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菊芋，又称洋姜、鬼子姜，是菊科向日葵属多年生草本植物。菊芋原产于北美，18世纪末传入我国。从20世纪末开始，菊芋在我国开始大面积的规模化种植。这是因为，随着科研人员对菊芋应用研究的深入，人们从菊芋的块茎中提取出了一种物质——菊粉，菊粉是一种可溶性膳食纤维，一种低能量的新型糖料。菊粉具有改善肠胃功能、降低热量、调节血糖和血脂的功效。菊粉运用到生产上，多作为乳制品、饮料、烘焙食品的配料。本片主要介绍了目前我国菊芋的品种选育情况，以及作为提取菊粉的品种青芋2号的种植技术。希望通过收看本片，能够对想要种植该品种的朋友们能有所帮助。
菊芋又名洋姜，地环，姜不辣，属菊科向日葵属多年生短日照晚熟草本植物。菊芋原产北美，经欧洲传入中国，其可食部分一般为块茎，质地细致、脆嫩，但鲜食品质不佳，块茎中含大量菊糖和果糖，是制糖和糖浆的原料，同时能够提高动物肠道内双歧杆菌数量，改善肠道功能，是一种保健性食品。菊芋也能提制酒精和白酒，是国家“十一五”规划生物产业重点推广的能源性植物。叶可做猪饲料、茎皮纤维亦可利用。
在高原地区对青芋一号品种菊芋进行了试验，结果表明种植密度对菊芋的生物学指标及产量有着显著影响，随着种植密度的减小，菊芋各植物学性状指标呈增加趋势，以株距 40cm，行距 80cm 时最大；不同种植密度产量比较，种植株距 40cm，行距 70cm 产量最高，显示出增产优势。
在菊芋抗逆性研究方面，南京农业大学资源与环境学院研究以‘南芋 1 号’和‘南芋 8 号’为材料分别研究了NaCl 胁迫对菊芋幼苗生长及其离子吸收运输的影响、不同浓度 NaCl 和 Na2CO3处理对菊芋幼苗光合及叶绿素荧光的影响、钙离子对菊芋海水胁迫的缓解效应研究、碱胁迫对菊芋幼苗生长及其光合作用和抗氧化作用的影响、海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响等。
青芋2号菊芋该品种属菊科向日葵属。株高268厘米左右，茎直立，基部多分枝，块茎呈不规则瘤形或棒状，地下块茎生长较集中，表皮浅红色，肉白色，平均单株产量1.243千克。适应性较强，其块茎富含大量菊糖及纤维素，其中可溶性糖12.72%，粗蛋白1.62%，粗纤维5.11%，粗脂肪1.29%，具有良好的营养保健价值。其平均每亩产量为2200千克，平均每亩产值为1200元。抗逆性强，适种地区广泛，比较适宜在水肥条件好的川水地区栽培，种植成本低，管理粗放，产量较高，青芋2号菊芋示范种植平均每亩产2000千克，实现平均每亩产值1000元，每亩新增产值125元，经济效益显著。
1.选地:宜选择在地势平坦、排灌方便、耕层深厚、肥力较好、海拔在2500米以下、中性或微碱性土壤的川水地或山旱地上种植，前茬作物以小麦、豆类、玉米或蔬菜为好，避免与菊科或薯芋类作物连作。
2.整地施基肥：前茬作物收获后及时深翻晒垡，熟化土壤，纳雨增墒，消灭杂草，耕深25～30厘米；立秋前结合秋翻，水地667平方米（1亩）施腐熟农家肥3000～4000公斤、旱地667平方米施腐熟农家肥1500～2000公斤，同时每667平方米施入氮磷钾复合肥40公斤。
3.播种时间：春秋季均可播种，春季播种时间为3月下旬至4月上中旬，秋季播种时间以9月下旬至10月上旬为宜。
4.品种选择：应选择无腐烂、无病虫、高产优质的“青芋2号”等品种，播种用的种块以30～50克重为好。
