关于甜菜介绍

关于甜菜介绍

[拼音]:tiancai

[外文]:Beta vulgaris

藜科(Chenopodiaceae)甜菜属二年生草本。又名菾菜(见彩图)。野生甜菜种类多、分布广,其中某些种可作育种用的种质资源。栽培种有4个变种,作制糖原料的为糖用甜菜(B.vulgaris var.saccharifera),作蔬菜或饲料用的为莙荙菜 (B.vulgaris var.cicla),也称厚皮菜、牛皮菜,根不肥大而叶大。

起源和传播

苏联Π.Β.卡尔平科认为糖甜菜由起源于地中海沿岸的野生种(B.maritima)演变而来。经长时期人工选择,到公元4世纪已出现白甜菜和红甜菜。公元8~12世纪,糖甜菜在波斯和古阿拉伯已广为栽培,其栽培品种后又由起源中心地传入高加索、亚细亚、东部西伯利亚、印度、中国和日本。但当时主要以甜菜的根和叶作蔬菜用。1747年,德国普鲁士科学院院长A.马格拉夫首先发现甜菜根中含有蔗糖。他的学生F.C.阿哈德通过进一步的人工选择,于1786年在柏林近郊培育出块根肥大、根中含糖分较高的甜菜品种。这是栽培甜菜种中最重要的变种,也是世界上第一个糖用甜菜品种。1802年,世界上第一座甜菜制糖厂在德国建立。 19世纪初, 法、俄等国相继发展了甜菜制糖工业。

甜菜作为糖料作物栽培始于18世纪后半叶,至今仅200 年左右历史。现在世界甜菜种植面积约占糖料作物的48%,次于甘蔗而居第2位,分布在北纬65°到南纬45°之间的冷凉地区。1985年全世界甜菜播种面积为874万公顷,其中以欧洲最多,其次为北美洲,亚洲占第3位,南美洲最少。生产甜菜的国家有43个,总产量达27788.7万吨,其中苏联、法国、美国、波兰、联邦德国和中国等种植较多,中国1985年的总产量为809.1万吨。

中国大面积引种糖用甜菜始于1906年。先在东北试种,1908年建立第一座机制甜菜糖厂后渐向其他地区推广。主产区在北纬40°以北,包括东北、华北、西北三个产区,其中东北种植最多,约占全国甜菜总面积的65%。这些地区都是春播甜菜区,无霜期短、积温较少、日照较长、昼夜温差较大,甜菜的单产和含糖率高、病害轻。在西南部地区,如贵州省的毕节、威宁,四川省的阿坝高原,湖北省的恩施和云南省的曲靖等地,虽纬度较低,但由于海拔高、气候垂直变化大,也均属春播甜菜区。黄淮流域夏播甜菜区是中国近年发展起来的新区,面积仅占全国甜菜总面积的5.5%。

形态特征

根系属直根系,由主根肥大而形成的肉质块根,以楔形、圆锥形、纺锤形和锤形为主。块根分为根头、根颈和根体三部分:根头上部与根颈相接,根颈下端至主根直径1厘米处为根体,直径1厘米以下的称根尾。根体两侧各生有一条根沟,生长大量须根。含糖量以根头最低,根颈较高,根体最高。从根体横断面看,以中层含糖最高,内层次之,外层最少。出苗时幼根向土壤深处延伸约15厘米,在生出两对真叶时主根入土深度达30厘米,侧根5~10厘米。到收获时主根入土深达2米左右。叶为单叶,由根头顶端的叶芽长出,以螺旋式排列丛生于根头上,有叶柄,叶片变异大,但同一自交系或用无性繁殖的同一无性系植株的叶片形状则基本一致。一年生二倍体植株叶片有盾形、心脏形、犁铧形、矩圆形、团扇形和柳叶形等。叶柄呈肋骨状,断面一般呈三角形。多数叶柄与地面成70°角的称直立状叶丛;多数叶柄与地面成30°以下角度的称匍匐状叶丛;居于二者间的称斜立状叶丛(图1)。

种株第 2年进入生殖生长阶段。由根头的芽发育成花枝,根头的顶芽发育成主枝,腋芽发育成侧枝。主枝和侧枝出生的花枝为第1分枝,由第1分枝再生出第2分枝。花枝基部呈圆柱状;顶端为三棱或多棱肋骨状。植株按花枝形态可分单枝型、混合枝型和多枝型 3种。两性花,通常由3~5朵花聚生于花枝上。聚生花的下端有 1苞片,每朵花由花被、 雄蕊和雌蕊组成。 开花后形成聚花果,果中有3~5粒或7~8粒种子,称多粒形种球;单生的花形成单果,果中有1粒种子,称单粒形种球。甜菜的种球是坚果和蒴果的中间类型。种子呈肾形,较扁平(图2)。

