药疗功能 据齐民要术记载，有“头风畏冷者，以面汤和粉为饼，更令镬罨出汗，虽数十年者，皆疾。又腹中时时微痛，日夜泄池四五次者，久之极伤人，专以荞麦作食，饱食二三日即愈，神效。其秸作荐，可辟臭虫蜈蚣，烧烟熏之亦效。其壳和 黑豆皮菊花装枕明目” 记载。又据现代医学临床结果实践表明，荞麦面具有杀肠病菌、消积化滞、凉血除湿解毒、治肾炎、蚀体内恶肉之功效。荞麦粥营养价值高，能治烧心和便秘，是老年和儿童的保健品。荞麦青体可治疗坏血病。荞麦中含有芦丁成分，有防治毛血管脆弱性出血引起的脑出血，以及肺出血、胸膜炎、 出血性肾炎、皮下出血和鼻、喉、齿龈出血，治疗青光眼、高血压的作用。此外，还有治疗糖尿病及其引起的视网膜炎及羊毛疔的效果 。 3.3 保健功能 甜荞含有多种有益人体的无机元素，不但可以提高人体内必须元素的含量，还有保肝肾功能、造血功能及增强免疫功能，达到强体、健脑、美容、提高智力、保持心血管正常、降低胆固醇的效果。如甜荞100g籽粒中含21.85mg铜，相当小米的3倍，小麦、大米的24倍。铜能促进铁的利用。人体内缺铜会引起铁的不足，导致营养性贫血，故食用荞麦有利于贫血病的防治。荞麦还含有其它粮食 稀缺的硒，有利于防癌。目前超市供应的荞麦食品，以甜荞为主。4 甜荞高产栽培措施 4.1选茬整地 荞麦忌连作，前茬最好是马铃薯或谷物茬，一般安排在豆类、根茎茬之后种植。甜荞是旱地作物，深耕是甜荞高产的重要经验和措施。由于甜荞为双子叶植物，根系弱，出苗顶土力极差。因此，播前要深耕灭茬，精细整地。要求在播前，对预留春播荞麦地应秋季待杂草出苗后，进行一次深耕， 深度在20cm左右，春播前12d或播种当天趁墒进行旋耕，耕深10cm左右。夏播荞麦，前茬收获后立即进行旋耕灭茬，然后趁墒条播 。 4.2 科学施肥 甜荞是一种需肥较多的作物，每生产100kg荞麦籽粒，需从土壤中吸收纯N 3.3kg、P2O5 1.5kg、K2O 4.3kg。与其它作物相比，高于禾谷类作物，低于油料作物。所以，甜荞要高产，必须增施肥料。甜荞施肥应遵循“控氮增钾补磷配微”的原则。应以基肥为主，种肥为辅，追肥为补；有机肥为主 ，化肥为辅。一般基肥农家肥45000kg/hm 2，磷酸二铵300kg/ hm2，硫酸钾750kg/hm2 (荞麦忌用氯化钾肥)，开花现蕾期追施尿素75105 kg/hm2 。施肥要看苗补施氮肥，用量不宜过大。花期 还可采用喷硼、钼、锰等微量元素，进行根外喷肥措施，来改善植株营养状况，以减少花果脱落，提高结实率。 4.2 精选良种 荞麦选种应该注意与当地的气候环境、生产技术水平和品种需求相适应。荞麦种子寿命短，隔年就失去活力。因此，应选用当年籽粒饱满种子种植最佳。播前经过风选、筛选或水选，除去空秕粒，晒12d，以提高发 芽率 。 4.4 适时播种 荞麦的适宜播期，应掌握在霜前有8595d的生长期为原则。春播约在4月25日至5月1O日前，夏播在6月下旬前，最晚不过小暑。在播期内， 还应根据地力水平、坡 向、品种等灵活掌握。一般先播旱薄地，阴坡地， 生育期较长的红花品种宜早；反之宜晚。要注意趁墒播种 。 4.5 合理密植 甜荞的播种量因土壤肥力、配肥水平、播种方式、种籽质量、品种类型、 千粒重、发芽率和整地质量不同，可采取点播和条播。用种量一般30 375 kg/hm2 。大粒种子37.545kg/hm2。播种深度一般3cm左右，行距3O35 cm。荞麦的密度主要由土壤肥力确定，一般肥地要控制密度，中等地要适当提高密度，旱薄地必须加大密度，山地留苗82.5万97.5万株/hm2，平川地 留苗 6O万75万株/hm2为宜。 4.6 早管细管 甜荞的生育期短，而且夏播的生育期又处于高温，多雨季节，生长、发育很快；因而在管理上，要强调早管、细管。