我國(guó)菊芋資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

邱正明，丁自立，郭鳳領(lǐng)，陳磊夫，吳金平

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢，430064）

在我國(guó)不同地區(qū)對(duì)菊芋有不同的叫法，如茅茅姜（北部地區(qū)）、鬼子姜（華北、東北）、姜不辣（東北中北部）、脆皮姜（內(nèi)蒙南部）、黃花姜（河南、天津）、毛于姜（河北東部）、葵花姜（西北一些地區(qū)）、洋姜、洋生姜（長(zhǎng)江以南通稱）、洋芽（陜西）等。菊芋為薯芋類藥食兩用蔬菜作物，其主要成分菊淀粉（Inulin）是工業(yè)、食品、保健品和飲料等行業(yè)的重要原料，也是“十一五”期間首推生物能源的原料，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織稱為“21世紀(jì)人畜共用作物”[1]，因此，菊芋具有巨大的市場(chǎng)潛力，是一個(gè)“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。為此，筆者實(shí)地調(diào)研和參考有關(guān)文獻(xiàn)，就我國(guó)菊芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和利用價(jià)值等作一綜述，以期對(duì)今后的菊芋綜合開發(fā)有所幫助。

1 菊芋資源分布

菊芋（Helianthus tuberpsus）為菊科（Compositae）向日葵屬（Helianthus）一年生或多年生草本植物。菊芋對(duì)生態(tài)環(huán)境要求不嚴(yán)，耐寒（耐-40℃以下的低溫），耐旱（在含水量為1%的20～40 cm土層中仍可存活并生長(zhǎng)），耐鹽堿（在100%的海水灌溉下能夠生長(zhǎng)正常），抗風(fēng)沙（只要覆蓋的沙土不超過50 cm厚，都能正常萌發(fā)），繁殖力強(qiáng)（塊莖每年的增殖速度可達(dá)15～20倍）。原產(chǎn)于北美洲，后傳至歐洲，目前遍及加拿大、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、日本和印度等[2～3]。 在我國(guó)黑龍江、遼寧、吉林、北京、內(nèi)蒙、河北、河南、四川、山東、陜西、新疆、江蘇、湖南、湖北、安徽、寧夏、山西等省區(qū)都可栽培[4]。

2 菊芋品種選育

菊芋在中國(guó)已有三百多年的種植歷史，隨著人們消費(fèi)習(xí)慣及口味的改變，菊芋及其加工制品日益受到消費(fèi)者的歡迎，菊芋開始規(guī)?；N植。菊芋的品種視塊莖的形狀、顏色而區(qū)分。按形狀分有梨形、紡錘形或不規(guī)則瘤形。依塊莖顏色分有紅色、白色、紫色、黃色，我國(guó)栽培的以紅色、白色和黃色為多。紅色種塊莖外皮紫紅色，肉質(zhì)白色，每個(gè)質(zhì)量約150 g，產(chǎn)量較低。白色種塊莖外皮及肉質(zhì)均呈白色，每個(gè)質(zhì)量約200 g，產(chǎn)量較高。除了地方品種外，近年來也選育了一些優(yōu)良的品種，如定芋1號(hào)是由甘肅省定西市菊芋工程技術(shù)研究中心采用單株系統(tǒng)選育法篩選出的品種[5]。青芋1號(hào)、青芋2號(hào)及青芋3號(hào)是青海省農(nóng)林科學(xué)院菊芋研發(fā)中心通過系統(tǒng)選育從現(xiàn)存的菊芋資源中篩選出的品種，已通過青海省農(nóng)作物評(píng)定委員會(huì)審定，青芋1號(hào)塊莖為紡錘形，紫色，須根較多，早熟；青芋2號(hào)塊莖呈不規(guī)則瘤狀，紫紅色，中熟；青芋3號(hào)塊莖大，白色，須根少，含糖量高，晚熟[6]。吉菊芋1號(hào)是吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)村能源與生態(tài)研究所以吉林省農(nóng)家品種為基礎(chǔ)材料，以高產(chǎn)為主攻方向，采用改良系譜法，經(jīng)3 a定向選擇，以H3株系為主混合育成的[7]。南菊芋1號(hào)由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院將30個(gè)野生菊芋品系在沿海灘涂鹽分含量3‰左右土壤上進(jìn)行海水脅迫栽培，經(jīng)多年篩選獲得的耐鹽堿新品系。

3 菊芋繁殖方法

3.1 塊莖繁殖

菊芋主要以塊莖進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖。一般秋冬收獲塊莖后，或砂藏備種，也可于春季土壤解凍后挖取大小適中的塊莖播種。塊莖的大小與第一年產(chǎn)量成正比，塊莖過大播種量增加，塊莖過小則苗弱產(chǎn)量不高，因此塊莖大小以20～25 g為宜。

3.2 種子繁殖

用種子進(jìn)行繁殖時(shí)，可先將種子播種在花盆中進(jìn)行萌發(fā)，萌發(fā)后將幼苗移到肥沃土壤中，4片真葉時(shí)移栽到大田中。但用種子繁殖的一般不如塊莖形成的植物體生長(zhǎng)得好和產(chǎn)量高，生長(zhǎng)期也較長(zhǎng)[8]。

3.3 扦插繁殖

將塊莖植于育苗床內(nèi)，保溫催苗，當(dāng)苗長(zhǎng)至15～20 cm時(shí)，切段作育苗種坯，育苗種坯上至少要有3片葉子的尖梢；將育苗種坯再置于繁殖腐殖土中保溫，至育苗種坯的芽株為15 cm以上時(shí)，將其移栽，或?qū)⑵湓偾卸危３智卸窝恐晟现辽儆?片葉子，再重復(fù)上述步驟繼續(xù)繁殖，但重復(fù)繁殖不超過3次[9]。

