鸭儿芹的综合利用及其栽培与繁殖技术
2012-12-09吴宝成刘启新
吴宝成,刘启新
(江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园),江苏南京210014)
鸭儿芹(Cryptotaenia japonica Hassk.),别名三叶芹、鸭脚板、鸭掌菜、野芹菜,隶属于伞形科(Apiaceae)鸭儿芹属,是一种多年生草本植物,英文名为Japanese honewort,Japanese cryptotaenia,misuba,dissect cryptotaenia。在我国主要分布于河北、安徽、江苏、浙江、福建、江西、广东、广西、湖北、湖南、山西、陕西、甘肃、四川、贵州、云南。通常生于海拔200~2 400 m的山地、山沟及林下较阴湿的地区。朝鲜和日本也有分布[1]。
近年来,鸭儿芹的价值在逐步得到开发和利用,在传统药用基础上扩展到保健特色蔬菜和园艺地被植物。因鸭儿芹营养丰富,具有特殊的芳香味,是中国和日本等国家喜食的绿叶蔬菜,又因其易于生长,繁殖简易,耐阴湿环境,也可作地被植物,应用于园艺造景中的角落、林下等荫蔽环境。因此,鸭儿芹无论对调剂市场蔬菜品种,对有机蔬菜的生产和创汇型农业的开发,还是丰富园林造景中地被植物的栽培种类,都具有十分重要的意义,已成为国内外研究者关注、消费者欢迎的特色植物。本文对鸭儿芹的药用、食用、园林应用以及人工驯化和栽培技术进行了总结,并对其开发前景进行了展望。
1 生物学特征
1.1 鸭儿芹的形态特征(图1,2)
习性。鸭儿芹为多年生草本,高20~100 cm。
主根短,侧根多数,细长。
茎直立,光滑,有分枝。表面有时略带淡紫色。基生叶或上部叶有柄,叶鞘边缘膜质;叶片轮廓三角形至广卵形,长2~14 cm,宽3~17 cm,通常为3小叶;中间小叶片呈菱状倒卵形或心形;两侧小叶片斜倒卵形至长卵形,所有小叶片边缘有不规则的尖锐重锯齿,表面绿色,背面淡绿色,两面叶脉隆起。越往上茎生叶越小。
复伞形花序呈圆锥状,花序梗不等长,总苞片1,呈线形或钻形;伞辐2~3,不等长,小总苞片1~3。小伞形花序有花2~4;花柄极不等长;花瓣白色,倒卵形,顶端有内折的小舌片;花丝短于花瓣,花药卵圆形;花柱基圆锥形,花柱短,直立。
分生果线状长圆形,合生面略收缩,胚乳腹面近平直,每棱槽内有油管1~3,合生面油管4,分布于内果皮与中果皮之间[2]。花期4~5月,果期6~10月[1]。
种子千粒重1.8~2.3 g。
1.2 形态变异与种下分类单位
鸭儿芹属植物的叶片变异较大。鸭儿芹属植物的叶片除上述特征外,还有深裂和羽裂两种类型。根据叶片分裂程度,分别命名为深裂鸭儿芹C.japonica Hassk.f.dissecta(Y.Yabe)Hara和羽裂鸭儿芹 C.japonica Hassk.f.pinnatisecta S.L.Liou[3]。此外,叶片及植株的颜色也有差异,呈暗紫色,称紫叶鸭儿芹 C.japonica var.atropurea(Makino)Ohwi[4,5]。其中鸭儿芹在中国为野生自然分布和人工栽培,深裂鸭儿芹和羽裂鸭儿芹全为野生分布,尚未进行人工栽培。紫叶鸭儿芹全为园艺栽培,尚未见野生分布。
鸭儿芹属植物的花色也有变化。鸭儿芹及其变异类型深裂鸭儿芹和羽裂鸭儿芹的花瓣都是白色的,而紫叶鸭儿芹的花瓣带紫红色或紫红色的。
图1 鸭儿芹的全株形态
2鸭儿芹的开花形态
2 应用价值
2.1 营养成分
鸭儿芹营养丰富,每百克嫩茎叶含蛋白质2.7 g、脂肪 0.5 g、碳水化合物 9.0 g、纤维素 2.2 g、钙338 mg、磷46 mg、铁 20.1 mg、胡萝卜素 7.85 mg、维生素 B10.06 mg、维生素 B20.26 mg、尼克酸 0.7 mg、维生素 C 33 mg[6]。
