蕎麥種植技術(shù)研究※

●戶雪妹 羅 蕊 張春華 霍玉淼 梁嘯天 尹明達(dá) 王志妍 黃鳳蘭，3※※

（1.內(nèi)蒙古民族大學(xué)生命科學(xué)與食品學(xué)院 內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所 內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.內(nèi)蒙古民族大學(xué)蓖麻育種國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)蒙古 通遼 028000）

蕎麥（Fagopyrum esculentumMoench?），別名凈腸草﹑烏麥﹑三角麥，是蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum）一年生草本植物。蕎麥起源于中國(guó)，種植歷史悠久。我國(guó)種植的蕎麥品種主要有普通蕎麥（甜蕎）和韃靼蕎麥（苦蕎），二者在外形﹑口味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上均有不同。蕎麥被稱為“21世紀(jì)人類的健康食品”，具有降血壓﹑降血糖﹑降血脂的功效，有著很好的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值和食療功效，也是國(guó)際糧農(nóng)組織公認(rèn)的優(yōu)秀食藥兼用糧種，被賦予“五谷之王”的美譽(yù)。大量研究表明，蕎麥皮中黃酮類化合物如蘆丁﹑牡荊素﹑槲皮素﹑異葒草苷和金絲桃苷等的含量明顯高于谷物[1]。有研究報(bào)道，在蕎麥中通過MeJA誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)FtGT1基因，提高了黃酮類化合物的合成代謝，能夠抵御生物與非生物脅迫，較高含量的黃酮類物質(zhì)賦予了蕎麥消炎﹑祛痰以及抗菌等功效，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。

因蕎麥種子富含淀粉，可作為禾本科谷物食用，所以蕎麥也被稱作偽谷物，蕎麥栽培屬偽谷物栽培，生長(zhǎng)速度快，生長(zhǎng)周期短。同時(shí)，作為許多作物的前茬作物，蕎麥還能很好地覆蓋土壤，抑制雜草。此外，蕎麥能夠從土壤中吸收磷化合物和其他營(yíng)養(yǎng)元素，分解后可釋放給后續(xù)作物，這是大多數(shù)作物無法實(shí)現(xiàn)的，因此蕎麥被廣泛應(yīng)用于前茬作物[3]。

雖然蕎麥具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但目前被廣泛種植的蕎麥品種產(chǎn)量較低，不利于蕎麥種植的大面積推廣，嚴(yán)重抑約了蕎麥的產(chǎn)量。為促進(jìn)蕎麥的種植推廣工作，充分提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值與效益，應(yīng)該在種植蕎麥過程中明確蕎麥的種植要求，努力提高蕎麥種植技術(shù)，切實(shí)加強(qiáng)病蟲害防治，大膽采用人工智能，利用分子技術(shù)，改善貯存方式[4]。只有對(duì)蕎麥的種植技術(shù)不斷進(jìn)行改良，才能有效提高蕎麥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 蕎麥生物學(xué)特性

1.1 溫度

蕎麥比較適合在溫暖的環(huán)境中生長(zhǎng)，當(dāng)蕎麥發(fā)芽時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一根細(xì)根，子葉（初葉）留在種子內(nèi)。在蕎麥發(fā)芽過程中，隨著萌發(fā)時(shí)間和萌發(fā)溫度的增加，小根長(zhǎng)度也會(huì)增加[5]。趙丹[6]經(jīng)過研究認(rèn)為，溫度在16?5℃和20?2℃時(shí)，最適宜蕎麥種子的萌發(fā)。這主要是因?yàn)樵?0?2℃下萌發(fā)的蕎麥小根較長(zhǎng)，導(dǎo)致了較高的麥芽損失。播種后大約5 d出苗，出苗期溫度適合控制在15～30℃，蕎麥的生長(zhǎng)需要在10℃以上的溫暖條件下，在18～22℃生長(zhǎng)得最好，積溫適合在1100～2100℃。涂友發(fā)[7]研究發(fā)現(xiàn)，在蕎麥開花結(jié)果階段最適宜的溫度是15℃，期間要保證光照充足。一旦達(dá)到25℃以上，就會(huì)使生長(zhǎng)受限﹑結(jié)果變慢，蕎麥不喜低溫，因此在霜凍之前應(yīng)該保證蕎麥能夠成熟并收獲。

