重要粮食作物的生产与利

重要粮食作物的生产与利用

学习提醒1.第九章的内容是植物的改良，

课后是否有用心观察植物不同

品种的变化呢?2.是否感谢能有这么多样的食物

可以选择?3.感谢谁呢?你可以做植物设计师吗?设计你的理想植物?全世界栽培利用的粮食作物甚多，本章乃择要介绍最重要的粮食作物之演进与栽培。重

点：1.世界主要粮食作物的起源地 2.世界主要粮食作物的栽培条件 3.世界主要粮食作物的生产力 4.世界主要粮食作物的利用1-1.小麦(wheat,Triticum)1-2.水稻(rice,OryzasativaL.)1-3.玉蜀黍(corn/maize,Zeamays)

（别名：玉米、蕃麦、包谷等）

1-4.马铃薯(potato,Solanumtuberosum)1-5.大豆(soybean,Glycinemax)(别名：黄豆)

可能在

近东地区

叙利亚

附近。

大约在

一万年

前→已经有一粒小麦的栽培，

接着有二粒小麦栽培，

在纪元前

6,000年左右→开始栽培普通面包小麦。

由于普通小麦质量优良，

栽培适应性广，

于纪元前

4,000年左右→传播至全欧洲。

中国于纪元前

2,000年，

日本于

5世纪时，

美国于

16世纪，

澳洲于

18世纪传播栽培。

1-1.小麦(wheat,Triticum)原产地

适合小麦生长的环境范围甚广，

但以

为佳。

平均

雨量

：

250-1700公厘之间的温和地带，

平均

温度

：

最适合生长的为150C左右，

最适合开花结实为18-190C。

若高温多雨：

则易发生病害，易倒伏，妨碍收获、

脱粒、贮藏、与整地、播种等作业。

土壤：

宜选择排水良好、质地中等至黏重的肥沃土壤。

在极砂性或排水不良的土壤上生长不佳。

生长习性冷凉气候

小麦有

春小麦

与

冬小麦

的区别。

春小麦

适合在春季播种，耐寒力弱，

冬小麦

适合在秋季播种，耐寒力较强，

而且生育期间需要经过冬季低温的刺激，

才能正常抽穗开花。

独立国协、美国、中国、印度、加拿大、土耳其、澳洲、巴基斯坦、意大利、法国、西班牙、阿根廷等国栽培最广，产量最多。目前世界大多数国家都有小麦栽培。生产1中国962印度723美国574苏联46单位：百万公吨2007年，全世界栽培总面积为______________公顷，

总产量为

___________公吨，

单位面积平均产量为__________公斤/公顷作物1975面积总产量单位面积产量千公顷%千公吨%公斤/公顷%五项总和608,3651001,254,17310020521001小麦226,61738355,807291570762水稻141,72923356,9632825191223玉米121,44420341,6622728131374大麦79,80913135,492111698825黄豆38,766664,2495165781马铃薯19,847270,38413623664作物2007面积总产量单位面积产量千公顷%千公吨%公斤/公顷%六项总和673,6951002,411,34310033851001小麦214,20833605,995252829832水稻155,81223659,5912742331253玉米158,03423791,7943350101484大麦55,4418133,43162407715黄豆90,20013220,5329244572马铃薯18,531309,34416693493世界主要作物栽培面积，单位面积产量及总产量，1975&2007（资料来源：FAOSTAT）产量2007年，全世界小麦栽培总面积为

______________________公顷，

总产量为_____________________公吨，

单位面积平均产量为

__________公斤/公顷214,208,000

2.14亿605,995,000

6.06亿2,829呵呵呵！麦田里玩什么花样！小麦的物种与分类相当复杂，依商业用途可分类为：

(1)

硬红春小麦（Hardredspringwheat）：

此类小麦专为制作

面包用面粉，

栽培地区包括美国北部、加拿大、独立国协与波兰

(2)

硬红冬小麦（Hardredwinterwheat）：

此类小麦亦为制作

面包用面粉，

较适应于年雨量

900公厘以下的地区，

栽培地区为：美国中部平原，

独立国协南部，

欧洲的多瑙河流域与阿根廷。

(3)