3.4 組織培養(yǎng)

長(zhǎng)期的無性繁殖導(dǎo)致大量病毒積累，使得品種劣化和產(chǎn)量逐年降低。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以快速、大量繁殖優(yōu)良品種，提純復(fù)壯，獲得無病植株。但成本較高，一般在母株材料少而需短時(shí)期內(nèi)大量增殖和培育脫毒苗時(shí)應(yīng)用。

4 菊芋的應(yīng)用

4.1 菊芋在食品加工上的應(yīng)用

菊芋可涼拌、烹制、腌制醬菜，也可加工成膨化脆片、果醬、菊芋脯、菊芋干等[10]，還可開發(fā)成菊粉（菊糖），菊粉是多種不同聚合度果聚糖的混合物。聚合度2～9、聚合度10～30、聚合度高于 40的果聚糖分別稱為低聚果糖、多聚果糖、高聚果糖。菊粉可在乳品、飲料、焙烤制品、保健食品、湯、調(diào)味品等中廣泛使用，如杜連起把菊芋粉添加到面包中，試制菊芋面包[11]；在經(jīng)發(fā)酵的啤酒中添加菊芋汁濃縮物，保證啤酒感官品質(zhì)前提下，啤酒有微甜味；嚴(yán)奉偉等研制出含菊糖的軟糖，其熱量較不含菊糖的軟糖低[12]；在西紅柿色拉中添加菊糖，可以提高產(chǎn)品的口感[13]。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)以菊芋為原料的食品加工企業(yè)有20多家 （表1），主要分布在陜西、甘肅、湖南、湖北、山東、廣東等?。▍^(qū)），產(chǎn)品開發(fā)基本上以生產(chǎn)菊粉為主。

4.2 菊芋在農(nóng)業(yè)種植上的應(yīng)用

菊芋的地上部分綠色、粗壯，葉片肥厚，可獲得優(yōu)良莖葉，生長(zhǎng)旺盛階段可直接割取作家畜青飼料，隨用隨取，且不影響產(chǎn)量，也可在秋冬季節(jié)將收獲后的干莖葉加工成顆粒飼料儲(chǔ)藏，經(jīng)發(fā)酵與加入添加劑營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高[14]。其葉片可提取殺蟲抑菌活性物質(zhì)[15]。大面積種植菊芋可開展副業(yè)，如養(yǎng)蜂業(yè)等。

4.3 菊芋在工業(yè)能源上的應(yīng)用

新型能源作物有待進(jìn)一步發(fā)掘和推廣，而菊芋則是其中的“優(yōu)等生”。菊芋潛在的能源利用方式有①塊莖或整株糖分發(fā)酵產(chǎn)乙醇和甲烷；②菊糖發(fā)酵催化生產(chǎn)生物柴油；③莖稈纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇；④菊芋莖稈直接燃燒或制成固體性燃料[16]。

4.4 菊芋在醫(yī)藥保健上的應(yīng)用

表1 中國(guó)部分菊芋產(chǎn)業(yè)企業(yè)名錄

菊粉有6大生理功效。①促進(jìn)益生菌增殖，防止便秘、結(jié)腸癌；②促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收和維生素合成；③糖的替代品，預(yù)防肥胖；④排毒，改善腸道環(huán)境；⑤防止齲齒；⑥提高免疫力。菊粉是目前發(fā)現(xiàn)最易溶解的水溶性膳食纖維，可增殖人體內(nèi)雙歧桿菌[17]，抑制腸內(nèi)沙門氏菌和腐敗菌的生長(zhǎng)，優(yōu)化腸胃功能，預(yù)防腸道腫瘤。菊粉持水性高，可防止、治療便秘[18]，在腸道中生成抗癌的有機(jī)酸，提高人體免疫力，對(duì)老年人有良好的抗衰老作用[19]；菊粉可促進(jìn)維生素的合成和鈣、鐵等元素的吸收利用，防止骨質(zhì)疏松[20]，還可降低血液中膽固醇和甘油三醇的含量，改善脂質(zhì)代謝，抑制人體血糖升高，減少糖尿病人的痛苦。

4.5 菊芋在生態(tài)保護(hù)上的應(yīng)用

沙漠中，菊芋被喻為“地上一把傘”——植株高大抗風(fēng)沙，“地下一張網(wǎng)”——發(fā)達(dá)的根系可有效保持水土，改良土壤，而每年20倍以上的繁殖擴(kuò)張速度，更讓菊芋成為一勞永逸的治沙先鋒[21]。菊芋的花形如菊，花多，花色為純黃色，無異味，具有美化宅舍的作用[22]。此外，在城市道路景觀中，菊芋一般作為中低層植物景觀，可對(duì)空間起分隔和引導(dǎo)作用[23]。

5 菊芋的開發(fā)前景

通過種植菊芋治理沙化被專家稱為“治理沙化低成本、見效最佳的方法”[24]。菊芋經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、能源開發(fā)價(jià)值優(yōu)異，適種范圍不斷拓展，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)能源作物“與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地”的致命缺陷[25]。菊粉糖熱量低，有促進(jìn)腸胃功能、防治便秘、增加維生素合成量、提高免疫力、調(diào)節(jié)血脂、減肥等作用，符合現(xiàn)代人們飲食向低糖、低脂、高膳食纖維轉(zhuǎn)變的要求。

菊芋是一種不可多得的生態(tài)經(jīng)濟(jì)型植物，篩選鑒定加工型、生態(tài)型等多功用型品種，并進(jìn)行綜合利用，對(duì)提高菊芋的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品科技進(jìn)步、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、提高我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

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