5.块茎处理：切块后用0.8%的高锰酸钾水溶液浸种消毒，时间约5分钟，随后捞出晾干待播。
6.播种方法：菊芋多采用起垄播种，垄高15～20厘米，采用机播或畜力耕种，川地行距60厘米、株距40厘米，667平方米播种量70公斤、保基本苗2800株；山地行距60厘米、株距30厘米，667平方米播种量90公斤、保基本苗3800株。播种深度为5～8厘米，沙土适当深播。播后应覆土镇压。
7.田间管理：
（1）苗期管理：菊芋出苗后，要及时补苗，苗齐后进行中耕除草松土，松土深度在5厘米以上。幼苗长到20～30厘米时，结合中耕除草，对分枝过多的菊芋幼苗，保留1～2个健壮主茎，其余的除去。
（2）生长期管理：
①浇水。菊芋较抗旱，但在块茎膨大期需要充足的土壤水分供应，若此时土壤水分充足，能大幅度提高菊芋块茎的产量。一般可在9月上中旬浇块茎膨大水。
②追肥。在施足基肥的基础上，当株高达到10厘米时，结合中耕除草667平方米施尿素5公斤；9月上旬在块茎膨大期用0.3%～0.5%磷酸二氢钾液再进行1次叶面追肥，并摘除植株中下部抽出的侧枝，以达到通风透光的目的。
（3）成熟期管理：生长后期应减少浇水量，并将植株中下部发黄过密的枝叶除去，以利通风透光。菊芋偶有菌核病发生，发现菌核病中心病株应及时拔除，并用石灰或高效低毒低残留药剂在病株周围喷洒消毒。
8.收获与储运：
（1）收获：10月下旬在田间植株80%以上茎叶干枯时，及时割除地上的茎叶，然后采用人工或机械等办法挖取块茎，并依大小分拣。小的做母种，大的放在背阴处晾2～3天，剔除杂质后运输或储藏。
（2）储藏：用储藏库储藏时，温度一般控制在0～4℃、相对湿度为80%～90%；露地埋藏时，埋藏沟宽度为1～1.5米，深度1米，长度不限。根据土质情况，一般埋藏2～3层，每层厚度不应超过20厘米，上部埋至与地面相平。
（3）包装与运输：菊芋一般采用塑料编织袋包装，可放置10～20天。运输时将菊芋用苫布盖好，防止水分大量散失、降低商品性。
为豆科植物野葛（Pueraria lobata(willd.)ohwi）的干燥根，别名甜葛、干葛、粉葛。性平味甘、辛。具解肌退热、生津止渴、透发斑疹等作用。主治感冒发热、疹出不透、肠胃炎、高血压等症。其花性平、味甘，有解酒止渴之功效。有些地区也以甘葛藤（P.thomsomii Benth.）的根入药。主产于湖南、河南、广东、浙江、四川等地。现在我们介绍葛根种植技术：
（一）葛根的形态特征
藤本植物，茎长可达10米，全株被黄褐色长硬毛。植株根部肥大，圆柱状，粉性强。茎基粗大、多分枝。三出复叶，具长柄，叶片宽卵形，基部圆形或斜形，先端渐尖，托叶盾形。总状花序腋生或顶生，花密，蝶形花，紫红色，花筒内外有黄色柔毛。荚果条形，长5—10厘米，种子卵形，红褐色、扁平、光滑。花期4—8月，果期8—10月。
（二）葛根的生长习性
葛根适应性强，野生多分布在向阳湿润的山坡、林地路旁，喜温暖、潮湿的环境，有一定的耐寒耐旱能力，对土壤要求不甚严格。但以疏松肥沃、排水良好的壤土或砂壤土为好。种子容易萌发，发芽适温在20℃左右，15—30℃均可发芽，一般播后4天即可发芽，贮藏年限1—2年，生产周期2—3年。
（三）葛根的栽培技术
1、选地、整地：选择排水良好的地块，冬前深翻30厘米，结合耕翻每亩施农家肥2000—3000千克，均匀翻入土，翌年春可再次浅翻，打碎土块，耙细耙匀，整平，作成宽1—1.2米的畦备用，畦间开沟约30厘米。
2、繁殖方法：生产上主要用种子繁殖和扦插，也有用根头繁殖和压条繁殖等。