软红冬小麦（Softredwinterwheat）：

此类小麦谷粒硬红小麦软，所含蛋白质亦较少，

其面粉通常用于制做

蛋糕与饼干，

有时亦掺入硬红小麦之面粉来制作面包。

栽培：美国东南部，欧洲西部与世界其他各地。(4)

白小麦（Whitewheat）：

主要用于

糕饼用面粉及早餐食品，

栽培于美国西北部、欧洲北部、东部、南部、

澳洲、南非、南美洲西部及亚洲。

(5)

硬粒小麦（Durumwheat）：

此类小麦之面粉用于制造

意大利通心面类食品

如macaroni与spaghetti。

产区：美国北部、北非、欧洲南部与独立国协。(6)

硬粒红小麦（Reddurumwheat）：

现已很少有栽培。

除了硬粒小麦属于四元体之T.turgidum外，

其余皆为六元体之普通小麦（T.aestivum）。中国小麦生产地图小麦主要经磨粉后再利用，面粉主要用作面包、糕点、面条、油条、馒头等，质量随用途而有不同之标准。不同小麦中，蛋白质含量差异极大，由8.1%到17.2%，平均在12-13%左右。蛋白质分为五种，

globulin(球蛋白)

albumin(白蛋白)proteose(蛋白) gliadin(麦胶蛋白，醇溶蛋白)

glutelin(谷蛋白，小麦蛋白)。利用麦胶：

麦胶蛋白(gliadin,65%)

小麦蛋白(glutelin,35%)组成，小麦粉中所含麦胶的质与量，决定适合制面包或面类。面粉与水拌捏时，由小麦蛋白吸收水分。麦胶多时，受酵母之作用产生碳酸气，变成多孔性的优良面包。例如：硬质小麦（hardwheat）

含有面筋（麦胶）较多

作成面粉团（dough）时能吸收大量水分磨成的面粉呈颗粒状产生膨松面包块不适于制造pie（pastryproducts）软质小麦（softwheat）可磨成精细柔软之面粉适于烘焙成糕饼、甜点心、醱面食品及脆饼可用以制造通心粉产品如通心面及细面等硬粒小麦（durumwheat）不适于制成糕饼亦不适宜烘焙成面包不适于作面包____________________________________8910111213141516Protein%蛋糕饼干

Cookies油炸圈饼

Pie饼干Crackers东方面条一般面粉白面包通心面

Macaroni全麦面包面粉制品：和蛋白质含量有关低筋高筋麦类的利用：整粒食用面粉

蛋糕、面包、面条等加工食品软红小麦白小麦硬红小麦

表

面粉以蛋白质含量高低分类后之特性及用途___________________________________________________

种类

颜色

粉粒

蛋白质

性

质

用

途

___________________________________________________

特高筋

黄

粗

>13.5%

吸水性高，

春卷皮、

弹性及延展性大高级面包等高筋

黄

粗

>11.5%

吸水性高，

面包、油条、

弹性及延展性大发酵食品等

中筋

略黄

细

>9.5%

吸水性、

面条、馒头、包子、

弹性及延展性均中等

水饺、油饼、

馄饨、麻花等

低筋

白

很细

>6.5%

吸水性、

蛋糕、饼干、

弹性及延展性均小点心等___________________________________________________麦类的利用：面包、面条水稻rice,OryzasativaL.高温潮溼的

亚洲热带

或其附近，例如印度东部、越南、中国南部、菲律宾等地，但尚未完全确定。1-2.水稻(rice,OryzasativaL.)亚洲型稻(OryzasativaL.)，分布于世界主要稻作区，

