延安地区菊芋的开发利用前景

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　　摘要：结合延安地区农业发展现状，指出了菊芋（Helianthus tuberosus L.）产业化发展中存在的问题，阐述了菊芋的栽培要点和开发利用前景，并提出促进延安地区菊芋产业化发展的建议和措施，以期为延安地区菊芋产业化种植提供依据。
　　关键词：菊芋（Helianthus tuberosus L.）;开发利用;延安地区
　　中图分类号：S632.9         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2019）17-0078-03
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.020           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Abstract： Based on the current situation of agricultural development in yan’an region， the existing problems in industrialization development of Helianthus tuberosus L. were pointed out， the cultivation techniques and prospect of exploitation of Helianthus tuberosus L. were expounded. Meanwhile， suggestions and measures to promote the development and provide basis for industrial production of Helianthus tuberosus L. were put forward in Yan’an area.
　　Key words： Helianthus tuberosus L.; exploitation; Yan’an area
　　菊芋（Helianthus tuberosus L.）又稱洋姜，为菊科向日葵属多年生草本植物。菊芋具有耐盐碱、耐贫瘠、耐干旱和耐病虫害等特点，对环境的适应性强，在中国西北、华北和华中地区均有种植[1]。菊芋的块茎、叶片和花均可被人类利用。最常见的是将菊芋块茎腌制成咸菜，口感清脆，十分美味。块茎中含14%～20%的菊粉[2]（又称菊糖），菊粉为果糖多聚物质，是十分理想的纯天然功能性食品配料，也是一种重要的优质益生元和水溶性膳食纤维，对调节肠道微生态、控制热值食物吸收等方面有良好的生理功能。叶和茎秆可作为动物饲料[3，4]，秸秆还可用来制造绿色保温墙板和板材包装材料，花可供观赏。由此可见，菊芋是一种多功能生态经济型植物，开发潜力大，前景广阔。
　　延安地区位于陕西北部，地处黄土高原，为内陆干旱半干旱气候，四季分明，光照充足，有种植菊芋优越的自然条件和丰富的土地资源。菊芋在该地区长势良好，产量达5 000～5 500 kg/667 m2，适宜大面积推广种植并深加工利用。2017年，“延安市3 000吨/年菊芋加工菊粉工程及5万亩菊芋生产基地建设”列入第21届中国西部国际投资贸易洽谈会（简称“西洽会”）招商项目，这标志着未来菊芋开发将会成为延安地区的重点产业。本文结合延安地区实际，对菊芋的开发利用、发展现状和前景进行了论述，以期为延安地区菊芋的产业化发展提供参考。
　　1  菊芋栽培技术
　　菊芋生长对环境要求低，栽培管理粗放，但掌握关键的栽培技术有助于菊芋增产。菊芋和其他大多数作物一样，忌连作，一般应选择前茬未种过菊科作物的地块。菊芋以块茎进行无性繁殖，其繁殖能力强，通常当年播种可连续多年收获。延安地区3月中下旬即可播种，播种量30～40 kg/667 m2，播种深度15 cm左右，播后30 d左右出苗。菊芋的生长期为180 d左右，一般在10—11月即可收获。