1.2 水分

蕎麥抗旱能力較弱，充足的水分在蕎麥生長(zhǎng)過程中尤為重要，但在不同生長(zhǎng)階段對(duì)水分的要求不同。高瑞紅等[8]研究發(fā)現(xiàn)，為保證出苗率，需要在種子萌發(fā)階段吸收自身重量50%的水分，隨著出苗后植株的生長(zhǎng)，需水量也不斷增加，尤其是開花階段，需要足夠的水分供應(yīng)，才能保證授粉的正常進(jìn)行，否則會(huì)降低結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量。劉偉春[9]研究認(rèn)為蕎麥結(jié)果至成熟階段，整體需水量最多，達(dá)到整個(gè)生命周期需水量的90%以上。因此，在種植過程中要做好不同階段的水分供給管理工作，以保證產(chǎn)量和效益。

1.3 光照強(qiáng)度

光照強(qiáng)度也是影響蕎麥生長(zhǎng)的主要因素，蕎麥屬喜光農(nóng)作物，充足的光照可以加快蕎麥生長(zhǎng)。蔣軍鋒[10]研究發(fā)現(xiàn)，不同品種的蕎麥對(duì)光照強(qiáng)度的需求不同，晚熟蕎麥品種較早熟蕎麥品種對(duì)光照強(qiáng)度要求更高。付才貴[11]認(rèn)為蕎麥從發(fā)芽到開花階段，特別需要長(zhǎng)日照環(huán)境，生長(zhǎng)速率最快；從開花后到成熟階段，則需要短日照環(huán)境，以使蕎麥達(dá)到最好的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)。由此可見，適當(dāng)?shù)墓庹諒?qiáng)度，可以提高蕎麥的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量。

1.4 養(yǎng)分

蕎麥生命力旺盛，但對(duì)肥料十分敏感。黑旭明[12]認(rèn)為蕎麥對(duì)氮﹑磷﹑鉀等各種營(yíng)養(yǎng)元素都有需求，其中氮元素可以轉(zhuǎn)化成植株內(nèi)蛋白質(zhì)和葉綠素等，磷元素能促進(jìn)呼吸作用和光合作用，還可以促進(jìn)籽粒形成，提高產(chǎn)量，鉀元素可以促進(jìn)代謝。王兆輝[13]研究認(rèn)為，施肥要適量，過多的氮肥會(huì)導(dǎo)致蕎麥生長(zhǎng)速度過快，使植株過于粗壯，無法保持植株底部穩(wěn)定性。若植株攝入含氯的鉀肥，還可能導(dǎo)致葉斑病。

1.5 土壤

蕎麥對(duì)土壤的適應(yīng)性強(qiáng)，高瑞紅等[8]調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，蕎麥更喜歡土層深厚﹑肥沃﹑濕潤(rùn)﹑腐殖質(zhì)含量高﹑地勢(shì)稍高﹑排水性好﹑疏松透氣的砂壤土地塊，不適合低洼易積水﹑透氣性差的黏重土壤。

2 蕎麥高產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 選種

要選擇成本低﹑生長(zhǎng)速度快﹑生育周期短﹑適合推廣的優(yōu)質(zhì)種子。陳慶富[14]培育出比普通苦蕎籽粒飽滿﹑黃酮含量高﹑適應(yīng)性更強(qiáng)的多年生苦蕎，是多年生金蕎麥和苦蕎麥雜交后代的品系，該品種再生能力強(qiáng)，產(chǎn)量高，可實(shí)現(xiàn)一次栽培，多季收獲，產(chǎn)量高達(dá)180 kg /667 m2。楊世發(fā)等[15]也認(rèn)為合理選種對(duì)于蕎麥能否高產(chǎn)影響很大，要選擇高產(chǎn)﹑抗性強(qiáng)﹑粒大飽滿﹑新鮮完整﹑純度高的種子。一般在6月下旬播種，最好在種前選擇溫度高的天氣曬種，可有效提高種子活性，抵抗病蟲害，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

