常庆涛,蒋莹,王全友,王安,吴薇,常蕾,蒋建军,黄荣华
(1.泰州市农业科学院, 江苏,泰州 225300;2.泰兴市农业科学研究所, 江苏,泰兴 225433)
荞麦属廖科荞麦属双子叶植物。荞麦不与小麦、大麦等同属禾本科,而与何首乌、大黄等同属廖科。中国是世界上荞麦种类最多的国家,几乎囊括了全世界已发现并见诸报道的23个种、2个亚种和3个变种。荞麦栽培种主要有甜荞(FagopyrumesculentumMoench,普通荞麦)和苦荞(F.tataricumL.Gaertn,鞑靼荞麦),其生物学特征与栽培适宜区域均有一定的差异。在我国四川、云南、贵州、西藏等地还有丰富的金荞麦(F.cymosumTrev.Meisn)等野生荞麦资源[1-3]。我国是世界荞麦的多样性中心,蕴含世界上最丰富的荞麦种质资源,我国西南地区是国际公认的荞麦起源中心[4-5]。
荞麦是一种珍贵的药食同源小宗粮食作物,具备其他粮食作物所不具备的优点和功能成分,素有“五谷之王”和“神仙粮”的美称。国际植物遗传资源研究所将荞麦归到“未被充分利用的作物”之列,被誉为21世纪新的优质功能性绿色食品资源。
江苏地处我国大陆东部沿海地区中部,长江、淮河下游,东濒黄海,北接山东,西连安徽,东南与上海、浙江接壤,是长江三角洲的重要组成部分。地跨116°18′~121°57′E、30°45′~35°20′N。是我国地势最低的一个省,绝大部分地区海拔在50 m以下。地形以平原为主,主要由苏北平原、黄淮平原、江淮平原、滨海平原和长江三角洲平原组成。江苏省属于温带向亚热带的过渡性气候,气候温和,雨量适中,四季分明,以淮河、苏北灌溉总渠一线为界,以北属暖温带湿润、半湿润季风气候,以南属亚热带湿润季风气候,气候同时具有南方和北方的特征。本地区气候温暖,无霜期长,雨量充足,自然条件适宜荞麦生长[1-3]。
江苏省是南方秋冬荞麦重要产区,荞麦种植面积虽不及内蒙古、陕西和甘肃等主产省区,但在南方种植面积相对较大,产量水平也很高。荞麦种植以甜荞为主,零星种植较多,规模种植极少。主要分布在徐州、淮阴、盐城、扬州、泰州、南通地区,部分县市丘陵山区也有种植。荞麦作为秋季填闲作物,主要种植在一些排灌条件较差、不能种植水稻的田块,或者生育季节较短、种植其他作物不能成熟而又适宜荞麦生长的田块,以提高复种指数,或作为受灾后的补种作物[1-3]。江苏省常年荞麦种植面积3.3万hm2,产量1.200 t·hm-2左右,总产4万t。20世纪50年代中期江苏省荞麦种植面积高达6.7万hm2,产量0.450 t·hm-2,总产3万t。其中,泰兴县由于独特的土壤特点,是有名的小杂粮生产地区,荞麦种植面积达1.5万hm2。后来由于“旱改水”种植制度的改革,以及荞麦产量低而不稳,种植面积逐年减少[6-7]。
21世纪以来,随着江苏省农业结构的调整和人们对荞麦营养保健价值的认识,荞麦面积逐渐恢复,但由于未系统组织生产,仍处于粗放种植状态,其价值潜力未能得到充分发挥。泰州市将特用优质旱杂粮基地建设作为沿江、高沙土地区优质农产品开发的重要内容,适度扩大荞麦种植规模,2002年产量提高到1.500 t·hm-2左右,高产田块达2.200 t·hm-2。在建立鲜食玉米、菜用毛豆等旱粮生产基地的同时,建立了荞麦生产基地。在荞麦系列产品开发方面进行了探索,目前,本地市场上开发的荞麦产品有纯荞麦雪、荞麦配方挂面、剥壳荞米、荞麦芽茶和保健型荞麦枕等。荞麦芽茶口感清爽,荞麦配方挂面成形好、外观白。纯荞麦雪、荞麦配方挂面和保健型荞麦枕等产品在市场销售中,普遍受到广大消费者的欢迎[8-9]。
