改良松嫩盐碱草地的优良植物_菊芋

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1、第25卷第6期黑龙江大学自然科学学报Vol125No162008年12月JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITYDecember,2008改良松嫩盐碱草地的优良植物)))菊芋阎秀峰,李一蒙,王洋(东北林业大学生命科学学院,林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室,哈尔滨150040)摘要:简要介绍了菊芋的生物生态学特性和利用价值以及国内利用现状,总结了菊芋生长势强、叶面积指数大、耐盐碱而又有一定经济价值等适于松嫩盐碱草地改良的特点,分析了利用菊芋改良松嫩盐碱草地的优点和意义,介绍了菊芋在松嫩盐碱草地的初步应用。关键词:菊芋;松

2、嫩平原;盐碱草地;能源植物中图分类号:Q94811;S81218文献标志码:A文章编号:1001-7011(2008)06-0812-051引言菊芋(HelianthustuberosusL.)是菊科(Compositae)向日葵属的多年生草本植物,英文名Jerusalemart-ichoke,中文俗名则较多,如洋姜、鬼子姜、洋芋头、地环、菊薯、五星草、洋羌、番羌等。菊芋原产北美,经欧洲传入我国,由于适应性强而在我国各地均有栽培。菊芋植株高大(最高达3m以上)、生长迅速,地下块茎可食用,富含的菊糖(inulin)在食品和医药领域是重要的原料。国内对菊芋的早期应用主要是作为腌制食

3、品等的初级简单利用,近年来则侧重于利用生物炼制技术对块茎进行精细加工从而开发基于菊糖、果糖等菊芋块茎富含成分的生物基化学产品;同时,菊芋由于具有很强的抗逆能力而在沙漠治理和水土保持方面体现出良好的生态价值。2菊芋的生物生态学特性菊芋,多年生草本植物,高1~3m,有块状的地下茎及纤维状根。茎直立,有分枝,被白色短糙毛或刚毛。叶通常对生,但上部叶互生;下部叶卵圆形或卵状椭圆形,长10~16cm,宽3~6cm,基部宽楔形或圆形,有时微心形,顶端渐细尖,边缘有粗锯齿,离基三出脉,上面被白色短粗毛、下面被柔毛,叶脉上有短硬毛,有长叶柄;上部叶长椭圆形至阔批针形,基部渐狭,下延成短翅状,顶

4、端渐尖,短尾状。头状花序较大,少数或多数,单生于枝端,直径2~8cm,有1~2个线状批针形苞叶,总苞片多层,披针形,托片长圆形。舌状花通常12~20个,舌片黄色,开展,长椭圆形,长117~3cm;管状花花冠黄色,长6mm。瘦果小,楔形。[1]上端有2~4个有毛的锥状扁芒(图1)。菊芋耐寒,我国北方地区3月份地温开始回升后,块茎在6~7e时萌动发芽,8~10e即可出苗,幼苗能耐1~2e低温,晚霜对其几无影响。8月末至收稿日期:2008-11-10基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAC01A08);黑龙江省科技攻关重点项目(GB07C20301)作者简介:阎秀峰(1965-

5、),男,教授,博士生导师,主要研究方向:植物生理生态学第6期阎秀峰等:改良松嫩盐碱草地的优良植物)))菊芋#813#9月初,菊芋茎高2m左右时开始开花,而后开始形成块茎,一般认为18~22e的气温和12h的日照有利于块茎形成。早熟品种在10月中旬地上茎自然死亡即告成熟,晚熟品种要到冰冻期地上茎死亡后成熟。冰冻[2]期地下茎结冰进入冬眠,块茎可在-25~-40e的冻土层内安全越冬。菊芋的根系发达,具有很强的耐旱能力。过于干旱时地上茎细矮、不开花,地下块茎小、产量低,但很少[3]旱死。同时,菊芋也具有耐瘠薄特性和很好的抗风沙能力。3菊芋的利用价值和国内利用现状311菊芋的利用价值菊

6、芋的利用价值主要体现在产量丰厚的块茎上。菊芋块茎营养丰富,最初级的利用方式是生食、炒食或煮食,常用来作为腌制酱菜的原料。菊芋块茎富含菊糖(inulin,商品名菊粉),属于多聚果糖,不同于其他植物通常储藏的淀粉(多聚葡萄[4-5]糖),利用现代生物技术进行深加工可精制成低聚果糖和超高果糖浆,是当今医药和保健食品行业的重要原料。比利时的ORAFTI、COSUCRA和荷兰的SENSUS是世界上三家最大的菊粉生产厂商,占据世界菊粉[6][7]市场的95%以上。菊芋块茎也经常直接药用,主要用于防治糖尿病,也可用于检测肾病。作为一种初级利用方式,菊芋的块茎和地上茎叶也常作为饲料,既可在菊芋

7、生长旺季割取地上茎叶直接用做青饲料,也可在秋季粉碎后制作干饲料。早在20世纪80年代初,世界范围内就开展了以菊芋为基质的生物乙醇(bioethanol)生产工艺的研[8-12]究。近年来,化石能源的紧张促进了生物能源的发展,探讨以菊芋为原料生产燃料乙醇的工作也逐渐[13-16]增多。菊芋块茎所富含的果糖可直接发酵制成乙醇,利用菊芋发酵生产燃料乙醇在工艺上可能比传统的淀粉乙醇还要简单。另外,菊芋的地上茎秆部分则可能成为纤维素乙醇生产的重要原料。[17][18]此外,也有工作探讨以菊芋茎秆作为造