我國甜葉菊栽培技術(shù)研究與進(jìn)展

馬冉，田英豪，劉恩琪，張宏彥，*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實驗站，河北 曲周057250）

甜葉菊，別名甜菊、糖草，是菊科、甜葉菊屬多年生草本植物。甜葉菊葉片可提取甜菊糖苷、黃酮類和綠原酸類物質(zhì)，甜菊糖苷作為一種甜味劑，具有熱量低、甜度高、味質(zhì)好的特點[1]，對高血壓、糖尿病等具有輔助治療作用，黃酮類和綠原酸類物質(zhì)具有抗氧化、抗炎、抗癌等活性，因此甜葉菊提取物在食品、醫(yī)藥等行業(yè)具有較高的利用價值[2，3]。甜葉菊原產(chǎn)于南美洲，1977年由日本引入中國，目前在我國已有43 a的種植歷史。由于甜葉菊適應(yīng)性強，在我國的安徽、黑龍江、山東、江蘇、江西等20多個省市均有種植。目前我國是世界最大的甜葉菊種植、甜菊糖苷生產(chǎn)和出口國家[4]。通過查詢文獻(xiàn)概括和總結(jié)了主要學(xué)者在甜葉菊栽培技術(shù)方面的研究進(jìn)展，旨在為甜葉菊研究者提供參考。

1 甜葉菊對氣候、土壤條件的需求

1.1 光照

甜葉菊屬于短日照植物，對光照時間敏感，臨界日照約13 h[5]。甜葉菊開花期受光照時間制約，在短日照地區(qū)，甜葉菊開花較早，生殖生長時間較長；在長日照地區(qū)，甜葉菊開花、結(jié)實較少，營養(yǎng)生長期較長，甜葉菊產(chǎn)量及甜菊糖苷的累積量高[6]。光照強度影響甜菊糖的味質(zhì)，短時間降低光照強度，能夠降低葉片中STV含量，提高甜菊糖味質(zhì)[7]。甜葉菊種子萌發(fā)對光照敏感，光照可以增加種子萌發(fā)率，黑暗條件下將抑制種子萌發(fā)[8]。

1.2 溫度

適宜的溫度是甜葉菊生長發(fā)育的必要條件。甜葉菊整個生育期均需要較高的溫度，種子萌發(fā)適宜溫度為20～25℃；生長期適宜溫度為25～29℃，全生育期需要積溫4 600℃（≥10℃），≥15℃的活動積溫為4 100℃；當(dāng)日平均氣溫低于15℃時將停止生長[6，9]。苗期低溫會使得根系生長緩慢[10]。受溫度的影響，甜葉菊整個生育期總體生長趨勢是前期緩慢，中期迅速，現(xiàn)蕾開花期最快。

1.3 土壤

甜葉菊耐貧瘠，土壤pH值為5.5～7.9均可生長，育苗期土壤pH值過高或過低均能引起死苗[11]。對土壤肥力要求不高，土壤質(zhì)地以砂壤土最佳[6，12]。董海濤等[13]研究表明，隨著土壤中風(fēng)沙土含量的增加，甜葉菊的生長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，土壤中風(fēng)沙土含量為20%～40%時，甜葉菊地上部生物量最大；通氣良好、保水保肥能力強、有機質(zhì)豐富的土壤有利于根系生長，能促進(jìn)地上部的生長、干物質(zhì)累積，提高甜葉菊的抗旱性。甜葉菊種植具有連作障礙，同一地塊連續(xù)種植甜葉菊不得超過3 a。前茬作物以蔬菜等為宜，忌玉米和棉花[14]。

