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燕麦

燕麦(学名:Avena sativa L.),又名香麦、铃当麦,为禾本科(Poaceae)燕麦属(Avena)植物。燕麦为世界性栽培作物,主要分布于中国、美国、英国、新西兰等五大洲的42个国家,在中国广泛栽培,主要分布于东北、华北、西北、华中等地区。燕麦在壤土、沙壤土等多种土壤上均可种植,但以富含腐殖质的黏壤土最为适宜,不宜种在干燥的沙土上。

燕麦属温带地区的长日照植物,喜低温凉爽、湿润的气候,具有耐贫瘠、耐适度盐碱、抗病等特点,需水量大。

燕麦为一年生草本植物,秆直立,单生或丛生,不分枝。叶鞘通常无毛,松弛;叶片边缘有时微糙;叶舌透明膜质。复总状花序顶生,开展。小穗具1~2朵小花;小穗轴近无毛或疏生短毛,不易断落;两颖近等长,草质,呈卵状披针形;外坚硬,无毛或近无毛,第一外稃背部无毛,基盘仅具少数短毛或近于无毛,无芒或背部有1个较直的芒,第二外稃无毛,通常无芒。成熟时外稃和内稃附着颖果,颖果呈长圆柱形,黄褐色。籽粒长6~8毫米,有毛,表面有纵向凹槽。4~9月开花结果

燕麦和水稻、小麦、玉米等粮食作物一样,是第五大粮食作物,富含蛋白质和纤维,还含有许多维生素、淀粉和矿物质等营养物质,可加工成许多产品,如燕麦片燕麦饮料等,还可做成燕麦粥、燕麦饼等食用。燕麦不仅是各类家畜特别是马、牛、羊的良好精料,还可以被转化为青贮饲料或干草,在春、冬季期间饲料短缺时给家畜提供品质优良的饲料。涂有燕麦粉的纸张用以包装乳制品,能够防腐。燕麦还可用于造纸、大型乳品加工企业和石油化工业。燕麦的果实可入药,具有充饥滑肠的功能,主要用于治疗喉头病、皮肤病等。乳糜泻是一种由某些麸质蛋白引发的永久性自身免疫性疾病,质蛋白存在于小麦、大麦、燕麦、黑麦及其所有物种和杂交种中。乳糜泻表现为慢性腹泻、腹痛、生长发育迟缓等症状,通常发生在有遗传倾向的人群中。当乳糜泻患者无麸质饮食至少6个月并且所有乳糜泻症状在临床上消失时,经健康专业人士评估,可以选择使用纯燕麦产品,但少数情况下,食用纯燕麦可能会导致乳糜泻复发。乳糜泻一经诊断,需终生免麸质饮食,包括小麦、燕麦等,所以选择食用燕麦的乳糜泻患者可能终生需要定期进行肠道活检。

名称来源

燕麦的学名燕麦属 sativa最早发表于1753年,植物学家卡尔?冯?林奈的《植物物种》中提到,“Avena”是燕麦植物的罗马词,而“sativa”的意思是“栽培的”。而燕麦的中文名来源于《本草纲目》,其中记载着:“燕麦,燕麦米也,燕雀所食,故名。”

起源中心

瓦维洛夫的《世界主要栽培作物八大起源中心》中提到:“普通栽培燕麦与地中海燕麦起源于前亚,即高加索、伊朗山地、土库曼斯坦与小亚西亚。”世界权威植物学家认为裸燕麦起源于中国,1960年斯坦顿的《燕麦与燕麦改良》记载:“裸粒大粒食用燕麦,遗传性状与欧洲栽培燕麦是有关的······绝对来源于中国。”达里尔等在《谷物生产原理及实践》中也认为燕麦是起源于中国的。经过世界权威专家的考察认为燕麦有四大起源中心,一是中国西部,二是地中海北岸,三是前亚伊朗高原一带,四是东非的埃塞俄比亚高原。中国书籍记载裸燕麦最早发源于中国山西省,约公元前9世纪传入内蒙古自治区,而后逐渐普及到中国北方其他山区。

