油莎豆的研究現(xiàn)狀及展望

黃明華，王學(xué)華，龐震宇

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410128)

油莎豆屬莎草科莎草屬的多年生草本植物，通常被稱為油莎草、人參果、人參豆、鐵荸薺、地下核桃、地下板栗等［1］。它原產(chǎn)于非洲，有著非常悠久的栽培歷史?？茖W(xué)家曾在距今四五千年前的埃及古墓中發(fā)現(xiàn)了油莎豆的塊莖。公元初期，它被阿拉伯人帶入歐洲，并隨著時(shí)間的推移傳遍了熱帶、亞熱帶和溫帶的多個(gè)國(guó)家和地區(qū)［2，3］。油莎豆在我國(guó)已有60余年的歷史。據(jù)相關(guān)資料記載，我國(guó)曾于1952年從前蘇聯(lián)將油莎豆作為一年生草本植物引進(jìn)栽培［4～10］，又于1960 年從保加利亞重新引進(jìn)，現(xiàn)已推廣到全國(guó)大部分省區(qū)。

1 油莎豆的生物學(xué)特性

1.1 抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)多種類型土壤

油莎豆原產(chǎn)非洲，是一種熱帶植物，但經(jīng)過(guò)數(shù)千年的人工選擇和自然選擇，它不僅適應(yīng)了亞熱帶和溫帶的氣候環(huán)境，甚至在某些寒帶地區(qū)也能正常生長(zhǎng)。它最理想的生長(zhǎng)溫度是20～30℃，在此溫度范圍內(nèi)，其塊莖能夠迅速發(fā)芽。油莎豆比較耐旱，其早期中期不能缺水，但在生育后期，極強(qiáng)的分蘗能力使得枝葉繁茂，能大面積覆蓋土壤，減少土壤水分蒸發(fā)［11］。油莎豆主要以塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖［12］，其塊莖營(yíng)養(yǎng)豐富，前期生長(zhǎng)勢(shì)極強(qiáng)，少有病害［13］。

油莎豆在各種土質(zhì)，各種肥力的土壤中都能種植，包括稻田、沙質(zhì)土、鹽堿地、荒山坡地等，其中最適宜栽培油莎豆的是沙壤土，原因有三:一是便于塊莖收獲，二是能夠高產(chǎn)，三是因油莎豆是須根系作物，有利于根系生長(zhǎng)及地下莖與塊莖的形成發(fā)育。

1.2 播種期長(zhǎng)，生長(zhǎng)周期短

油莎豆株高一般在80～140 cm，全生育期110～130 d，葉片狹窄細(xì)長(zhǎng)。4月至7月均可播種，一年可以生產(chǎn)兩季。油莎豆不是通常意義上的“果實(shí)”，而是地下莖上的塊莖，每株產(chǎn)塊莖40～260個(gè)，每個(gè)塊莖重0.5～2.5 g，每千克大約有1 600～2 600個(gè)塊莖，產(chǎn)量一般達(dá)到12 000 kg/hm2，豐產(chǎn)地高產(chǎn)時(shí)能達(dá)到18 000 kg/hm2。

1.3 可分為小粒型和大粒型

小粒型油莎豆又叫普通油莎豆，其塊莖較小，分蘗能力強(qiáng)，植株叢生狀生長(zhǎng)，植株相對(duì)較為矮小，葉片狹長(zhǎng)，含油量較高，一般為25% ～35%。大粒型油莎豆是朝鮮科學(xué)院培育的新品種，塊莖較大，但分蘗少，株叢較為疏散，植株較為高大，葉片寬9～12 mm。大粒型油莎豆含油率較低(比小粒型低5% ～15%)。