（1）种子繁殖：春季清明前后，将种子在40℃温水中浸泡1—2天，并常搅动，取出晾干水后，在整好的畦中部开穴播种，穴深3厘米，株距35—40厘米，每穴播种子4—6粒，播后平穴，浇水，10天左右出苗。
（2）扦插繁殖：秋季采挖葛根时，选留健壮藤茎，截去头尾，选中间部分剪成25—30厘米的插条，每个插条有节3—4个(
3、葛根栽培田间管理
（1）中耕除草：野葛生长较快，早春发芽前除次草，晚秋落叶后再除次草即可，生长期一般不需常除草。
（2）追肥：可结合中耕除草进行，返青后，施返青肥以腐熟人粪水为主，每亩施入1000千克，可适当配施尿素，落叶后施越冬肥，以农家肥为主。每年生长盛期可结合浇水，施少量钾肥有促根生长作用。
（3）搭架：野葛栽培须搭架，可在两行之间每隔2—3米立1根木柱，柱间用铁丝连接，畦与畦间绑上竹竿或铁丝以利攀援，当苗高30厘米时即可引蔓上架。
（4）修剪：生长期应控制茎藤生长，摘去顶芽，以减少养分消耗，并要合理调整株形以利充分利用阳光，还应及时剪除枯藤、病残枝。
4、病虫害防治：野葛病害不多，生长期主要有蟋蟀、金龟子等害虫为害茎叶。蟋蟀可用80%敌敌畏乳油2000倍液喷杀，金龟子用90%晶体敌百虫1000倍液于5—6月份喷叶面，防治其它害虫可用乐果、杀虫眯等防治。
（四）葛根的采收和加工
栽培的葛根2—3年秋末冬初或初春前采挖均可。挖时把全部根挖出，去掉茎蔓、须根，刮去粗皮，截成10厘米左右的小段，纵切约5厘米厚片条，随切随炕干或用2%石灰水浸后晒干均可。以色白、粉多无霉变者为佳。
菊芋种植技术及高产管理技术
为提高种植基地菊芋产量及品质，便于农户对菊芋种植的管理，现将菊芋种植中的关键时期的管理整理如下：
孙波 2013-5-3
菊芋栽培技术
摘要 在多年试验示范和生产实践的基础上，按无公害、标准化生产技术要求，对菊芋的特征特性、播前准备、播种技术、田间管理、收获、贮藏、留种进行介绍，以便在高产的同时，保障菊芋产品的质量安全。
关键词 菊芋；特征特性；栽培技术
菊芋（Helianthus tuberosus L.），又名洋姜、鬼子姜、姜不辣。为多年生草本植物，属菊科向日葵属草木植物。由北美洲引入我国。菊芋耐寒、耐旱，块茎在6～7 ℃时萌动发芽，8～10 ℃出苗，幼苗能耐1～2 ℃低温，18～22 ℃和12 h日照有利于块茎形成，块茎可在-25～-40 ℃的冻土层内安全越冬[1-2]。菊芋地上部分茎叶含2%粗蛋白、1.1%粗脂肪、7.7%的糖和淀粉，并含有丰富的纤维素，是猪、牛、羊的优质词料。在沙丘地区与防护林间种植可防风、固沙。菊芋的地下块茎含丰富的菊糖，或转化为左旋糖，比蔗糖甜度还高，可用来制糖、酿酒。又因其病虫害少，无须施用农药，是无污染的绿色食品，常用来炒食或腌制加工，风味独特[3-5]。
为充分发挥菊芋的产量和品质优势，在保证其质量安全的基础上，按照无公害、标准化栽培技术的要求，泰兴市农科所等单位专题起草制订该项规程，并在生产应用中取得了十分理想的效果。在栽培过程中，对全过程进行详细记录，并将记录保存至少2年以上，以为菊芋生产提供科学依据。
1 特征特性
菊芋茎直立，上部分枝，被短糙毛或刚毛，一般高2 m左右。基部叶对生，上部叶互生；有叶柄，叶柄上部有狭翅；叶片卵形至卵状椭圆形，长10～15 cm，宽3～9 cm，先端急尖或渐尖，基部宽楔形，边缘有锯齿，上面粗糙，下面被柔毛，具3脉。头状花序数个，生于枝端，直径5～9 cm，有1～2个线状披针形的苞叶；总苞片披针形或线状披针形，开展；舌状花中性，淡黄色，特别显著；管状花两性，阴云育，花冠黄色、棕色或紫色，裂片5。瘦果楔形；冠毛上端常有2～4个具毛的扁芒。