2.2 整地

通過整地可以促進(jìn)蕎麥生長(zhǎng)，提高土壤含氧量，增加土壤活性。丁超等[16]研究認(rèn)為，結(jié)構(gòu)好﹑透氣性強(qiáng)﹑有機(jī)質(zhì)含量豐富的土壤環(huán)境更適合蕎麥生長(zhǎng)，為保證蕎麥健壯生長(zhǎng)，需進(jìn)行精細(xì)整地，即增加熟土層，優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)。閆俊英[17]還認(rèn)為，種植前要進(jìn)行深耕處理，以保證土壤透氣性和保水性，為蕎麥生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

2.3 播種

播種前可進(jìn)行合理曬種。范世奇[18]研究發(fā)現(xiàn)，蕎麥的最適播種量為3～4 kg/667 m2，播種前要去除壞種和雜質(zhì)，可采用撒播﹑穴播或條播的方式，播種后覆蓋一層細(xì)土，營(yíng)造出蕎麥發(fā)芽所需的黑暗條件。

2.4 選茬

連作或重茬會(huì)通過破壞根際土壤微環(huán)境系統(tǒng)，抑制根冠系統(tǒng)的生長(zhǎng)發(fā)育，加速衰老，降低蕎麥的產(chǎn)量[19]。魏長(zhǎng)征[20]研究發(fā)現(xiàn)，種植蕎麥需要合理輪作倒茬，因蕎麥根系會(huì)吸收土壤中的磷，連作或者重茬不僅消耗地力，還會(huì)引發(fā)病蟲害。因此，為實(shí)現(xiàn)蕎麥的高產(chǎn)，采用養(yǎng)地作物為前茬作物最好，例如豆類作物和根莖類作物，以此提高蕎麥產(chǎn)量。胡彥君等[3]發(fā)現(xiàn)，蕎麥較好的前茬作物為豆類﹑馬鈴薯和玉米，在上述前茬作物地塊種植蕎麥的產(chǎn)量分別為69?72 kg/667 m2﹑52?22 kg/667 m2和 50?37 kg/667 m2。

2.5 施肥

合理性施肥，對(duì)蕎麥產(chǎn)量有著顯著的提高作用。敬纏琴等[21]采用正交試驗(yàn)對(duì)蕎麥的最佳施肥量進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)量居前五位的是處理 N∶P2O5∶K2O=86∶36∶30，N∶P2O5∶K2O=55?5∶54?0∶30?0，N∶P2O5∶K2O=86?0∶36?0∶45?0，N∶P2O5∶K2O=55?5∶36?0∶30?0，N∶P2O5∶K2O=55?5∶36?0∶15?0，折合產(chǎn)量分別為1695?24，1685?71，1676?90，1666?67，1661?90 kg/hm2，得出的結(jié)論是產(chǎn)量居前五位處理的N﹑P2O5﹑K2O 平均比例為 1?00∶0?64∶0?47。徐松鶴等[22]同樣通過正交試驗(yàn)針對(duì)不同緩釋肥對(duì)蕎麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)施肥用量最佳比例為緩釋肥∶有機(jī)肥=1∶2，在該比例緩解肥下蕎麥中總黃酮﹑蘆丁等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最高，可有效提高蕎麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3 病蟲害防治

3.1 植物提取物防治

唐曉慧等[23]利用超聲波輔助浸提結(jié)合真空濃縮法提取辣椒﹑花椒﹑八角﹑大蒜﹑生姜和蔥6種香料植物的乙醇浸提物，試驗(yàn)結(jié)果表明，生姜和花椒的乙醇浸提物對(duì)蕎麥的立枯病病菌的抑制性最強(qiáng)，具有良好的發(fā)展前景和商業(yè)價(jià)值。江蘭等[24]還通過試驗(yàn)證明了柑橘類果皮提取物對(duì)蕎麥立枯絲核菌的抑制作用，結(jié)果表明對(duì)該菌株抑制性最強(qiáng)的為沙糖桔果皮醇提取物，抑制率高達(dá)75?2%，具有很高的推廣價(jià)值。