2 油莎豆的用途

2.1 保健食用油

油莎豆在我國(guó)作為一年生栽培植物，因其產(chǎn)量是目前油料作物中最高的，所以被世界各國(guó)農(nóng)業(yè)專家稱為“油料之王”［14］。油莎豆以塊莖繁殖為主，產(chǎn)量高，含油量高，出油率高且環(huán)境適應(yīng)能力極強(qiáng)［15～17］。油 莎 豆 的 出 油 率 可 達(dá) 到 32.5% ～38.7%。油莎豆中還含有其他多種有效成分，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、揮發(fā)油、酚類、有機(jī)酸、生物堿、萜類、蒽醌、甾類，不含內(nèi)酯、香豆素、皂苷、強(qiáng)心苷、黃酮［18］。油莎豆油主要成分與普通食用油一樣，清亮透明，味香醇厚，品質(zhì)比菜籽油優(yōu)良，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可與花生油相媲美，對(duì)心血管病、機(jī)體代謝紊亂以及高血脂等疾病具有一定的防治功效，是一種比較適用于老年人的保健食用油［19］。

2.2 保健醫(yī)藥

油莎豆油80%的成分是油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸。亞油酸屬于人體所需要的必需脂肪酸，還是合成前列腺素的主要物質(zhì)，它能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能，預(yù)防心血管等疾病，可防治水腫、皮下出血、皮炎、濕疹、脫發(fā)等疾病，促進(jìn)膽固醇正常代謝，提高人體免疫力，同時(shí)對(duì)新生兒的心臟和大腦發(fā)育及組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育有益［20］。

2.3 風(fēng)味食品

部分地方企業(yè)以油莎豆為主體，對(duì)其進(jìn)行深加工，通過(guò)制作工藝改進(jìn)和更新，將油莎豆加工成多味油莎豆、怪味油莎豆、水煮油莎豆、五香油莎豆、椒鹽油莎豆，產(chǎn)品新穎獨(dú)特，適合佐餐和休閑。在保證品質(zhì)和產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，規(guī)模開(kāi)發(fā)后不僅能成為地方特色食品，還能填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白，獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益［21］。

2.4 食品加工原料

通過(guò)一定的生物和物理化學(xué)工藝，能有效提取榨油后的油莎豆餅中的糖類和淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。淀粉經(jīng)化學(xué)變性后能衍生數(shù)百種衍生物，在各行各業(yè)中得到普遍應(yīng)用，糖類可制成飴糖，作為加工原料應(yīng)用在食品、果糖、糕點(diǎn)中。通過(guò)粉碎、發(fā)酵、篩濾、沉淀可提取油莎豆餅中的淀粉，提取率可達(dá)60%;通過(guò)粉碎、煮料、糖化、濃縮可提取油莎豆餅中的糖類，提取率可達(dá)20% ～30%［22］。

2.5 綠肥

油莎豆是很好的綠肥［23］，地上莖葉含灰分約11%、無(wú)氨浸出物約8.0%，塊莖采收后將莖葉直接埋入地里發(fā)酵，可以增強(qiáng)土地肥力。油莎豆須根較多，種植在荒地、沙地、幼林果園，可以疏松土壤、保墑抗旱、抑制雜草、提高果樹(shù)成活率、防止水土流失等，具有良好的生態(tài)效益。

2.6 飼料

油莎豆莖葉營(yíng)養(yǎng)豐富，是優(yōu)良的飼料。鮮草可直接供食草動(dòng)物食用，如牛、羊、馬、兔、鵝等;干草磨成粉后可作為飼料的輔助配方，豐富飼料營(yíng)養(yǎng)成分。油莎豆分蘗多，葉細(xì)而長(zhǎng)，且無(wú)莖稈，葉片長(zhǎng)55～75 cm，寬0.3～1.0 cm，每公頃可產(chǎn)鮮草約45 000 kg，可提供500尾魚(yú)或100只兔或10只羊或2頭牛的青飼料。油莎豆地上莖葉再生能力強(qiáng)，每季可刈割地上莖葉兩次，刈割后20～30 d即可長(zhǎng)高達(dá)55～65 cm。

3 油莎豆的研究現(xiàn)狀

3.1 可與多種作物套種，合理利用土地

西北植物研究所相關(guān)研究表明，油莎豆地上莖葉灰分含量約有11%，無(wú)氨浸出物含量約有8%。油莎豆莖葉肥地能力強(qiáng)，除了傳統(tǒng)的單一種植外，還能與很多作物套作，如茶林、果園、瓜地等，這樣既能充分利用土地資源，又能疏松土壤，抑制雜草，提高經(jīng)濟(jì)效益［24］。