荞麦出苗前，最怕土壤板结， 如遇雨板结，要及时进行耱地，划破地皮，助苗出土；如果将要出苗，遇雨形成板结，用钉耙顺行轻轻划破板结层，既不伤幼苗，还有利于出苗。齐苗后至第一片真叶或苗高710cm时，要进行间苗，结合间苗，浅锄一次； 开花前至初花期进行二次中耕追肥，拔除田间杂草。锄地一定要早，过迟 会损伤植株，造成损失。 4.7 加强辅助授粉 甜荞株粒数、千粒重均与甜荞产量呈显著正相关，但株粒教对产量影响更大，提高产量的关键在于提高甜荞的结实率。甜荞是异花授粉作物，又为两性花，授粉主要依靠昆虫和风力进行，结实率低，只有1O%15%。为了提高授粉结实率，可在开花前23d放蜂，每667m2放13箱蜂。在无蜂源的情况下，只能在开花盛期进行人工辅助授粉。方法是在甜荞盛花期上午811时和下午46时，晴天露水干后，用一条软的布条，两头系上绳子，由两人各拉一头，让布条在荞麦植株顶部轻拂过，将花粉轻轻的振落在花上。每隔 23d进行一次，通常进行35次即可。一般进行3 次人工辅助授粉，可增产 2O%左右。 4.8 及时防治病虫害 甜荞主要病害有立枯病、轮纹病、褐斑病和白粉病。在苗期出现病害后， 可采用65代森锌500倍液或2O粉锈宁1000倍液喷雾防治。主要虫害有荞麦钩刺蛾和草地螟。每年这两种虫害都有发生危害，使荞麦常年减产10%2O%，严重年份减产4O%，个别田块甚至颗粒无收。荞麦钩刺蛾，它以幼虫危害荞麦叶片花穗、嫩果和籽粒，昼伏夜出取食危害。一般是早播重，晚播轻；半山阳坡重，高山阴坡轻；茂密田重，稀疏田轻。防治方法，在荞麦开花期和结实期667m2 用2.5%敌杀死乳油3Oml，加水6O kg喷雾或用4O%乐果1500倍液、9O%晶体敌百虫1500倍液，间隔71Od， 连续喷两次，傍晚喷药效果更好。 4.9 适时收获 甜荞花期长，籽粒成熟不一致，同时籽粒易落。因此，田间大部分植株已有三分之二的果实变为褐色时，即为甜荞的适时收获期。如遇霜害、大风来临前，应立即收获，以免因植株枯死或风吹，而导致籽粒严重脱落。收获时，要轻割轻放，尽量减少倒运次数，减少籽粒脱落，确保颗粒归仓。 5 世界甜荞育种的历史和现状 在世界范围内，中国、俄罗斯、日本、加拿大等是甜荞的主要生产国。我国是荞麦的起源中心，同时也是甜荞生产大国，日本是甜荞消费的主要市场。历史上日本人民素有喜食荞面的习俗，日本市场长期依赖进口来满足本国人民的消费需求。俄罗斯、加拿大部分地区受自然气候的影响，荞麦是这些地区种植的最佳选择。因此，在世界范围内基本形成这四国重视甜荞研究的格局。近百年来，在世界范围内，甜荞育种工作主要围绕大粒甜荞品种选育，四倍体甜荞品种选育，变异株系甜荞品种选育，早熟、矮化甜荞品种选育，种间杂交和自交结实甜荞品种育种以及基因工程的育种手段和方法等展开。 5.1 大粒甜荞品种的选育 创制大粒甜荞品种主要是以甜荞的千粒重为主要研究对象。2O世纪60 年代前，多数甜荞品种的千粒重在2022g之间。利用甜荞千粒重这一农艺性状，前苏联在1967年筛选出品种Shatilovskaya 5，其千粒重达到28g。之后，加拿大于1974年选育出品种mancan，日本于1989年筛选出品种 kitawaser。其中，俄罗斯选育的品种krasnosteetskaya 千粒重达到33g， 加拿大选育的品种koto千粒重达到36g。虽然我们在此阶段研究和选育荞麦品种甚少，但后期从各地收集的资源来看，我国民间种植的甜荞农家品种多数千粒重超过 30 g。 5.2 四倍体甜荞品种的选育 前苏联最早开始四倍体甜荞品种的选育工作，并于20世纪40年代育成四倍体甜荞品种Bolshevik4 和Minchanka。