我国燕麦生产和科研现状及未来发展方向

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专集协办福建漳州力展电子科技有限公司：：恣Z展HAN我国燕麦生产和科研现状及未来发展方向赵世锋田长叶王志刚李云霞张家口市农业科学院摘要对我国燕麦作物的生产、科研、加工等的历史和现状进行了分析，认为我国特有的裸燕麦(莜麦)将迎来一个较快的发展时期，成为世界食品的未来。燕麦是禾本科一年生草本植物，是重要的饲草饲料作物，也是古老的农作物。一般分为带稃型和裸粒型二大类。世界各国栽培的燕麦以带稃型为主，绝大多数用于饲养家畜家禽，我国栽培的燕麦以裸粒型为主。裸燕麦亦称莜麦，绝大多数用于食用。过去莜麦是不被我国农业和加工业所重视的麦类，然而由燕麦制造而成的燕麦片，却是国外传统的方便食品，其销量之大可与啤酒和快餐相比。裸燕麦的营养价值在禾谷类作物中居首位，蛋白质含量高达14％一19％，氨基酸的含量多而种类齐全，人体必须的8种氨基酸的含量不仅为稻米和小麦的2倍多，并含有较多的儿童发育不可缺少的组氨酸、赖氨酸。莜麦脂肪的含量也较高，约为6％～9％，所含脂肪中的脂肪酸，主要为油酸、a一亚麻二烯酸和亚麦二烯酸等不饱和脂肪酸。维生素B，和B：含量与小麦相当，而铁的含量高出小麦25％，磷脂的含量也较高。经常食用燕麦制品，有软化血管、降低血脂、降低空腹血糖和尿糖的作用。亚油酸和皂甙素能降低血清总胆固醇，甘油三脂和D一脂蛋白T，可防治动脉粥样硬化，对预防和治疗高血压、冠心病和糖尿病均属有益。莜麦除含有较丰富的蛋白质和脂肪酸外，还含有较多的多糖类胶质——莜麦胶，既有营养保健作用，又能使莜麦食品柔滑细软，若与牛奶或豆浆共煮食，可增进风味。如用莜麦作饲料喂养奶牛，可提高牛奶的产量、质量。莜麦的秸秆是牲口理想的草料。据分析秸秆和麦壳中含有丰富而易被牲I：1消化吸收的营养物质，其蛋白质含量为1．3％～3．0％，脂肪含量为0．6％一0．9％，可消化纤维17．8％～19．0％，为其他麦类所不及。著名农学家金善宝教授曾为《中国燕麦》书题辞：“燕麦是我国古老的作物，发展燕麦生产对改变高寒山区落后面貌，加强民族团结，增强人民健康具有重要意义”。在莜麦生长适宜的地区，因地制宜发展莜麦生产，对调整农业产品结构，扩充食品工业原料资源，增加食品生产种类，发展畜牧业以及莜麦产区脱贫致富奔小康都有着重要的现实意义。一、我国燕麦的生产状况(一)我国燕麦的种植历史及生产演迁燕麦是一种古老的农作物，耐寒耐瘠，适宜生长在高寒冷凉以及高海拔地区。相传在公元前几千年，燕麦就和小麦、大麦混生在一起，后来随着生产的发展，发现燕麦也是一种很好的粮食作物。世界各国分类学家一致公认，我国是大粒裸燕麦的初生基因中心，我国特有的裸燕麦除了具有普通栽培皮燕麦的所有优点外，还具有加工方便，出成率高，耗能低的优点。1898年美国桂格麦片公司首次机械化加工燕麦片，一百多年来一直沿用带稃的普通栽培燕麦作为原料，但稃壳重占籽实重的25％-40％，去壳过程中必需多次进行研磨、过筛，耗能较大，设备要求多，现今该公司渴望用我国的裸燕麦取代皮燕麦加工麦片。我国的裸燕麦具有独特的地域优势。从栽培地域上看，我国栽培的裸燕麦(莜麦)距今至少已有2000多年的栽培历史，历史上，我国的裸燕麦种植面积和区域远比现在大得多，华北，西北、东北、西南及江淮流域都有大量种植，北起辽宁和内蒙古，南至云南和贵州，东从山东和河北，西到西藏和新疆，后来由于生态条件的变迁和新兴作物的倡导，使其种植区域和面积逐渐缩小。