申雪敏，張國良，2，廖樹紅，黃志煒

（1.淮陰工學院生命科學與食品工程學院/江蘇省生物質轉化與過程集成工程實驗室，江蘇淮安；223003；2.淮安市鄉(xiāng)村振興研究院）

芡實（Euryale feroxSalisb.），為睡蓮科水生經(jīng)濟作物，在植物學上被稱為歐洲黑麥草、狐貍堅果（Makhana，F(xiàn)ox Nut，Gorgon Nut），又稱芡、雞頭米、雞嘴蓮等，主要分布于我國南部和印度比哈爾邦北部[1]；按照自然和人工培養(yǎng)方式可分為北芡和南芡，北芡為野生種，南芡為栽培種。芡實富含礦物質和蛋白質，除了具有較高的營養(yǎng)價值外，還具有藥用價值[2]，芡實種子可用于治療與人類生殖、心臟、循環(huán)和消化系統(tǒng)相關的多種疾病[3]。此外，芡實還有抗抑郁、抗氧化和抗糖尿病等功能[4～6]，被廣泛用于食療、制藥等行業(yè)。據(jù)吳仰風[7]介紹，21世紀初期，中國芡實種植面積約10 000 hm2，平均干芡米產(chǎn)量330～350 kg/hm2。隨著芡實品種的引進和改良，近幾年，我國芡實栽培面積和產(chǎn)量逐步提高，僅江蘇芡實栽培面積就有1.3萬hm2[8]。

1 芡實品種的選育和改良

新品種的引進、選育和改良對芡實產(chǎn)量的提高起到了重要作用。20世紀80年代以前，芡實品種主要是傳統(tǒng)的野生種，蘇州市蔬菜研究所利用白花蘇芡和紫花蘇芡進行雜交，得到了果實飽滿的黃籽紫花蘇芡雜種一代，比紫花蘇芡增產(chǎn)15%。20世紀90年代初，為改善蘇芡種殼厚且不均勻等缺點，又以紫花蘇芡為母本、紫紅花刺芡為父本進行雜交，篩選出了粒多、殼薄、出肉率較高的紅籽紫花蘇芡[9]。

2003年林光榮等[10]在福建莆田引進蘇芡，采取合理密植、及時施肥等高產(chǎn)栽培技術，667 m2產(chǎn)芡米（種仁）30 kg，比該品種在蘇州當?shù)氐漠a(chǎn)量增加4～5 kg，表現(xiàn)出早產(chǎn)和適應性強等優(yōu)點。2004年，尹渝來等[11，12]為進一步改良芡實品種，利用紫花蘇芡×紫紅花刺芡和紅籽紫花蘇芡×黃籽紫花蘇芡2個組合進行雜交，培育了更為優(yōu)質的姑蘇芡1號、姑蘇芡2號、姑蘇芡3號和姑蘇芡4號品種。Verma等[13]利用γ射線誘導芡實，得到優(yōu)質高產(chǎn)早熟新品種。2011年，Kumar等[14，15]為提高芡實產(chǎn)量，研究得到了Sel-1、Sel-5、Sel-6、Sel-13和Sel-14等新品系。2015年，尹渝來等[16]又以紫花蘇芡為母本、紫花刺芡為父本進行雜交組合，獲得了高產(chǎn)無刺芡實品種姑蘇芡5號。2016年，Kumar等[17]通過篩選和純化，最終得到了新品種Swarna Vaidehi，該品種幼苗開花至50%的花期為120～125 d，比傳統(tǒng)的芡實品種產(chǎn)量高約45%，且該品種對普通病蟲害具有抗性。2020年，Huang等[18]通過雜交南芡和北芡得到了一個新的雜交系，其種子較大、無刺、薄皮，表現(xiàn)出顯著的雜種優(yōu)勢，產(chǎn)量也高。

2 芡實育苗

2.1 育苗田育苗

芡實最初利用育苗田進行育苗（圖1），這種育苗方式是露天育苗，無法避免外界環(huán)境造成的苗弱、出苗率低等問題，因此安徽省2018年發(fā)布了《綠色食品 芡實生產(chǎn)技術規(guī)程》，要求芡實產(chǎn)地環(huán)境應符合NY/T 391的相關規(guī)定，以應對上述問題[19]。Kumar等[20，21]通過對田間土壤進行深耕，并在外圍建造一個高約0.6 m的土堤，修建成苗圃進行育苗，最終使產(chǎn)量得到了提高。徐華龍等[22]在播種前1周，利用避風向陽的水田作為育苗池進行芡實育苗，育苗池長5 m、寬2 m、深0.2 m，需要灌水深0.1 m，并在育苗池四周作埂，培育出的芡實苗出土整齊，苗莖粗壯。李善松[23]利用發(fā)酵的池塘淤泥作為基底進行芡實育苗，消毒后覆膜培養(yǎng)，溫度保持在25～35℃，持續(xù)20 d即可出苗，芡實幼苗出苗率可達到80%。