历史

记载历史

燕麦在中国的种植历史悠久,根据司马迁的《史记》记载,燕麦在中国栽培已有两千多年。早在公元9世纪左右纳西族的《东巴经》中就有关于燕麦的象形文字记载。在清代甘肃通志》中也有提到:燕麦一名麦首,······唐于泾渭间置八马坊地二百三十顷,树苜麦,苜,可饲牲畜,且不待粪壅,故种植者颇获其利。”这说明在唐代就总结出苜蓿与燕麦的轮作制度。明代《授时通考》记载:“和顺县产麦、春麦、雪麦、大麦不多种,莜麦性寒多种,种五谷之半······,霜前收,可佐二麦之欠。”说明明朝时期亦有燕麦种植。清代《维西见闻录》中“夷人炒而春面,入酥为糌粑,其味如荞麦面细,耐饥,穷黎嗜之,······”此处的黎指的是黎族,古居广东省,说明了燕麦在古代广东省也有种植。1881年英国布列斯尼德在《中国植物杂志》记载“裸燕麦在中国5世纪已经有栽培”。

引种历史

燕麦在南美洲属于比较古老的作物,由西班牙人引入美洲大陆。巴基斯坦的燕麦是早期在英国引入的,但直到1970年,才从澳大利亚加拿大欧洲新西兰和美国获得了400个品种,以形成巴基斯坦燕麦改良计划的基础。1980年,又进一步进口。其中一些材料在广泛的生态中仍然发挥着重要作用。改良燕麦现在一直被农民所使用。印度引入燕麦的时间不确定,19世纪初就有大规模的燕麦种植,是北部灌溉平原的重要冬季牧草。日本的燕麦种植始于1872年,由美国引入的燕麦种子,日本的气候温和、湿润,很适合燕麦的生长,由于燕麦是马的良好精料,所以日本的燕麦需求量逐渐增加,面积也逐年扩大,但在第二次世界大战后,日本对燕麦的需求就减少了,种植面积下降;1994年,北海道停止了燕麦的育种,主要从澳大利亚等国进口。从20世纪50年代起,中国就开始了燕麦品种收集、引种、选育等工作,在20世纪60年代初,内蒙古自治区河北省等省作为燕麦的主要产区,20世纪80年代末至2019年,燕麦栽培技术大幅度提高,中国燕麦的育种、栽培、应用等在不断地发展。

形态特征

燕麦为一年生草本植物

茎和叶

秆1米左右高,直立,单生或丛生,有2~4节,不分枝。叶鞘通常无毛,松弛,光滑;叶片长15~30厘米,宽4~10厘米,边缘有时微糙;叶舌透明膜质,长3~6毫米。

复总状花序顶生,开展,长20~40厘米,宽10~15厘米。小穗2~3厘米,具1~2朵小花;小穗轴近无毛或疏生短毛,不易断落,第一节间长不及5毫米;两颖近等长,约2厘米,草质,呈卵状披针形,有7~9脉;外稃坚硬,无毛或近无毛,长1.2~2.5厘米,5~7脉,第一外稃背部无毛,基盘仅具少数短毛或近于无毛,长约1.3厘米,无芒或背部有1个较直的芒,第二外稃无毛,通常无芒;内稃与外稃近等长。

果实及种子

成熟时外稃和内稃附着颖果,颖果呈长圆柱形,长1厘米左右,黄褐色。籽粒长6~8毫米,两侧几乎平行,有毛,表面有纵向凹槽,紧密包裹。

物种分布

燕麦为世界性栽培作物,主要集中在温带地区,主要分布于中国、美国、英国新西兰等五大洲的42个国家,在中国广泛栽培,主要在东北、华北、西北、华中地区等地区。常生长于海拔1000~3000米的石灰性冲积土盆地、平原或高山地带,年降水量为300~450毫米,年平均温度在2.5~6℃。

生长习性

燕麦属于温带地区的长日照植物,喜低温凉爽、湿润的气候,其幼苗能够耐受-2~-4℃的低温,成株遇到-3~-4℃仍能缓慢生长-6℃则受害,但对炎热干燥的天气敏感,具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、耐适度盐碱等特点,抗病性强,不受晚霜或雪的影响,需水量大。对土壤要求不严,在壤土、沙壤土等多种土壤上均可种植,以pH值为5.5~8.0、富含腐殖质的黏壤土最为适宜,不宜种在干燥的沙土上。它还具有极其广泛的环境适应性,使得它几乎在任何轮作中都能很好地发挥作用。燕麦一般在春天或者秋天播种,生育期为120~170天,在穗下部子粒进入蜡熟期时即可收获。4~9月开花结果

