油莎豆種植及開發利用價值研究初探

馬星玉郭子 石慧東 余婷 高亮解云虎

1.內蒙古科技大學包頭師范學院資源與環境學院 2.內蒙古師范大學地理科學學院 3.內蒙古達拉特旗水利事業發展中心 4.寧夏水利水電勘測設計研究院有限公司內蒙古自治區鄂爾多斯市分公司

油莎豆，是油莎草的別稱，又稱地下板栗、地下核桃等，屬一年生莎草科莎草屬植物，是一種抗逆、高產、優質，經濟效益和生態效益兼備的作物。20 世紀50 年代，我國從蘇聯、保加利亞和朝鮮先后引入油莎豆，開始在北京等地試種。其中，從保加利亞引進的圓粒豆主要集中于河北、河南、新疆和內蒙古種植，每畝產量高達400 ～500 千克，含油量約為25%。2010 年之前，全國油莎豆種植面積不足1 萬畝，2018 年形成規模種植，增加至10 萬畝，目前，我國油莎豆種植面積已超10.3 萬畝。油莎豆油脂豐富，出油率高，已被作為新油源作物開展種植；作為沙漠原生作物，油莎豆的根系發達，抗旱性強，具有天然的防風固沙作用，可改善荒漠化、沙化和有明顯沙化趨勢土地的生態環境；油莎豆有利于增強人體腸胃蠕動，促進血液循環，有很高的藥用價值。鑒于油莎豆綜合利用價值高的特點，目前學術界在油莎豆種質資源的選取及種植加工技術創新等方面開展了廣泛研究。

一、油莎豆種植及生長影響因素研究

1.播種方式

油莎豆種植早期，主要以人工播種為主，隨著產業的發展，通過改進花生播種機，開啟了機械播種時代。目前，油莎豆的播種方式一般有三種。單行精播方式：采用手推式滾輪精播機，主要靠人工推動播種，其特點是操作簡單，性價比高；膜下播種方式：主要采用二行、四行、五行膜下播種機，其特點是能夠一次性完成一系列工程，可降低人工播種造成的損壞；膜上播種方式：主要采用膜上打孔播種機，其特點是不需要人工放苗。

油莎豆播種機結構一般有機械式和氣吸式兩種，近年來，油莎豆播種機的研究重點往往更關注氣吸式播種機的研究。相比機械式播種機，氣吸式播種機優勢明顯，對種子的傷害小，更能精準播種。吉林省農業機械研究院研制了一種氣吸式油莎豆精量免耕播種機，經過播種試驗，該播種機播種漏播率低于2%，很大程度上提升了種子的存活率。河北農業大學機電工程學院研制的氣吸式油莎豆精量鋪膜播種機，經過田間試驗后發現，地膜覆蓋可有效改善土壤環境，該播種機實現了精量播種的效果。目前，政府及相關企業逐漸加大對油莎豆機械設備研制的投入力度，以此促進油莎豆生產規?；彤a業化。

2.種植模式

根據種植環境的不同，油莎豆的種植模式呈現出多樣性的特點。地勢平坦、坡度較小的大片區域適合寬窄行種植，可使植物形態得到優化，進而實現高產。通過合理密植，可以改善植物的光合作用，提高光能利用率，使葉片生長發育良好，達到增產的目的。油莎豆根系發達，分蘗力強，播種時按行距40 ～45 厘米、穴距20 ～30 厘米刨穴點播，每畝點播5000 ～8000 穴，每穴2 株，播種深度3 厘米。在極端干旱區，油莎豆的最優種植行距為30 厘米，生長表現及土壤鹽分環境均優于60 厘米、90 厘米、120 厘米種植行距，隨著行距增加，油莎豆地上和地下生物量累積及塊莖產量顯著下降，表明30 厘米行距不僅可以提高油莎豆的生物量累積，對個體生長和群體擴大也有明顯優勢。

常年連作會導致油莎豆產量降低、品質下降、病蟲害頻發；輪作能夠提高土壤養分循環，增加土壤有機質含量，提高生物多樣性，適當輪作倒茬還有助于維持良好的土壤生態環境，提高油莎豆植株分蘗數。北方地區油莎豆的種植采用膜下滴灌種植模式，共設置4 種種植模式：油莎豆單作以及油莎豆和大豆、油莎豆和玉米、油莎豆和棉花間作。通過對比葉綠素含量、葉片面積、土壤環境等，可以發現油莎豆和大豆間作模式最佳。油莎豆與大豆間作模式可以利用大豆的固氮作用，促進油莎豆對氮素的吸收與利用，提高氮素的利用率，進而使油莎豆達到高產的目的。

3.生長影響因素

由于油莎豆生長環境不同，在多種因素的綜合影響下，呈現出不同的生長特征。溫度對油莎豆種子的發芽率和發芽勢影響顯著。在35℃時浸種油莎豆塊莖，發芽率和發芽勢達到最高，分別為56%和28%；隨著溫度升高，發芽勢和發芽率逐漸降低，在65℃時達到最低值。土壤中鹽、堿的濃度對油莎豆生長有很大影響，鹽堿脅迫對油莎豆幼苗生長、根系發育、種子萌發影響顯著，同時影響油莎豆的光合作用。鹽脅迫環境下，通過滲透傷害和離子毒害影響植物的生長；堿脅迫環境下，因pH 值較高，對植物影響更大，鹽害率可達59.1%，種子萌發受到嚴重抑制。種子萌發過程中，鹽堿脅迫會降低細胞中淀粉酶、蛋白酶活性，導致種子缺乏萌發時所需要的營養和能量。鹽脅迫對地上部分的影響大于地下部分，堿脅迫恰好相反。在不同濃度的鹽、堿脅迫下，油莎豆幼苗各生長指標整體呈顯著下降趨勢。隨著濃度的增高，對油莎豆的抑制作用加強，且堿性鹽對油莎豆的生長影響更大。高、中、低濃度的鹽、堿脅迫均可降低油莎豆的根系活力。