圖1 育苗田培育芡實苗

2.2 棚池育苗

棚池育苗指在棚池、溫室或塑料大棚里培育幼苗，采用這種方式可提供穩(wěn)定的芡實幼苗發(fā)育條件，有利于培育壯苗。沿淮地區(qū)大多采用棚池育苗，即在平坦且靠近水源地塊建育苗棚池，育苗的整個過程在棚池內進行，棚內溫度控制在15～30℃。棚池育苗的優(yōu)勢是可有效控制育苗的溫度、水分等，避免幼苗遭受外界環(huán)境的傷害[24]。

此外，溫室育苗和設施塑料大棚育苗也受到人們廣泛關注。張汆等[25]采用溫室育苗并結合大田移栽技術，將溫室育苗的晝夜溫度恒定在15～28℃，通過延長其生長發(fā)育周期，使667 m2產(chǎn)量提高了10%～30%。江蘇金湖縣利用塑料大棚提前育苗，開春后施肥、整地、覆膜，秋播時，選取肥沃、疏松、雜草種子少的區(qū)域，入冬前后進行耕翻凍垡，1月底2月初，將裝有催芽過的芡實種子的營養(yǎng)缽沉入畦面即可，此方法解決了芡實苗期較長、開花結果期短等問題，使芡實產(chǎn)量增加[26]。鈕慶平[27]在池塘邊沿搭建密閉結構的大棚，大棚內單向透光板和透光簾相結合，使光照強度提高了15%～20%，大棚內的溫度保持在20～25℃，可使芡實提前成熟，產(chǎn)量提高了15%～20%。

2.3 基質育苗

從營養(yǎng)條件和生長環(huán)境方面看，基質育苗比土壤育苗更有利于芡實生長，因此使用基質培育出來的芡實苗整齊，出苗率高。丁廣禮[28]在栽培池底部鋪設由水稻秸稈、蛭石、膨脹珍珠巖組成的3層育苗基質，因其容易滲水，保水性好，育出的苗根量大、盤根結實。楊成勝[29]發(fā)明了一種半浮式芡實育苗器，將催過芽的芡實種子種植于育苗基質內，可通過懸吊繩調節(jié)芡實苗在水中生長的位置，保證芡實葉片始終浮于水面，其中的基質給芡實苗的生長提供了豐富的營養(yǎng)物質，減少了施肥，節(jié)約了成本。宋立勝[30]在田中的育苗池底鋪上1層由蛭石、雞糞、麥秸、竹屑、膨潤土組成的基質，此方法為芡實生長發(fā)育提供充足的養(yǎng)分，有利于培育壯苗。

3 芡實栽培過程中水肥管理及病蟲害防治

3.1 水分管理

芡實是一種水生作物，主要生長在溫度為20～35℃，相對濕度為50%～90%，年降雨量為1 000～2 500 mm的熱帶和亞熱帶地區(qū)[31]，且水體透明度低于50%的水體中[32]。芡實生長發(fā)育的每個階段都需要保持一定的水深，否則芡實生長會受到影響。江蘇省2013年發(fā)布的《芡實早春設施育苗技術規(guī)程》，對不同生長時期的芡實提出了明確的水位要求[33]。

因此，根據(jù)芡實不同發(fā)育階段和生長環(huán)境情況調節(jié)水層深度尤為重要。育苗時，育苗床的水深應保持在30 cm，定植時水深10～15 cm，成活后水位逐漸加深，一般為30～40 cm（圖2），旺盛生長期和開花結果初期水位加到50 cm，氣溫高時應加深水位，以免水溫過高影響芡實生長[24]。對于長勢好的芡實，在生長旺盛期需要1.5～2.0 m的水位[34]。Bhatt等[35]在0.3～0.4 m淺水下種植芡實，平均生產(chǎn)芡實2.5～3.0 t/hm2。而傳統(tǒng)栽培方式的產(chǎn)量為1.4～1.6 t/hm2，單個果實的種子產(chǎn)量僅17.5～145.6 g。