一37- ：：蕊罴专集协办福建漳州力展电子科技有限公司从栽培面积上看，建国前全国约有18个省区种植裸燕麦，种植面积约200万hm2左右(1936年统计)，建国后到上世纪八十年代全国种植约130多7jhm2左右，其中内蒙古53万hm2，最高曾达67万hm2，约占全国的三分之一，居于当地各类作物的首位，其次是河北省约27万hm2；山西约20多万hm2以华北地区为最多，约占全国裸燕麦总面积的四分之三。西北地区主要集中于六盘山两侧和祁连山以东；西南地区主要在大小凉山地区。黑龙江、吉林、辽宁、青海、新疆、西藏等省和自治区，也都有一定面积的种植。这种分布情况，与裸燕麦(莜麦)的生物学特性相适宜。近年来，随着“退耕还林还草”政策的实施，过去种植裸燕麦的坡地、瘠薄地被树和草代替，裸燕麦的播种面积逐年减少，目前全国年实际播种面积约53万hm2，各种小杂粮和区域性作物受到重视，裸燕麦生产上过去那种低待遇的状况正在改变，这预示着裸燕麦生产必将有一个新的发展。从产量情况看，燕麦一般均种植在瘠薄的旱地，受气候条件、生产条件和品种等的影响，裸燕麦产量低而不稳。大致趋势是随莜麦生育期降雨量的变化而变化，降雨多产量就高，反之则低。1951年产量仅349．5kg／hm2，1976年最高为1516．5kg／hm2。从1949年至1988年40年平均产量仅767．2kg／hm2。进入1990年以后，随着生产条件的改变和优良品种的推广，产量不断上升，目前，裸燕麦平均产量稳定在1500kg／hm2左右，其中肥沃二阴滩地历年平均产量3000kg／hm2以上l较肥平滩地和肥坡地历年平均产量2250kg／hm2左右l瘠薄旱滩地和旱坡地历年平均产量l125kg／hm2左右。(二)我国裸燕麦(莜麦)的优势产区分布我国燕麦栽培历史悠久。目前全国有内蒙古、河北、山西、甘肃、陕西、宁夏、新疆、青海、西藏、河南、安徽、重庆、云南、贵州、四川、黑龙江、吉林、辽宁等省区约210个县种植燕麦。其中主产区是内蒙古自治区的阴山南北，河北省的阴山、燕山余脉，山西省的太行山、吕梁山，播种面积约占全国的70％以上，其次是陕西、甘肃、宁夏、青海的六盘山、贺兰山地区以及云南、贵州、四川的大小凉山，播种面积约占全国面积的20％以上。我国燕麦主要分布在华北、西北、西南地区。根据栽培制度、品种生态类型划分为华北春燕麦区、西北春燕麦区和西南秋燕麦区3个区。其燕麦种植分布及优势产区是：华北春燕麦区：本区包括内蒙古包头市、呼和浩特市、乌兰察布盟，山西大同市、朔州市、忻州市；河北张家I：1、承德市等。其中优势产区是内蒙古固阳、武川、兴和、察右中旗、化德、商都、宝昌；河北张北、沽源、康保、尚义、崇礼l山西左云、右玉、平鲁、山阴、神池、五寨。本区是我国春燕麦的主产区，常年种植面积约20万hm2。现主要应用品种是冀张莜4号、冀张莜6号、雁红10号、坝莜1号。西北春燕麦区：本区包括甘肃定西地区、平凉市，青海海北州、西宁市，宁夏固原市，陕西榆林市。优势区域是定西、会宁、通渭、漳县、陇西、岷县、静宁、庄浪，宁夏固原、彭阳、西吉、海原，陕西定边。本区燕麦面积约6．7万hm2，主要应用品种是定莜l，2，3号。西南秋燕麦区：本区包括云南丽江市、楚雄、迪庆州、昭通市，四川凉山州，贵州毕节地区。优势区域是云南迪庆、宁蒗、大关、鲁甸、巧家；四川木里、昭觉、布拖、美姑、金阳、越西；贵州威宁、赫章。常年种植面积约8万hrn2，以地方品种为主。二、我国燕麦的科研状况(一)科研单位及研究人员．我国于1950年开始至今一直开展燕麦的研究工作，科研工作起步晚，技术力量薄弱，种质资源贫乏，试验手段落后，与英俄美法等国家相比差距较大。