瓜尔豆利用与研究进展

黄健峰，王岩，崔晓光，陈爱国

（1.克拉玛依巨丰汇农生态农业科技有限公司，新疆克拉玛依834000；2.辽宁省农业科学院创新中心，辽宁沈阳110161）

瓜尔豆（Cyamopsis tetragonoloba（L）Taubert）为豆科瓜尔豆属，是一种耐旱、耐瘠薄、能增进土壤肥力、适于机耕的优良豆科作物。瓜尔豆种子胚乳富含非离子型半乳甘露聚糖即瓜尔胶，瓜尔豆胶及其衍生物具有较好的水溶性，且在低质量分数下呈现很高的粘度，由于这一特性，瓜尔豆胶主要用作石油水基压裂液原料以提高石油产量。此外瓜尔豆胶还广泛应用在造纸、纺织、食品、香料、药物及矿冶工业上，瓜尔豆又可作为蔬菜食用，其种子营养丰富，可替代粮食，植株可作饲料及绿肥。近年来，世界对瓜尔豆胶的需求不断扩大，对瓜尔豆的研究也逐渐增多。

1 瓜尔豆的特征与分布

1.1 形态特征

瓜尔豆是一年生直立草本植物，茎有5棱，复叶互生，小叶3片，呈卵圆形，叶边近全缘或有不规则的缺刻。花小，腋生的总状花序，萼5裂，花冠蝶形，旗瓣和龙骨瓣白色，翼瓣浅紫色，雄蕊10，连合为单体。荚果线状长圆形，有5条隆起的纵脊，先端有喙，内有8～10颗种子，种子圆形至椭圆形，胚乳约占其40%，含瓜尔胶约33%[1]。

1.2 起源和分布

瓜尔豆原产于非洲或热带亚洲，主要用作蔬菜、饲料、绿肥等，栽培于印巴次大陆西部半干旱地区。巴基斯坦种植地区在信德、拉合尔等省，印度种植中心为塔尔沙漠边缘的拉贾斯坦邦和古吉拉特邦，美国于1903年开始从印度引种瓜尔豆，主要用作改良土壤和饲料作物，主要栽培在亚利桑那州、德克萨斯州、新墨西哥州等西南部的干旱地区，这些地区已形成规模化工业种植。

1.3 国内引种情况

据资料记载，早在1920年瓜尔豆作为植物新品种就引入过我国云南，直至20世纪70年代，为解决石油工业对瓜尔胶的需要，先后从巴基斯坦和美国引入瓜尔豆共27个品系，分别在广东、湖南、新疆等19个省、区、市正式推广试种[2]。新疆自然环境与印巴次大陆瓜尔豆原产地自然条件相似，并且拥有克拉玛依、吐哈、塔里木等多个大型油田，每年需要大量的瓜尔豆胶，促进了瓜尔豆在新疆的大面积种植。2009年，克拉玛依巨丰汇农生态农业科技有限责任公司分别在新疆乌苏、疏附、克拉玛依、莎车等地种植瓜尔豆，并进行新品种选育和高产栽培技术的研究。

2 瓜尔豆的应用

2.1 食用价值

瓜尔豆在印度、巴基斯坦和中国云南最早作为蔬菜作物栽培，其植株的幼苗、嫩叶和嫩荚含有丰富的碳水化合物、氨基酸、维生素等营养元素。处于营养生长期的瓜尔豆植株蛋白质和干物质含量高可作为牧草放牧或作为青饲料贮存，也可以作为绿肥作物翻压入土壤，培肥地力。瓜尔豆还具有较高的药用价值，研究表明，食用瓜尔豆种子或瓜尔豆胶可减少血液中血酯、胆固醇和尿中尿蛋白、尿酸的含量。瓜尔豆还具有治疗胃溃疡、便秘、妊娠期瘙痒症、肠炎沙门氏细菌引起的肠炎、提高免疫功能等作用[3-5]。

2.2 工业价值

瓜尔豆胶是瓜尔豆产业的主要产品，是极为良好的增稠稳定剂。瓜尔豆胶即种子中的胚乳多糖，其主要化学成分是半乳糖甘露聚糖，在结构上，以α-1，4键相互连接的D-甘露糖为主链的不均匀地在主链的某些C6位上再连接D-半乳糖为支链，其平均半乳糖与甘露糖之比为1∶2。此结构决定了瓜尔豆胶具有很强高度黏性和持水性，瓜尔豆胶在食品工业中可用作悬浮剂、增稠剂、成膜剂、乳化稳定剂、粘合剂或保水剂，适用于制作调味酱、点心、饼馅、汤料等食品。瓜尔豆胶水化后能形成粘性很强的糊状物，不透水，因而在炸药工业中可用作防水剂，在采矿工业中可用作矿井泄漏堵塞剂的成分。在对矿石进行浓缩、提纯或对工业废水进行处理时，可用作絮凝剂和沉淀剂。由于瓜尔豆胶能和电解质相互混用，因此可用作油井压裂剂。瓜尔豆胶在造纸工业中的主要用途是增加纸的潮湿强度。在纺织工业中可用作增稠剂和上浆剂。在制药工业中可用作增稠剂、药片粘合剂或崩解剂，还可直接用作轻泻剂。在化妆品工业中，可用于配制面膜、牙膏、剃须膏，它能使膏体具有滑动性，使膏体易挤出。此外，在配制各种洗涤剂时，可用来保护胶体。据统计，瓜尔豆胶已经在20多个工业部门90多个领域得到了广泛的应用。