2005年张敏等[7]对鸭儿芹矿质元素的研究表明,鲜鸭儿芹含 Zn 0.027 mg/g、Na 1.017 mg/g、Mg 2.146 mg/g、K 44.74 mg/g、Cu 0.014 mg/g、Mn 0.027 mg/g、Ca 11.296 mg/g、Fe 0.174 mg/g。
鸭儿芹营养丰富[8],其中胡萝卜素含量较高达到7.85 mg/100 g,比常见的蔬菜生菜(0.8 mg/100 g)、空心菜(1.52 mg/100 g)、白菜(0.02 mg/100 g)、苋菜(0.28 mg/100 g)要高。形成鲜味的天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量均较高,分别达到5.12 mg/100 g 和 6.11 mg/100 g[9]。必需矿物元素 Ca和Fe含量均高于一般蔬菜[8]。
2.2 药用价值
鸭儿芹性味苦、辛、寒。民间将鸭儿芹全草入药,治虚弱,尿闭及肿毒等,全草捣烂外敷治蛇咬伤[1]。
鸭儿芹含有鸭芹烯(Cryptotaenen)、开加烯(Kiganen)、开加醇(Kiganol)等挥发油,具有清咽抗炎[10]、消炎理气、活血化瘀、止痛止痒之功效;可调治虚弱劳累,消除无名肿毒,经常食用可增强人体免疫力[11,12]。同时对感冒咳嗽、肺炎、肺脓肿、淋病、跌打损伤、风火牙痛,皮肤瘙痒等症有疗效[13-15]。
鸭儿芹含有以萜类化合物为主的挥发油成分,例如α-蒎烯(α-pinene)、β-水芹烯(β-phellandrene)等[16]以及 4.47% 的总黄酮(Flavonoides)[17],总黄酮对由四氯化碳所致的急性肝脏损伤有保护作用[18],具有较高的药用价值和保健功能。其水煎液对金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用[19]。
2.3 食用价值
鸭儿芹无毒,符合食品安全[20],嫩叶、茎和花可生吃或烹饪,可以凉拌、做汤、炒肉、盐渍等[13],清脆可口。也可做调味香草或加入沙拉中,味同芹菜。根也可食。种子可做蛋糕、面包和饼干的调味料。
鸭儿芹在日本是一种重要的叶用蔬菜,日本很早以前就有采摘野生鸭儿芹供食用的习惯,其栽培历史可追溯到300多年前,也是目前日本设施农业栽培面积最大的蔬菜种类,通过先进的栽培措施,基本可保证周年生产和供应[13]。目前日本育有青梗和白梗两大类型的鸭儿芹品种。
在我国,民间很早就有采食鸭儿芹的历史,但是对于鸭儿芹的商业开发起步较晚,20世纪90年代才从日本引进栽培品种,而我国目前的鸭儿芹品种大多是从日本引进的[21]或是野生转家化,在我国广东(佛山)、湖南、湖北、贵州、江苏等省均有一定的种植面积,主要是外销及宾馆消费[22]。
2.4 生长发育特点及其在园艺中的应用
2.4.1 生长习性
(1)物候期。长江中下游地区野生鸭儿芹一般于3月中下旬开始萌发,8月上旬开始陆续开花结实,8月下旬至9月中旬种子成熟,开花结实后植株冬季枯死,散布的种子第二年3月下旬开始萌发;当年未开花植株也占有相当比例,1月份倒苗,3月初即可萌发,全年青绿期可达260~280 d。
(2)繁殖能力。鸭儿芹主要以有性繁殖为主,种子成熟散布于母株周围,不需人工播种,可实现自繁。鸭儿芹生长点仅贴地面,多次刈割不会影响生长发育,且刈割后能够在约1个月内恢复,若管理措施得当,恢复时间可缩短至20 d左右。