3.2 油莎豆主要成分

晏小欣等經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得油莎豆豆果中含油脂20% ～36%、淀粉20% ～25%、糖分15% ～20%、蛋白質(zhì)3% ～15%、纖維素4% ～14%、維生素0.08～0.14 mg/g、天然樹(shù)脂7%;油莎豆的莖葉含粗蛋白7.08%、粗脂肪 2.53%、粗纖維 47.1%、粗灰分10.5%、總糖(以葡萄糖計(jì))7.75%［25］。

3.3 油莎豆油作生物柴油

何元漳等人研究測(cè)定了油莎豆油的比重、熱值、粘度、碘值等相關(guān)性能的參數(shù)，并且與菜籽油和大豆油的對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明:油莎豆油的黏度較高，不能在柴油機(jī)上直接使用，但它與石化柴油按一定比例混合后可在柴油機(jī)上使用，且油莎豆油的總體燃燒性能要優(yōu)于菜籽油和大豆油［16］。

與傳統(tǒng)的石化柴油相比，油莎豆油作為生物柴油在燃燒功效、含硫量、含氧量、冷濾點(diǎn)、閃點(diǎn)、芳香烴含量、燃燒耗氧量、對(duì)水源的危害以及生物可降解性方面表現(xiàn)更為優(yōu)越。

研究表明:在柴油中加入適量的油莎豆油能有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑性能，并降低相關(guān)機(jī)械的物理磨損;單柴油和油莎豆油按體積比1∶1或1∶3的比例混合使用時(shí)，能獲得比單一使用傳統(tǒng)燃料更好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和更高的十六烷值［26］。

4 展望

油莎豆的塊莖，地上部分的莖葉，都有利用價(jià)值，引種到我國(guó)已經(jīng)有半個(gè)多世紀(jì)，但至今仍未得到大面積的種植和應(yīng)用，一方面是因?yàn)橛蜕沟姆N質(zhì)資源缺乏，難以適用于我國(guó)環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，另一方面是種植油莎豆所獲得的經(jīng)濟(jì)效益尚未達(dá)到傳統(tǒng)作物的水平，因而很難調(diào)動(dòng)普通大眾對(duì)油莎豆種植的積極性。未來(lái)，油莎豆大面積推廣，并要獲得良好的效益，需要從以下方面努力:

第一、政府在重視油莎豆相關(guān)科研工作的同時(shí)，更應(yīng)加大對(duì)油莎豆科研工作的經(jīng)濟(jì)支持，只有對(duì)科研的大力支持，才能使廣大科研工作者和育種家最大限度的發(fā)揮聰明才智，通過(guò)基因技術(shù)和良種改良篩選出適合大面積推廣種植的新品種。

第二、根據(jù)各地的實(shí)際情況，努力摸索符合本地環(huán)境的油莎豆栽培技術(shù)，包括種子保存、催芽、播種、除雜、殺蟲(chóng)、施肥、化學(xué)調(diào)控等，使同等條件下的種質(zhì)資源，通過(guò)科學(xué)合理的栽培，獲得最大限度的產(chǎn)量，為種植者帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

第三、農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)需加快研發(fā)油莎豆機(jī)械化種植和收獲的相關(guān)機(jī)械設(shè)備，為油莎豆的機(jī)械化、規(guī)?；N植提供必要的硬件條件。

第四、積極發(fā)展油莎豆后期加工技術(shù)，特別是在我國(guó)禁止將食用油用于生物柴油原料的政策下，提高以油莎豆為原料制生物柴油的生產(chǎn)工藝，降低油莎豆制生物柴油的成本。

近來(lái)來(lái)，隨著科研工作者對(duì)油莎豆持續(xù)的、多方面的、深層次的研究，油莎豆的新用途不斷出現(xiàn)，栽培技術(shù)不斷更新，產(chǎn)量大、品質(zhì)優(yōu)良的品種陸續(xù)被培育出來(lái)。在全世界人們都在積極尋找傳統(tǒng)石化能源替代能源的大環(huán)境下，積極探索油莎豆高產(chǎn)栽培技術(shù)，努力培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種，提高以油莎豆為原料制生物柴油的生產(chǎn)工藝，必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

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