　　2  菊芋开发利用
　　2.1  营养价值
　　菊芋营养价值丰富，除含大量水分外，还富含多种营养物质，其中碳水化合物含量最高为16.6%，其他营养物质含量为3.6%，且碳水化合物的70%～80%是菊粉，菊粉是一种重要的优质益生元和天然的水溶性膳食纤维[2，5]。菊粉水解产生低聚糖，其具有特殊的生理功能，基本特征是低能量或无能量，可有效调节人体健康。
　　2.2  食用价值
　　菊芋的食用价值主要体现在块茎及其加工副产品上，其块茎可直接腌制咸菜、炒食和熬粥等，也可深加工制成菊粉、菊芋汁和菊芋脯等[6-9]。以菊芋块茎为原料生产的菊粉可作为糖和脂肪的替代品，有效降低食品热量，对人体健康有利。而且菊粉水解产生的果糖可有效减慢血糖升高速度，对糖尿病和心血管患者的治疗具有很好的辅助效果。另外，菊芋生长期间病虫害少甚至无病虫害发生，一般不使用农药，可达“绿色食品”级别。
　　2.3  药用价值
　　菊芋的药用价值非常广泛。菊芋块茎中的菊粉是天然植物膳食纤维及益生元营养素，其通过肠内营养方式促进人体肠内益生菌增殖和短链脂肪酸的酵解作用，重构人体肠道菌落平衡，改善和恢复肠道功能，在一定程度上有助于缓解便秘和腹泻现象的发生，调节肠内营养物质均衡吸收利用，促进免疫球蛋白A生成等[10]。菊粉还能增强人体免疫力，降低人体血液中内毒素水平，降低血氨浓度，提高矿物质钙、铁等的吸收转化利用，调节人体代谢水平[11-13]。孙纪录等[14]研究表明，菊粉还可有效抑制人体内有毒物质产生，减少致癌物在体内的积累，有效降低癌症的发生率，有利于人体健康。
　　2.4  能源价值 　　菊芋作为一种能源植物，是制作燃料乙醇的优质原料。菊芋地上部分纤维素含量丰富，纤维素先经水解产生单糖，单糖经发酵产生乙醇。纤维乙醇可作为一种汽油的品质改善剂，以一定比例添加到汽油中，可显著降低汽车尾气碳排放量。菊芋地下部分块茎中菊粉水解产生大量果糖，果糖可直接经发酵产生乙醇。因此，利用菊芋制取乙醇具有潜在的开发利用价值，不仅可利用率高，而且可有效缓解工业生产“与人争粮”的矛盾[15-17]。
　　2.5  其他价值
　　菊芋被称为“21世纪人畜共用物”，除可供人食用外，其茎叶可直接刈割作为食草动物的优质饲料[3，13]，而且茎叶产量一般达2 500 kg/667 m2以上。菊芋的茎叶直接作为饲料，不仅有助于动物饲草量的增加，还可有效提高动物免疫力[13]。菊芋也是一种蔬菜作物，可凉拌、清炒、腌制咸菜等，具有丰富的营养价值，可有效改善人体健康[18]。除此之外，Tesio等[19]研究表明，菊芋叶片施入土中对杂草生长有一定的抑制效果。王诗雯等[20]研究发现，番茄连作土壤中添加菊芋秸秆后，对番茄幼苗的生长表现为前期（定植30 d）抑制，后期促进，而且可有效预防番茄根结线虫病害的发生。Zhang等[21]和Chen等[22]研究发现，在番茄耕作土壤中添加混合品種的菊芋秸秆可抑制根结线虫侵染番茄。另外，菊芋茎直立，花朵为黄色，色泽鲜艳亮丽，可供观赏，既可用来装饰庭院，也可成片种植作景观。
　　3  菊芋发展现状
　　3.1  存在的问题
　　3.1.1  品种单一，种植规模小  菊芋繁殖能力强，当年种植，翌年还能继续生长，连年生产导致菊芋品种单一化，产量不稳定。据实地调查，延安地区菊芋种植零散，种植面积小，主要分布在农家菜园、田间地头和荒地等。菊芋品种几乎全部以野生品种为主，很少见市场上的主推品种。
　　3.1.2  管理粗放，技术水平低  菊芋抗逆性强，生长过程中对管理水平要求低，种植户生产菊芋一般仅以食用咸菜和饲用为主，并未进行再加工和深加工，造成菊芋生长“零管理，产量低，效益差”的局面。延安地区菊芋的种植大多以自家耕地为主，采用传统种植方法，现代化的播种、施肥、灌溉和收获等技术还未广泛推广和普及。
　　3.1.3  市场闭塞，产业发展弱  受长期以来传统农业的影响，延安地区大多以种植农作物玉米为主，尽管菊芋单位面积经济效益具有明显优势，但在信息闭塞的山区，菊芋种植面积小、产量低，使得菊芋产业发展受到严重影响，很难建立起集种植生产和加工利用于一体的产业链。因此，企业和政府应利用好网络平台，建立新型智慧农业科技平台，推动菊芋提质增效，使更多的菊芋产品走向市场，加快菊芋产业的发展。