我国甜荞常年种植面积70万~80万hm2;世界上90%以上的苦荞产自于我国,苦荞常年种植面积在50万hm2以上。淮河、秦岭、巴山一线是甜荞和苦荞栽培的过渡区,秦巴山区以北是甜荞主产区,多种植甜荞,苦荞零星分散种植;秦巴山区以南是我国苦荞主产区,尤其是云贵川毗邻的高山丘陵地带大面积种植苦荞。林汝法等[1-3]将全国荞麦栽培生态区划分为4个大区:北方春荞麦区、北方夏荞麦区、南方秋冬荞麦区和西南高原春秋荞麦区。
具体而言,我国荞麦主要分布在内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、山西、云南、四川、贵州,其次是西藏、青海、吉林、辽宁、河北、北京、重庆、湖南、湖北、江苏、浙江、安徽、江西等地区。甜荞主要分布在内蒙古东部的库伦、奈曼、敖汉、翁牛特旗和内蒙古后山的固阳、武川、四子王旗的白花甜荞产区,陕甘宁相邻的定边、靖边、吴旗、志丹、安塞,宁夏盐池、固原、彭阳和甘肃环县、华池交界的红花甜荞产区;苦荞主要分布在云南、四川相邻的大小凉山及贵州西北的毕节等地区,在青海高原、甘肃甘南、云贵高原、川鄂湘黔边境山地丘陵和秦巴山区南麓也有分布[12]。
荞麦在世界粮食作物中虽属小宗作物,但在欧洲和亚洲的一些国家,特别是在食物构成中蛋白质匮缺的发展中国家和以素食为主的亚洲国家则是一种重要的特色作物。荞麦在世界上分布广泛,俄罗斯、中国、哈萨克斯坦、乌克兰、法国和波兰等国是荞麦种植面积较大的国家[1-3]。
据联合国粮农组织统计,亚洲、欧洲和美洲是荞麦的主要产区,2010—2014年全球荞麦产量56.0%来自欧洲,35.4%来自亚洲,7.9%来自美洲。2015年世界荞麦种植面积约232.7万hm2,总产量为220.0万t,荞麦生产排名前6位的主产国是俄罗斯(68.3万t)、中国(62.3万t)、哈萨克斯坦(25.5万t)、乌克兰(14.5万t)、法国(14.2万t)和波兰(8.5万t)。2017年世界荞麦种植面积246.0万hm2,总产量约303.3万t,俄罗斯(140.0万t)、中国(95.0万t)、哈萨克斯坦(25.4万t)、乌克兰(15.6万t)、法国(14.9万t)和波兰(10.5万t)等国家作为荞麦主产国排名世界前6位[10-11]。与2015年相比,2017年世界荞麦种植面积增加5.7%,总产量提高3.8%。
2.1.1 泰兴市农业科学研究所
泰兴市农业科学研究所创建于1958年,系通扬高沙土地区和淮南地区专业从事玉米、花生、甘薯和荞麦等旱杂粮研究、示范和推广应用的公益性科研机构。该所是国际荞麦研究协会会员单位和农业农村部全国荞麦育种、栽培及开发利用科研协作组协作单位。国际荞麦研究协会于1980年在斯洛文尼亚卢布尔雅那成立,农业农村部全国荞麦育种、栽培及开发利用科研协作组于1989年在山西太原成立,是目前国际、国内荞麦学术界最具权威、影响最广泛的2个组织机构。1989年,南斯拉夫荞麦学者到泰兴就荞麦生产和科学研究进行了参观、访问和交流,增进了国际友谊,促进了江苏省荞麦科研与生产的发展。21世纪以来,随着荞麦在农业生产中地位的不断提升,各级政府对荞麦产业发展的高度重视,荞麦产业成功纳入国家“十二五”现代农业产业技术体系规划,2011年纳入国家燕麦产业技术体系,成立了国家燕麦荞麦产业技术体系。