(3)侵占能力。由于鸭儿芹植株直立,开展度不大,适于密植,若播种密度合适,可数年保持稳定的栽培密度,极少被杂草入侵。
(4)生态学特性。鸭儿芹性喜冷凉潮湿的半阴地,耐寒,对土壤要求不严,但忌高温、强光、干旱。种子8℃即可萌发,20℃为其发芽适温。植株适宜生长温度为日平均气温10~25℃,其植株生长和新叶发生速度均较快。当温度出现零度以下低温时,均能正常生长,仅生长速度较慢。高温对植物的生长具有抑制作用,当温度在30℃时,鸭儿芹生长缓慢,自下部叶开始发黄萎蔫。鸭儿芹对光照要求低,光补偿点和光饱和点分别为1 000 lx和20 000 lx左右,仅是芹菜的1/2[23],同时也是高光合量类植物[24]。
2.4.2 园艺价值及应用
(1)耐阴地被植物。鸭儿芹具有青绿期长、繁殖容易、成坪速度快、易管理、耐阴性强、耐涝性强、极少发生病虫害等特点,符合荫生地被植物的评价标准[25],是一种优良的耐阴地被植物。
(2)湿地栽培植物。鸭儿芹对营养元素有较强的吸收能力,因此可以种植在营养富集化的水域中以修复水体,是一种优良的人工湿地栽培植物[24]。
(3)园林配置植物。自20世纪80年代,南京中山植物园引种鸭儿芹、紫叶鸭儿芹和深裂鸭儿芹并成功应用于林下园艺造景。
3 人工繁殖方法及栽培要点
3.1 繁殖方法
3.1.1 种子繁殖
我国南方地区露地栽培可在2~10月分批播种,4~12月采收;北方地区在4月中旬至8月中旬分批播种,6~11月陆续采收。喷施赤霉素可提高鸭儿芹种子的产量和质量[26]。2003年王艳等[27]在不同播种期对鸭儿芹种子质量的影响进行研究,结果发现在广东佛山,收获的鸭儿芹种子以9月14日至10月14日播种的质量较佳,其种子的千粒重、发芽率、活力指数及外观形态特征显著好于10月中旬以后播种的鸭儿芹的种子。南方最适播种期为9月中旬到 10 中旬(18 ~20℃)[27,28]。
种子收获后在17%盐水浸泡30 min,清除浮在上面的杂物、瘪籽,然后用水清洗、并用纱布包好,在流水中浸泡24 h。期间淘洗4~5次,将褐色洗掉。取出种子淋去多余水分,在50%苯菌灵可湿性粉剂1 000倍液5~6 h或高锰酸钾1 000倍液消毒中浸泡15 min,进行种子消毒,再水洗,并置于5~7℃冷藏15 ~20 d,种子发芽率可达50%[29,30],可保存2 ~3年。播种前用始温45℃温水浸种24 h,发芽率得到明显提高[28]。
鸭儿芹育苗直播应准备15 cm厚营养土,耙平床土,浇透底水。先将种子与少许细沙或细土拌匀,撒播或条播于畦,播种量10 g/m2左右。条播行距4~5 cm,细土覆盖0.3~0.5 cm厚,以盖住种子为度,并然后覆盖地膜,保持床温20~25℃。10~15 d后陆续出苗,选择阴天或晴天傍晚撤掉地膜。在苗期,鸭儿芹生长缓慢,要加强光照管理,保持土壤湿润,防止发生猝倒病或立枯病。温度白天控制在20~30℃,夜间l5~20℃,最低气温不低于10℃。2~3片真叶时需间苗,并除草。当植株展开3~4片真叶,株高8~10cm时定植。早春定植前进行秧苗锻炼5~7 d。苗龄50~60 d。鸭儿芹的营养液温室栽培的播种方法分为两种:一种是将种子播在装有蛭石、珍珠岩和菇渣混合基质的128孔穴盘上,每孔4~6粒种子;另一种方法是将海绵切成长2 cm、宽2 cm、高3 cm的小块,上面挖一小孔,每孔播入4~6粒种子。穴盘和海绵块均放在栽培床上,定时接受循环供液。营养液温室栽培,温室周年可收8茬以上[23,31]。
3.1.2 地下茎繁殖
可周年进行。挖出地下茎,去掉老茎和老根,剪成4~6 cm长的段,按行株距10 cm×10 cm平铺于沟中,覆土浇水。需种根量2 250 kg/hm2。
3.1.3 分株繁殖
