脱毒甘薯(红薯)的栽培技术
一、甘薯的生物学基础
甘薯为旋花科植物Ipomoea batatas L.的块根。
甘薯又称红薯、番薯、红苔、白薯、地瓜。其之所以称番薯,大抵是因为它是"舶来品"之故。相传番薯更早由印第安人培育,后来传入菲律宾,被当地统治者视为珍品,严禁外传,违者要处以死刑。16世纪时,有两个在菲律宾经商的中国人,设法将一些番薯藤编进竹篮和缆绳内,瞒天过海,运回了福建老家,遂种植遏及中华大地。多少年来,由于这个舶来品易种易得,售价低廉,人们逐渐淡忘了它在异邦的珍贵和引种的风险,只作为粗粮和饲料看待。其实,番薯有极高的营养价值。在日本被誉为长寿食品,同时又具有很好的药用功效。
起源传播
J.B.埃德蒙等认为甘薯起源于墨西哥以及从哥伦比亚、厄瓜多尔到秘鲁一带的热带美洲。16世纪初,西班牙已普遍种植甘薯。西班牙水手把甘薯携带至菲律宾的马尼拉和摩鹿加岛,再传至亚洲各地。甘薯传入中国通过多条渠道,时间约在16世纪末叶,史实证明甘薯系在16世纪末叶从南洋引入中国福建、广东,而后向长江、黄河流域及台湾省等地传播。
甘薯分布种植
世界甘薯主要产区分布在北纬40°以南。栽培面积以亚洲更多,非洲次之,美洲居第3位。1994年世界甘薯总面积为938万公顷,总产量为12433.9万t。
甘薯在中国分布很广,以淮海平原、长江流域和东南沿海各省更多。全国分为5个薯区:①北方春薯区。包括辽宁、吉林、河北、陕西北部等地,该区无霜期短,低温来临早,多栽种春薯。②黄淮流域春夏薯区。属季风暖温带气候,栽种春夏薯均较适宜,种植面积约占全国总面积的40%。③长江流域夏薯区。除青海和川西北高原以外的整个长江流域。④南方夏秋薯区。北回归线以北,长江流域以南,除种植夏薯外,部分地区还种植秋薯。⑤南方秋冬薯区。北回归线以南的沿海陆地和台湾等岛屿属热带湿润气候,夏季高温,日夜温差小,主要种植秋、冬薯。
中国各薯区的种植制度不尽相同。北方春薯区一年一熟,常与玉米、大豆、马铃薯等轮作。春夏薯区的春薯在冬闲地春栽,夏薯在麦类、油菜等冬季作物收获后栽插,以二年三熟为主。长江流域夏薯区甘薯大多分布在丘陵山地,夏薯在麦类、豆类收获后栽插,以一年二熟更为普遍。其他夏秋薯及秋冬薯区,甘薯与水稻的轮作制中,早稻、秋薯一年二熟占一定比重。旱地的二年四熟制中,夏、秋薯各占一熟。北回归线以南地区,四季皆可种甘薯,秋、冬薯比重大。旱地以大豆、花生与秋薯轮作;水田以冬薯、早稻、晚稻或冬薯、晚秧田、晚稻两种复种方式较为普遍。
据统计,我国的甘薯种植总面积保持在620万公顷左右,总产量稳定在1亿吨以上,分别占全世界的70%和80%。近年来,国内外在甘薯食品加工方面的研究很快,甘薯综合加工利用途径分为三类:一是工业加工,利用鲜薯、薯干和淀粉为原料生产各种轻化工产品,如淀粉、酒精、醋、味精、食用色素、氨基酸等产品,二是食品加工,利用鲜薯或薯粉制成各种副食品,如粉丝、粉条、薯片、糕点及饮料等,三是饲料加工,利用甘薯的茎叶、薯块、薯干以及工业加工后的副产品,制成各种畜禽饲料。故甘薯种植在我国农业上有着举足轻重的作用,发展甘薯产业关系着国计民生的问题。
甘薯形态特征
甘薯根可分为须根、柴根和块根3种形态。须根呈纤维状,有根毛,根系向纵深伸展,一般分布在30厘米土层内,深可超过100厘米,具有吸收水分和养分的功能。柴根粗约1厘米左右,长可达30~50厘米,是须根在生长过程中遇到土壤干旱、高温、通气不良等原因,以致发育不完全而形成的畸形肉质根,没有利用价值。块根是贮藏养分的器官,也是供食用的部分。分布在5~25厘米深的土层中,先伸长后长粗,其形状、大小、皮肉颜色等因品种、土壤和栽培条件不同而有差异,分为纺锤形、圆筒形、球形和块形等,皮色有白、黄、红、淡红、紫红等色,肉色可分为白、黄、淡黄、橘红或带有紫晕等。