我国从事燕麦研究的内蒙古农业大学。内蒙古农业科学院、河北省高寒作物研究所、山西农业科学院高寒作物研究所、中国农业科学院、吉林省白城市农业科学院、青海省农牧科学院草原研究所、甘肃省定西旱农中心等单位经过多年的研究实践，现在具有了一定的研究基础，其次还有陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、辽宁、云南、贵州、四川等省区的科研单位也进行过一些相关试验，其中20世8E50～60年代主要是进行农家品种的收集、整理和国外燕麦品种的引种研究工作；70年代初开始进行皮、裸燕麦种间远缘杂交和裸燕麦品种间杂交培育新品种以及新 专集协办福建漳州力展电子科技有限公司一n,·O淼Z展HAN品种配套栽培技术的研究，研究队伍一直仅有20人左右。近年来研究队伍虽然有所扩大，但研究人员素质低、研究人员结构不合理、研究方向方法滞后等问题仍然突出。(二)科研的基础设施与技术水平．燕麦在我国是小作物，国家及地方对燕麦研究方面一直重视不够，财政长期投入不足，燕麦研究与其他作物或发达国家相比显示出科研综合实力薄弱，表现为常规技术研究多，对高新技术研究少；技术引进多，吸收消化形成自主知识产权的技术成果少；立题面窄、低水平重复较多，研究队伍的数量和研究水平落后于时代发展步伐。各有关燕麦科研单位的装备也不够精良，设备陈旧落后、图书资料少，大多数还停留在20世纪50年代的水平。由于农业科技创新手段落后，现仅具有应用常规技术选育新品种的能力，缺乏进行微观层次操作育成突破性新品种的技术设备和人才，仅具有一般田间栽培试验的手工作业设施。而缺乏可调控光、温、水、肥、气的现代大型野外实验设施，难以对所研究作物的生长发育过程作模拟研究，难以进行燕麦机械化农场生产，难以开展燕麦工厂化加工的实验。这种状况无法高效加速我国燕麦产业技术进步和科技创新。我国开展燕麦研究以来，应用常规育种技术重点开展了裸燕麦、皮燕麦的高产优质育种研究，利用皮、裸燕麦种间杂交育成了一大批高产品种，又利用后代材料、国外引进材料进行种内杂交，筛选出粮草兼用型、饲草饲料型、加工食用型、救灾备荒型的专用品种若干个，育成品种(或品系)在品质、产量和降低带壳率等方面均有突破性进展。(三)燕麦品种资源我国种植燕麦已有2500年的历史，种植的燕麦有普通燕麦和裸燕麦，野生燕麦主要是普通野燕麦，是我国西北麦田中难以除尽的杂草。中国燕麦经长期的自然选择和人工选择，已形成比较丰富的种质资源。我国种质资源研究从20世纪50年代开始，对全国的燕麦资源进行搜集、整理、入库，并开展国外引种工作，筛选出一批优异种质。据统计，截止2000年入国家作物种质库的燕麦资源共3202份，其中中国原产燕麦种质资源2187份，在这些国内资源中裸粒型品种有1901份，占86．9％，而国外引进的1015份资源中裸粒型仅有36份，占3．5％。裸粒型品种非常突出，由于我国燕麦种植地理区域条件差异较大，所以在燕麦遗传资源的形态和农艺性状上表现千差万别，遗传多样性十分丰富。(四)燕麦新品种的选育与育种目标我国从开展裸燕麦育种以来一直以培育高产品种为主要目标。培育成一大批皮、裸燕麦新品种服务于当地乃至全国燕麦生产，使当地生产应用品种得到3～5次更换，单产提高一倍以上。