3.2 化學(xué)防治

蕎麥病蟲害的具體化學(xué)所治方法[25-29]，見表1﹑表2。

表1 蕎麥病害的化學(xué)防治

表2 蕎麥蟲害的化學(xué)防治

3.3 農(nóng)業(yè)防治

為提高蕎麥產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)防治也必不可少。李春花等[30]研究表明，新煙葉有機(jī)肥﹑煙草專業(yè)有機(jī)肥料和煙草葉有機(jī)肥料都對(duì)蕎麥病害的發(fā)生具有明顯的抑制作用，并且能促進(jìn)蕎麥生長(zhǎng)，提高蕎麥質(zhì)量和品質(zhì)。盧文潔等[31]還認(rèn)為，播種前用50%多菌靈可濕性粉劑拌種或用硼酸溶液泡種，或在播種前用溫水浸泡種子都可有效降低病蟲害的發(fā)生。

3.4 人工智能

人工智能是未來生物防治發(fā)展中的一大趨勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)蕎麥病害自動(dòng)化劉曉娟等[32]提出了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，將CNN和圖像處理技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確率和召回率高達(dá)97?54%和96?38%。此試驗(yàn)結(jié)果充分證明了該方法的可行性和實(shí)用性，使人工智能在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面又邁進(jìn)了一大步。

4 分子技術(shù)

目前，利用分子技術(shù)提高蕎麥產(chǎn)量的方法發(fā)展迅速，為蕎麥高產(chǎn)高品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，也為今后的發(fā)展提供了思路。豐明等[33]通過正交試驗(yàn)對(duì)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化因素進(jìn)行分析，將干旱條件下誘導(dǎo)的調(diào)控基因DREB2A導(dǎo)入“遼蕎5號(hào)”，結(jié)果顯示該基因在“遼蕎5號(hào)”中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，使“遼蕎5號(hào)”具有了較高的耐旱性。Hossain M[34]研究了添加褪黑激素對(duì)植物形態(tài)和不同生理活性的影響，通過清除活性氧（ROS）和減輕脂質(zhì)過氧化來增強(qiáng)對(duì)干旱脅迫的耐受性，而外源褪黑激素通過增加光合作用﹑酶促抗氧化劑，維持水分相對(duì)含量和水分脅迫下的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，從而防止ROS誘導(dǎo)的氧化損傷，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。因此，研究表明外源褪黑激素可以通過增強(qiáng)苦蕎麥植株的光合作用和抗氧化防御來加強(qiáng)其抗旱性。Li等[35]從苦蕎中分離到一個(gè)新的bZIP基因FtbZIP5，利用轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)該基因在苦蕎對(duì)干旱和鹽脅迫響應(yīng)中的作用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，F(xiàn)tbZIP5作為一種正調(diào)控因子，通過ABA依賴的信號(hào)通路介導(dǎo)植物對(duì)鹽和干旱的耐受性，可有效提高蕎麥的產(chǎn)量。

5 貯藏

收割后的蕎麥要經(jīng)過曬干或烘干，以減少水分含量，曬干后的蕎麥要貯存在通風(fēng)性良好﹑溫度低﹑包裝密封性能好﹑防潮防曬的環(huán)境中[36]。日常生活中，采用真空袋包裝對(duì)蕎麥的品質(zhì)能起到很好的保障作用，但是在貯存過程中要嚴(yán)格避光，才能達(dá)到理想效果[37]。

6 展望

作為重要的小宗雜糧，蕎麥在我國(guó)的需求量很大，目前，對(duì)蕎麥的高產(chǎn)技術(shù)大多停留在種植方面，對(duì)蕎麥抗性基因的研究很少，因此需要通過積累現(xiàn)有知識(shí)并與基因組育種方法相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)蕎麥的高產(chǎn)。一方面，在研究新型蕎麥品種時(shí)，既要考慮到生態(tài)安全性又要注重食品安全性；另一方面，研究出的蕎麥新品種在高產(chǎn)的基礎(chǔ)上還要具有廣泛的適應(yīng)能力，才能得到更加廣泛的推廣和普及。