2 甜葉菊栽培研究進(jìn)展

2.1 育苗方式

我國甜葉菊種植多采用先育苗再移栽的方式，已有的育苗方式包括扦插育苗、種子育苗、組織培養(yǎng)等[15]。扦插育苗是目前采用最多的育苗方式，這種育苗方式能保持母本的優(yōu)良性狀，變異性低，并且成苗快，育苗期短，操作簡單。扦插時減去多余的葉片，保留兩葉一心，減少水分的蒸發(fā)。在扦插前將插條用生長調(diào)節(jié)劑萘乙酸浸泡，有利于發(fā)根[16]。種子育苗是較為普遍的有性繁殖方式，種子育苗繁殖系數(shù)高，且便于包裝、貯藏和運輸；但同時存在發(fā)芽率低、后代變異性大、品種退化的問題。組織培養(yǎng)能保持甜葉菊品種的優(yōu)良特性，繁殖速度快，規(guī)模大，且不受外界環(huán)境的影響。在組織培養(yǎng)中，外植體的取樣部位影響培養(yǎng)結(jié)果，以莖尖為外植體進(jìn)行甜葉菊的組織培養(yǎng)，能夠獲得較高的出芽率[17～19]。

2.2 移栽時間和移栽密度

甜葉菊的移栽時間多集中在3～4月，過早移栽或溫度過低使得甜葉菊葉片莖尖末梢組織、根系受損[10]，降低甜葉菊移栽苗的存活率，過晚移栽使得甜葉菊營養(yǎng)生長階段縮短從而降低甜葉菊產(chǎn)量。在氣候條件能滿足的情況下，適時早移栽能夠延長甜葉菊生育期，提高產(chǎn)量及糖苷含量[20]。甜葉菊適宜移栽密度大多在1.2萬～1.8萬株/hm2[21，22]，合理密植能夠保障甜葉菊良好通風(fēng)，充分進(jìn)行光合作用。甜葉菊的實際移栽密度應(yīng)根據(jù)溫、土、肥、種等具體條件確定。溫度低的地區(qū)，甜葉菊生長緩慢，酌情提高移栽密度；溫度高的地區(qū)，甜葉菊生長迅速，酌情降低移栽密度。根據(jù)不同品種的特點，應(yīng)調(diào)整移栽密度，分枝數(shù)較多的甜葉菊品種，移栽密度應(yīng)降低；在優(yōu)質(zhì)水肥條件下，提高移栽密度能增加甜葉菊產(chǎn)量[23]。

2.3 養(yǎng)分吸收規(guī)律與肥料管理

2.3.1 養(yǎng)分吸收規(guī)律氮磷鉀是甜葉菊生長所必需的營養(yǎng)元素，甜葉菊對鉀素需求量最大，其次是氮素，對磷素的需求相對較少[6]。甜葉菊植物體中氮含量為1.0%～2.7%，對氮的吸收呈前期緩慢，中期加快，現(xiàn)蕾期達(dá)到高峰，隨后逐漸降低；甜葉菊植物體中鉀含量為1.5%～4.0%[6]，與氮吸收規(guī)律相似，盛蕾期需鉀量達(dá)到高峰，隨后逐漸降低。甜葉菊植物體中磷含量為0.3%～0.5%[6]，苗期需磷量達(dá)到小高峰，隨后需求量平穩(wěn)，生殖生長后，甜葉菊對磷吸收量又有所增加。甜葉菊植株吸收氮、磷、鉀的比例變動區(qū)間為1∶0.25∶1.29～1∶0.31∶1.58[24]。

2.3.2 肥料管理合理配施氮、磷、鉀肥，可增加甜葉菊產(chǎn)量，提高品質(zhì)[25，26]。應(yīng)采用前輕中重后補的原則[27]。氮肥對甜葉菊單株葉干重的影響最大[25]，隨著施氮量的增加，甜葉菊干葉重呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，適當(dāng)施用氮肥可促進(jìn)甜葉菊光合作用，提高甜菊糖味質(zhì)[28]；過量施用氮肥，甜葉菊感病相率增加[29]，容易發(fā)生倒伏。適當(dāng)施用鉀肥可增加甜葉菊的株高、莖粗、干重，增強抗逆性，改善甜菊糖味質(zhì)[30]。甜葉菊生長前期施適量磷肥，能夠改善地上部和根系發(fā)育[6]。欒良福等[31]認(rèn)為，甜葉菊總施肥量應(yīng)控制在900 kg/hm2，包亞英等[28]認(rèn)為，甜菊生育期內(nèi)適宜的氮磷鉀的施用量分別為600～900 mg/kg、200～300 mg/kg、600～900 mg/kg。楊永恒等[25]認(rèn)為，適宜甜葉菊生產(chǎn)的N、P2O5和K2O施用量分別為365.26～701.11、160.20～176.96和528.35～793.91 mg/kg。