日本于1974年先后推出四倍体甜荞品种Miyazakiootsubu 和 Shinshuoosoba。我国四倍体甜荞品种选育工作始于20世纪80年代末，陕西省榆林农校于1994年育成榆荞1号和榆荞3号同源四倍体荞麦品种，在西北地区主要荞麦产区进行了大面积推 广。这些四倍体甜荞品种虽然具有良好的抗倒伏性，子粒也较大(以榆 荞 1 号为例，千粒重达到53g)，但最终许多育种家放弃了四倍体甜荞的创制工作，主要原因是这些品种结实性降低，荞麦皮壳增厚。要达到严格意义的高产还需要不断地改进。 5.3 变异株系甜荞品种的选育 利用植物的生长习性作为主要选择目标， 从中发现自然变异的株系， 如有限型生长、抗倒伏、叶片狭窄等。在2O世纪，前苏联和日本曾经广泛 关注这一研究方法，并从变异株系选择过程中发现了自交亲和的株系，后来采用自然突变和离子处理方法获得自交亲和的株系，但因种内杂交逐年下降，无法进一步筛选稳定的品种和品系，后逐步放弃。目前，我国的荞麦育种工作者多以生育期、花期、单株粒数、千粒重、株高、主茎分枝、小区产量等为研究对象进行品种选育，通过多年连续种植试验，从中找到变异的株系，从株系发展成相对稳定的品系。实践证明，这一方法适合我国现行条件下的区域选择，并取得了一定的效果。 5.4 早熟、矮化甜荞品种的选育 在世界范围内，荞麦种植区域多数为地理条件差的区域。选择早熟甜荞品种都是以填闲种植、救灾和干旱地区的种植以及提高复种指数为目的。 较其他作物而言，甜荞的生育期相对较短。不过，进一步选择早熟甜荞品种，使其生育期缩短到60d左右，更加适合甜荞种植区的种植结构调整和作物轮作，并普遍受到甜荞育种工作者的重视。矮化甜荞可以有效解决荞麦的倒伏问题，达到稳产的目的。此项研究在加拿大、日本、俄罗斯都有开展。G410是加拿大培育的一个矮化甜荞品种，其植株高度为原来品系的 70%80%，约70cm，抗倒伏性比较突出。有关研究通过对G410和其他甜荞 品种的比较试验发现，甜荞的矮化一般是甜荞植株的第2、3茎节表现出缩短，这有效地增强了荞麦的抗倒伏能力。 5.5 种间杂交技术的应用 利用常规的育种方法很难完成普通荞麦和苦荞麦之间的杂交。大量的研究试图通过胚、胚珠培养的方法来克服种间杂交的不亲和性。最早利用普通荞麦和金荞麦在四倍体(2n=4x=32)水平上实现杂交是1990年和1993年分别由Ujlhara和Hirose先后完成的。通过胚珠培养和杂交后代与普通荞麦的进一步回交获得可育的胚珠，然而其生长出的植株表现不育。甜荞和苦荞之间在二倍体水平上成功实现杂交是由美国康奈尔大学的Cyrus Samimy和 Thomas Bjorkman于1996年共同完成的，在温室条件下种植，同样存在植株表现不育的现象。1995 年，加拿大Campbell博士首次成功地进行了荞麦的种间杂交，而且后代表现可育。他利用普通荞麦和野生荞麦在二倍体(2n=2x=16)水平上实现杂交，然后将杂交后代与普通荞麦多次回交，以此将理想的野生荞麦性状转育到普通荞麦中去。因为野生荞麦具有自交结实的特性，这一特性成功转育到甜荞中去，理论上将会改变甜荞的异花授粉特点。然而野生荞麦离间层形成快，容易落粒。通过多代连续不断的选择，从杂交甜荞后代中逐步淘汰落粒这一不良性状，后续工作仍然繁重。 5.6 自交结实甜荞品种的选育 自从Campbell博士成功进行了普通荞麦和野生荞麦的杂交后，甜荞科研人员把育种的方向和目标选定在自交结实甜荞品种的创制工作中。野生荞麦类似苦荞的自花授粉特点，在开花前已经实现授粉结实，理论上这一性状成功转育将会改变普通荞麦对传粉媒介的依赖，将大幅度提高甜荞的产量。但实践中科研人员发现，普通荞麦在自然条件下仅有10%12%的花朵产生成熟的种子，这一问题在自交结实荞麦的选育