芡实栽培技术研究进展

申雪敏，张国良，2，廖树红，黄志炜

（1.淮阴工学院生命科学与食品工程学院/江苏省生物质转化与过程集成工程实验室，江苏淮安；223003；2.淮安市乡村振兴研究院）

芡实（Euryale feroxSalisb.），为睡莲科水生经济作物，在植物学上被称为欧洲黑麦草、狐狸坚果（Makhana，Fox Nut，Gorgon Nut），又称芡、鸡头米、鸡嘴莲等，主要分布于我国南部和印度比哈尔邦北部[1]；按照自然和人工培养方式可分为北芡和南芡，北芡为野生种，南芡为栽培种。芡实富含矿物质和蛋白质，除了具有较高的营养价值外，还具有药用价值[2]，芡实种子可用于治疗与人类生殖、心脏、循环和消化系统相关的多种疾病[3]。此外，芡实还有抗抑郁、抗氧化和抗糖尿病等功能[4～6]，被广泛用于食疗、制药等行业。据吴仰风[7]介绍，21世纪初期，中国芡实种植面积约10 000 hm2，平均干芡米产量330～350 kg/hm2。随着芡实品种的引进和改良，近几年，我国芡实栽培面积和产量逐步提高，仅江苏芡实栽培面积就有1.3万hm2[8]。

1 芡实品种的选育和改良

新品种的引进、选育和改良对芡实产量的提高起到了重要作用。20世纪80年代以前，芡实品种主要是传统的野生种，苏州市蔬菜研究所利用白花苏芡和紫花苏芡进行杂交，得到了果实饱满的黄籽紫花苏芡杂种一代，比紫花苏芡增产15%。20世纪90年代初，为改善苏芡种壳厚且不均匀等缺点，又以紫花苏芡为母本、紫红花刺芡为父本进行杂交，筛选出了粒多、壳薄、出肉率较高的红籽紫花苏芡[9]。

2003年林光荣等[10]在福建莆田引进苏芡，采取合理密植、及时施肥等高产栽培技术，667 m2产芡米（种仁）30 kg，比该品种在苏州当地的产量增加4～5 kg，表现出早产和适应性强等优点。2004年，尹渝来等[11，12]为进一步改良芡实品种，利用紫花苏芡×紫红花刺芡和红籽紫花苏芡×黄籽紫花苏芡2个组合进行杂交，培育了更为优质的姑苏芡1号、姑苏芡2号、姑苏芡3号和姑苏芡4号品种。Verma等[13]利用γ射线诱导芡实，得到优质高产早熟新品种。2011年，Kumar等[14，15]为提高芡实产量，研究得到了Sel-1、Sel-5、Sel-6、Sel-13和Sel-14等新品系。2015年，尹渝来等[16]又以紫花苏芡为母本、紫花刺芡为父本进行杂交组合，获得了高产无刺芡实品种姑苏芡5号。2016年，Kumar等[17]通过筛选和纯化，最终得到了新品种Swarna Vaidehi，该品种幼苗开花至50%的花期为120～125 d，比传统的芡实品种产量高约45%，且该品种对普通病虫害具有抗性。2020年，Huang等[18]通过杂交南芡和北芡得到了一个新的杂交系，其种子较大、无刺、薄皮，表现出显著的杂种优势，产量也高。

2 芡实育苗

2.1 育苗田育苗

芡实最初利用育苗田进行育苗（图1），这种育苗方式是露天育苗，无法避免外界环境造成的苗弱、出苗率低等问题，因此安徽省2018年发布了《绿色食品 芡实生产技术规程》，要求芡实产地环境应符合NY/T 391的相关规定，以应对上述问题[19]。Kumar等[20，21]通过对田间土壤进行深耕，并在外围建造一个高约0.6 m的土堤，修建成苗圃进行育苗，最终使产量得到了提高。徐华龙等[22]在播种前1周，利用避风向阳的水田作为育苗池进行芡实育苗，育苗池长5 m、宽2 m、深0.2 m，需要灌水深0.1 m，并在育苗池四周作埂，培育出的芡实苗出土整齐，苗茎粗壮。李善松[23]利用发酵的池塘淤泥作为基底进行芡实育苗，消毒后覆膜培养，温度保持在25～35℃，持续20 d即可出苗，芡实幼苗出苗率可达到80%。