3.2 肥料管理

施肥是提升芡實栽培效果的重要手段，芡實栽培肥料以基肥為主[36]。芡實的根部生長在水下，最好采用一次性施肥，但目前生產(chǎn)所用肥料大多數(shù)是速效肥，且要求少量多次，這大大增加了人工成本，且現(xiàn)有化肥含有大量化學物質，過量施用會造成水體及土壤污染，因此，多省出臺了相關規(guī)定，要求芡實施肥需按照NY/T 496執(zhí)行。Kumar等[20]報道，在農田耕作前按每1 hm2N∶P∶K=100∶60∶40的比例施用有機肥15 t/hm2，芡實可獲得較好的營養(yǎng)。姜海艷[37]以氮肥、磷肥、鉀肥、油渣、貝殼粉、蛋白泥等為原料，制成了一種芡實專用肥，該肥料可作基肥一次性施入，且其中的氮、磷、鉀養(yǎng)分釋放符合芡實吸收規(guī)律。鈕慶平[38]利用復合微生物菌種、EDTA二鈉、活性炭、過硫酸氫鉀等為材料，加入熔融的尿素制成一種緩釋復合肥，肥效6～7個月，適合長期種植芡實。

圖2 大田淺水種植芡實（育苗移栽，水深一般30～40 cm）

3.3 病蟲害防治

芡實生長過程中易受病原菌侵染和害蟲為害，嚴重的芡實生長異常，產(chǎn)量明顯降低。張寶棣等[39]發(fā)現(xiàn)，為害芡實生長的病害主要是炭疽病和斑腐??；主要害蟲是食根金花蟲和蚜蟲，以幼蟲為害芡實莖葉和根系，導致根部發(fā)黑腐爛，引起植株死亡。近年來，隨著芡實種植面積不斷擴大，又發(fā)現(xiàn)芡實葉瘤病等[40]。Kumar等[20]報道，如果不對病蟲害加以控制，生產(chǎn)損失達80%～90%。

在農業(yè)防治上，為減少病蟲害對芡實的影響，除采用冬耕凍垡等方式，殺死部分越冬病原菌和幼蟲，減輕為害外，還需做好田間清潔衛(wèi)生，及時清除病殘體[41]。

在藥物防治上，常采用80%炭疽福美可濕性粉劑800倍液或70%甲基托布津（甲基硫菌靈）可濕性粉劑800～1 000倍液防治炭疽病、斑腐病和葉瘤??；對于食根金花蟲和蚜蟲，則可撒施茶籽餅粉（300 kg/hm2）和噴施敵百蟲晶體400～600倍液防治[42]。江西省2020年發(fā)布的《芡實栽培技術規(guī)程》中，推薦采用人工捕捉和農藥防治病蟲害，而農藥的使用必須符合NY/T 393的相關規(guī)定[43]。

4 芡實采收途徑

芡實一般為傳統(tǒng)的人工采收（圖3），利用竹刀進行分期采收，這種方式易導致根系和葉片損傷[44]，影響芡實產(chǎn)量，且收獲工作量大，極不方便。據(jù)安徽省2019年發(fā)布的《沿淮行蓄洪地區(qū)芡實生產(chǎn)技術規(guī)定》，沿淮地區(qū)一般8月中旬后開始采收鮮食芡實，以收芡實米為目的的，一般11月中旬植株枯萎后集中采收；采收無刺芡時，需用專用竹刀從果實基部取下果實，保證果梗不受損傷；采收有刺芡時，可用鐮刀直接割下果實。大面積種植，以收干芡米為目的的，待植株枯死漚爛后用采收船進行機械采收[45]。

Khadatkar等[46]設置了一套從池塘采集芡實的裝置，該裝置包括1個由10 L壓縮空氣氣瓶提供支撐的浮動平臺，1個帶有調節(jié)器的10 m軟管和1個帶有帶帽、面罩和內容物指示器的套裝迷你潛水工具包，與傳統(tǒng)采收裝置相比，芡實采收過程更加便利且產(chǎn)量提高了33.6%。楊書戈等[47]發(fā)明了一種芡實采收器，使采收的芡實果實從鐮刀的半圓形面上跌落至采收袋內，避免了用手直接接觸芡實果實，更加方便。陳志宏等[48]發(fā)明了一種芡實果實采收裝置，包括手持機構、支架和抓手裝置，其中緊線器使抓手抓攏范圍增大，適合采收不同大小的果實，提高了芡實果實采收效率。