繁殖

燕麦为雌雄同体的植物,通过自花传粉进行繁殖,在穗子尚未全部抽齐时,雌雄蕊发育成熟,顶部小穗会开花,边抽穗边开花。开花时,花药会破裂,花粉洒落在柱头上,一天可受精卵完成,受精完成后向子房输送营养,胚和胚乳开始发育。燕麦天然杂交率较低,温和湿润的气候、肥沃的土壤以及无风对开花比较有利,相反低温、阴雨等会停滞开花,燥热干风会破坏受精结实。

栽培技术

育苗方法

播种繁殖

燕麦因为在夏季炎热时会处于休眠状态,所以可春季或秋季播种。春播一般在4月中旬至6月中下旬播种,秋播一般在9月中旬至10月中下旬。一般为条播,不适宜撒播,播种后镇压,压实土壤,填充空隙,防止风蚀,有利于出苗。

组织培养

体细胞组织培养

燕麦种子先用水冲洗,再用乙醇浸泡,而后使用无菌水冲洗,然后在氯化汞中浸泡,再用无菌水冲洗并且浸泡,而后用无菌滤纸吸干种子表皮的水分,接种到培养基上培养,保持一定的光照。外植体选用燕麦的种子、成熟胚或成熟胚的顶端分生组织以及幼苗叶基,将不同外植体分别接种到相同的愈伤组织诱导培养基。

花药培养

在花粉发育时期,采集单核中期的孕穗,使用塑料薄膜以及湿纱布包裹,再进行低温处理。接种前剪去叶片,用酒精擦拭苞叶叶鞘。在无菌的环境下,用镊子将雄蕊上的花药轻轻从花丝上摘下,水平地摆放在培养基上,暗光培养,愈伤组织长到米粒大小时,转接到含有生长素的继代培养基上继续进行培养,光照培养,一段时间后可分化出绿苗,然后转入含有生根激素的培养基上进行生根培养。

田间管理

中耕除草

在燕麦生长期间,一些高大的阔叶杂草,例如牛筋草、豚草等会妨碍燕麦的生长,所以需要进行中耕除草。中耕除草一共有三次,第一次在幼苗长出4个叶片时,此时中耕除草是为了减轻盐碱或杂草的危害;第二次在分蘖后至拔节前,此时中耕除草的目的为灭草、松土,减少土壤水分的蒸发;第三次在拔节后,既减轻地表的蒸发,也可适当培土。及时地中耕除草,还可避免杂草与燕麦幼苗争光照以及水肥。

肥水管理

在燕麦茎叶迅速生长的过程中氮肥发挥着重要作用,此时的需氮量较大,供应足够的氮肥有利于燕麦的生长发育,但在生长期间要控制氮肥的施用,防止冻害;磷肥对于燕麦良好发育也具有重要作用,能够加速成熟,从而减轻夏季风暴造成的倒伏损害。燕麦生长发育期间需要充足的水分,水分不足会导致植株虚弱,分蘖较少,产量下降。

植株管理

燕麦田需要合理密植,充分利用地块与光能,让幼苗得到良好的发育。燕麦生长期间还要控制植株生长旺盛,减少田间郁闭,防止植株倒伏。

病虫害防治

病害

黑穗病、冠锈病、茎锈病等都是燕麦的主要病害。黑穗病为一种严重的真菌性病害,主要通过种子进行传播,可选择抗病的种子,在播种前进行严格的药剂拌种用以防治黑穗病的发生。冠锈病也是真菌性病害,比茎锈病更糟糕,一般发生在燕麦的叶片,叶鞘等部位,种植前可选用抗病、优良的燕麦种子,在发病时可使用三唑类叶面杀菌剂进行喷洒,可以防治燕麦冠锈病。茎锈病主要危害燕麦的茎,严重时也会侵害叶片和颖片,选用抗病的燕麦种子播种,在发病时可喷洒三唑类叶面杀菌剂。

虫害

东方黏虫土蝗、蝼蛄等都是燕麦的主要虫害。粘虫主要危害燕麦的叶片,成虫在叶片上产卵,幼虫孵化后藏在叶心取食,可做好预测,掌握虫情动态,最大程度地消灭成虫;发病时,可使用敌敌畏敌百虫等药剂进行喷洒,还要防止其转移蔓延,需要挖沟封锁。土蝗主要危害燕麦的叶片、嫩枝等部位,需要长期坚持观察燕麦田,确切掌握、预测土蝗的动向;利用甲基一六零五粉剂除掉幼蝻;土蝗成虫入田后,可喷洒马拉硫磷、敌敌畏等用以防治。蝼蛄主要危害燕麦发芽的种子或幼苗等,可用灯光诱杀或者人工捕杀;还可用毒谷或毒饵进行防治。