3 瓜尔豆栽培研究现状

3.1 栽培方式对瓜尔豆的生长发育与产量影响

郑群[6]认为，瓜尔豆的产量先随密度的增加而上升，当密度达到15 cm×15 cm时，产量最高，密度再增加，产量反而下降。瓜尔豆的千粒重随种植密度的增加而降低，植株的叶片数、株高、单株有效花序数、单株产量等随着种植密度的降低而增加，当降到行株距为15 cm×20 cm或20 cm×15 cm时，这些指标均达最大值，当种植密度进一步降低，达到行株距为15 cm×25 cm或25 cm×15 cm时，指标反而下降。

3.2 瓜尔豆对温度的要求

郑光华等[7]认为，瓜尔豆种子发芽的最适温度为25～30℃，低于或等于10℃种子不发芽，35～40℃对种子的发芽影响不大，冷冻干燥可减轻低温浸种的不利影响。

3.3 瓜尔豆对光照的要求

瓜尔豆对光照的要求较严格，在其生长发育过程中需要较强的光强，是一种严格的短日照作物[8]。瓜尔豆对光强的反映敏感，当光强降低至自然光强的50%和25%时，其产量分别降至 43.79%和35.08%。光照减弱，植株的伸长生长加快，茎粗降低，节间伸长，茎粗/株高的值降低，叶片变薄，叶面积前期减小、后期增大，叶片干物质含量下降，瓜尔豆的单株花序数、单花序荚数、种子千粒重等降低，使瓜尔豆子的单株产量和总产量降低[9]。

3.4 瓜尔豆对水分和土壤的要求

吉雪花[10]采用膜下滴灌方式，研究4个水分处理，即 W0极度胁迫（灌水量 450 m3/hm2）、W1重度胁迫（灌水量1 530 m3/hm2）、W2轻度胁迫（灌水量1 890 m3/hm2）、W3充分灌溉（灌水量 2 250 m3/hm2）对瓜尔豆生长与逆境生理指标的影响，结果表明，W2处理对瓜尔豆产量性状和各生理生化指标的影响较为明显。

瓜尔豆对土壤的适应范围广，最适宜生长在肥沃、疏松和砂壤土上。瓜尔豆对水涝敏感，但耐盐耐碱，是极好的土壤改良作物，适宜与高梁、小粒谷类作物和蔬菜轮作。

3.5 瓜尔豆主要病虫害

瓜尔豆病害较为严重，主要有根腐病、叶斑病、病毒病等，及时进行防治是增产的关键[11]。虫害主要有豆蚜虫、芝菁虫、红背安缘蝽、荚瘿蚊。

4 建议

自瓜尔豆胶进入中国市场以来，在石油工业中得到迅速推广应用，国内对其的需求量增加很快，我国瓜尔豆胶大部分依赖国外进口，石油工业、食品工业都面临十分严峻的形势。因此，需要广大农业科研工作者进一步深入瓜尔豆新品种选育及适应性研究，提高瓜尔豆的产量和质量，扩大其在我国的栽培范围，以满足国内对瓜尔豆的需求。

[1]朱相云，杜玉芬.中国豆科植物外来种之研究[J].植物研究，2002（22）：2.

[2]徐又新，史劲松.瓜尔豆的资源分布及引种栽培[J].中国野生植物资源，2009，28（2）：69-71.

[3]Takahashi H，wako N，Okubo T，et al.Influence of partially hydrolyzed guar gurn on constipation in women[J].Journal of Nutritional Science and Vitaminology，1994，40（3）：251-259.

[4]Rafatullah S，A1-Yahya M A，A1-Said M S，et al.Gastricantiulcer and cytoprotective effects of Cyamopsis tetragonoloba（Guar）in rats [J].International Journal of Pharmacognosy，1994，32（2）：163-170.

[5]Riikonen S，Savonius H，Gylling H，et al..Oral guar gurn，a gelforming dietary fiber relieves pruritus in intrahepatic cholestasis of pregnancy[J].Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica.2000，79（4）：260-264.

[6]郑群.不同种植方式和密度对瓜尔豆生长发育及产量的影响[J].石河子大学学报（自然科学版），2008，26（2）：195-198.

[7]郑光华，顾增辉，徐本美.瓜尔豆种子发芽生理的研究[J].植物生理学报，1980，6（2）：115.

[8]张洁.新经济作物—瓜尔豆[M].科学出版社.北京：1987.

[9]郑群，吕国华.弱光对瓜尔豆新品系SU-B5生长发育和产量的影响[J]沈阳农业大学学报，2006，37（3）：442-445.

[10]吉雪花，郑群，李格，等.水分胁迫对瓜尔豆生长和生理性状的影响[J].干旱地区农业研究，2014，32（3）：39-44.

[11]郭本森，邹祜梅，徐海清，等.瓜尔豆病害的调查研究[J].热带植物研究，1978（10）：17-20.

[12]郭本森，邹祜梅，古琼玉.瓜尔豆虫害发生概况及其防治[J].云南农业科技，1981（2）：32-34.