稗属作物的栽培利用前景

杨子姗 刘琴 李晓玲 解芬

(云南农业职业技术学院，云南 昆明 650212)

小杂粮是小宗作物的统称，主要有黍稷、荞麦、燕麦、糜子、陆稻、稗子、籽粒苋、薏苡、青稞等。小杂粮作物普遍具有适应性广，生育期短，病虫危害轻，耐旱、耐瘠薄、耐盐碱能力强等优点。特别适合我国干旱、半干旱，或盐碱化严重，生态条件较差的地区种植。小杂粮作物虽然产量偏低，但营养价值丰富，同时许多小杂粮作物还具有特殊的食疗、食补保健作用。随着世界经济全球化、市场一体化的发展，小杂粮作为天然绿色健康食物倍受消费者的青睐，杂粮消费已成为人们一种时尚。为适应人民生活水平的提高和食品工业原料市场的需求，我国小杂粮的生产呈现出较快发展的趋势。对于我国西南山区而言，小杂粮在抗灾保收，确保粮食安全等方面还具有特殊的作用。连作障碍是作物生产过程中普遍存在的问题,我国西南山区耕地连作障碍问题尤为突出，成为阻碍农业发展的重要因素。稗属作物兼具粮饲兼用的特点，不仅是救灾作物，由于其广泛的适应性和生育期短的优点，适宜间、混、套、复种等不同栽培形式，发展小杂粮作物对于调整和优化种植结构，实现耕地资源保护和合理化应用，解决山区草食畜发展面临的饲草短缺问题，促进农业增效、农民增收等都具有重大的战略意义。

1 稗属作物的主要经济特点

稗为农田较常见的恶性杂草，对水稻的危害尤其严重，因此全世界有关稗的研究多集中于有效防治方面。但稗属植物一些种，如湖南稗子(Echinochloa frumentacea)、紫穗稗(chinochloa esculenta)、稗(Echinochloacrus-galli)等也是全世界较为古老的栽培作物，在亚洲、非洲海拔相对较高的冷凉山区广泛栽培。稗属作物为饲粮兼用型作物，具有抗逆性强、适应范围广、品质好、产量高等优点[1]。云南冷凉山区高水肥条件下，单次刈割的鲜草产量22.5～30t·hm-2，全年可刈割2～3次，折合干草总产量24～30t·hm-2。籽实产量1500～3000kg·hm-2。作为粗饲料作物，稗秸秆柔软，叶量丰富，营养价值优于玉米、水稻等大宗粮食作物秸秆。稗籽实外面包裹着骨质稃片，常规方法分离较困难，故籽实通常用于酿酒或用作家畜精料。但去除稃片后的稗米品质极佳，尤其具有低热量、低升糖指数、高膳食纤维含量和无麸皮等优点，对特殊人群健康具有重要价值。

2 稗属作物在全世界的栽培利用

我国农业全面进入转型发展阶段,适应气候变化和技术进步双重影响及资源环境保护要求,是新阶段耕作制度改革发展的迫切需求。在环境保护和健康要求的大背景下，全世界开始重新认识稗属作物对于特殊人群的健康保健作用、调整耕作制度和适应生物和非生物胁迫等方面的独特价值。印度是全世界稗属作物品种最多、种植面积最大的国家，虽然受其它大宗作物的影响，印度栽培稗1966—2006年的种植面积减少了44%，包含稗属作物的印度粮食和耕作制度的多样性逐渐消失[2]。近年来随着糖尿病发肥胖患者人数的不断增加，稗米因对特殊人群的健康学价值重新受到重视，以稗米为原料开发的高端保健类食品广受欢迎[3]。从育种角度，近年来印度栽培稗遗传多样性研究主要集中于形态性状和分子标记等方面，有关育种群体(F2和RIL)选育以及与籽实品质或数量性状相关的分子标记研究较少。印度对高海拔地区栽培稗40个基因型研究结果表明，单株产量与株高、开花天数、成熟天数、节数、茎粗、旗叶长宽、花序长、花序宽、下小花序长、小花序数、千粒重等农艺性状呈显著正相关；花梗性状长度与籽粒产量呈负相关。通径系数估计表明茎粗对籽粒产量有较大的直接影响。因此，基于籽粒产量与关联形态学性状的直接选择，有利于获得高产基因型[4]。从栽培角度，国外研究结果表明，湖南稗子播前用激素(GA310ppm)浸泡种子12h的发芽率、芽长和活力指数均有显著提高，从而有利于改善播种出苗和幼苗长势[5]。从施肥角度，肥料B∶C比为1.92时，湖南稗子的籽实和干草产量最高。紫穗稗在日本种植面积最大，主要用作抑草覆盖，在水稻非适宜区也作水稻替代作物种植。目前，日本已完成了紫穗稗的完整叶绿体(cp)基因组序列，从系统发育角度分析表明，紫穗稗与野生稗草(Echinochloacrus-galli)的亲缘关系较近[6]。紫穗稗和湖南稗子种间杂交结果表明，杂种F1虽然不能结实，但其植株健壮程度，分蘖数，茎秆分枝高，抗丝黑穗病等方面均表现出较强的杂种优势，研究成果为栽培稗遗传改良提供了新的途径[7]。澳大利亚评价了休耕期间种植不同覆盖作物对耕地保护效果的影响，研究结果表明，紫穗稗在增加土壤有机质、减少侵蚀、增加降雨入渗率等方面均明显优于大豆、扁豆、蚕豆、豌豆和紫云英等全部参试豆科植物[8]。德国学者研究了水上浮床栽培稗的饲草产量和经济成本，结果表明，水上浮床栽培稗无需施肥和灌溉，饲草生产成本低于陆地饲用玉米和象草种植[9]。澳大利亚和德国研究对于云南耕地保护、增加优质饲草供给和富营养水体生态修复具有较强的借鉴意义。