　　3.2  建议
　　3.2.1  重视菊芋种质资源收集，筛选优质菊芋品种  菊芋是一种多功能植物，开发潜力大。但由于相关生产经营体制尚未完善，市场上菊芋品种资源混乱，开展菊芋科学研究的单位较少，缺乏对菊芋种质资源的收集和研究。因此，菊芋相关科研单位和高校应重视菊芋品种资源的收集工作，选育适应性强、产量和菊粉含量高的优质新品种，为菊芋的加工利用奠定基础。
　　3.2.2  强化宣传力度，提升菊芋认知水平  目前，延安地区菊芋以零散种植为主，种植面积小，未形成一定的种植规模。主要原因之一在于广大种植户对菊芋的综合效益认识不到位，未能充分意识到菊芋产业的广阔前景。相关农业推广部门应在现有菊芋种植较集中的种植区，积极开展菊芋产业前景和种植技术等方面的宣传，从思想上破除种植户的发展障碍。政府应科学引导，并给予适当的优惠政策和资金支持，扶持当地菊芋产业发展，推动当地农业增效，农民增收。
　　3.2.3  加强与企业合作，延长菊芋产业链  通过在延安农业主导产业不发达的地区多次走访调查，商议种植意向及规模，如果能保证1元/kg的前提，当地政府和农民的积极性会很高。菊芋栽培粗放，耐瘠薄耐干旱，病虫害少，农民有种植的历史和经验，只要条件成熟，菊芋产业能快速推进。当前需要推进的瓶颈工作主要是引进菊芋加工企业，可多渠道、多形式引进加工企业，通过独资、合资、合作等多种形式，充分利用西洽会、股权众筹、推介会等平台引进加工企业，尽早打通产业链。
　　4  前景展望
　　4.1  经济效益
　　长期以来，延安地区形成了传统的农业生产种植模式，即山地以苹果种植为主，川地以农作物玉米为主。川地主栽作物玉米经济效益低，未形成主导产业，而菊芋有很高的经济价值。实际生产中，种子费用玉米为1 800元/hm2，菊芋为2 250元/hm2;肥料费用玉米为2 500元/hm2，菊芋耐瘠薄，肥料需求较少，为1 500元/hm2;机耕费用玉米为900元/hm2，菊芋为1 500元/hm2;病虫害防治费用玉米为500元/hm2，菊芋病虫害少，几乎无需防治;收获费用玉米为900元/hm2，菊芋为3 000元/hm2。总费用菊芋8 250元/hm2，而玉米为6 600元/hm2。在产量收益方面，玉米产量为22 500 kg/hm2，价格1.8元/kg，而菊芋产量为60 000 kg/hm2，价格1.0元/kg。单位面积净收益菊芋达51 750元/hm2，而玉米为33 900元/hm2，纯收益菊芋高出玉米17 850元/hm2。由此推算，菊芋的经济价值远高于玉米，值得大面积推广种植。
　　4.2  社会效益
　　菊芋生物学产量高，其新鲜的茎、叶是畜牧业发展的良好饲料。种植菊芋可带动畜牧业发展，集约化牛、羊养殖业的兴起，封山禁牧、发展设施养殖的实施，使得菊芋已成为畜牧业发展中的一种新型饲草。因此，积极推广种植菊芋，研究应用青贮秸秆加工利用技术，合理开发和利用菊芋秸秆资源，扩大秸秆饲料的养殖比例，可有效解决设施养殖饲草料问题。另外，通过牛、羊等动物“秸秆过腹还田”还可生产大量的优质农家肥，不仅提高了土壤有机质含量，而且改善了土壤结构，促进了种植业与养殖业的良性循环。 　　4.3  生态效益
　　菊芋是很好的防风固沙植物，种植菊芋可防风固沙，减少水土流失，对改善延安地区的生态环境极为有利。原因在于菊芋的根系发达，不仅根系数量多，达到上百条根系，而且根系长，最长达2 m多，再加上其繁殖能力强，容易在短时间内形成根系网络，从而有效稳固地表层水土，达到改善生态环境的良好效果。与其他作物一样，菊芋的茎叶腐烂到土壤中，也可增加土壤有机质含量，提高土壤肥力。
　　菊芋功能众多，综合效益突出，因地制宜地种植和开发利用菊芋具有重要意义。延安地区应充分发挥地理优势，深入农业主导产业不发达的地区积极宣传引导，大力发展菊芋规模化种植，逐步形成菊芋种植加工产业链，提高菊芋产业价值，带动当地农业产业发展。
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