甜菜

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甜菜英语:Beta vulgaris;beet;学名:Beta vulgaris L.),藜科甜菜属二年生草本。又称菾菜。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,作蔬菜饲料用的为莙荙菜。甜菜是重要的经济作物,也是中国主要糖料作物之一。甜菜的主要产品是糖。

甜菜栽培种主要包括糖用甜菜食用甜菜饲用甜菜叶用甜菜4类。糖用甜菜与甘蔗同为我国主要的糖料作物,其块根是贮存糖分的主要部位,含糖率一般在16%-20%之间。在我国糖用甜菜现主要分布于北纬40°以北,包括东北、华北、西北三个产区,新疆、内蒙古、黑龙江、河北以及甘肃为主要产地。除用于制糖之外,其副产物可以用于饲料、制备酵母,具有较高的综合利用价值。糖用甜菜也是4类栽培甜菜中种植面积最大、总产值最高的栽培类型。

1906年,中国开始从德国引入糖用甜菜试种;1909 年,我国建立第一座甜菜糖厂——黑龙江省阿城糖厂。20世纪中期,我国甜菜栽培和甜菜制糖业渐入佳境,全国糖料作物形成“南蔗北菜”的分布。20世纪90年代,无论栽培面积,还是甜菜总产都达到了历史的最高峰。这期间全国甜菜种植面积保持在60-70万公顷, 平均年产甜菜1376万吨。此时期,全国甜菜主产区主要位于黑龙江省,每年种植面积可达500万亩,年产甜菜超过600万吨。进入21世纪以来,由于国外甜菜种业公司进入中国市场、国内种植业结构调整、国家政策的变化,甜菜种业和甜菜糖业发生较大变化。内蒙古甜菜产业发展迅速,已成为我国最大甜菜产区,最近几年面积持续在200万亩以上。其次为新疆,每年面积维持在100万亩左右。黑龙江甜菜产区这几年糖厂不断整合,甜菜种植主要集中于齐齐哈尔的依安县周边,依安甜菜已成为黑龙江省农产品地理标志。目前,我国甜菜种植面积每年基本保持在360万亩左右,主要种植区域已由黑龙江省拓展至东北、华北、西北地区。

概述

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%,次于甘蔗而居第二位,分布在北纬65°到南纬45°之间的冷凉地区。生产甜菜的国家有43个,其中俄罗斯法国美国波兰、联邦德国中国等种植较多,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3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。


甜菜根系属直根系,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3部分。含糖量以根头最低,根颈较高,根体最高。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。

种株第2年进入生殖生长阶段。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。开花后形成聚花果。甜菜的种球是坚果和蒴果的中间类型。种子呈肾形,较扁平。

生长第一年主要是营养生长,可分为幼苗、叶丛繁茂、块根糖分增长和糖分积累4个时期。生长第二年主要是生殖生长,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。

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。

甜菜主要病害有立枯病、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。

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。


植物学史

苏联П.В.卡尔平科认为,糖甜菜由起源于地中海沿岸的野生种演变而来。经长时期人工选择,到公元4世纪已出现白甜菜红甜菜。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,(到2017年)仅200年左右历史。当今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。但1988年后二十年内,中国甜菜种植面积日益减少,从八百多万亩减少到不足三百万亩。

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,约占中国甜菜总面积的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发展起来的新区,面积仅占中国甜菜总面积的5.5%。

《本草纲目》卷二七《菜部·菾菜》释名:(李)时珍曰:菾菜,即莙荙也。与甜通,因其味也。


从作物驯化角度来看,甜菜具有悠久的驯化史。甜菜最早起源于地中海沿岸地区,公元前1000年希腊、西西里、叙利亚和波斯等地叶、根食用甜菜就开始广泛种植。阿里斯托芬(公元前445年-385年)和欧里庇得斯(公元前480-406年)的文学作品中就有描述人们种植和食用甜菜的记录。随着甜菜种植在欧洲不断传播,甜菜拉丁名Beta被林奈命名为甜菜属名。17世纪初,柏林科学院发现当地栽种甜菜中含有类似于甘蔗中的糖分结晶,糖用甜菜逐渐成为甜菜育种的主要方向。1801年,阿查德受到威廉三世的支持,在西里西亚的库内恩建立第一座甜菜糖厂。19世纪,糖用甜菜品种不断改良,含糖量从4%逐步提升至18%。法国、俄国、德国、美国等国开始建立甜菜糖厂,全球甜菜糖业开始蓬勃发展。


形态特征

二年生草本,根圆锥状至纺锤状,多汁。茎直立,多少有分枝,具条棱及色条。

基生叶矩圆形,长20-30厘米,宽10-15厘米,具长叶柄,上面皱缩不平,略有光泽,下面有粗壮凸出的叶脉,全缘或略呈波状,先端钝,基部楔形、截形或略呈心形;叶柄粗壮,下面凸,上面平或具槽;茎生叶互生,较小,卵形或披针状矩圆形,先端渐尖,基部渐狭入短柄。

花2-3朵团集,果时花被基底部彼此合生;花被裂片条形或狭矩圆形,果时变为革质并向内拱曲。胞果下部陷在硬化的花被内,上部稍肉质。种子双凸镜形,直径2-3毫米,红褐色,有光泽;胚环形,苍白色;胚乳粉状,白色。花期5-6月,果期7月。