采收及采后处理

在燕麦穗的上部分籽粒完全成熟,穗下部分籽粒蜡熟后,选择晴朗的天气人工采收或机械采收,进行连株收获。收获后及时脱粒、晾晒,待籽粒达到贮藏要求后立即装袋收进贮藏库,燕麦可以在12~14%的湿度下安全储存,当贮藏库湿度较高时,必须进行通风或干燥。

用途

食用营养

燕麦和水稻、小麦、玉蜀黍属等粮食作物一样,是第五大粮食作物,是最有营养的谷物之一,富含蛋白质和纤维,燕麦中还含有许多维生素、淀粉和矿物质等营养物质,是能够满足人类食用的健康食品[12]。人们传统的食用做法有燕麦粥、燕麦面、燕麦饼等,市场上常见的燕麦加工产品较多,如燕麦片燕麦饮料燕麦面包等。用燕麦制成的燕麦奶可用作牛奶的替代品。燕麦还可作为大型乳品加工企业优质原料。燕麦在英国有时会用来酿造啤酒,一种名为燕麦属的饮料,是由燕麦粉和牛奶制成,在整个拉丁美洲流行。

饲用

燕麦的谷物、秸秆及草料在饲养家畜方面发挥着重要的作用,能够满足人们对于动物饲料需求。燕麦里含有大量高热量营养物质,适口性好,且消化率高,是各类家畜特别是马、牛、羊的良好精料,家畜可直接采食,易消化。日常在家畜的粮食中添加燕麦草,不但满足了家畜的营养需要,还能显著提高家畜对粗饲料的利用率,节约粗饲料资源,降低饲养成本。

燕麦因其青贮技术成熟且不受气候影响而被转化为青贮饲料或干草,在春、冬季期间饲料短缺时给家畜提供品质优良的饲料。

工业原料

燕麦秸秆为较好造纸的原料,纸张的张力以及光泽度都较好,常常被制造商加以利用;且涂有燕麦粉的纸张用以包装乳制品,能够防腐。燕麦稃壳是制造糠醛的原料,可用于石油化工业。

医学药用

在中医药中,认为燕麦的果实和植株都可入药,味甘,性平,无毒,归肝、脾、胃经,具有充饥滑肠等的功能,主要用于治疗喉头病、皮肤病等。

过敏反应

乳糜泻是一种由某些麸质蛋白引发的永久性自体免疫性疾病,表现为慢性腹泻、腹痛、生长发育迟缓等症状,通常发生在有遗传倾向的人群中。麸质蛋白存在于小麦、大麦、燕麦、黑麦及其所有物种和杂交种中。燕麦对乳糜泻患者的毒性取决于所食用的燕麦品种,因为谷醇溶蛋白基因、蛋白质氨基酸序列以及有毒谷醇溶蛋白的免疫反应性因燕麦品种而异。此外,燕麦产品在谷物收获、运输、储存或加工过程中经常与其他含麸质谷物交叉污染。人们通常会在无麸质饮食中加入纯燕麦来提高燕麦蛋白、维生素、纤维等的营养价值,但会有一小部分乳糜泻的患者出现不良反应,严重时可能会出现多种严重的并发症。当乳糜泻患者无麸质饮食至少6个月并且所有乳糜泻症状在临床上消失时,经健康专业人士评估,可以选择使用纯燕麦产品,但少数情况下,食用纯燕麦可能会导致乳糜泻复发。乳糜泻一经诊断,需终生免麸质饮食,包括小麦、燕麦等,所以选择食用燕麦的乳糜泻患者可能终生需要定期进行肠道活检。

主要变种

按照燕麦的种子是否带壳可以分为两大类,分别为带稃燕麦(A. sativa),以及裸燕麦(A. nuda)。

皮燕麦

皮燕麦(学名:燕麦属 sativa var. sativa),又称普通燕麦,皮燕麦主要用于生产优良饲草和籽粒精饲料,通常称为饲用燕麦。

裸燕麦

裸燕麦(学名:Avena nuda L.),又称莜麦。秆直立,45~90厘米高。叶长达20厘米,宽3~7毫米,粗糙,先端渐尖。复总状花序,15~25厘米长,线形或披针形小穗单生,1.8~2.5(~3.5) 厘米,轴无毛,成熟时不脱节。颖片比小穗短,上部颖片15~20毫米长,披针形,下部颖片20~30(~35) 毫米长,先端渐尖。花2~4朵,15~20毫米长,披针形,皮质,无毛;花药3枚,子房全部被短柔毛。带有附着果皮的颖果约6毫米,有毛,脐线形。裸燕麦为可粮、可饲的饲草兼用作物。