图1 育苗田培育芡实苗

2.2 棚池育苗

棚池育苗指在棚池、温室或塑料大棚里培育幼苗，采用这种方式可提供稳定的芡实幼苗发育条件，有利于培育壮苗。沿淮地区大多采用棚池育苗，即在平坦且靠近水源地块建育苗棚池，育苗的整个过程在棚池内进行，棚内温度控制在15～30℃。棚池育苗的优势是可有效控制育苗的温度、水分等，避免幼苗遭受外界环境的伤害[24]。

此外，温室育苗和设施塑料大棚育苗也受到人们广泛关注。张汆等[25]采用温室育苗并结合大田移栽技术，将温室育苗的昼夜温度恒定在15～28℃，通过延长其生长发育周期，使667 m2产量提高了10%～30%。江苏金湖县利用塑料大棚提前育苗，开春后施肥、整地、覆膜，秋播时，选取肥沃、疏松、杂草种子少的区域，入冬前后进行耕翻冻垡，1月底2月初，将装有催芽过的芡实种子的营养钵沉入畦面即可，此方法解决了芡实苗期较长、开花结果期短等问题，使芡实产量增加[26]。钮庆平[27]在池塘边沿搭建密闭结构的大棚，大棚内单向透光板和透光帘相结合，使光照强度提高了15%～20%，大棚内的温度保持在20～25℃，可使芡实提前成熟，产量提高了15%～20%。

2.3 基质育苗

从营养条件和生长环境方面看，基质育苗比土壤育苗更有利于芡实生长，因此使用基质培育出来的芡实苗整齐，出苗率高。丁广礼[28]在栽培池底部铺设由水稻秸秆、蛭石、膨胀珍珠岩组成的3层育苗基质，因其容易渗水，保水性好，育出的苗根量大、盘根结实。杨成胜[29]发明了一种半浮式芡实育苗器，将催过芽的芡实种子种植于育苗基质内，可通过悬吊绳调节芡实苗在水中生长的位置，保证芡实叶片始终浮于水面，其中的基质给芡实苗的生长提供了丰富的营养物质，减少了施肥，节约了成本。宋立胜[30]在田中的育苗池底铺上1层由蛭石、鸡粪、麦秸、竹屑、膨润土组成的基质，此方法为芡实生长发育提供充足的养分，有利于培育壮苗。

3 芡实栽培过程中水肥管理及病虫害防治

3.1 水分管理

芡实是一种水生作物，主要生长在温度为20～35℃，相对湿度为50%～90%，年降雨量为1 000～2 500 mm的热带和亚热带地区[31]，且水体透明度低于50%的水体中[32]。芡实生长发育的每个阶段都需要保持一定的水深，否则芡实生长会受到影响。江苏省2013年发布的《芡实早春设施育苗技术规程》，对不同生长时期的芡实提出了明确的水位要求[33]。

因此，根据芡实不同发育阶段和生长环境情况调节水层深度尤为重要。育苗时，育苗床的水深应保持在30 cm，定植时水深10～15 cm，成活后水位逐渐加深，一般为30～40 cm（图2），旺盛生长期和开花结果初期水位加到50 cm，气温高时应加深水位，以免水温过高影响芡实生长[24]。对于长势好的芡实，在生长旺盛期需要1.5～2.0 m的水位[34]。Bhatt等[35]在0.3～0.4 m浅水下种植芡实，平均生产芡实2.5～3.0 t/hm2。而传统栽培方式的产量为1.4～1.6 t/hm2，单个果实的种子产量仅17.5～145.6 g。