生理特性

生长第1年主要是营养生长,可分为幼苗、叶丛繁茂、块根糖分增长和糖分积累 4个时期。生长第2年主要是生殖生长,可分为叶丛、抽薹、开花和种子形成4个时期。甜菜为喜温作物,但耐寒性较强。全生育期要求基础温度10℃以上的积温2800~3200℃。块根生育期的适宜平均温度为19℃以上。当土壤 5~10厘米深处温度达到15℃以上时,块根增长最快,4℃以下时近乎停止增长。昼夜温差与块根增大和糖分积累有直接关系,昼温15~20℃,夜温5~7℃时,有利于提高光合效率和降低夜间呼吸强度,增加糖分积累。适宜块根生长的最大土壤持水量为70~80%。持水量超过85%时块根生长受到抑制;90%以上时块根开始窒息,终致死亡。糖分积累期持水量低于60%时块根生长缓慢,根体小而木质化程度高,品质较差,不利于加工制糖。块根生长前期需水不多,生育中期需有足够水分,生育后期需水量减少。全生育期降水量以300~400毫米为宜,收获前1个月内降水宜少,否则含糖率显著降低。适宜的日照时数为10~14小时。在弱光条件下,光合强度降低,块根生长缓慢。日照时数不足会使块根中的全氮、有害氮及灰分含量增加,降低甜菜的纯度和含糖率。在遮光条件下,块根中单糖占优势,品质显著变化。

栽培

春播区在东北、华北和内蒙古自治区东部为垄作区;内蒙古中、西部和西北地区(甘肃、新疆)为平作区。前作为麦、玉米或豆类,冬季休闲。为了保证全苗、壮苗,取得甜菜的丰产和高糖分,种球标准要求达到直径2.5毫米以上,千粒种球重20克以上,纯洁率98%以上,发芽率不低于75%。一般在4月上中旬,土壤5厘米深处的日平均温度达到5℃以上时播种,北部产区的播种期不能晚于 5月上旬。种子发芽需要吸收种球本身重量120~160%的水分,如土壤湿度小于60%时就影响发芽,故有灌溉条件地区多进行秋冬灌溉或早春灌溉;无灌溉条件地区应适期抢墒播种或浇水播种。黄淮流域一年二熟制地区实行夏播,可避过褐斑病等为害。在终霜期较晚、春季风大地区,幼苗出土后,宜采取防霜和防风措施。一年二熟夏播区以及有灌溉条件的华北西部和西北甜菜区,采用纸筒育苗移栽,对盐碱地和春旱条件下的甜菜保苗有良好作用,块根单产和含糖率也可高于直播。采用地膜覆盖栽培,有利于获得早苗、全苗和壮苗,促使块根提前达到工艺成熟。条播时每米出苗50株以上,穴播每穴出苗20株以上。出苗后要及时疏苗、定苗。

东北垄作地区定苗密度一般为每亩4000~6000株,华北、西北和夏播产区,大部分采用畦作,行距较窄,定苗密度一般为每亩5000~7000株。

甜菜生长需要多种营养元素。每生产一吨甜菜块根约需吸取氮4.5千克,五氧化二磷1.5千克,氧化钾5.5千克。春播甜菜一般从7月上旬开始大量吸收营养物质,8月中旬至9月上旬吸收的营养量约占总吸收量的90%。夏播甜菜以 9月中旬至10月上旬为吸收营养高峰期。施肥以底肥为主,促进苗期发育;后期追肥,防止早衰。生长后期还须注意保护植株功能叶片,减少糖分损失。

块根达到工艺成熟期时收获。收获过早时块根重量和含糖量不高,降低出糖率;过迟则在北方易受霜冻与冻融影响,降低块根工艺品质,不耐贮藏。一般以秋季平均气温达5℃时为开始收获适期,霜冻前收完。北方春播地区约在9月下旬至10月下旬;夏播地区约在11月上旬至11月下旬。

病虫害

主要病害有立枯病、褐斑病、白粉病、黄化毒病、蛇眼病和根腐病等。以选用抗病品种、实行轮作换茬、兼用药剂方法防治为主。主要害虫有甜菜象、蒙古土象、大黑金龟子、甘蓝夜蛾和地老虎等。做好预测预报和及时施药防治,可以减轻为害。

育种

丰产、高糖分和抗逆性是甜菜育种的主要目标。 中国已选育出丰产类型、 标准和标准偏高糖类型,高糖类型和抗病类型等优良品种40多个。主要的方法是选择育种。其次是杂交育种。在杂种优势利用方面,瑞典、联邦德国、波兰、法国等在70年代均采用二倍体亲本与四倍体亲本甜菜杂交获得多倍体(3n=27)杂交种子,其在生产上的播种面积约占播种总面积的90%以上;美洲国家则多利用自交系杂种。中国对欧、美这两种育种法均有采用。

中国实行超级原种、原种和生产用种三级良种繁育制。东北、华北、西北地区由于冬季气候寒冷,多将培育的春播和夏播母根在秋收后置入窖内贮藏,翌年春季土地解冻后移栽田间采种。在黄淮流域土地冻层在30厘米以内地区,则当年播种培育的母根多在田间原地越冬,翌春采种。

加工和用途

先将块根切成细丝,通过热水浸出糖汁,然后用碳酸法清净,经脱色、蒸发、结晶、分蜜等制出白砂糖,再加工成绵白糖(见制糖)。

优质甜菜糖色洁白、有光泽,水溶液透明无杂质。置170℃高温下煮沸,不会变色。甜菜糖由蔗糖和转化糖组成,易溶于水,在人的消化器官中,通过蔗糖酶的作用,分解成葡萄糖和果糖,可迅速被人体吸收。除直接供食用外,也是食品和医药工业的原料。制糖的副产物中,糖蜜可提取酒精、甘油、乙醛、丙酮等,甜菜粕可直接喂饲牲畜,滤泥可肥田。甜菜的茎叶、青头、根尾和采种后残留的老母根可做酿造原料,也是良好的多汁饲料。

参考书目
  1. 中国农业科学院甜菜研究所主编:《中国甜菜栽培学》,农业出版社,北京,1984。

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