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 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)蓖麻育種國家民委重點實驗室 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，種植歷史悠久。我國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﹑口味和營養(yǎng)價值上均有不同。蕎麥被稱為“21世紀人類的健康食品”，具有降血壓﹑降血糖﹑降血脂的功效，有著很好的營養(yǎng)保健價值和食療功效，也是國際糧農(nóng)組織公認的優(yōu)秀食藥兼用糧種，被賦予“五谷之王”的美譽。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]。有研究報道，在蕎麥中通過MeJA誘導(dǎo)上調(diào)表達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)濟價值[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，生長速度快，生長周期短。同時，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)濟價值，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，嚴重抑約了蕎麥的產(chǎn)量。為促進蕎麥的種植推廣工作，充分提高其經(jīng)濟價值與效益，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)，切實加強病蟲害防治，大膽采用人工智能，利用分子技術(shù)，改善貯存方式[4]。只有對蕎麥的種植技術(shù)不斷進行改良，才能有效提高蕎麥的經(jīng)濟價值。

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，當(dāng)蕎麥發(fā)芽時，會出現(xiàn)一根細根，子葉（初葉）留在種子內(nèi)。在蕎麥發(fā)芽過程中，隨著萌發(fā)時間和萌發(fā)溫度的增加，小根長度也會增加[5]。趙丹[6]經(jīng)過研究認為，溫度在16?5℃和20?2℃時，最適宜蕎麥種子的萌發(fā)。這主要是因為在20?2℃下萌發(fā)的蕎麥小根較長，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℃，蕎麥的生長需要在10℃以上的溫暖條件下，在18～22℃生長得最好，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。一旦達到25℃以上，就會使生長受限﹑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過程中尤為重要，但在不同生長階段對水分的要求不同。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，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行，否則會降低結(jié)實率和產(chǎn)量。劉偉春[9]研究認為蕎麥結(jié)果至成熟階段，整體需水量最多，達到整個生命周期需水量的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 光照強度

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

1.4 養(yǎng)分

蕎麥生命力旺盛，但對肥料十分敏感。黑旭明[12]認為蕎麥對氮﹑磷﹑鉀等各種營養(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，磷元素能促進呼吸作用和光合作用，還可以促進籽粒形成，提高產(chǎn)量，鉀元素可以促進代謝。王兆輝[13]研究認為，施肥要適量，過多的氮肥會導(dǎo)致蕎麥生長速度過快，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

蕎麥對土壤的適應(yīng)性強，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﹑腐殖質(zhì)含量高﹑地勢稍高﹑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)研究進展

2.1 選種

要選擇成本低﹑生長速度快﹑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，產(chǎn)量高，可實現(xiàn)一次栽培，多季收獲，產(chǎn)量高達180 kg /667 m2。楊世發(fā)等[15]也認為合理選種對于蕎麥能否高產(chǎn)影響很大，要選擇高產(chǎn)﹑抗性強﹑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，進而提高產(chǎn)量。

2.2 整地

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

2.3 播種

播種前可進行合理曬種。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，播種后覆蓋一層細土，營造出蕎麥發(fā)芽所需的黑暗條件。

2.4 選茬

連作或重茬會通過破壞根際土壤微環(huán)境系統(tǒng)，抑制根冠系統(tǒng)的生長發(fā)育，加速衰老，降低蕎麥的產(chǎn)量[19]。魏長征[20]研究發(fā)現(xiàn)，種植蕎麥需要合理輪作倒茬，因蕎麥根系會吸收土壤中的磷，連作或者重茬不僅消耗地力，還會引發(fā)病蟲害。因此，為實現(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]采用正交試驗對蕎麥的最佳施肥量進行分析，試驗結(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]同樣通過正交試驗針對不同緩釋肥對蕎麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進行研究，發(fā)現(xiàn)施肥用量最佳比例為緩釋肥∶有機肥=1∶2，在該比例緩解肥下蕎麥中總黃酮﹑蘆丁等營養(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，試驗結(jié)果表明，生姜和花椒的乙醇浸提物對蕎麥的立枯病病菌的抑制性最強，具有良好的發(fā)展前景和商業(yè)價值。江蘭等[24]還通過試驗證明了柑橘類果皮提取物對蕎麥立枯絲核菌的抑制作用，結(jié)果表明對該菌株抑制性最強的為沙糖桔果皮醇提取物，抑制率高達75?2%，具有很高的推廣價值。

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，新煙葉有機肥﹑煙草專業(yè)有機肥料和煙草葉有機肥料都對蕎麥病害的發(fā)生具有明顯的抑制作用，并且能促進蕎麥生長，提高蕎麥質(zhì)量和品質(zhì)。盧文潔等[31]還認為，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。為實現(xiàn)蕎麥病害自動化劉曉娟等[32]提出了實時監(jiān)測的方法，將CNN和圖像處理技術(shù)進行了結(jié)合，試驗數(shù)據(jù)表明，該檢測系統(tǒng)的準確率和召回率高達97?54%和96?38%。此試驗結(jié)果充分證明了該方法的可行性和實用性，使人工智能在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面又邁進了一大步。

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]通過正交試驗對農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化因素進行分析，將干旱條件下誘導(dǎo)的調(diào)控基因DREB2A導(dǎo)入“遼蕎5號”，結(jié)果顯示該基因在“遼蕎5號”中呈現(xiàn)高表達狀態(tài)，使“遼蕎5號”具有了較高的耐旱性。Hossain M[34]研究了添加褪黑激素對植物形態(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)過氧化來增強對干旱脅迫的耐受性，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，促進植物生長。因此，研究表明外源褪黑激素可以通過增強苦蕎麥植株的光合作用和抗氧化防御來加強其抗旱性。Li等[35]從苦蕎中分離到一個新的bZIP基因FtbZIP5，利用轉(zhuǎn)基因擬南芥對該基因在苦蕎對干旱和鹽脅迫響應(yīng)中的作用進行了研究，結(jié)果表明，F(xiàn)tbZIP5作為一種正調(diào)控因子，通過ABA依賴的信號通路介導(dǎo)植物對鹽和干旱的耐受性，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格避光，才能達到理想效果[37]。

6 展望

作為重要的小宗雜糧，蕎麥在我國的需求量很大，目前，對蕎麥的高產(chǎn)技術(shù)大多停留在種植方面，對蕎麥抗性基因的研究很少，因此需要通過積累現(xiàn)有知識并與基因組育種方法相結(jié)合來實現(xiàn)蕎麥的高產(chǎn)。一方面，在研究新型蕎麥品種時，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。