摘 要:芡实是我国重要的水生蔬菜,其营养保健价值很高,是一种药食兼用的植物。对芡实的品种类型、开花习性及孢粉学研究、高产栽培技术、化学成分和药理作用等进行了综述。
关键词:芡实;品种类型;栽培技术;化学成分;药理作用
中图分类号:S645.9 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2017)18-0062-07
芡实(Euryale ferox Salisb),俗称芡、鸡头米、鸡嘴莲等,是睡莲科芡属一年生大型水生草本植物,原产东亚,在我国主要分布于黄河以南,特别是长江流域和珠江流域的湖塘、沟渠等地[1]。始见于《神农本草经》,被奉为延年益寿的上品,在我国栽培历史悠久[2]。芡实营养价值较高,干燥的芡实种仁成分以淀粉为主,且含有丰富的蛋白质、维生素、氨基酸等多种营养成分和一些收敛性物质,具有益肾固精、补脾止泻、祛湿止带的功效,素有“水中人参”和“水中桂圆”的美称。芡实主要以种仁供食用,其叶柄和花梗亦作蔬菜炒食,目前我国栽培面积达
10 000 hm2以上,平均每667 m2单产干燥种仁
30 kg以上,是一种十分重要的特种水生蔬菜[3]。随着人们消费观念的转变,具有保健功能的芡实越来越受到人们的青睐,芡实的栽培面积不断增长,销售价格较高,种植前景十分广阔。为此对芡实的品种及选育、开花习性及孢粉学研究、高产栽培技术、化学成分和药理作用等进行了综述,以期为芡实进一步的研究和产业发展提供参考。
1 芡实的品种类型
1.1 芡实的类型
芡实的果实按刺的有无,分为有刺种和无刺种,有刺种俗称北芡或野芡,常见的有紫花、白花2种,在中国南方各地浅水湖泊和沼泽中多有分布,植株个体较小,成龄叶直径一般为0.7~0.8 m,最大可达2 m左右,地上部全身密生刺,采收比较困难,种子和种仁近圆形,较小,欠整齐,粳性,品质中等,但外种皮薄,适应性强[4]。无刺种俗称苏芡或南芡,有紫花、白花、红花3种,是人们长期选育而成的栽培种,原产于江苏苏州市,在明代的《吴邑志》就有记载“芡出横山南荡”,植株个体较大,成龄叶直径一般为1.0~1.5 m,最大可达2.5 m左右,地上部除叶背外无刺,采收较容易,种子和种仁近圆形,较大,糯性,品质优,但外种皮较厚,适应性差[4]。
1.2 芡实的品种选育
为了充分发挥有刺类型的种壳薄、便于加工、适应性强和无刺类型的种仁大、无刺、可分批采收的优势,苏州蔬菜研究所开展了刺芡和无刺芡之间的杂交育种及无刺芡间的杂交育种工作[4]。芡實是有性繁殖植物,雌雄同花,自花授粉和异花授粉并存。芡实开花到授粉的过程仅数小时,因此人工杂交要掌握好去雄、授粉时间,为了提高杂交效率,杂交一般在6:00~7:00进行,由于芡实花朵贴水面生长,在杂交前适当放低水位,可防止人为走动等原因引起水进入花内导致杂交失败[3]。为提高芡实的结实率和种子的质量,应选择每株的第3~5朵花进行杂交,同时应该将花套袋并做好标记[4]。根据芡实杂交后代的分离规律,通过系统选育可以获得优质高产芡实新品种[5,6]以及微型观赏芡实新品种[7]。近年来,育成的优质高产芡实新品种主要有:①苏芡杂1号:大粒紫花苏芡与紫花红籽薄壳苏芡杂交选育而成,植株长势强,单果质量600 g左右,中熟;
②苏芡杂2号:紫红苏芡与深紫红花刺芡杂交并系统选育而成,单果质量450 g左右,中早熟;③苏芡杂3号:紫花苏芡与深紫红花杂交并系统选育而成,单果质量500 g左右,中早熟;④苏芡杂4号:紫花苏芡与深紫红花刺芡杂交选育而成,植株长势稍弱,果实圆球形,单果质量350 g,早熟;⑤姑苏芡5号:紫花苏芡与紫红花刺芡杂交选育而成,抗叶瘤病能力较强,单果质量500 g左右。
2 芡实开花习性及孢粉学的研究
2.1 开花习性
芡实花单生,两性,螺旋状着生于根状茎上,全株的花期为80~90 d,单花花期2 d左右,盛花期在7月底至9月初,自然条件下其异花授粉结实率与套袋自花授粉结实率相近,均低于自然条件下结实率,表明芡实的自交、异交并存,风和蜂类、膜翅类昆虫是芡实主要传粉媒介[8]。在花的发育过程中,花原基的顶端产生凹陷,逐渐发育成凹陷的子房,这对幼果起到一定的保护作用,且花中的各部具有发达的气腔,既可以增加浮力又可以加强气体的交换[8]。在生育的早期或晚期,或者水层过深、气温过低的情况下,芡实的传粉受精会在水中闭花完成,但传粉受精质量较差,结实率较低[9,10]。
2.2 孢粉学
芡实自然条件下结实率不到60%,生产中最主要的制约因素就是花粉败育进而导致种子结实率不高,一般败育率可达20%~30%,造成芡实减产[11]。通过对芡实花粉败育的细胞学观察发现,花粉败育主要发生在小孢子母细胞减数分裂时期和小孢子单核期与二核期,由于小孢子母细胞在减数分裂及形成四分体时期对外界环境极为敏感,低温多雨、高温是造成该时期不育现象的主要原因之一,低温多雨时生产上可通过降低水位增加水温、高温时通过加深水层和勤换凉水降温等措施来提高结实率,提高产量和品质[11]。另一方面,芡实的绒毡层出现过早解体的现象或肥大生长并延期退化的现象,会导致绒毡层细胞不能为小孢子提供足够的营养物质,影响小孢子的正常发育,从而造成花粉的败育[11]。施国新等[12]研究也证实了这一点,认为这可能是成熟花粉囊中花粉粒少而且发育不正常的另一重要原因。
3 芡实高产高效栽培技术研究
3.1 芡实高产栽培技术
①品种的选择 根据生产目标不同,选用不同品种。以采收芡米为目的时,应选用无刺芡杂交新品种,如苏芡杂4号、姑苏芡5号等,这些新品种植株无刺,可分批采收,且种壳薄、种仁较大,品质好、产量高;如果以采收芡实叶柄、花梗为目的时,应当选择抗逆性较强的有刺芡实品种。