3.2 肥料管理

施肥是提升芡实栽培效果的重要手段，芡实栽培肥料以基肥为主[36]。芡实的根部生长在水下，最好采用一次性施肥，但目前生产所用肥料大多数是速效肥，且要求少量多次，这大大增加了人工成本，且现有化肥含有大量化学物质，过量施用会造成水体及土壤污染，因此，多省出台了相关规定，要求芡实施肥需按照NY/T 496执行。Kumar等[20]报道，在农田耕作前按每1 hm2N∶P∶K=100∶60∶40的比例施用有机肥15 t/hm2，芡实可获得较好的营养。姜海艳[37]以氮肥、磷肥、钾肥、油渣、贝壳粉、蛋白泥等为原料，制成了一种芡实专用肥，该肥料可作基肥一次性施入，且其中的氮、磷、钾养分释放符合芡实吸收规律。钮庆平[38]利用复合微生物菌种、EDTA二钠、活性炭、过硫酸氢钾等为材料，加入熔融的尿素制成一种缓释复合肥，肥效6～7个月，适合长期种植芡实。

图2 大田浅水种植芡实（育苗移栽，水深一般30～40 cm）

3.3 病虫害防治

芡实生长过程中易受病原菌侵染和害虫为害，严重的芡实生长异常，产量明显降低。张宝棣等[39]发现，为害芡实生长的病害主要是炭疽病和斑腐病；主要害虫是食根金花虫和蚜虫，以幼虫为害芡实茎叶和根系，导致根部发黑腐烂，引起植株死亡。近年来，随着芡实种植面积不断扩大，又发现芡实叶瘤病等[40]。Kumar等[20]报道，如果不对病虫害加以控制，生产损失达80%～90%。

在农业防治上，为减少病虫害对芡实的影响，除采用冬耕冻垡等方式，杀死部分越冬病原菌和幼虫，减轻为害外，还需做好田间清洁卫生，及时清除病残体[41]。

在药物防治上，常采用80%炭疽福美可湿性粉剂800倍液或70%甲基托布津（甲基硫菌灵）可湿性粉剂800～1 000倍液防治炭疽病、斑腐病和叶瘤病；对于食根金花虫和蚜虫，则可撒施茶籽饼粉（300 kg/hm2）和喷施敌百虫晶体400～600倍液防治[42]。江西省2020年发布的《芡实栽培技术规程》中，推荐采用人工捕捉和农药防治病虫害，而农药的使用必须符合NY/T 393的相关规定[43]。

4 芡实采收途径

芡实一般为传统的人工采收（图3），利用竹刀进行分期采收，这种方式易导致根系和叶片损伤[44]，影响芡实产量，且收获工作量大，极不方便。据安徽省2019年发布的《沿淮行蓄洪地区芡实生产技术规定》，沿淮地区一般8月中旬后开始采收鲜食芡实，以收芡实米为目的的，一般11月中旬植株枯萎后集中采收；采收无刺芡时，需用专用竹刀从果实基部取下果实，保证果梗不受损伤；采收有刺芡时，可用镰刀直接割下果实。大面积种植，以收干芡米为目的的，待植株枯死沤烂后用采收船进行机械采收[45]。

Khadatkar等[46]设置了一套从池塘采集芡实的装置，该装置包括1个由10 L压缩空气气瓶提供支撑的浮动平台，1个带有调节器的10 m软管和1个带有带帽、面罩和内容物指示器的套装迷你潜水工具包，与传统采收装置相比，芡实采收过程更加便利且产量提高了33.6%。杨书戈等[47]发明了一种芡实采收器，使采收的芡实果实从镰刀的半圆形面上跌落至采收袋内，避免了用手直接接触芡实果实，更加方便。陈志宏等[48]发明了一种芡实果实采收装置，包括手持机构、支架和抓手装置，其中紧线器使抓手抓拢范围增大，适合采收不同大小的果实，提高了芡实果实采收效率。