2.4 水分需求與灌溉

甜葉菊根系分布在25 cm深的土層內(nèi)，根系分布較淺，因此甜葉菊具有喜濕怕旱的特點。出苗期根淺苗小，耐旱性差，是需水的關(guān)鍵期。移栽過程中根系易受損，使得吸水能力下降，應(yīng)供應(yīng)充足的水分。分枝期生長旺盛，葉面積大，同時進(jìn)入高溫季節(jié)，植株和土壤蒸騰增加，需水量也大幅度增加。在全生育期內(nèi)，隨灌溉量株高、光合速率、以及葉片中的糖苷含量呈先增后減的趨勢[32]。遵循旱即灌，澇則排的灌溉原則，保持田間水分適宜。采用漫灌、噴灌和滴灌的灌溉方式，其中膜下滴灌高效節(jié)水，具有降低田間濕度、減少發(fā)病率，促進(jìn)肥料利用，提高產(chǎn)量等特點[33]。

2.5 病蟲害防治

甜葉菊抗病蟲害性較強，但由于多年重茬、輪作，甜葉菊病蟲害有逐年上升的趨勢。目前已發(fā)現(xiàn)的甜葉菊的病害有立枯病、菌核病、黑斑病、枯萎病、斑枯病、白絹病等。主要蟲害有蚜蟲、棉鈴蟲、煙粉虱、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾、紅蜘蛛、茶黃螨、綠盲蝽象、蠐螬等[34]。對于病蟲害的防治，以預(yù)防為主、防重于治為原則，物理生物防治為主、化學(xué)防治為輔的措施[35]?？茖W(xué)管理苗床，并進(jìn)行土壤殺菌處理，實施輪作換茬，能夠較好地預(yù)防立枯病、枯萎病等土傳病害[36，37]；齊艷春[38]從甜葉菊根部土壤中分離到放線菌A01和A64菌株，可有效降低斑枯病病情指數(shù)，顯著提高甜葉菊葉片產(chǎn)量。

2.6 除草劑選擇

不同的除草劑對雜草的防治效果、甜葉菊安全性差異較大。陳葉等[39]研究表明，苗期封閉性除草劑41%異丙草·莠除草效果差，對甜葉菊苗有藥害作用，41%草甘膦異丙胺鹽作為移栽前封閉性除草劑效果好，且安全。張武杰等[40]研究表明，拿捕凈12.5%EC對甜葉菊種植田一年生禾本科雜草及闊葉雜草的防治效果較好，且無藥害。鄭慶偉[41]研究表明，喹禾糠酯、精喹禾靈、吡氟禾草靈、氟樂靈、精噁唑禾草靈、仲丁靈、烯草酮、高效氟吡甲禾靈、烯禾啶適宜用于甜葉菊田塊雜草的防治。

3 抗逆性研究進(jìn)展

3.1 干旱脅迫

甜葉菊耐旱性差，遇到不同程度干旱脅迫時，體內(nèi)生理生化指標(biāo)會有不同的響應(yīng)。任廣喜等[42]研究表明，隨著干旱時間的持續(xù)，甜葉菊體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)逐漸下降，相對電導(dǎo)率較平穩(wěn)的顯著增加；SOD與POD的活性均表現(xiàn)出先升高后降低再升高的變化趨勢。植物遇到干旱時，為增加對外界不良環(huán)境的適應(yīng)能力會降低地上部的生物量，不同基因型甜葉菊在遭受不同程度的干旱時，單株干葉產(chǎn)量均呈現(xiàn)下降趨勢，但干旱對甜葉菊葉片中的糖苷含量并無顯著性影響。在輕度和中度干旱脅迫下，不同基因型甜葉菊的抗氧化作用和滲透調(diào)節(jié)能力有升高趨勢，但是在重度干旱脅迫下，植株的生物膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，代謝紊亂，生理作用受到嚴(yán)重影響[43]。