在距离地面5~6 cm处剪去地上茎,然后将植株连根挖起,分割成几个单株,使每一分株均带有一定根系,栽植后成苗率较高。分株繁殖的时间一般以4~5月较合适。
3.1.4 自繁
可在上年采收时适当留下母株,让其种子自然散布在母株周围,这种方法较简单,省工且产量较高,但一般第二年3 ~4 月间才能萌发[32,33]。
3.2 栽培要点
3.2.1 整地技术
选择土壤有机质含量多、蓄水保肥能力强,pH 6~7的土壤。定植前翻地,深度20~25 cm,同时施腐熟优质有机肥3 ~4 kg·m-2,磷酸二氢铵25g·m-2或腐熟农家肥0.3~0.5 kg·m-2,然后耙平、做畦。畦宽80~100 cm,定植6~8行,行距10 cm,株距8~10 cm。浇足定植水,定植宜选择晴天上午进行。
3.2.2 定植技术
按株行距10 cm×10 cm,每穴3株进行定植。定植后要浇透水,并注意保持合适温度,以利于鸭儿芹的存活和生长。
3.2.3 栽培管理技术
(1)肥水光照管理。定植10~15 d后,施用速效氮肥(0.5 kg尿素加100 kg水)进行第1次追肥,以后每两周追施1次。每次采收后均要追肥1次,以保证鸭儿芹的产量和品质。鸭儿芹耐涝能力强,忌干旱,因此可以经常浇水,以保证田间土壤的湿度。每次追肥后要浇1次透水。要适当控制光照,可达到软化栽培的目的。
(2)中耕除草。进行2~3次中耕除草,在整个鸭儿芹种植期间视杂草情况除草。
(3)病虫害防治。鸭儿芹在栽培期间,如果管理得当,一般极少发生病害。常年栽培,有时会发生叶斑病、锈病和枯萎病;主要的虫害有蚜虫和白粉虱[34]。叶斑病防治:可用75%百菌清可湿性粉剂600~800倍液叶面喷雾;锈病防治:可用50%二消散可湿性粉剂200倍液,或敌锈钠200~250倍液叶面喷雾;枯萎病防治:在发病初期,用50%多菌灵可湿性粉剂,或50%苯来特可湿性粉剂500~800倍液灌根;蚜虫防治:可用20%灭蚜松可湿性粉剂2 000倍液或10%吡虫啉可湿性粉剂6 000倍液叶面喷雾[33];白粉虱防治:可用2.5%溴氰菊酯乳油2 000 ~2 500 倍液喷雾[28]。
鸭儿芹周年生产可采用林下仿生栽培、搭建遮阳棚、营养液温室栽培等设施农业技术。研究表明,林下仿生栽培要优于露地搭建遮阳棚,更优于无遮阴的露地栽培[35]。
3.3 采收和加工
采摘分嫩株全株采收和分期嫩茎叶采收两种。当苗高15~20 cm,颜色鲜绿色时即可采收,距地面2~3 cm处平割,不可伤到生长点。分期嫩茎叶采收一般每隔1个月可采收1次[36]。叶片分支后进入花芽分化时期,不宜采收[37]。如来不及上市可贮于1~3℃冷库内,能保鲜6周品质不变,也可制成冻干品运输和销售[38]。用300×10-6Zn2+护绿液,在pH 8.5、95℃条件下漂烫1.5 min,再用0.8%Ca2+溶液浸泡30 min,鸭儿芹产品的护绿效果最好且能较好地保持原有外观和品质[39]。
4 小结与讨论
尽管国内外对鸭儿芹已有了一定的研究,但是鸭儿芹目前研究仅局限在引种栽培和蔬菜初级开发上,并未有全面深入的研究。由于国内主要通过从日本引种和采集野生鸭儿芹进行人工栽培研究,没有育成产量高、品质好的本土品种(系),限制了国内鸭儿芹蔬菜产业的发展和进一步开发。应加大鸭儿芹蔬菜的深加工和新产品开发等方面的工作。其应用的范围也应扩大,目前已有的研究表明,包括β-月桂烯(β-myrcene)、β-水芹烯(β-phellandrene)、β-红没药烯(β -bisabolene)和 γ-松油烯(γ -terpinene)等形成香气的挥发性成分[16],说明鸭儿芹具有香料植物开发的潜在价值。同时,作为民间药用植物的鸭儿芹,对具有良好治疗效果的活性成分的深入研究,也是其未来重点研究的方向之一。