其中20世纪60年代前后主要是进行旱地品种选育，曾选育出“坝选一号、坝选三号、大铃早、李家场、华北一号、华北二号”等优良品种，并进行了大面积推广；70年代主要是选育适宜水浇地和肥沃二阴滩地种植的品种，曾选育出“I]、,46-5、三分三”等裸燕麦品种，80年代主要是进行旱滩地育种，曾选育出“冀张莜一号”莜麦品种，80年代末90年代初，开展了选育三种不同生态条件种植的品种，曾选育出“冀张莜系列、晋燕系列、蒙燕系列、雁红系列、坝莜系列、定莜系列”等一大批裸燕麦优良新品种并大面积推广于生产，裸燕麦育种工作取得了骄人的成绩，不同生态区的品种得到了更换，产量歹、。再度提高。但因多数品种是通过皮、裸燕麦种间杂交培育而成的，品种的品质较差，其主要表现在蛋白质、总纤维素、D葡聚糖含量低，脂肪含量和皮燕麦率高，与生产需求尚有差距。今后燕麦的研究重点将是引进、收集、筛选高蛋白、高D葡聚糖、低脂肪、皮燕麦率低的优质种质，研究培育高蛋白、高13葡聚糖、低脂肪、适合加工食品的和高蛋白、高脂肪、适合饲用的皮、裸燕麦品种。(五)燕麦高产栽培技术的研究与进展高产栽培是一个永恒的课题，燕麦高产栽培技术的形成也有一个较为漫长的渐进过程。燕麦作物生长在高寒、冷凉、人民生活相对贫困的地区，从事燕麦作物研究的单位少、研究人员素质偏低，国家投入燕麦作物研究的经费严重不足，从而造成燕麦栽培研究的理论和实践滞后。从河北省坝上地区燕麦平均产量来看，建国前平均产量不足750kg／hm2，20世纪70年代前不足1500kg／hm2，90年代前不足2250kg／hm2，到现在一般可以达至fj2250kg／hm2以上，这个过程中经历了4次较大的品种更换，高产品种．-39．． ：：淼罴专集协办福建漳州力展电子科技有限公司的选育和应用功不可没，在栽培技术方面我们也摸索出了浓据品种特性确定适宜的播种期、播种量、施肥方法等一系列行之有效的方法，实现良种良法配套，达到了个别地块旱地莜麦产量5250kg／hm2以上、较大面积地块平均产量达至03750kg／hm2以上的较好记录，在我们科技人员的不懈努力下，‘可望这样的高产地块会逐年增加，面积会逐年扩大。(六)燕麦新产品的研制和生产我国传统裸燕麦的加工工艺复杂，操作技术难度大。皮燕麦使用传统方法则难以加工，多数用作家畜饲料。除此而外，燕麦面食能量含量高、耐饥，但大量食用会消化不良。这两方面情况在相当程度上限制了燕麦消费范围的扩大，长期以来一直停留在小杂粮位置。现代加工技术发展为燕麦进入主粮系列提供了技术保障。现代燕麦加工技术的发展，已经及正在彻底改变上述情况。首先采用现代加工工艺，将裸燕麦、皮燕麦加工成燕麦米，以30％至0最高60％的比例加入到大米中，可制作成色泽悦人，十分可口的米饭}其二，将燕麦米加工成燕麦面粉，可以30％至1160％的比例加入到小麦面粉中，用于制作各种面食(面包、馒头、面条、甚至方便面)。新的混合型米饭、面食含燕麦产品量有限，食用无消化不良之虞，为燕麦产品走进千家万户，走向大江南北提供了可靠通道。目前为止，已生产出全粉、精粉、高纤维麸皮、燕麦米、燕麦片、燕麦方便面、燕麦奶粉、燕麦冰淇淋食品以及燕麦葡聚糖、淀粉、蛋白质、燕麦油等保健功能产品。(七)取得的成就我国开展燕麦研究以来育成各种不同类型的裸燕麦品种40余个，获得国家、部、省级奖励二十多项，为我国的经济发展做出了卓有成效的贡献。其中“六倍体皮、裸燕麦种间杂交及其在裸燕麦新品种选育中的应用”获国家科技进步二等奖，“莜麦新品种578的选育”获得农牧渔业部技术改进二等奖；“山西省左云等三县旱地莜麦丰产技术”获农业部丰收二等奖，“裸燕麦大面积丰产综合栽培技术的开发”研究获得农业部三等奖，“燕麦种质资源的搜集、整理、鉴定与评价”获得农业部三等奖，“皮裸燕麦种间杂交技术及不同生态型系列化莜麦新品种选育”获河北省省长特别奖，“晋燕4号、燕红10号优种在生产上的推广”获山西省科技进步二等奖，“不同生态型系列化配套莜麦新品种选育及栽培技术应用”获河北省星火二等奖，以及省部级奖励10余项。