干旱可以使植物細胞中可利用水降低，影響植株的正常生長。油莎豆綜合抗旱性度量值為0.468，在植物中屬于中等抗旱作物，干旱脅迫對油莎豆的影響與鹽堿脅迫相比更為嚴重。隨著干旱程度加劇，油莎豆的株高也隨之下降、結實量減少。干旱脅迫對油莎豆株高，油莎豆葉片過氧化物酶（POD）活性、脯氨酸（Pro）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、葉片丙二醛（MDA）含量有著不同程度的影響，膜脂傷害物質可將POD、Pro、SOD、MDA 的平衡打破，造成質膜透性增加、代謝紊亂，對油莎豆株高、葉片產生造成影響，在嚴重的情況下，可導致植株死亡。

二、油莎豆開發利用價值研究

1.生態價值

油莎豆適應性強，耐干旱、耐鹽堿，地下根系發達，可以在沙化土地中種植；油莎豆生長較快，60 天左右可以基本覆蓋周圍土地，具有良好的防風固沙功能，生態效益顯著。我國是世界上荒漠化面積最大、受影響人口最多、風沙危害最重的國家之一，國家對此開展了“北方風沙區油莎豆防風固沙技術研究與示范”項目，油莎豆能夠有效遏制風沙區表層沙土的流動，提高沙化土地的生產力，提升土地利用效率，維護和修復風沙區生態系統。

2.經濟價值

油莎豆是一種新型的經濟作物，包含糧、油、牧、飼等多個方面，用途廣泛。油莎豆粉的來源有兩個方面，一是油莎豆淀粉含量高，曬干后磨碎成粉，每100 克熱量為1.816×106焦耳，超過大麥粉（1.423×106焦耳）和玉米粉（1.485×106焦耳），是制作面粉的優質原料，并且不含有麩質蛋白，可為麩質蛋白過敏人群提供優質糧食；二是研磨榨油后的豆餅含有糖分和支鏈淀粉，有益于糕點的制作，還可以節省白糖。油莎豆淀粉具有較高的消化率，可降低餐后血糖升高的速度，有助于預防糖尿病等疾病。油莎豆富含豐富的油脂，含油率通常在20%～30%，出油率20%～40%，是榨取高端食用植物油的重要原料；油莎豆油味道香醇，具有預防心血管疾病、降血脂等功效，可以作為保健食用油的原料。油莎豆分蘗力強，無莖稈，葉細長，地上莖葉高達1 ～1.5 米，可直接或打漿后飼養牛、羊、兔等食草動物，干草還可打成粉狀調配混合飼料，飼養家禽。油莎豆具有很高的藥用價值，由于其地下根系繁多，有清香氣味，可以用來萃取精油，具有養神明目功效。目前，已有企業生產出油莎豆飲料、奶粉等系列保健食品，深受大眾喜愛。

3.社會價值

生物柴油作為一種新型能源具有潤滑性能好，貯存、運輸、使用安全，抗爆性好，燃燒充分等優良性能。研究發現，油莎豆油和柴油以一定體積比例混合，能產生比單一使用柴油更好的發動機油性能。目前，我國荒漠化土地面積已達到257.37 萬平方千米，沙生產品只占市場份額的3%左右，美國的沙生產品卻占到世界市場的37.3%，因此，在沙化地區種植油莎豆不僅可以改善土壤，提高沙化土地的利用效率，而且可以為生產新型能源提供原材料。同時，油莎豆是一種適合在沙化地區種植的多用途綠色經濟作物，產量高、用途廣、市場前景廣闊。發展油莎豆產業，能有效促進沙區農牧民種植結構的調整，增加農牧民的經濟收入，通過實施產業化項目幫助當地農牧民脫貧致富。擴大油莎豆的種植面積可以獲得更多的健康食用油原料，減少食用油料油脂的對外依賴度，提高我國食用油的自給自足能力，從而保障我國食用油安全。

三、展望

作為一種新型油料作物，油莎豆除可以榨油之外，還可以制成油莎豆酒、面粉、豆漿等，豆渣及地上部分可作為優質的飼料。但目前油莎豆本身及其產品都未被公眾廣泛接受，應加大對油莎豆的開發利用力度，普及油莎豆及其開發產品利用價值，提高經濟效益。

油莎豆的加工和收獲機器研究還有較大的進步空間，現在油莎豆的播種機大多由花生播種機改造而來，油莎豆播種以及收獲時的損失較高。提升油莎豆的收獲率至關重要。國內生產油莎豆收獲機的廠家較少，有很大的市場空間，應提升加工過程的精細化水平，并加大對油莎豆收獲機的研究投入力度，對促進油莎豆的生產規?；?、油莎豆種植高產化有重大意義。

積極推進油莎豆加工技術及以油莎豆為原料的生物柴油生產工藝的研究及應用意義重大。用油莎豆生產的生物柴油具備環保性、潤滑性、安全性高等優良性能，用油莎豆生物柴油可有效減排各種污染物95%以上，作為普通柴油的替代品，可大大減少對大氣的污染，對治理霧霾和保護生態環境有重要作用。