中国野生分布的鸭儿芹属植物除鸭儿芹外,还有裂叶鸭儿芹、羽裂鸭儿芹,栽培品种有紫叶鸭儿芹。另外分布于北美的北美鸭儿芹(Cryptotaenia canadensis L.),有学者认为是鸭儿芹的东亚-北美对应种[40],也有学者认为仅有1种,即北美鸭儿芹,将鸭儿芹并入此种[41]。他们之间的分类学和亲缘关系究竟怎样,其化学成分、生物学特性是否存在差异,研究对象不应局限于鸭儿芹,需要进行深入的分类学探讨和进行全面的种质收集及资源评价等方面的研究。
鸭儿芹所具有的生物学和生态学特性,在园林绿化和园艺造景方面具有广阔的利用价值和应用空间。随着城市化进程的加快,城市中的绿地越来越多的处于建筑的包围中,由高层建筑、立交桥等形成的荫蔽、半隐蔽的绿地越来越多,据统计,我国城市中超过半数的绿地面积处于荫蔽环境下[42]。城市生态园林建设需要性状优良、生长稳定的耐阴地被植物。鸭儿芹抗逆性强,很少发生病虫害,应用于园林可降低人工管养的投入,同时也减少了使用农药、杀虫剂所带来的污染。鸭儿芹在园林造景中,既可以用作大块草坪、人工湖畔,亦可作小景材料,尤其适合庭园小径边、建筑转角处、林下荫蔽处、池边等小块绿地,可装饰和陪衬草坪的边缘和间隙,治理富营养化水体,同时减少冬季的萧条现象。其中紫叶鸭儿芹具有通体的暗紫色,可单独造景,亦可搭配其他园林植物,丰富和充实造景的色彩和空间。鸭儿芹及其同属植物作为城市园林绿化的地被植物具有广阔的应用前景和利用空间。综上所述,鸭儿芹及其同属植物虽有一定的研究,但目前的研究还不全面和充分,应拓展研究和应用的领域,加强在种质资源评价、蔬菜产品深加工、药用和化工以及园林绿化等方面的研究。
[1] 单人骅,佘孟兰.中国植物志:第五十五卷 第二分册[M].北京:科学出版社,1985:19 -20.
[2] 牟颖,刘启新.鸭儿芹不同器官分泌道结构及分布的比较解剖研究[J].植物资源与环境学报,2009,18(2):1-8.
[3] Wu Z Y,Peter H R,Flora of China[M].Beijing:Science Press,2005,14:80.
[4] Ohwi J.Flora of Japan[M].Tokyo:Shibundo,1978:979.
[5] Ohwi J,Kitagawa M.New Flora of Japan revised[M].1992:1102.
[6] 郭碧瑜,林春华,陈玉英,等.药用野菜—鸭儿芹的栽培与利用[J].四川农业科技,2004(8):13.
[7] 张敏,唐克华,黄荣芳,等.鸭儿芹及制品中矿质元素分析[J].中国野生植物资源,2005,24(2):43-45.
[8] 何功秀,张琳.湖南大围山区几种森林蔬菜营养成分分析[J].北方园艺,2009(10):77-79.
[9] 张莉,周守标.安徽产三种野菜的营养成分比较[J].营养学报,2008,30(1):117-118.
[10] 高敏,刘佳,王雨,向红,等.鸭儿芹的清咽功能及对大鼠体重和生化指标的影响[J].预防医学情报杂志,2005,21(3):375-376.
[11] 金东梅,东惠茹.绿色食品-野菜[M].北京:化学工业出版社,2001.
[12] 杨毅,傅运生,王万贤.野菜资源及其开发利用[M].武汉:武汉大学出版社,2000.
[13] 野菜园艺大事典编委会.野菜园艺大事典[M].东京:东京株式会社,1977.
[14] 江苏新医学院.中药大辞典(下册)[M].上海:上海科学技术出版社,1977.1842 -1843.