5 芡实栽培模式

5.1 芡实—水芹高效栽培模式

芡实3月下旬至4月中旬浸种、催芽、播种，5月下旬假植，6月下旬移栽，7月中旬至9月采收结束；9月下旬育水芹苗，10月上旬移栽，次年4月收获结束，每667 m2可获得效益1.5万元[49]。据江苏省2016年发布的《芡实—水芹生产技术规程》介绍，9月下旬排种，宜选用早熟耐热品种，如常熟白芹、宜兴圆叶芹；10月上中旬排种，则选用晚熟耐寒品种，如玉祁红芹等[50]。

5.2 一熟茭—豆瓣菜—藕莲—芡实—水芹两年五熟高效设施栽培模式

第1年至第2年6月中旬，依次定植采收白种一熟茭、大叶豆瓣菜苗、花藕早熟种，待6月下旬定植姑苏芡5号，9月上旬至10月上旬采收，10月上旬排种苏芹杂5号，12月下旬至第3年3月上旬收获，扣除成本后，该模式每1 hm2纯收入33.6万元[51]。

5.3 芙蓉萍、菱角与芡实混合种植模式

将芙蓉萍种植在菱角的外层，与芡实进行混合种植，有效保证了菱角、芡实种植水域的水质，相比芡实与莲藕等种植，这种模式有生长速度快、发病率低、产量高、质量好等优点[52]。

5.4 芡实与鱼类空间搭配的种养模式

芡实种子利用无土空气发芽进行播种，随芡实生长进行注水、培水、投放鱼苗，在注水口设置消毒装置，泼洒复合菌和复硝酚钠调节水体，其中复合菌与水中悬浮的有机质结合形成的悬浮活性物质以及有机肥可作为水体中浮游生物和幼鱼的饵料，种植的芡实可吸收池水中的氮、磷等营养物质，实现价值的最大化[53]。

图3 人工采收芡实

5.5 芡实的其他种植模式

芡实还可以与其他作物，如水稻、小麦等进行轮作。Singh等[54]建立了鱼、水稻、板栗与芡实相结合的综合生态养殖系统模式。与传统芡实种植模式相比，这种模式比芡实—鱼、芡实—水稻和芡实—板栗的总收益明显提高。Pramanik等[55]研究表明，在湿地生态系统下，芡实和鱼类均可获得良好的有机和无机营养，芡实—鱼养殖对芡实的产量和营养价值有显著提高。Kumar等[56]研究表明，在农田中，1 a内可成功轮种2季芡实，极大提高了芡实产量。

6 展望

芡实是一种含有丰富营养元素的水生蔬菜，不仅是受消费者欢迎的时鲜蔬菜以及观赏植物，还具有功能强大的药用价值，其种植效益与经济效益十分可观。目前，芡实品种已由传统的野生品种向杂交品种方向转变，不仅使芡实产量得到了提高，且杂交新品种对普通病虫害具有抗性，但仍无法完全避免病虫害导致的芡实品质下降。因此，可通过基因工程等手段对芡实进行品种改良，发掘优异基因用于高产优质育种，来满足市场不同需求，使种植效益最大化。

在芡实育苗方面，广大科研工作者进行了大量研究，先后出现了多种推广面积较大的育苗方式，但目前生产中仍以育苗田育苗为主。因此，为实现芡实的高出苗率，破除坚硬的种壳而不降低发芽率，减少育苗用工和育苗劳动强度，培育出壮苗，笔者认为根据芡实不同品种特性建立一套完善的芡实高效育苗方法，是下一步需要深入研究的重点。

在芡实栽培管理、采收途径和栽培模式方面，目前已初步形成了一套完整的芡实栽培体系，同时建立了鱼、龙虾、水稻、水芹、莲藕等与芡实相结合的混合种套养模式，并与多种采收模式相结合，实现了芡实价值的最大化，但高产、优质、抗逆仍将是未来芡实栽培研究的主要目标。