2 栽培技术
2.1 地块准备
菊芋以砂质土壤为宜。秋季茬口采收后整地，用腐熟灰、粪肥15.0～22.5 t/hm2，将其中的70%撒施，剩余30%于播种时集中沟施；施高效复合肥（15-15-15）525～600 kg/hm2，耕深20～30 m，耕后整平做畦以备播种。整地起垄，垄高20～25 cm，垄面宽40～45 cm，垄沟宽25～30 cm。【菊芋种植】
2.2 种芋准备
荒漠化地区发展的十大产业之六——菊芋产业
1、 产业概况
（1） 品种及分布
1）品种
【拉丁名】HelianthustuberosusL．
适合 【别名】菊姜、鬼子姜。
【学名】菊芋
【来源】为菊科（compositae）向日葵属一年生草本植物
【形态特征】为多年生球根花卉。株高2～3m，茎直立，有刚毛。叶卵形，互生，粗糙。块茎扁圆形，具不规则突起。头状花序，花黄色。
【营养分析】洋姜中含有一种与人类胰腺里内生胰岛素结构非常近似的物质，当尿中出现尿糖时，食用洋姜可以控制尿糖，说明有降低血糖作用。当人出现低血糖时，食用洋姜后同样能够得到缓解。
【入药部分】以块根、茎、叶入药。
【功效】具治热病、肠热泻血、跌打骨伤等功效。
【分布】分布在华北、华东、华南、华中等地。
洋姜原产美洲，学名“菊芋”，因形状似姜，又是泊来品，故名洋姜，又叫菊姜、鬼子姜，是一种可食用的根茎类蔬菜。由于口感较差，多用来腌制咸菜。鬼子姜学名叫菊芋，其块茎富含氨基酸、糖分和维生素，生食熟食，各有风味，若随制成酱菜或制成洋姜脯，则味道更佳。菊芋含有丰富的菊糖，提炼后具有特殊的保健和抗癌作用。
菊芋为菊科(Compositae)向日葵属，地下块茎含丰富菊糖，系果糖多聚物。茎直立，高2～3m。叶卵形，先端尖，绿色，互生。茎扁圆形，有不规则突起。头状花序，花黄色。块茎无周皮。瘦果楔形，有毛。按块茎皮色分红皮和白皮两个品
种。阳历3月地温开始回升，冬眠的块茎，由冰冻状态恢复过来。地温达到10℃时开始发芽，4月初露出地面，长出叶片开始生长，期间早霜对其毫无影响和损害。正常情况下，8月末9月初菊芋茎高2米左右开始开花。花为纯黄色，无香味，无异昧，花瓣为l 3片。由于品种各异，叶子的颜色、宽窄不同，花的颜色相同，但花瓣的宽窄也不同，由媒介传粉可结出种子。在其同时地下茎开始结果，早熟品种10月中旬地上茎自然死亡即成熟，晚熟品种直到冰冻期使地上茎死亡才成熟。菊芋的产量(地下块茎)和地上茎的直径、高矮与土壤的养分、水分成正比。如果过于干旱，地上茎长的很细、很矮，不开花，假如开花也很不规则，花片少，地下茎小、产量低，但绝不会旱死。冰冻期地下茎结冰进入冬眠。
2）生物学特性
菊芋的生物学特性
1． 耐寒、耐旱能力特别强：(1)我国荒漠地区地处高寒带，气候寒冷，冰冻期长，干燥多风沙，而菊芋的耐寒能力极强，在零下40～50℃，甚至再低的温度，对它都不起作用，但有一点，菊芋的块茎必须在土下面，哪怕身上有lcm土覆盖着都行，就是不能露出地面，不怕冰冻期长，长就可以多睡些时候，短就早一点萌发。(2)荒漠中缺水、干旱是普遍现象，并且很严重，可菊芋具有惊人的抗旱能力，早春菊芋块茎开始萌发，利用本身的养份、水分供其芽的生长，同时生出很多根系，伸向地下各处寻找养分和水分。共同供给小苗生长，在根系能供给小苗生长的情况下，块茎水分、养分不变还可继续生长，在雨季块茎、根系贮存大量水分，以待干旱时逐渐补充叶茎生长。菊芋的地上茎和叶片上长有似茸毛的组织，可以减少水分蒸发，当千旱严重到一定程度，地下茎把全部养分、水分供给地上茎和叶片生长。继续干旱，块茎营养用尽，地上茎死亡，可地下茎第2年仍然可生长出新苗。在地上茎由下部向上枯死时。如果下雨，它的恢复能力极强，很快恢复正常生长。