5 芡實栽培模式

5.1 芡實—水芹高效栽培模式

芡實3月下旬至4月中旬浸種、催芽、播種，5月下旬假植，6月下旬移栽，7月中旬至9月采收結束；9月下旬育水芹苗，10月上旬移栽，次年4月收獲結束，每667 m2可獲得效益1.5萬元[49]。據(jù)江蘇省2016年發(fā)布的《芡實—水芹生產(chǎn)技術規(guī)程》介紹，9月下旬排種，宜選用早熟耐熱品種，如常熟白芹、宜興圓葉芹；10月上中旬排種，則選用晚熟耐寒品種，如玉祁紅芹等[50]。

5.2 一熟茭—豆瓣菜—藕蓮—芡實—水芹兩年五熟高效設施栽培模式

第1年至第2年6月中旬，依次定植采收白種一熟茭、大葉豆瓣菜苗、花藕早熟種，待6月下旬定植姑蘇芡5號，9月上旬至10月上旬采收，10月上旬排種蘇芹雜5號，12月下旬至第3年3月上旬收獲，扣除成本后，該模式每1 hm2純收入33.6萬元[51]。

5.3 芙蓉萍、菱角與芡實混合種植模式

將芙蓉萍種植在菱角的外層，與芡實進行混合種植，有效保證了菱角、芡實種植水域的水質，相比芡實與蓮藕等種植，這種模式有生長速度快、發(fā)病率低、產(chǎn)量高、質量好等優(yōu)點[52]。

5.4 芡實與魚類空間搭配的種養(yǎng)模式

芡實種子利用無土空氣發(fā)芽進行播種，隨芡實生長進行注水、培水、投放魚苗，在注水口設置消毒裝置，潑灑復合菌和復硝酚鈉調節(jié)水體，其中復合菌與水中懸浮的有機質結合形成的懸浮活性物質以及有機肥可作為水體中浮游生物和幼魚的餌料，種植的芡實可吸收池水中的氮、磷等營養(yǎng)物質，實現(xiàn)價值的最大化[53]。

圖3 人工采收芡實

5.5 芡實的其他種植模式

芡實還可以與其他作物，如水稻、小麥等進行輪作。Singh等[54]建立了魚、水稻、板栗與芡實相結合的綜合生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式。與傳統(tǒng)芡實種植模式相比，這種模式比芡實—魚、芡實—水稻和芡實—板栗的總收益明顯提高。Pramanik等[55]研究表明，在濕地生態(tài)系統(tǒng)下，芡實和魚類均可獲得良好的有機和無機營養(yǎng)，芡實—魚養(yǎng)殖對芡實的產(chǎn)量和營養(yǎng)價值有顯著提高。Kumar等[56]研究表明，在農田中，1 a內可成功輪種2季芡實，極大提高了芡實產(chǎn)量。

6 展望

芡實是一種含有豐富營養(yǎng)元素的水生蔬菜，不僅是受消費者歡迎的時鮮蔬菜以及觀賞植物，還具有功能強大的藥用價值，其種植效益與經(jīng)濟效益十分可觀。目前，芡實品種已由傳統(tǒng)的野生品種向雜交品種方向轉變，不僅使芡實產(chǎn)量得到了提高，且雜交新品種對普通病蟲害具有抗性，但仍無法完全避免病蟲害導致的芡實品質下降。因此，可通過基因工程等手段對芡實進行品種改良，發(fā)掘優(yōu)異基因用于高產(chǎn)優(yōu)質育種，來滿足市場不同需求，使種植效益最大化。

在芡實育苗方面，廣大科研工作者進行了大量研究，先后出現(xiàn)了多種推廣面積較大的育苗方式，但目前生產(chǎn)中仍以育苗田育苗為主。因此，為實現(xiàn)芡實的高出苗率，破除堅硬的種殼而不降低發(fā)芽率，減少育苗用工和育苗勞動強度，培育出壯苗，筆者認為根據(jù)芡實不同品種特性建立一套完善的芡實高效育苗方法，是下一步需要深入研究的重點。

在芡實栽培管理、采收途徑和栽培模式方面，目前已初步形成了一套完整的芡實栽培體系，同時建立了魚、龍蝦、水稻、水芹、蓮藕等與芡實相結合的混合種套養(yǎng)模式，并與多種采收模式相結合，實現(xiàn)了芡實價值的最大化，但高產(chǎn)、優(yōu)質、抗逆仍將是未來芡實栽培研究的主要目標。