2010年底,泰州市旱地作物研究所(暨泰兴市农业科学研究所)被农业部确定为国家燕麦荞麦产业技术体系泰兴综合试验站依托单位。通过国家现代农业产业技术体系平台的搭建,荞麦科研实现了全国资源共享,为江苏省荞麦新品种、新技术和新成果的引进提供了良好的发展契机。江苏省荞麦种植主要集中于苏中、苏北地区,其中泰兴、如皋、姜堰、江都和赣榆是江苏省5个荞麦优势种植区域。“十二五”以来,泰兴综合试验站立足江苏省,辐射周边省区,致力于荞麦新品种、新技术和新成果的示范与推广应用。
2.1.2 泰州市农业科学院
江苏省农业科学院泰州农科所(泰州市农业科学院)成立于2013年,围绕泰州农业现代化建设的要求,组建了特色粮经、特色园艺、特色水产和稻麦生态种植四大特色团队,其中,特色粮经研究室研究方向为花生、芋、荞麦和大麦等特粮特经作物。在今后的发展中,围绕泰州农业生产中的重大技术问题,秉承“立足于农,服务于农”的宗旨,以“建设一流学科、打造一流团队、产出一流成果”为目标,不断提升农业科技创新能力、成果转化能力和服务“三农”能力,努力为泰州农业发展发挥重要的科技引领和支撑作用。2020年,陕西省荞麦育种家高立荣到江苏省泰州市就荞麦生产和杂交育种研究进行了指导和交流,促进了泰州市荞麦育种研究与生产的发展。
目前,泰州市农业科学院和泰兴市农业科学研究所是江苏省专业从事荞麦研究、示范和推广应用的公益性科研机构。
2.2.1 引种
“十五”“十一五”泰兴市农业科学研究所先后成功引进一批综合性状优良的荞麦新品种(系),如平荞 2 号(从甘肃引进)、大红花(从陕西引进)、岛根 X1(从甘肃引进)和改良1 号(从山西引进)等[8]。
2.2.2 育种
“十二五”泰州市旱地作物研究所、泰州市农业科学院和贵州师范大学联合选育出苏荞1号、苏荞2号,于2015年12月通过江苏省农作物品种审定委员会鉴定(鉴定编号:苏鉴荞麦201501、苏鉴荞麦201502),适宜江苏省荞麦产区种植,填补了江苏省荞麦育种领域的空白[13-14]。2013年,地方荞麦品种“泰兴荞麦”获得农业农村部农产品地理标志登记证书。2019—2020年苏荞1号、苏荞2号分别进行了成果转化。
2.2.3 制定技术规程
“十三五”泰州市农业科学院、泰州市旱地作物研究所和成都大学联合制定了泰州市春荞麦高效生产技术规程(泰州市质量技术监督局2018年12月发布)和江苏省荞麦生产技术规程(江苏省市场监督管理局2019年11月发布),有效地解决了荞麦生产中“低而不稳”的技术瓶颈[15-16]。
2.2.4 高产纪录
秋荞麦。2011年11月9日,泰州市旱地作物研究所邀请泰兴市农业委员会、泰兴市农业技术推广中心和泰兴市科学技术局等有关专家,对泰兴市新街镇杏陆村秋荞麦33.3 hm2示范方进行现场实割验收。按照荞麦测产验收步骤,经过实割、称重、去杂和核实等环节,并折算成标准水分,平均产量为1 927.5 kg·hm-2,创造了江苏省秋荞麦高产纪录。
春荞麦。2018年6月12日,泰州市农业科学院邀请泰州市作物栽培站、泰州市种子管理站、兴化市农业技术推广中心、泰兴市农业科学研究所和姜堰区农业技术推广中心有关专家,对兴化市缸顾镇仲家村春荞麦2 hm2示范方进行现场实割验收。按照荞麦测产验收步骤,经过实割、称重、去杂和核实等环节,并折算成标准水分,平均产量为2 257.5 kg·hm-2,创造了江苏省春荞麦高产纪录。
2.2.5 推广应用