2． 繁殖力强：菊芋一次播种永世不断，也就是说一次播种后这片荒漠上菊芋将永远生存，并且以每年增长20倍以上的速度块茎进行繁殖，这样荒漠上的菊芋面积每年增加，在这同时又可从中抽收部分块茎，作为种子使用，扩大了耕种面积。 另外在生长期较长的地方可收获部分菊芋籽，其发芽率100％f第1年产量不如块茎种子产量大，第2年后一样，如不收获，菊芋籽随风飘荡可安家荒漠任何角落。
3．整个生产过程不需管理：由于菊芋耐旱、耐寒、自我繁殖，加之无任何病虫害，因此只要把菊芋种上就不用管理了。只是种、收用了劳动力，再没有其它投入，造价低、见效快。
4.荒漠的水、空气无污染，无需施化肥。菊芋本身无需喷撒农药，无药害，这样在荒漠上结实的菊芋将是很好的绿色食品，由于菊芋本身含有氨基酸、糖份等，
对人体有很大的益处，加之其无味，清脆，并可生熟两食，老少皆宜。
菊芋的植物学特征
菊芋地下块茎含丰富菊糖，系果糖多聚物，多年生草本植物，茎叶繁茂，块茎仿锤形，成不规则瘤状，皮有红、黄淡、白色；总生物量可达4～ 6 t／亩，其中 地上部分产量为2．5～ 4 t，地下部分为1．5～ 3 t／亩。植株一般2～4 m 高并有10多个分枝。自然生长的菊芋，在通常情况下，长成为灌木的簇丛。菊芋 茎杆坚韧、粗黑、茎秆高、大、壮。叶片黑绿，呈宽卵圆型；叶片较宽、叶绿呈齿状。在茎部和分枝的顶端生有头状花序，花型和花色似向日葵，但比向日葵小。 它是严格的白花不孕植物，来自同一花朵或同株花朵，同一基因型花朵的花粉粒在各自的柱头上虽能发芽，但都不能伸长至柱头的深部，更无进入子房与雌配融合的现象。而不同基因型之间的杂交，虽可产生种子，但结实率仅为1～2 。它的主根不明显，但有强大的须根系。菊芋的生长对气候条件要求不高，性喜稍消凉而干燥，耐寒、耐旱，抗病虫害，繁殖能力强。菊芋的块茎在5℃左右芽眼萌动发芽，8℃～ 10C出苗，幼苗能耐1～2℃低温，18【C～20℃和日照12小时有利于块茎形成，块茎在零下40IC～50℃ 的冻土层内能安全越冬。菊芋一次播种多年收获，基本不断种，当年播种，就开始每年以20倍的速度进行繁殖。菊芋在我国南北各地均有栽培。块茎作蔬菜、饲料、杂粮，可制菊粉、果糖、酒精；地上茎叶可作饲料。营养成分化验分析结果表明：菊芋是一种很有推广价值的高蛋白作物，为畜牧业开辟新的饲料作物具有重要意义。【菊芋种植】
3）起源及历史
洋姜就是鬼子姜，它原产北美，十
七世纪的时候传入中国。在河北的
深泽县有这样一个传说，说有个叫
刘明的小伙子偶得一块人心，在水
里洗了一下后变成一个美丽的姑
娘，于是两人结婚了。而他心如蛇
蝎的嫂子却以为那姑娘是个妖怪，
于是打碎了盛放那个心的碗，又觉
得不解气，就把那人心剁成碎块埋
到了房后的井台上。姑娘托梦给刘
明，说是她已幻化成鬼子姜，每年
开出黄花的时候在井台上与他相
会。刘明到井台上果然见密密麻麻
的鬼子姜，于是每年都到井台与妻子相会，抱头痛哭，而且每年收获鬼子姜时，总不肯挖完，让它生根发芽，盼的是和妻子重逢相会。【菊芋种植】
（2）研究机构及进展
菊芋-相关研究