物种对比

燕麦(燕麦属 sativa L.)与一年生植物香麦(Avena fatua L.)相似,属于同属植物,两者的在形态上主要差别如下:

产量及贸易

燕麦是全球继小麦、水稻、玉米、大麦和高粱之后的主要粮食作物,为世界第七大栽培作物,播种面积和产量位居世界第六位(2014年)。全球燕麦主产国主要包括澳大利亚俄罗斯德国芬兰等,主要出口国有澳大利亚、阿根廷加拿大、芬兰等,主要进口国有美国、日本、德国、中国等。中国的燕麦主要以进口为主,主要的进口贸易国为澳大利亚。中国的燕麦产品加工和利用在迅速发展,以燕麦片为主的谷物早餐、燕麦食品等市场增长较快,加工产业集群化发展;裸燕麦逐渐走向粮用、饲用、粮饲兼用和专业加工等方向深入发展,将燕麦产业与畜牧业结合发展,已经成为潮流和趋势。

相关研究

育种

欧洲白壳燕麦或燕麦和栽培红燕麦属于自花传粉六倍体,与杂交技术兼容。植物育种者对这些物种进行杂交,以选择更适应广泛气候条件的主要谷物和食物型栽培品种。美国致力于研究燕麦在冬季的抗寒性,在种质方面已经取得了进展。在改良品种的早期,一些国家和机构或植物育种者进行种质资源收集,通过在高海拔地区播种,用已有的耐寒品种作为对照,以存活率作为标准来对燕麦进行筛查,再进行杂交,包括亲本之间的杂交、近交等工作。

中国燕麦杂交始于20世纪70年代初,大多数燕麦都是杂交培育出来的,利用杂交培育改良出许多新品种,育种成果显著。且在育种工作人员的不断努力,通过各种技术手段培育出一系列抗旱、抗病等优异新品种,推动了燕麦的应用以及发展,加快了燕麦基因的深入挖掘。

抗逆性

大麦黄矮病、白粉病等是常见病害,经研究和论证,认为控制大麦黄矮病最有效的途径是利用BYDV抗源,创造抗BYDV种质、选育和应用抗病品种,BYDV病毒的检测 与鉴定在血清学、病蚜传播机理、分子标记等研究领域都有所突破;Vanacker等研究3个燕麦品系受白粉病侵染的反应,检测了接种病原体植株的酶活性及代谢变化,结果表明,燕麦抗性与全叶谷胱甘肽含量的增加及维生素c过氧化物酶活性的减少相关 。张焱如等研究人员已经利用植物组织培养技术,用浓度逐级增高的含盐培养基诱导和选择的愈伤组织,成功地获得具有一 定稳定性的燕麦抗盐愈伤组织变异系。bt素蛋白基因(Bt基因)、Caspase-3抑制剂基因等抗虫基因的应用,也为转基因抗虫燕麦品种的培育提供了有效途径。燕麦相较于水稻等作物,燕麦在许多研究领域还较薄弱,在抗性基因的克隆与分析、转基因植株的抗性鉴定等方面还需要深入研究。

应用潜能

燕麦芽富含各种淀粉酶,对于发芽燕麦功能方便食品,即发芽燕麦米食品、功能性即食食品、功能性营养饮料、功能性食品添加剂等多种产品的研究与开发还有待提高,燕麦芽作为功能性食品原料或进行芽类食品生产的前景都非常广阔。

延伸文化

对中国彝族来说,燕麦渗透到他们生活的方方面面。古时彝族人打猎或武士出征时,都会随身携带燕麦炒面用以充饥。夏天时,家里有远道而来的客人,主人家会用燕麦炒面来招待客人,还会用上等的燕麦粒调制燕麦甜酒用以解渴。对彝族人来说,燕麦做成的食品被视为老年人最好的食品,常用来孝敬老人,过年时,儿孙要背上燕麦炒面去孝敬老人,探亲访友也要带上燕麦作为礼物赠送亲友。燕麦还是祭祀品,在老人去世时,燕麦炒面是供奉的主要用品。

参考资料

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