非洲型稻(OryzaglaberrimaSteud.)，

仅局限于非洲西北部。

起源目前栽培利用的稻有两种，禾谷类是最重要的食物来源水稻则是最重要的三大禾榖类之一世界人口约67亿1/2以米饭为主食维生

稻米的栽培地区已

由

热带

扩大到

温带地区。

而水稻的生长对

温度

环境较敏感，

发芽幼苗期间：100C以上，

生长发育期间：170C以上的气温，

纬度较高的地区，

是于春天播种、育苗、移植，

夏天时生育抽穗，

秋天时收获。

亚热带与热带地区，

则可一年栽培两次，

第一次为春作或第一期作，

第二次为夏作或第二期作。

终年无霜，气温较高，有充足的雨水或灌溉地区，

生长习性世界稻米生产区域

世界稻米的生产，

以亚洲为最主要地区，占90%左右，

印度、中国分别各占约1/3弱，

其次为孟加拉、泰国、印尼、

巴西、越南、缅甸、菲律宾等。2007年，全世界稻米栽培总面积为______________________公顷，

总产量为_________________________公吨，

单位面积平均

产量为___________公斤／公顷

生产155,812,0001.56亿659,591,000

6.6亿4,233亚洲：生产世界90%水稻1中国2印度3印尼4孟加拉5越南6泰国1.82亿吨1.37亿吨0.5亿吨2007年世界产量：6.6亿吨中国稻米生产地图2.日本型(Japonicatype)

，又称为梗型

：食性较黏

植株较矮、强秆不易倒伏、耐肥、分櫱少、

不抗稻热病、耐寒谷粒短圆、水稻的栽培地区广大，又经过长期的育种改良，产生了许多特性不同的品种，极为复杂。一般将水稻再分为两个亚种，1.印度型(Indicatype)

，又称为

籼型

：食性较不黏

植株高大、易倒伏、不耐肥、分櫱多、

较抗稻热病、不耐寒、谷粒狭长、

两型水稻中又各有黏性极强的糯性品种，

分别称为

长糯

与

圆糯。

由于杂交育种实施，现在有许多中间型的品种。稻种原演化与变异深水与旱田新栽培型之演化旱田陆稻130-150cm湿田5-50cm水稻100-200cm深水田5-6m深水稻2-3m浮稻5-6mSource:fao深水稻深水稻IRRI:菲律宾首都马尼拉南方60公里60kilometerssouthofManila,PhilippineInternationalRiceGenebank1977年建立水稻基因库1994年更新收集样品超过

笔100,000收集样品来自世界各地栽培稻的多样性栽培稻的多样性美国香米:DellaRice益全香米印度香米：Basmatirice泰国香米：Jasminerice台北士东市场四行仓库最好吃的米?因人而异梦幻的彩色米

水稻的利用主要为粒食方式，

谷粒

100公斤

除去内外颖等谷壳后，称为糙米；

糙米

76-80公斤

碾磨，去除果皮、糊粉层、胚等

白米

68-70公斤

此外副产品米糠加工制成糕饼、米粉酿酒、饴酱油等饲料米糠油等

米

利用米的加工过程米的营养：

糙米（100%）

米糠层（5–6%）

果皮与种皮：含有脂肪、蛋白质、纤维。

糊粉层：含有脂肪、蛋白质、维生素类、

矿物质等，是

100%的完全食品。糙米（100%）胚芽（2–3%）：

含有蛋白质、脂肪、维生素A、B1、B2、

B6、B12、E、菸硷酸、泛酸、叶酸、

各种矿物质，是营养的宝库。胚乳（92%）：

精白后的白米，只有胚乳，只含碳水化合物，

其他营养成分等于零。呵呵呵！你一定不知道稻田里可以玩什么把戏?稻田艺术(paddyart2008)1-3.玉蜀黍(corn/maize,Zeamays)

（别名：玉米、蕃麦、包谷等）中美洲至南美洲地区，可能为墨西哥附近。在有史以前即被种植，当地印第安原住民很早就已经对玉蜀黍进行初步的改良与利用。哥伦布发现新大陆后，才传到欧洲。而早期的新大陆移民者，也极为仰赖

玉蜀黍作为重要的粮食。1-3.玉蜀黍(corn/maize,Zeamays)

（别名：玉米、蕃麦、包谷等）起源

海拔4,000公尺高度

由海平面

均有种植栽培

区域分布甚广，由北方温带地区，穿过热带，绵延至南半球温带的农业边际地带；

生育期内

最适宜的温度是

32℃

左右，

平均年雨量需

800-1500公厘，

生长期内每月雨量需在100公厘左右，

不过，玉蜀黍品种之间的需水量差异极大，

由全灌溉区至半干旱区均可生长。生长习性

玉蜀黍雌雄异花同株，

为异花受粉植物，杂交后

有极强的

杂种优势(heterosis)