2011年以来,在江苏省如皋、泰兴、姜堰、江都和赣榆优势荞麦生产区建立荞麦示范基地,示范推广应用苏荞1号、苏荞2号和榆荞4号等荞麦新品种及综合配套栽培新技术,辐射苏、皖、浙荞麦产区,有力推动了荞麦科技进步及产业高质量发展。
“十四五”乃至以后很长一段时间,江苏省荞麦研究应加强或提高以下几方面的研究工作,以期为江苏省荞麦产业发展提供科技引领和支撑,从而推动荞麦产业高质量发展。
目前,江苏省荞麦种质资源性状评价一般是以筛选优质、高产、抗逆和适应性广等种质资源为目的,采集时可能存在主观的人为倾向性。种质资源评价往往与入库工作同时在一年内完成,鉴定数据结果特别是易受外界环境因子影响的重要性状上具有很大的偶然性,参考价值并不高。因此,加强江苏省荞麦的种质资源农艺性状、营养品质和功能性成分评价等基础性工作显得非常重要。
长期以来,传统荞麦育种以选择育种为主体,辐射诱变和多倍体育种为主要辅助方法。21世纪以来,杂交育种在荞麦育种中更具核心地位,杂交育种技术愈来愈受到重视,其中利用等花柱资源培育甜荞新品系能有效解决甜荞杂交育种的瓶颈问题。陈庆富等[17-18]研究认为,利用等花柱资源进行甜荞资源创新,通过定向有性杂交可培育高结实率栽培种甜荞品系。因此,进一步加强江苏省荞麦杂交育种与常规育种相结合,是提高荞麦产量水平的有效途径之一。
相对于水稻、小麦等大宗粮食作物,江苏省目前缺乏适用于荞麦播种和收获的专业机械。一般荞麦生产上大多将大宗粮食作物的播种机(如2BG-6A稻麦免耕条播机)、收获机(如约翰迪尔3080、雷沃谷神联合收割机)适当加以改装或调适,进行荞麦机械化作业。由于荞麦存在边开花边结实的现象,在成熟期也会出现籽粒和花朵同株现象,收获期茎叶的含水率偏高,影响荞麦收获;荞麦茎秆韧性差,机械脱粒时,易造成茎秆断碎,与籽粒混杂,分离较困难[19]。荞麦全株有80%~90%的籽粒成熟,即为一次性机械化收获的适宜收割期。与人工收获相比,机械化收获荞麦虽然有一定损失,但是由于降低劳动强度、节约成本、效率高且抢农时,因而也广泛应用。
针对江苏省荞麦机械播种和收获的薄弱环节,应借助国家燕麦荞麦产业技术体系平台,加强农机与农艺技术的融合研究,探讨和完善适合江苏省荞麦机械化作业技术体系,形成可推广应用的技术模式,在荞麦产区进行示范推广,以点带面,全面推进荞麦机械化生产技术的应用。
随着人们营养保健理念提升和科学技术进步,对荞麦产业的不断挖掘、创新和发展,荞麦食品逐步被消费者认知和接纳,业已成为渴求健康饮食人群的保健食品。针对目前市场上荞麦功能食品种类不足、口感欠佳和技术含量不高诸多问题,应加强“大众化、高附加值、低血糖生产指数”食品开发,致力荞麦功能食品基础研究、科技创新和开发利用,努力为消费者提供种类丰富、口感上佳和营养保健的荞麦保健茶、荞麦多肽营养饮料、荞麦芽保健奶、荞麦芽芦丁胶囊、萌动荞麦醋和荞麦低GI食品等荞麦功能食品。
近年来,中国美丽乡村建设驱动了乡村旅游产业的蓬勃发展。荞麦具有叶色美、花色美、果实美、株形美和风韵美等观赏特性。荞麦花期很长,一般单株开花累计可达300~1 000朵。花色有白色、粉红色、红色等,成片种植具有极佳的观赏效果。因此,发展荞麦休闲观光产业,应有“走出荞麦看荞麦”的超前思维,深入挖掘荞麦文化价值,拓展荞麦产业的内涵和外延。同时,努力打造荞麦饮食文化、民俗文化、旅游文化和体验农业文化等特色品牌,为江苏省地方经济发展和农民收入增加注入新活力、开辟新途径。