3.2 鹽堿脅迫

植物在遭受鹽、堿脅迫時，體內(nèi)生理代謝會發(fā)生改變，膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞，有害代謝產(chǎn)物積累，影響植物正常生長[44]。NaCl對甜葉菊生長的影響表現(xiàn)出高濃度抑制、低濃度促進(jìn)的趨勢，低濃度NaCl脅迫下甜葉菊通過增加葉生物量適應(yīng)低鹽脅迫。季芳芳等[45]研究表明，初期0～20mmol/L低濃度NaCl處理可促進(jìn)種子發(fā)芽，種子萌發(fā)可忍耐的Na+濃度為0～80 mmol/L；堿性鹽對甜葉菊種子的抑制作用大于中性鹽，抑制性總體表現(xiàn)為Na2CO3＞NaHCO3＞Na2SO4＞NaCl。董海濤等[46]研究表明，0～44 mmol/L NaCl濃度有利于甜葉菊移栽苗的生長。繩仁立等[47]研究表明，不同濃度NaCl和Na2CO3混合鹽堿脅迫會對不同品種甜葉菊生長造成損害。原海燕等[48]研究表明，隨著鹽脅迫濃度的增加和處理時間的延長，不同甜葉菊品種的脯氨酸含量均有所增加。甜葉菊種子具有一定的耐鹽性，但其抗鹽堿性較弱。種子在鹽生環(huán)境選擇壓力下所獲得的抗逆性可遺傳給下代[45]。

4 植物生長調(diào)節(jié)劑研究進(jìn)展

植物生長調(diào)節(jié)劑在提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)、提高作物抗逆性等方面具有重要作用[49]。不同種類及濃度的生長調(diào)節(jié)劑對甜葉菊生長的影響效果不同。噴施赤霉素使得甜葉菊株高、節(jié)長增大，葉長、葉寬減小，葉長寬比值增大，單株干葉產(chǎn)量降低[50]。赤霉素濃度小于200 mg/L對甜葉菊扦插苗的生根具有促進(jìn)作用，等于100 mg/L對甜葉菊扦插生根促進(jìn)作用最大，大于300 mg/L對甜葉菊扦插苗生根有抑制作用[51]。苗期噴施適量的水楊酸可使甜葉菊糖苷含量、萊鮑迪苷A含量、單株葉干重增大，高濃度水楊酸會抑制植物生長，水楊酸濃度為2 mg/L時效果最佳[52]。噴施植物生長調(diào)節(jié)劑能夠提高甜葉菊葉片對外界逆境的抗性影響。外施植物生長調(diào)節(jié)劑S-Y，可促進(jìn)甜葉菊的整體生長發(fā)育，提高整體產(chǎn)量及甜菊糖甙的含量，促進(jìn)脯氨酸在植株體內(nèi)的積累，增強植株對不良環(huán)境的抵抗能力[53]。在組織培養(yǎng)過程中，合理利用植物生長調(diào)節(jié)劑可促進(jìn)是物體生根和增殖[54，55]。

5 結(jié)語

甜葉菊栽培技術(shù)是生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)，直接影響甜葉菊的產(chǎn)量和品質(zhì)，甜葉菊自引種以來，我國學(xué)者對甜葉菊栽培領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究，但科研進(jìn)度遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，作為一項系統(tǒng)研究，許多方面研究深度和廣度有待提高，特別是在養(yǎng)分綜合管理技術(shù)、水分管理、病蟲害的更新和綜合防治、除草劑使用等方面，需要進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。