在燕麦种质资源创新方面单倍体育种技术、外源DNA导入技术已成功应用于燕麦育种，研究水平达到了国际先进，拓宽了燕麦育种的途径；D一葡聚糖、燕麦氨基酸、燕麦纤维素、化妆品基料、阿尔平止痒药等燕麦新产品的试制成功，也为企业发展展示了广阔发展前景。(八)加工现状国内外燕麦加工企业开始青睐我国的裸燕麦(莜麦)。进入21世纪，起源于我国的古老农作物——裸燕麦(莜麦)，在西麦、桂格、早早麦，世壮等一批国际、国内企业的市场推动下，获得了中国广大消费者尤其是中老年人的普遍认可，并已逐渐成为关注健康人群的日常膳食(早餐、夜宵)的必需品，市场容量快速增长，目前已成为中国燕麦健康食品行业领导品牌，它们已经或正在尝试应用裸燕麦进行燕麦产品的加工。澳洲的西麦1994年来到中国，应用国外皮燕麦为原料新建年处理燕麦1万t，年产D一葡聚糖lOt、水解蛋白质140t，燕麦淀粉900t、抗氧化燕麦食品8200t生产线，并以“关爱大众健康”为宗旨，经过十年不懈努力，已建立了全国性的现代营销网络，在中国大陆拥有28家分公司，生产的产品主要有西麦珍珠燕窝、西麦阳光早餐、西麦中老年营养燕麦片，西麦主流早餐等，在中国的消费人群近1亿，树立起“中国燕麦食品第一品牌”形象。北京世壮、山西奥特福、北方旺源、广州金味、上海欧德麦、上海金山等国内企业更是在裸燕麦的加工应用过程中得到发展壮大。三、我国燕麦生产与科研的发展趋势(一)生产区域和种植面积将有所扩大近年来，燕麦产品在国内市场上已形成消费潮流，目前国内有六十多个生产厂家在制造、销售燕麦加工产品，而外资企业生产燕麦产品的原料大部分是从国外进口，每年大约进lYl6万t左右，我国生产的裸燕麦经有关部门检验，质量完全可以替代进口燕麦，为了抢占中国乃至世界燕麦原料市场，使我国的裸 专集协办福建漳州力展电子科技有限公司：：淼磊燕麦产业得到发展，上海欧德麦食品科技有限公司邀请有关专家到裸燕麦优势产区张家口对燕麦生长的环境、栽培技术以及品种选育等情况进行了考察，认为张家口的条件完全具备生产有机燕麦的条件，在张家口的张北、沽源、康保、尚义四县建设6．7万hm2有机燕麦种植带，引进先进技术，加强产品研发，建设裸燕麦产业及关联产业，帮助当地农民脱贫致富，带动地方经济的发展，同时为燕麦生产厂家提供符合国际标准的燕麦原料。在燕麦种植的其它优势产区种植面积也都有所回升，非优势产区的黑龙江、吉林、辽宁、新疆、青海、四川、重庆、湖南，广西等省区的研究和生产单位也纷纷引种、调种，扩大生产规模，提高生产能力。(二)专用型品种的选育将适应更广阔的市场需求现代燕麦育种技术的应用和大量优质高产燕麦品种的育成，为整个燕麦产业发展提供了可靠基础。被誉为燕麦之父的加拿大育种专家Dr．Burrows以中国裸燕麦为亲本培育了大量加拿大燕麦品种，20世纪90年代中期先后引入我国吉林、河北、陕西、青海、内蒙古有数百份材料。吉林省白城农科院以此为基础，与国内种质资源结合，于2003年培育成了白燕1号到7号系列品种。我国内蒙古农科院、内蒙古农业大学、山西省高寒作物研究所、河北省张家口市农科院、青海大学先后培育了大量适用于灌溉、旱作、高寒地区不同生态适应性的优良裸燕麦、皮燕麦品种，不但达到了高产优质，而且实现了专用，即粮草兼用型、饲草饲料型、加工食用型、救灾备荒型等，满足了更广阔的市场需求。