具有根出芽特性,是育苗繁殖的重要器官。块根的外层是含有花青素的表皮,通称为薯皮,表皮以下的几层细胞为皮层,其内侧是可食用的中心柱部分。中心柱内有许多维管束群,以及初生、次生和三生形成层,并不断分化为韧皮部和木质部。同时木质部又分化出次生、三生形成层,再次分化出三生、四生的导管、筛管和薄壁细胞。由于次生形成层不断分化出大量薄壁细胞并充满淀粉粒,使块根能迅速膨大。中心柱内的韧皮部,具有含乳汁的管细胞,更初只限于韧皮部外侧,以后由于各种形成层均能产生新的乳汁管而遍布整个块根,切开块根时流出的白浆,即乳汁管分泌的乳汁,内含紫茉莉苷。
甘薯茎匍匐蔓生或半直立,长1~7米,呈绿、绿紫或紫、褐等色。茎节能生芽,长出分枝和发根,利用这种再生力强的特点,可剪蔓栽插繁殖。叶着生于茎节,叶序为2/5。叶片有心脏形、肾形、三角形和掌状形,全缘或具有深浅不同的缺刻,同一植株上的叶片形状也常不相同;绿色至紫绿色,叶脉绿色或带紫色,顶叶有绿、褐、紫等色。聚伞花序,腋生,形似牵牛花,淡红或紫红色。雄蕊5个,雌蕊1个。蒴果近圆形,着生1~4粒褐色的种子。染色体数2n=90。
甘薯生理特性
甘薯的生长过程一般分为发根、分枝、结薯,蔓薯并长和薯块盛长3个时期。对外界环境条件的要求如下述。
温度 性喜温,不耐寒。适宜栽培于夏季平均气温22℃以上、 年平均气温10℃以上、 全生育期有效积温3000℃以上、无霜期不短于120日的地区。加温育苗时温度应保持在16~32℃之间。高温对薯块萌芽生长有利,齐苗后长苗阶段气温宜在27~30℃,培育壮苗以22~25℃为宜。薯苗栽插后需有18℃以上的气温始能发根,茎叶生长期一般气温低于15℃时茎叶生长停滞,低于6~8℃则呈现萎蔫状,经霜即枯死。块根形成的适温一般在25℃左右,而块根膨大适温则在22~24℃之间,高于30摄氏度不利于块根膨大。生长的中后期气温由高转低,昼夜温差大,有利于块根累积养分和加速膨大。
日照 甘薯属喜光的短日照作物,茎叶利用光能的时间长,效率高。茎叶生长期越长,块根积累养分越多。日照充足、气温和地温高、温差较大时,对养分的制造、运转、贮存都有利。经一定时期的短日照影响后,如每天光照8~10小时,能促进开花。日照时间延长至12~13小时,能促进块根形成和加速光合产物的运转。不耐荫蔽,如与高秆作物间作套种,易致减产。
水分 根系发达,较耐旱。蒸腾系数在300~500之间。土壤水分以更大持水量60~80%为宜,持水量小于50%时,影响前期发根长苗。随着分枝结薯和茎叶的盛长,土壤持水量应增加到70~80%;后期持水量保持在60~70%时有利块根快速膨大。生长期降水量以400~450毫米为宜。收获前2个月内雨量宜少,此期若遭受涝害,产量、品质都受影响。
土壤 要求土壤结构良好,耕作层厚20~30厘米、透气排水好的壤土和砂壤土,有利于根系发育、块根的形成和膨大。pH宜在4.2~8.3之间。肥料三要素中需钾更多,其次为氮,再次为磷。钾肥可以促进块根形成层的发育,提高茎叶的光合效能,加快光合产物的运转,增加块根产量。氮肥促进茎叶生长,增大叶面积,增加茎叶重量;但施用过多,反会促使根部中柱细胞木质化,不结或少结块根。磷肥促进根系生长,加速细胞分裂,并有改善块根品质的功能。堆肥、绿肥的养分较全,肥效缓而稳,且能改进土壤的通气性,更宜施用。
甘薯营养分析
甘薯含大量粘蛋白,维生素C也很丰富,维生素A原含量接近于胡萝卜的含量。常吃甘薯能降胆固醇,减少皮下脂肪,补虚乏,益气力,健脾胃,益肾阳,从而有助于护肤美容。
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