美国最早于

1930年代

开始，

利用这种原理，

先选出适当自交系，再互相杂交，

育成许多杂种玉蜀黍品种

(hybridcorn)，

育种

生长势旺盛、适应性好、产量高

台湾大学刘丽飞台湾大学刘丽飞

到

1950年代

全美普遍化栽培。

欧洲各国则比美国

慢了

20年

才开始发展杂种玉蜀黍，

热带与亚热带地区又比欧洲更晚。

目前玉蜀黍的

总产量

已是禾谷类作物生产的

第一位，

其中

美国

的玉蜀黍产量为世界之冠，

约占

总产量的

40%

。

世界生产的玉蜀黍约有

14%供为贸易，

出口最多的国家是美国，

其次为阿根廷、泰国等。生产

世界玉米生产区域2005年产量1.3亿公吨（19%）中国玉米生产地图2007年，全世界玉米栽培总面积为_____________________公顷，

总产量为_________________________公吨，

单位面积平均产量为

__________公斤／公顷。

158,034,000

1.58亿791,794,000

7.9亿5,010玉米单位面积产量（公斤／公顷）是黄豆的___________倍(5010/2445)小麦的___________倍(5010/2829)水稻的___________倍(5010/4233)由单位面积产量（公斤／公顷）来看，

每年增加的幅度相当快

，是禾谷类与豆类作物中最高的，大约是：

玉蜀黍是作物中的奇迹，

生产潜力极大，玉米种类多1.马齿种2.硬粒种3.甜质种4.软质种5.蜡质种6.爆裂种

（dentcorn）（flintcorn）（sweetcorn）（softcorn）（waxycorn）（popcorn）

籽粒内淀粉组织软硬的分布状态，黑色部分为硬质的淀粉组织，白色部分为软质的淀粉组织，横线部分为胚，细小黑点为糯性。

图

玉米的品种分类（仿星川1980）分类玉蜀黍的种类甚多，依植物的观点初胚乳的性质，

可分为七个亚种：

1.

马齿种(Dentcorn)：

子实两侧为坚硬的角质淀粉，

中间为软质淀粉，

干燥时种子顶端凹下成马齿状。

在美国及墨西哥被广泛的栽培，

主要作

饲料

用以及

淀粉加工

用。分类

2.硬粒种(Flintcorn)：

子实胚乳中央有少量软质淀粉，

外围被坚硬的角质淀粉完全包被，顶部圆形有光泽。有早生的特征，所以从美国、加拿大、阿根廷一直跨越到高纬度和高冷地耕作短期的栽培界限

地区，以至于全世界各地都有栽培。此种是1492年初哥伦布在西印度群岛发现，而带回西班牙栽培。在食用、饲料、工业上被广为利用。

3.粉质种(Flourcorn)

或软质种（Softcorn）：

子实

完全为软质淀粉所组成。

子实颜色为白色或青色较多，

但也混杂有红色等其他色泽。

中南美有广泛的栽培，

在美国则是地方性的栽培，生产并不多。4.爆裂种(Popcorn)：充满坚硬的角质淀粉，只在胚的两侧有少数软质淀粉，此处富含水分，遇高热即爆炸，向外翻转，并发出爆裂声。水分含量在13〜15%时爆裂性最大，12%以下及16%以上其爆裂性较小。在美国的经济上曾经受到重视，目前仍是世界性的玉米。 5.甜质种(Sweetcorn)：子实完全为半透明的角质，胚乳富含糖分。采收后高温下很快就变成淀粉，子实干燥后整个皱缩。一般为早生种，很甜，蛋白质和脂肪含量也比马齿种高。主要供

生食用或罐头

等料理用，其茎叶也适合做为饲料。6.蜡质种(Waxycorn)：淀粉完全为

支链淀粉(amylopectin)