近年研究发现：洋姜对血糖具有双向调节作用，即一方面可使糖尿病患者血糖降低，另一方面又能使低血糖病人血糖升高。
研究显示，洋姜中含有一种与人类胰腺里内生胰岛素结构非常近似的物质，当尿中出现尿糖时，食用洋姜可以控制尿糖，说明有降低血糖作用。当人出现低血糖时，食用洋姜后同样能够得到缓解。
A．菊芋生物炼制关键技术及其产品开发研究进展
来源：大连化物所
一、战略研究
本项目针对国家当前面临石油资源短缺及发展我国生物质产业的战略规划目标，依托工业生物技术，开展以果糖基能源植物——菊芋为原料的生物炼制关键技术研究。主要开展以下几方面的工作：
1、开展以果糖、菊粉、菊芋粉和菊芋秸秆等不同原料层次的生物转化技术研究，实现利用菊芋生产高附加值产品和大宗生物基化学品和生物能源产品的技术突破。工作重点是研究直接利用菊芋粉发酵获取生物基化学品和生物能源产品的技术。
2、获得高表达及高酶活菊芋生物炼制关键酶（如菊粉外切及内切酶等）的工程菌，实现低成本产酶过程的条件优化，解决菊芋粉替代发酵淀粉的关键技术，形成果糖基产品的新工艺；
3、以微生物产生琥珀酸为重点，分析与琥珀酸产生紧密相关的基因、酶和代谢物及相关途径之间的关系，获得与琥珀酸产量相关的代谢网络图，找到影响琥珀酸合成能力的关键途径或环节，建立琥珀酸代谢生化网络调控的数学模型。
4、构建利用菊芋粉生产琥珀酸的“细胞工厂”，通过改造关键结点酶基因及对代谢网络的调控，形成高效生产琥珀酸的新工艺；
5、优化菊粉糖转化产生微生物油脂及乙醇的发酵过程工艺，实现微生物油脂及
乙醇的清洁生产技术；
6、菊芋的综合利用。根据色谱为核心的分离分析技术（如高效制备液相色谱、液相色谱-质谱联用等），与生物化工相关人员进行合作，进行植物及微生物代谢网络分析及优化，帮助生化工程相关人员解决代谢产物鉴定及含量测定（代谢流计算）等技术问题。发现新的药用活性成分及组方配伍。
二、课题进展
1、菊芋生物炼制关键酶关键技术研究
完成外切菊粉酶基因的筛选、克隆；完成克鲁维酵母外切菊粉酶基因表达工程菌的构建，已申请克鲁维酵母Y179/pUKDSI-EINU表达工程菌专利。
完成高果糖浆（果糖含量大于80%以上）的生产工艺条件优化的小试。开展了外切菊粉酶基因的克鲁维酵母Y179U/pUKDS-INU工程菌的稳定性实验及高密度、高分泌表达发酵产酶的条件优化及小试。克鲁维酵母在5升发酵罐中发酵，采用两次补料方式，发酵液中菊粉酶含量可达11000u/ml以上。
2、菊芋生物炼制应用关键技术研究
1)、进行了菊芋品种和地域栽培实验
2006年在辽宁省瓦房店市谢屯镇1000亩盐碱地上种植野生红，小白和大白3个品种；在岫岩县河套沙地和山坡地种植150亩从青海引进的青地1号和青地3号两个品种；在山东省莱州市种植了8个品种500亩进行海水灌溉试验；在陕西榆林县种植100亩，当地品种榆林1号、南芋1号和南芋4号以及东北的野生红4个品种；在宁夏中卫市沙漠地区种植100亩有青地1号、榆林1号、南芋1号和南芋4号以及东北的野生红5个品种。
2）、菊粉、果寡糖和高果糖浆制备的关键技术
菊芋有菊粉、纤维、蛋白、多酚、脂肪和矿物质等复杂成分。其中菊粉的含量占湿重的11-15%左右。菊粉占菊芋干重的70%－80%。
因此，无论是以菊芋制备高果糖浆还是制备果寡糖，都必须进行分离和纯化的工艺过程。菊粉、果寡糖、高果糖浆的制备和分离纯化具有相同或者相似的工艺特
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