3 稗属作物在我国的栽培利用

稗在我国的栽培历史可回溯至两千年前的春秋战国时代。我国劳动人民在长期栽培实践中对稗的特点进行了好的总结[1]。但国内对稗属植物从栽培利用角度相关研究工作起步较晚，开展工作相对较少，且主要集中于我国北方地区，如，目前我国农业部审定的4个饲用型稗品种中，“朝牧1号”和“长白”来自我国东北地区，“宁夏”和“海子1号”来自于宁夏回族自治区。20世纪80年代中期，中国农科院土肥所先后从国外引进7个稗草品种在武昌进行了连续3a的适应性、丰产性和栽培利用技术的研究工作。经多年观察结果，筛选出6个较适合湖北种植的品种，其中有2个表现尤为突出[10]。从种质资源评价角度，中国农科院对60多份稗草资源中通过生物学特性试验及营养成分测定，筛选出饲料稗、稗谷、绿叶稗、早熟稗、中生稗及湖南稗子6个优良稗草品种，为栽培和利用提供了依据[11]。从盐碱滩涂治理角度，在内蒙古河套灌区重度盐渍化土壤上种植结果表明，盐碱地土壤改良效果依次为田菁>高丹草>湖南稷子>草木樨>燕麦,即湖南稷子对盐渍化土壤改良效果优于草木樨和燕麦，但弱于田菁和高丹草，河套灌区重度盐渍化土壤上生物治理模式以种植田菁为主,湖南稷子和高丹草为辅[12]。

4 稗属作物在云南的栽培利用

云南栽培稗历史也较为悠久，尤其在高海拔冷凉山区，栽培稗深受少数民族所青睐，并在长期栽培实践中形成了丰富的地方品种[1]。作为小宗作物，云南栽培稗的潜在经济和生态价值常被忽视。受水稻、玉米等大宗作物冲击，云南栽培稗面积急剧萎缩，使得云南丰富的栽培稗地方品种资源散失灭绝的风险等级非常高。加强云南栽培稗地方品种资源抢救性发掘整理和保护利用研究已迫在眉睫[1]。云南栽培稗种类较多，文献报道已知有食用稗、类谷稗(湖南稗子)、紫穗稗、饲用稗(无芒稗)和水田稗等[1,23,24]。从种质资源保护角度，云南栽培稗目前入库编目保存的仅10份，保存的稗属资源中，植物形态、分蘖性、落粒性、小穗色泽、形态、重量等均存在较大差异。20世纪80年代云南曾引入7个栽培稗品种，以“湖南稗子”产量最高[1]。云南宁蒗县对泸沽湖高原具有100a以上种植历史的栽培稗进行了田间调查，结果表明，当地种植的稗属植物有2个种(食用稗和类谷稗)，食用稗地上生物量鲜重4039.0g;类谷稗地上生物量鲜重2931.67g。干穗产量食用稗为5746.5kg·hm-2,类谷稗为3996kg·hm-2。对滇西北栽培稗调查结果表明，当地种植的稗属植物有食用稗和类谷稗2个种，其干穗产量分别为5746.5kg·hm-2和3996kg·hm-2[14]。云南滇东北高寒区对来自云南省内外的“食用稗”、“类谷稗”、“稗子”、“长白稗”和“湖南稗子”5个品种的引种结果表明[15],5个稗品种在试验区夏季种植均不能灌浆结实,干草产量“稗子(朝牧1号)”最高,为8.95t·hm-2，其次为“类谷稗”，干草产量达6.24t·hm-2。

5 稗属栽培植物在云南的应用前景

长期栽培实践证明，稗属栽培植物具有生育期短、抗逆性强、适应性广、管理粗放、病虫害少等优点。在云南大力发展“高原特色农业”和打造“绿色食品牌”的时代背景下，稗属栽培植物具有广阔的应用前景：栽培稗属C4型高光效作物，生育期短，积温要求低，在夏季热量资源相对不足的冷凉山区比玉米、水稻等夏粮作物更具优势；云南雨养地区因持续干旱导致水稻、玉米等大宗作物延误播种季节时，栽培稗生育期短加上水旱皆宜的环境适应特点，在抗旱保收方面可以发挥重要作用；栽培稗属饲粮兼用型，秸秆产量不仅远高于稻草秸秆产量，而且饲草品质也远优于稻、麦、玉米等秸秆，可以为增加优质饲草料供给，支撑高原特色草牧业发展作出重要贡献；稗的籽实兼具口感好、低热量、低升糖指数、高膳食纤维含量和无麸皮等优点，对肥胖及糖尿病患者等特殊人群健康具有重要价值；栽培稗对杂草的竞争能力和抗病虫害能力远强于水稻和玉米，生育期内耐粗放管理和无需施用农药，具有生产高价值有机食品和有机饲草的潜力，对于促进云南高端农牧业和生态农牧业发展有积极意义；栽培稗可浮水栽培的特点及超高的生物量积累，对云南富营养水体生态修复具有特殊意义。