，带有糯性，子实呈半透明蜡质状。本种大部分栽培于东南亚，

在中国及菲律宾被用来做为

玉米饼供食用。

美国在第二次大战中，用来做为

树薯粉（tapioca）的代用品，以及

淀粉工业用。

7.有稃种(Podcorn)：每一子实被发达的稃（chaff）所包，粒型并无塌陷，外表坚硬类似硬粒种。从南美延伸到中美洲地区的古代栽培型，经济价值不高，故甚少栽培。被认为是最接近玉米的原始形式。玉米应用方式多样：直接食用玉米粒抽取淀粉

饼、浓汤制油

胚芽油加工

玉米片等饲料

在19

世纪的美国，由于畜牧产业的发展，

使玉米栽培迅速扩展。

此外在早餐及快餐等食谱上的利用，

甜玉米成为重要的蔬菜。

并且因为黄色种玉米产量高、成本低廉，

渐渐取代小麦、大麦及燕麦而成为动物的主要饲料。

目前生产的玉蜀黍约

83%作为饲料用，

只有少数地区如墨西哥、中南美洲、中国北方等，

是作为主要粮食。利用

此外，由于玉米价格低廉及利用效率高，

在工业上亦大量利用，

例如：发酵制造酒精、

淀粉及生产柠檬酸（citricacid）、

抗生素（antibiotics）等。

因为玉米种子各部位主要成分含量差异很大，

其利用情形亦异，

如胚乳主要作为

淀粉用，可供工业用及食用；

胚的油分高可以

榨油，其残留物可作为

饲料。

食用上可作为面包、奶酪、饼干、

制陶、油漆、爆裂物及许多其他用途，

据玉米精制协会（CornRefinersAssociation）

估计，约有上千种食品利用玉米作为原料。玉米粗粉cornmeal：

粉碎去除外皮与胚芽而得，作为饲料与酒精原料。

玉米细粉cornflour：

粗碎后用稀硷去除蛋白质与油脂，

然后水洗干燥粉碎而得，用于糕饼料理。

玉米片cornflakes：

破碎玉米去除胚，涂上糖衣，煮后干燥，

以压扁滚轮压成片状，然后烘干而成，作为早餐用

膨发玉米puffedcorn：

用膨发机加热即速喷出而成，作为零食。玉米加工呵呵呵！这回玉米田里玩什么花样?玉米迷宫三种主要谷物的生产区域图观察其分布区域可以看出三种谷物对不同环境的适应性小麦稻米玉米1-5.大豆(soybean,Glycinemax)

(别名：黄豆)

大豆原产于

中国大陆北方，

在中国的栽培历史久远，

古称为菽，为五谷之一。数百年前才传入欧美，1737年传入荷兰，

1740年传入法国，1790年传入英国，

1804年传入美国，1875年传入德国、奥地利与匈牙利。但是直到

1909年以后，

在欧洲才被视为重要作物。1-5.大豆(soybean,Glycinemax)

(别名：黄豆)起源

大豆原为温带作物，

经改良后，由温带北部至热带均可栽培，

其气候条件大致和玉蜀黍相似，

生育初期与中期需较高的温度及适当的雨量，

生育后期需较干燥的气候。

对温度反应敏感，

夏季平均温度

24-25℃

为宜，

低温延迟开花。

栽培

大豆为短日性作物，对日照长短反应敏感，

在北半球，

北方品种若种到南方，则

，

南方品种若种到北方，则

。

对土壤选择性不严。提早开花延迟开花大豆原为中国特产，第二次世界大战（1930年左右）前，占世界总产量80%以上，然而不到四十年间，美洲各国产量反而占80%以上，由1970年以来，总栽培面积增加一倍以上，是变化最快的作物。现在的产量大约为：美国占50%，巴西占22%。中国10%，阿根廷6%，其次为亚洲国家，其他各洲只有大约4%。主要出口的国家为美国、巴西和阿根廷，进口的国则相当多。

台湾的大豆栽培面积，曾于1960年达到

6万公顷，

但1970年以后逐年下降，

现在只有不到

4000公顷左右。大豆的单位面积产量最高不超过

2500公斤／

公顷，与玉蜀黍最高单位面积产量

7000公斤／

公顷，相差极大，这是因为大豆含有相当高的油份及蛋白质，在合成过程中需消耗大量能量，若由单位重量中所含热量来看，二者相差不多。此外，虽然

大豆单位面积产量较低，但因质量优良，市场价