[15] 黄康泰,丁志遵.现代本草纲目(下卷)[M].北京:中国医药科技出版社,2000:2186-2187.
[16] 瞿万云,杨春海,余爱农,等.鸭儿芹挥发性化学成分的研究[J].精细化工,2003,20(7):416-418.
[17] 李长生,朱笃,邓娟,等.鸭儿芹总黄酮提取及含量测定研究[J].食品科学,2006,27(11):357-360.
[18] 田琳,龚其海.鸭儿芹总黄酮对四氯化碳致急性肝损伤小鼠的保护作用[J].遵义医学院学报,2008,31(1):8-10.
[19] 张应烙,尹彩萍,赖伟明,等.井冈山47种植物提取物对几种病原菌的生物活性[J].江苏农业学报,2005(4):51-53.
[20] 高敏,刘佳,俞红,等.野生鸭儿芹毒性及致突变性研究[J].预防医学情报杂志,2005,21(4):504-505.
[21] 任吉君.黑龙江新引国外蔬菜简介[J].中国蔬菜,1997(5):50.
[22] 王艳,周荣,任吉君,等.不同播种期对鸭儿芹种子产量影响的研究[J].种子,2004,23(3):51-52.
[23] 李萍萍.鸭儿芹部分光温特性及营养液栽培技术[J].中国蔬菜,1999,(1):39-40.
[24] 黄承才.富营养化水中14种野生植物光合和营养吸收的相关性[J].绍兴文理学院学报,2001,21(3):52-56.
[25] 胡中华,刘师汉.草坪与地被植物[M].北京:中国林业出版社,1994:16 -17.
[26] 周荣,任吉君,王艳,冯国良.赤霉素处理对鸭儿芹采种的影响[J].北方园艺,2009(7):94-96.
[27] 王艳,任吉君,张英慧,等.不同播种期对鸭儿芹种子质量的影响[J].湖北农业科学,2003,(6):85-86.
[28] 谢永刚,王爽.东北野生鸭儿芹周年高产栽培技术[J].中国蔬菜,2007,(6):47-48.
[29] 项小敏,刘惠琴,李朝森等.冷藏、低温沙藏对鸭掌菜种子发芽的影响[J].上海蔬菜,2009,(3):62-63.
[30] 项小敏,章心惠,刘慧琴等.鸭掌菜穴盘育苗技术[J].长江蔬菜,2010,(1):13-14.
[31] 李萍萍,王长宏.南方地区夏季蔬菜无土栽培高产技术研究[J].厦门大学学报:自然科学版,2001,40(sup.2):118 -122.
[32] 王章玮.高山特色蔬菜鸭掌菜栽培技术[J].现代农业科技,2006(11s):30.
[33] 汪舍古,叶建军.鸭儿芹的人工野化栽培技术[J].中国园艺文摘,2009,(2):71.
[34] 任吉君,周荣,王艳,等.鸭儿芹的特征特性及其栽培技术[J].中国蔬菜,2002(4):46-47.
[35] 王国英.鸭儿芹等五种森林蔬菜人工栽培技术研究[J].华东森林经理,2006,20(2):32-34.
[36] 杨辽生,刘乐园.保健野菜鸭儿芹大棚周年高产栽培技术[J].北方园艺,2010(3):59-60.
[37] 任吉君,王艳,周荣.鸭儿芹花芽分化动态研究[J].东北农业大学学报,2005,36(3):310-313.
[38] 周志,陈业.山野菜鸭儿芹冻干制品的研制[J].湖北民族学院学报:自然科学版,2008,26(3):273-276.
[39] 周志,汪兴平,程超,等.鸭儿芹护色技术及质量控制研究[J].食品科学,2003,24(8):50-52.
[40] Spalik K,Downie SR.Intercontinental disjunctions in Cryptotaenia(Apiaceae,Oenantheae):an appraisal using molecular data[J].Journal of Biogeography,2007,34(12):2039 -2054.
[41] Hiroe M.Umbelliferae of World[M].Tokyo:Ariake Book Company,1979:472 -479.
[42] 白伟岚,任建武,高永伟.园林植物的耐荫性研究[J].林业科技通讯,1999,2:12-15.