(三)加工业将有一个高速发展期营养与保健是当今人们对膳食的基本要求，裸燕麦作为谷类作物中最好的全价营养食品，恰好能满足这两方面的要求。美国著名谷物学家罗伯特(RobertlWo．Welch)在第二次国际燕麦会议上指出：与其它谷物相比，燕麦具有抗血脂成份、高水溶性胶体、营养平衡的蛋白质，它对提高人类的健康水平有着异常重要的价值。因此，世界上一些发达国家对燕麦的加工业的研究非常重视。对燕麦的利用主要在食品、饲料和轻化工业三大领域。与国外相比，我国对燕麦加工的研究没有引起足够的重视，对燕麦的利用是除加工成面粉做产区人民的粮食外，主要用做产区家禽的饲料而直接消耗，少部分供燕麦食品加工厂加工燕麦片和燕麦方便面。80年代后我国开始生产麦片，但规模小、水平低、进展也十分缓慢，90年代以来，美国的桂格麦片、澳洲的西麦、新加坡的皇家麦片等燕麦加工企业纷纷进入中国，看中的是中国广阔的市场和优质的裸燕麦资源。近年来，随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，人们对燕麦的营养价值和医疗保健作用越来越重视，人们都希望食到营养丰富、医疗保健作用较高的食品。据不完全统计，进入我国的国外企业已不下10家，国内规模较大的燕麦食品加工企业迅速增加N60余家，以河北省为例，张、承两地约有燕麦面粉加工厂500家，年生产燕麦粉5～10万t，约有较大规模的燕麦片和燕麦方便面加工厂15家，年生产燕麦片5000～8000t，年生产燕麦方便面300t左右。为此，燕麦食品的加工业必将有一个大发展。四、我国裸燕麦作物的生产优势及未来研究方向(一)我国干旱、半干旱地区属于生态环境高度脆弱地区，处于严重的荒漠化进程之中，燕麦在这一地区具有广泛的适应能力，发展裸燕麦生产对于解决我国目前依然广泛存在、严重的粮食安全问题和地区生态环境问题具有重要的现实意义。(二)燕麦籽实富含多种营养成分，可广泛应用于心血管疾病、糖尿病、皮肤病预防与健康保健，来源广泛、相对成本较低。开发燕麦产业有利于改善与提高全人类健康水平，我国的裸燕麦生产可望在世界粮食市场占有一席之地。(三)国外种植的燕麦是皮燕麦，由于其有坚固的，厚实的、约占籽实重量25％～40％的颖壳，在加工时必须反复去壳，所以，能耗和设备投资增加。而我国种植的燕麦主要是裸燕麦，它没有颖壳，加工容易，利用裸燕麦加工食品，能节约能耗，减少设备投资。如果用裸燕麦代替皮燕麦，成品率可提高30％以上，能耗减少25％以上，设备投资减少30％以上，还可以减少储藏设备和运输成本。由于我国从事燕麦研究的人员少、政府投入不足、技术水平落后于小麦玉米等作物，综观我国的燕麦研究，未来几年有以下六方面基础性问题需要得以解决：_41． ：：淼悬专箕协办福建漳州力展电子科技有限公司1、燕麦耐盐碱、干旱机理的研究，2、休眠燕麦绿色覆盖农田技术体系、种植制度体系与荒漠化防治机理的研究；3、燕麦产品深加工技术与综合利用技术的研究；4、燕麦饲草生产利用与畜牧业开发系统技术的研究；5、籽实燕麦高葡聚糖、高抗氧化物含量与饲草型燕麦高脂肪、高蛋白质含量育种研究，6、加强对燕麦产业开发经济运行机制的研究。作者简介赵世锋(1963-)，男，高级农艺师，研究方向：燕麦育种与栽培。摘自《杂粮作物》2007年第6期-42． 我国燕麦生产和科研现状及未来发展方向作者：赵世锋，田长叶，王志刚，李云霞作者单位：张家口市农业科学院本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7424660.aspx